高密度电法在勘探基岩裸露矿山的不良地质体中的改良与研究

采用高密度电阻率法对矿山边坡局部地段进行勘探调查,找寻影响矿山稳定性的隐伏断层及岩性软弱层,并针对于基岩裸露的特殊地表,对高密度电法的采集装置进行了改良。综合相关地质资料分析验证,本次勘探取得了较好的效果,为该边坡的稳定性计算与分析评价以及后续相关治理措施提供了可靠的地质依据,证明了高密度电法对于矿山边坡不良地质体的勘探具有良好的效果。同时本次研究也验证了改良装置的准确性以及该装置在克服地表高阻体影响与提高野外工作效率等方面的优越性,该装置可以推广到其他诸如城市公路等类似基岩裸露地表的工区使用。     

七里坡小学高边坡稳定性分析及生态防护治理

在对七里坡小学高边坡进行勘探,查明边坡地质条件、稳定影响因素及节理裂隙特征的基础上,采用赤平投影法和极限平衡法对边坡进行了稳定性分析。分析结果显示,高边坡整体处于稳定状态,但在暴雨或连续降雨的不利情况下,边坡局部会逐渐趋于欠稳定状态,极易发生坡体前缘基岩局部崩塌和顶部土体失稳。根据该地区气候、环境及以往经验,提出采用锚拉式肋柱挡墙、锚索框架梁、排水与生态绿化相结合的综合措施对边坡进行防护,实施效果良好。     

地表极其复杂基岩裸露区地震勘探的施工方法

介绍了在地表极其复杂基岩裸露且煤层埋藏深度差异较大区进行三维地震勘探时,激发孔和检波器都不易安置的情况下,如何利用三维地震勘探的方法获得准确可靠的地质成果。以新疆B区三维地震项目的实践为例,介绍了在此类地区采用多种观测系统、山地钻成孔、石膏固化法安置检波器、资料处理特殊方法,最终取得了理想的效果。     

露天转井工开采条件下地表沉陷预测数值模拟研究

在露天转井工开采条件下,地下开采引起的地表沉陷以及井工开采对露天边坡的稳定性影响预测一直是矿山开采过程中的重大技术难题。针对当前两种计算方法存在的不足,应用FLAC数值模拟技术,对山西平朔安太堡煤矿b902井工开采工作面进行了分步开挖模拟,总结出了地下开采引起的地表沉陷规律,并对地表沉陷位移值进行预测及边坡稳定性分析。与现场实测位移资料对比结果表明,FLAC3D以实际的煤岩物理力学参数为计算依据,克服了常用计算方法的不足,其结果与现场实测结果比较接近,为露天转井工开采条件下地表沉陷预测及边坡稳定性分析探求了一种新的简单易行的方法。     

裸露岩体快速覆盖技术下飘台稳定性分析

由于裸露岩体边坡绿化存在较大难度,飘台在岩质边坡绿化上的应用表现出突出效果。在阐述飘台的原理及应用情形的基础上,对飘台进行了详细设计,并通过锚杆设计和飘台稳定性的计算,得出科学合理的绿化方案。将该项技术方案在唐山地区进行了应用,得到了非常理想的绿化效果。飘台设计合理,力学稳定性计算准确,绿化效果理想,为裸露岩体快速绿化及矿山生态修复开辟了新思路。     

采动影响下松藻矿区近地表溶洞的变形破坏规律

针对松藻矿区地质采矿条件，从弹性力学和随机介质理论出发．导出了采动地表溶洞顶板拉裂及稳定性计算模型，建立了溶洞跨距、埋藏深度及开采移动变形之问的数学关系’分析了在松藻矿区基岩裸露条件下，浅地表溶洞受采动影响的’‘变形破坏规律。     

基于高次团粒喷播技术的某露天矿边坡 绿色生态支护研究

露天矿山开采过程中形成大量的裸露边坡,受岩层节理裂隙和风化作用以及开采作业的震动等影响,岩石结构和稳定性遭受严重破坏,存在较大的崩塌隐患。且裸露的边坡缺乏水分和有机质,在强降水条件下,很容易出现水土流失,自然生态很难恢复。通过应用高次团粒喷播技术,不仅能够提升边坡的稳定性,同时还能改善边坡的生态环境。舞钢中加矿业发展有限公司经山寺铁矿对区内裸露边坡采用高次团粒喷播技术,经过四个月的施工养护,边坡稳定性良好,绿化效果显著。本文以此项目为研究对象,对高次团粒喷播技术施工要点进行详细探究,以期为类似工程提供借鉴。     

露井协调开采边坡稳定性监测

基于露井联采井工开采对露天边坡变形的显著特征及矿压控制原理,分析了边坡的变形机理,建立了边坡稳定性监测的基本方法,通过监测体现露井联采边坡矿压显现指标,包括边坡地表位移,岩体深部变形以及边坡应力,分析了井工开采对边坡稳定性的影响。安家岭二矿的边坡实测表明,井工开采对边坡稳定性影响较大,回采一定距离后,边坡平台出现破断及滑动,具体表现为:边坡地表及深部位移显示+1 379 mm平台处出现裂缝,使裂缝左右岩体分别向不同方向移动,地表位移为91.33 mm,深部位移为88.36 mm,平台出现裂缝前最大积聚应力为828 k N。研究结果为深入研究边坡变形与控制的基础理论提供了依据,为露井联采工程设计提供了明确的理论指导。     

基岩地表建筑物间接保护措施与数值分析

针对采动区基岩裸露地表移动和形的特点，提高出该类地区建筑物采用人工强面、人弱面间接保护技术，本文就某工程实践介绍了该种保护方法的应用，经有限元数值分析，证实该保护方法的明显效果，并提出了人工强面、人工弱面的合适构件的大小和深度。     

基于GA-BP模型的露天矿边坡稳定性预测

针对现有研究方法在预测露天矿边坡稳定性时存在适用性不强和误差大的问题,基于遗传算法对BP神经网络进行改进,提出一种露天矿边坡稳定性预测模型。该模型以坡体容重、黏聚力、内摩擦角、边坡倾角、边坡高度和孔隙压力6个参数为输入变量,以安全系数为输出变量,随后利用该模型对露天矿边坡的实例进行分析,与传统BP神经网络预测模型性能进行比较。研究结果表明:GA-BP模型在进行露天矿边坡稳定性预测时效果好,具有误差小和计算精度高的优点,为准确预测露天矿边坡稳定性提供了一种新的方法。     

司家营露天矿边坡滑坡原因及处理措施研究

司家营铁矿东边坡为复杂条件下的露天矿边坡,其倾向、倾角与地层基本一致,产状对边坡稳定性不利,水文地质条件属中等复杂,且受爆破震动等多种因素的影响,但前期开采并没有对边坡进行过有效的支护处理,边坡暴露一定的时间后,在降水及爆破震动的影响下,出现多处滑坡和潜在的滑坡征兆。结合该矿东边帮局部滑坡现象,分析了产生滑坡的主要原因,制定了应急处理方案,探讨了永久性边坡治理措施。     

降雨对层状软岩边坡的影响规律分析

采用摩根斯坦-普瑞斯法和有限差分法对层状软岩边坡在无水位和雨季水位2种状态下的稳定性进行分析评价,并以顺兴露天煤矿采场和排土场边坡为例进行了实例分析。结果表明:降雨对采场南帮边坡剖面D2的稳定系数折减幅度最大,达到了29.63%;对西帮D3剖面位置的弱化幅度最小,仅为0.14%。其主要原因在于南帮的暴露面积相对于其它边坡更大,在降雨影响下南帮边坡内部的水位线浸没了潜在滑面,增加了潜在滑面上部滑体的重力和水压力,造成边坡安全系数的急剧下降。采取削坡减重、内排压帮及疏干排水相结合的滑坡防治工程措施可有效的提高边坡稳定性,防止形成滑坡。     

含断层露天矿逆倾层状边坡稳定性数值模拟

平庄西露天矿西北帮为逆倾层状边坡,受坡体内F₃断层及弱层的影响,开采过程中存在滑动风险。为保障采剥作业安全,开展了西北帮边坡稳定性研究工作。选取西北帮断层区的典型工程地质剖面作为研究对象,应用有限差分软件FLAC^3D,基于强度折减理论,将D-P准则作为岩体破坏准则,以塑性区贯通作为边坡失稳判据,对平庄西露天矿西北帮F3断层区逆倾层状边坡稳定性进行了数值模拟研究。通过分析断层与边坡空间位置不同以及不含断层条件下西北帮边坡失稳破坏特征,揭示了F₃断层对西北帮边坡滑移模式与稳定性的影响。研究结果表明,F₃断层的存在及其位置控制了平庄西露天矿西北帮断层区边坡的潜在滑坡模式,进而影响了边坡的稳定性;滑坡的力学成因为岩体在自身重力作用下顺F3断层面滑移,进而挤压下部岩体沿MD弱层向临空面滑移,形成推动式滑坡;断层的存在会加速滑坡的进程,且断层距离边坡面越近,这种作用越明显。     

齐大山铁矿排土场增高扩容稳定性分析

由于露天矿开采量的增大和土地资源的紧缺,迫使企业在老排土场上进行增高扩容,由此引起的安全问题日益突出。以齐大山铁矿某排土场为例,分析验算该排土场增高扩容方案的可行性。通过室内实验取得的边坡散体力学参数,根据工程地质勘察成果建立排土场边坡模型,利用极限平衡法计算排土场分别坐落于基岩、黏土层之上,边坡体内无地下水,低水位、高水位情况下的边坡安全系数,获得了地下水对于排土场边坡安全的影响规律;尤其是当排土场坐落于黏土层之上时,边坡安全系数随着地下水位的不断升高而迅速降低,严重影响边坡安全。由排土场180~230 m不同高度的边坡稳定性分析可知,在180~220 m,排土场安全稳定性系数由1.122降到1.116;而在230 m,安全系数则增长到1.142。所获边坡稳定性随地下水位和边坡高度的变化规律为边坡安全性评价及整治方案确定提供了有力依据。     

霍各庄南矿段地下开采中露天境界顶底帮稳定性分析

针对霍各庄矿区南矿段从露天开采转入地下开采时已有露天边帮的稳定性问题, 选取霍各庄矿区南矿段典型勘探线剖面处露天境界最终边帮建立了模型, 运用有限元强度折减法找到了已有露天边帮的潜在滑移面, 采用边坡稳定矢量分析法对该露天境界顶、底帮在各个工况下的稳定性状态进行了分析。分析表明:边坡稳定矢量分析法可同时求解露天境界顶、底帮在潜在滑移面方向的安全系数; 该矿段露天边帮在露天开采结束时状态稳定; 露天境界顶帮的安全系数随地下开采向下延伸不断变小, 并在地下开采首中段时产生失稳破坏; 整个地下开采过程中, 露天境界底帮的安全系数受采动影响较小, 边帮一直处于稳定状态。     

沟谷地形下开采覆岩裂隙发育特征研究

为了研究沟谷地形条件下薄基岩浅埋煤层覆岩采动裂缝发育规律,以神府矿区为研究基地,对安山煤矿5-2煤开采工作面的覆岩采动裂缝发育特征进行分析,建立弱强度覆盖层作用下的基本顶受力模型,即“非均布载荷梁”结构模型。通过对非均布载荷梁结构的力学分析,推导基岩承载结构稳定性的判别条件,确定了基本顶两端压力、剪力及垮距等参数的计算公式,揭示了弱强度覆盖层厚度及坡度变化对覆岩采动裂缝间距的影响规律。实践表明,依据非均布载荷梁模型确定的覆岩采动裂缝间距与周期来压步距近似相等|覆岩采动裂缝随基岩破断失稳而呈周期性动态发育演化特征,工作面上方地表附近塌陷型和台阶型采动裂缝较为发育,采空区上方地表裂缝逐渐演化成错动量及张开量较小的闭合型地表裂缝。     

露天矿滑坡体的探地雷达检测技术

提出了使用探地雷达检测露天矿山边坡的方法。通过探地雷达探测实际露天矿山边坡,反演分析解释沿测线的雷达图像,结合雷达正演模拟计算,对比Janbu法稳定性计算结果发现：雷达探测边坡内部构造的图像与地表出露的滑坡特征相符,与稳定性计算形成的圆弧滑坡面也基本吻合,而且雷达探测结果还揭示了台阶边坡内部潜在的地质缺陷。探测结果证明,探地雷达检测露天矿山边坡内部地质构造和缺陷是可行的。     

降雨对矿山碎石土堆积体边坡稳定性影响

降雨形成的坡面流和渗流对排土场边坡的稳定性将产生一定影响。利用数值模拟技术,对西藏某铁矿排土场碎石土堆积体进行流固耦合计算,研究7天连续降雨对碎石土边坡的稳定性影响,得到以下结论：1）基于气象记录的最大降雨强度138 mm/d,在连续7天的降雨条件下,未对碎石土边坡造成明显的稳定性影响,安全系数从降雨前1.73降低至第4天的1.65后保持不变,最终安全系数远大于规范要求;2）饱和区首先在碎石土堆积体坡顶后缘和坡脚位置形成,随后基岩坡表局部也形成饱和区,在第4天表层的饱和区连通,湿润锋和饱和区随即逐渐向下扩散移动。表明前期渗流以沿坡表向下方向为主,后期以竖直向下为主;3）对碎石土堆积体各个部位的监测表明,此层中从未形成暂态饱和区,坡脚区域的饱和度大于坡顶后缘区域,两处均大于坡体其它区域。     

输水工程膨胀土渠坡稳定性及力学参数研究

膨胀土作为一种特殊的粘性土引发了许多地基与边坡方面的问题。通过野外勘探及地下长期观测,揭示了膨胀土的结构分带性和力学强度的时效性,提出了膨胀土边坡设计中分带取值和试验方法。在进行渠坡表面置换措施后,土体浅层失稳主要受控于开挖过程中坡面胀缩影响带的强度。     

瞬变电磁法在地质勘探中的应用

在地下水勘查工作中,用常规物探方法难以划分地层的结构、确定断裂构造的位置、查明基岩面的起伏形态及判断地下水的赋存状况。通过瞬变电磁法(TEM)勘测并结合钻孔资料分析,对上述地质问题有了一些突破性的认识,证明了瞬变电磁法在勘查工作中的有效性。当地下存在电性不均匀体时,通过瞬变电磁法会观测到电性不均匀体的涡流异常场,进而推断矿体、地下水、地质构造等地下盲体的存在和部位。依据此特征成功地将瞬变电法在探测中进行了应用。