露天转地下开采不同坡高影响下覆岩采动 响应特征研究

以云南滇池周边典型的缓倾斜含软弱夹层中厚磷矿床露天转房柱法地下开采为研究背景,通过现场 勘查取样和室内岩石力学试验,基于 AutoCAD、ANSYS 和 FLAC3D等软件进行耦合建模,对倾角为 45°时边坡高度为 50 m 和 80 m 的上覆岩层位移与应力响应特征进行动态模拟和对比分析。研究结果表明：在露天终了边坡为 50 m 时,地下开采对覆岩影响相较 80 m 坡高小,此时围岩相对稳定,塑性区面积较小,整个岩体处于相对稳定状态。露 天终了边坡为 80 m 时,开采对覆岩的扰动较大,回采完毕后矿柱处于临界破坏状态,塑性区较 50 m 坡高进一步发 育并延伸至坡面,不利于矿山的安全稳定。研究成果确定了该矿山露天终了边坡的合理高度范围,对矿山的安全、 经济生产具有重要的理论指导意义。     

岩性劣化对露天矿山边坡稳定性的响应规律

针对岩性条件劣化导致边坡稳定性下降的问题,以某露天矿山边坡为研究对象,运用SIR-20型地质雷达探测矿山滑坡体内部缺陷,并结合Slide软件模拟分析了不同岩性条件下边坡稳定性的变化规律。结果表明：软弱夹层、降雨入渗和爆破动荷载等内外因共同作用造成边坡岩性劣化,进而导致边坡后期出现滑移失稳;黏聚力c值降低是岩性劣化过程中的主要力学表现,安全系数与c值呈部分抛物线关系,且c值降为50 kPa是边坡特殊工况的失稳临界值。在综合分析矿山运行特征和岩性劣化条件基础上,提出通过减小上部第四系台阶坡面角和最终边坡角提高其永久稳定性的建议,安全系数经验证符合要求。研究结果可为矿山后期安全开采和边坡控制参数取值提供重要依据。     

不同倾角煤层开采覆岩及地表移动变形规律

为获得不同倾角煤层开采覆岩及地表移动变形规律,以鄂尔多斯煤田色连矿区8101工作面地质采矿条件为基础,采用FLAC~(3D)进行数值模拟研究。结果表明:不同倾角煤层开采时,工作面中央顶板最大垮落高度、工作面中央底板最大隆起高度与煤层倾角呈明显的多项式关系;地表最大下沉值和水平移动值随倾角的增大而增大,并呈现出三次多项式关系;开采影响传播角、上山边界角与煤层倾角呈明显的递减关系;下山边界角随煤层倾角增大,先增大后减小,当煤层倾角为33°时,下山边界角最小。     

节理控制性岩质边坡的稳定性分析

以青海松树南沟矿区连续的三台阶边坡为概化模型,运用有限元软件,探讨了广义Hoek-Brown强度准则参数对节理控制性岩质边坡稳定性的影响,结果表明:岩块单轴抗压强度与三台阶边坡最小稳定系数呈近乎线性增长关系;三台阶边坡最小稳定系数与GSI值呈指数增长关系;当GSI值等于53时,随着m值的增大,三台阶边坡最小稳定系数不变,当GSI值大于53时,随着m值的增大,三台阶边坡最小稳定系数减小,相同的m值,GSI值越大三台阶边坡最小稳定系数越大。结合野外调查和室内实验成果,使用有限元软件,运用广义Hoek-Brown强度准则分析了青海松树南沟矿区西南剖面节理控制性岩质边坡的稳定性,证实其不存在大规模崩塌、滑移问题;台阶边坡底部会出现应力集中现象;应该加强开挖边坡开口线附近位置第四系区域台阶边坡的监测与支护。     

露天煤矿内排土场台阶高度优化与稳定性研究

露天煤矿排土场台阶高度的提高对矿山有着积极意义,但排土场所容纳的物料非均质且离散性极强,并在高度增大后下部物料表现出的力学特性存有差异,因此在提高排土台阶高度的同时需要评价边坡安全稳定性,从安全的角度出发优化台阶高度。通过对新疆天池能源南露天煤矿内排土场所取得的散体物料进行室内试验与数值模拟,得到物料在不同固结压力下的力学特性。通过离散元数值模拟的手段,得到了不同区域不同高度下的排土场台阶安全稳定系数的变化规律。研究结果表明:固结压力的增大,试样内部的胶结程度会提高,力学强度增大;内排土场边坡失稳会出现圆弧形滑坡,初期表现为坡顶处不均匀沉降,后期为坡面颗粒大量滚落;强度折减在超过安全稳定系数后,坡面的颗粒会出现速度突变;安全稳定系数与台阶高度呈对数函数变化,最下部排土台阶稳定性均优于普通排土台阶,且在高度在75 m时都无法保持稳定。     

铜山口铜矿露天采场边坡平面破坏研究

为了得到铜山口铜矿露天采场南边坡与西边坡的稳定性,采用RocPlane2.0分析软件对边坡台阶进行了平面破坏稳定性研究。研究结果表明:1)受力在I～Ⅵ条件下,边坡的安全系数依次降低;在张裂缝、爆破振动力与地震力影响因素的控制对比下,地震力对边坡稳定性的影响较大。2)南边坡与西边坡台阶高度为12m,坡面角≤75°时,6种受力情况边坡的安全系数均大于许用安全系数,边坡台阶不会发生平面破坏;台阶高度为24m,坡面角≤75°时,6种受力情况边坡的安全系数均大于许用安全系数,边坡台阶不会发生平面破坏。3)建议在台阶并段开采(24m)时,其台阶的坡面角为75°。研究结果可为矿山安全生产设计提供参考。     

顺兴露天煤矿北排土场北帮边坡稳定性分析

以顺兴露天矿北排土场北帮边坡为研究对象,应用简化Bishop法和传递系数法相结合,对排土场边坡稳定性进行了系统研究,揭示了坡角对边坡稳定性的定量影响,确定了不同排弃高度条件下的合理边坡形态与参数。研究结果表明,当边坡角增大时,顺倾露天煤矿北排土场北帮边坡稳定性近线性降低;滑坡模式为当排弃高度40 m时,稳定边坡角为22°,最终平盘宽度为37.4 m;当排弃高度60 m时,稳定边坡角为20°,最终平盘宽度为36 m。     

基于极限平衡法的露天边坡平面分析

依托刚果金卡莫亚铜钴矿区南II露天采场边坡为具体工程实例,运用极限平衡计算方法,研究了该露天采场边坡的稳定性,研究结果表明:在计算方案I～III与IV～VI条件下,边坡安全系数呈现出依次降低的变化规律;A区与C区台阶高度为24m的情况下,坡面角分别为60°～70°与60°～65°时,6种计算方案下边坡的安全系数均大于许用安全系数,边坡台阶不会发生平面破坏;6种计算方案下边坡的安全系数整体呈现出逐渐降低的趋势,自重(有张裂缝)+地下水+爆破振动力状况对边坡稳定性影响最大,且张裂缝因素起主导作用。研究结果可以为类似工程提供参考。     

中等倾角顺层高边坡结构优化与稳定性研究

通过现场调查、勘察以及试验等多种手段,在对中等倾角顺层边坡现状分析研究的基础上,对边坡层面倾角小于台阶边坡角的不稳定边坡结构提出优化方案,采取放缓台阶坡面倾角、增大台阶高度、减少平台数量等方法,并对具体参数进行计算分析,尽可能提高整体边坡角,在保证整体边坡稳定性满足要求的前提下减少矿山废石剥离,兼顾了露天矿山开采的安全性与经济性。边坡结构优化方案能明显提高边坡稳定性,为类似露天矿山边坡的设计提供借鉴和参考。     

急倾斜矿体不同开采时序对上覆岩体变形的影响

通过对露天转地下急倾斜矿体不同开采时序关系的数值模拟分析,得出从下至上顺序开采产生的位移量和破坏范围明显小于从上到下顺序开采,其中地表最大沉降与位移减小了20%以上。深部坡外区矿体开采产生的岩体移动方向与露天边坡滑移方向相反,减小了露天边坡滑移量,增大了山体滑坡的概率。因此,加强了矿山开采分区方案的优化设计。     

眼前山铁矿露天转地下开采过程中料仓稳定性研究

针对眼前山铁矿露天转地下开采过程中西南帮高边坡上料仓稳定问题,考虑断层的影响,建立了数值计算模型。利用FLAC软件对地下开采过程中料仓稳定性和料仓地表沉陷进行了研究。分别分析了开采到-320 m和-500 m水平时,塑性区分布和拉应力分布规律,并以地表沉降变形区范围来评定料仓稳定。数值计算结果表明,随着开挖的深入,料仓稳定性下降。在开采到-320 m水平时,料仓地表倾斜值在3 mm/m内,边坡整体稳定、塑性区主要集中坡脚并且开展范围小,料仓稳定。当开采到-500 m水平时,塑性区和拉应力区几乎分布整个坡体,断层存在对料仓影响显著。边坡整体滑坡性小,但坡体内部应力重新分布,导致地表沉陷值增大,料仓失稳。     

基于强度折减法的大型露天矿东端帮稳定性分析

拟建大型露天镍钴矿区,东西长1 670m,采深一般在300m以上,最高边坡高度超过600m。根据边坡不同位置的边坡高度、工程地质岩组分布特征、各岩组岩石质量等级、边坡面倾向与各岩体优势结构面的关系、边坡岩体完整程度等多项指标将边坡分为五个区。为研究该大型露天矿高陡边坡稳定性与开挖坡角及地下水位的关系,本文在考虑地下水位以上的岩土体饱和度变化的前提下,结合夏日哈木镍钴矿区高陡边坡实际工况,通过有限元软件ABAQUS和抗剪强度折减法模拟计算得到不同开采坡角的边坡稳定系数与地下水位的关系,从而确定出同一水位下的最小开采坡角,以及不同开采坡角下的最高地下水位。最终对本研究结果的分析得到开采坡角及地下水位对高陡边坡稳定性的重要性,并对该露天矿东端帮开挖提出了一系列建议,该研究对该露天矿的其他区域以及周围相似工程的开挖具有重要的借鉴意义。     

近水平煤层露天矿边坡三维稳定性研究

为最大限度回采胜利煤田西二露天矿西端帮边坡下压煤,应用数值模拟与极限平衡法相结合的方法,分析了不同采场工作帮、内排土场追踪距离条件下端帮边坡的三维破坏模式及稳定性变化规律。结果表明:西端帮边坡受到工作帮与内排土场的双重支挡作用,其变形与稳定性具有显著的尺寸效应,减小追踪距离是控制该类边坡变形、提高边坡稳定性的有效途径;边坡滑裂面近似一椭球面,其水平方向的长轴与短轴均随着追踪距离的增大近线性增大;边坡稳定系数随着追踪距离的增大呈负指数规律下降,当追踪距离不超过100 m时,其稳定性可满足安全要求;当追踪距离达到200 m时,边坡稳定性的尺寸效应基本消失。     

红沙泉露天煤矿外排土场边坡稳定性研究

外排土场边坡稳定是影响露天煤矿生产安全的重要因素之一，为了分析评价红沙泉露天煤矿外排土场边坡稳定性情况，选取当前条件下的7个典型剖面，分别采用瑞典条分法、简化Bishop法、Janbu法结合岩体力学参数进行稳定性分析，并探索了外排土场高度对边坡稳定性影响。结果表明，当前排土高度条件下外排土场最佳边坡角度为24°，7个典型剖面的稳定系数均高于储备系数要求，随排土场高度增加其边坡角度呈减小趋势，当红沙泉露天煤矿外排土场高度增加至120m时，稳定性系数稍有增大，当增加至160m时，稳定性系数降低，在排土场160m至360m，稳定性系数变化不大，达到临界排土场高度360m时的边坡角度为22°，为红沙泉露天煤矿排土场容量释放提供了参考依据。     

露天矿滑坡分析与治理方案研究

针对黑龙江争光岩露天金矿边坡出现不同程度破坏的状况,从地质构造、岩体质量、降雨、边坡坡面与岩体层面空间关系等方面对边坡滑坡进行分析,并提出了对504 m标高以上台阶滑动的松散土体采用HDPE防渗膜护坡;对492～504 m标高段发生的顺层滑坡以及楔形体滑坡,采用长锚索加固的方案。采用数值模拟软件FLAC^3D对长锚索加固后的边坡进行模拟计算,分析长锚索加固后的边坡稳定性,并基于强度折减法原理求出边坡安全系数为1.5,且加固后边坡的最大位移仅为4.3 mm。研究结果表明,采用HDPE防渗膜护坡和长锚索支护的分层治理方法对争光岩露天矿东部失稳边坡进行加固治理,效果良好,可为类似露天矿山边坡滑坡的治理提供参考。     

FLAC3D数值模拟露天转地下边坡及采场稳定性研究

以云南晋宁周边典型的缓倾斜薄至中厚磷矿床为研究对象,基于Auto CAD-ANSYS-FLAC^3D等软件进行耦合建模,分别建立200 m和300 m不同开采深度的单一地下开采模型和在露天终了边坡为45°倾角时露天转地下开采模型,并展开了数值模拟试验。研究表明:当边坡高度为200 m时,整个露天转地下开采过程中边坡岩体及采场覆岩整体稳定;边坡高度为300 m时,边坡侧塑性区出现贯通,边坡岩体将发生弯曲下沉破坏。综合经济和安全性考虑,建议控制露天边坡高度在200 m以内。相关研究结果可对磷矿山地下开采工程提供一定的技术参考价值。     

昆阳磷矿采掘场与排土场边坡稳定性分析

通过理论分析、现场调研、数值计算分析等方法,对昆阳磷矿采掘场与排土场的边坡稳定性进行了分析。结果表明:1自燃区域采掘场最终帮坡角为38°时,边坡稳定系数为1.24,端帮最终帮坡角为40°时,边坡基本稳定,其余部位的最终帮坡角为32°时,边坡稳定系数为1.25;2露天矿外排土场的排弃高度为60 m,最终帮坡角为22°时,边坡稳定系数为1.26,内排土场的排弃高度为100 m,最终边坡角为22°时,边坡稳定系数为1.28。上述分析成果对于确保昆阳磷矿安全生产有一定的参考价值。     

新疆雅满苏铁矿露采边坡加固治理设计与施工

新疆雅满苏露天铁矿东采场下盘边坡坡体出现张拉裂缝,在分析边坡稳定性及其破坏模式的基础上,阐述了露天采场边坡受爆破震动影响时的预应力锚杆加固治理设计原理和方法,同时介绍了锚固施工技术和工艺。     

露天转地下开采对边坡稳定性的影响

露天转地下开采过程中诱发的边坡失稳将严重影响安全生产,主要原因是地下开采导致采空区覆岩应力重分布,并引起岩体的移动和变形,岩体强度降低,影响边坡稳定。为了研究露天转地下开采对边坡稳定性的影响,以某矿实际开采工程为例,运用MIDAS,FLAC~(3D)等数值模拟方法分别模拟了地下采区位于边坡的坡脚、坡中和坡外区3种条件下地下开采对边坡稳定性的影响机制,得出地下采区位于坡脚处开采会导致坡覆岩边坡滑移区范围最大,边坡失稳概率大;位于坡外区开采因上覆岩层沉陷使整体坡角减小,有利于边坡稳定;而位于坡中区开采时,边坡稳定状态介于两者之间。通过对该工程实例分析得到地下采区位于坡脚、坡中区时边坡安全系数不足,在坡外开采时边坡处于稳定状态。     

湖北省三峡库区滑坡防治地质勘察与治理工程技术规定(试行)(续)

5　各种常用治理工程5 .1　减载回填工程5 .1.1　刷方减载设计5 .1.1.1　刷方减载一般包括滑坡后缘减载、表层滑体或潜在滑移体的清除、削坡降低坡度以及设置马道等。刷方减载对于滑坡稳定系数的提高值可以作为设计依据。5 .1.1.2　当开挖高度大时 ,宜沿滑坡倾向设置多级马道 ,沿马道应设横向排水沟。边坡开挖设计时 ,应确定纵向排水沟位置 ,并且与城市或公路排水系统衔接。5 .1.1.3　刷方减载后形成的边坡高度大于 8m时 ,开挖必须采用分段开挖 ,边开挖边护坡 ,护坡之后才允许开挖至下一个工作平台 ,严禁一次开挖到底。根据岩土体实际情况 ,…