离子型稀土原地浸矿边坡稳定影响因素敏感性分析

为研究各因素对离子型稀土矿原地浸矿边坡稳定的影响,进行了单因素和多因素敏感性分析。首先,结合离子型稀土矿原地浸矿边坡特征,分别选取表土层和全风化矿层的重度、黏聚力、内摩擦角以及原地浸矿注液强度等7个因素作为研究对象;其次,建立非均质边坡平面模型并计算边坡安全系数,利用安全系数进行原地浸矿边坡稳定影响因素敏感性分析。工程实例分析结果表明:边坡的重点监测位置是表土层和全风化矿层交接面,重点监控因素是注液强度。     

随机森林模型在边坡稳定性预测中的应用

为对离子型稀土原地浸矿边坡进行稳定性预测,结合赣南离子型稀土矿山42个边坡实例,选取重度、黏聚力、内摩擦角、边坡角、孔隙压力比5个影响因子作为输入,边坡状态作为输出,通过随机森林算法建立边坡稳定性影响因素与边坡稳定状态之间的非线性关系。利用30组边坡稳定性数据作为随机森林预测模型的训练数据集,进行模型的学习训练;用另12组边坡稳定性数据作为预测模型的测试数据,通过训练好的边坡稳定性预测模型进行测试。结果表明,随机森林预测模型精度高,能够为离子型稀土原地浸矿边坡的灾害防治工作提供指导。     

大坑稀土矿边坡稳定性分析及加固措施研究

江西省大坑稀土矿采用原地浸矿法开采,由于溶浸液与稀土矿发生的交换作用导致稀土边坡极易引发滑坡灾害。为研究稀土边坡的稳定性,采用瑞典圆弧法和毕肖普法计算边坡安全系数,分析边坡在天然状态、天然状态+浸矿开采、天然状态+浸矿开采+地震作用3种情况下的稳定性。结果表明：天然状态下边坡整体稳定性较好;由于渗透作用及动水压力的影响,浸矿开采对边坡稳定性影响较大;考虑浸矿开采及地震作用时,边坡处于失稳状态,需采取加固措施。针对失稳边坡,在留设25 m保安矿柱、避开雨季浸矿和控制注液高度的基础上,采用抗滑桩加固可以保证边坡稳定。     

离子型稀土矿抗剪强度指标特征及影响因素

由于离子型稀土矿通常采用原地浸矿工艺,降低了矿岩的抗剪强度,从而诱发边坡失稳。利用固结不排水试验、不固结不排水试验和快剪试验,研究不同初始干密度、初始含水率和孔隙溶液类型下矿体抗剪强度指标的变化规律。结果表明：当初始含水率一定时,矿体的黏聚力与初始干密度呈正相关,内摩擦角随初始干密度变化不大;当初始干密度一定时,矿体的黏聚力与初始含水率呈负相关,内摩擦角随初始含水率增加略微增大;在不同初始干密度、含水率影响下C_cu和C′呈良好的线性关系;当初始干密度、含水率一定时,CU试验、UU试验与快剪试验的C、φ值大小关系分别为：C_q >C_uu >C_cu,φ_cu䥺Symbol{B@φ_q。研究结果为离子型稀土在无氨氮或少氨氮开采工艺中矿山边坡的稳定性评价提供一定的理论指导。     

基于ANSYS模拟的边坡稳定性影响因素分析

逐一分析边坡稳定性的影响因素,在ANSYS模拟时利用强度折减,得出在仅改变这一参数时相应的安全系数,应用图表直观地反映了安全系数与这一参数的变化情况。并得出以下结果:容重、边坡高度以及边坡角度增加时边坡稳定性降低;粘聚力与内摩擦角增加时边坡稳定性增加;容重、边坡高度、边坡角、粘聚力、内摩擦角这5个参数对边坡的稳定性影响显著;弹性模量与泊松比对边坡稳定性的影响无明显的单调趋势,对边坡稳定性影响较小。     

基于FLAC~(3D)的原地浸矿采场边坡稳定性研究

针对浸矿液对稀土矿山原地浸矿采场边坡稳定性的影响,对赣南地区离子型稀土矿山进行了野外实地调查,结合第四纪残坡积层和矿体的物理力学实验所获取的基本力学参数,应用FLAC3D模拟分析软件,对浸矿液对边坡稳定性的影响规律进行了研究,得出如下结论:由于浸矿液的注入,在边坡中上部易出现拉张裂缝;随着注液量增加,在边坡的中上部以及注液浅井底端与全风化花岗岩含矿层相接触的基准面上产生的较大变形,浸矿液不同的注入速度及注入量是影响边坡的稳定性的主要因素。     

降雨入渗对砂质边坡变形和稳定性的影响

基于砂质边坡的数值仿真模型,研究了降雨入渗对边坡稳定性和变形的影响规律。研究发现:边坡安全系数随着降雨持续时间和强度的增大呈现降低的趋势,随着边坡角度、高度的增加而减小,随着内摩擦角、黏聚力的增加而增大;而边坡高度和坡角对边坡滑动深度影响较小;土体内摩擦角大的边坡容易发生浅层滑坡,黏聚力大的边坡容易发生深层滑坡。随着降雨持时的增加,在边坡坡脚位置水平位移产生突变,为边坡最容易剪切滑出位置。抗滑桩的抗剪承载力越大边坡安全系数就越大,但承载力大的抗滑桩会加深滑裂面的位置;抗滑桩在加固位置位于边坡中下部时的安全系数比设置在上部时增加2%~5%。因此,在不改变危险滑裂面的情况下,合理设计抗滑桩强度可以提高边坡安全系数。     

鄂尔多斯煤田高强度井工煤矿开采对土壤物理性质的扰动

为给矿区水土流失防治与生态保护等提供理论依据,在对大柳塔52303工作面不同地表影响区域(非采区、外拉伸变形区、内拉伸变形区、压缩变形区和中性区)0.10~0.15 m深度土壤进行开采前后同位置取样测试的基础上,基于统计学和地统计学理论相结合的方法,分析了煤炭开采对土壤物理性质扰动的统计变化规律和空间变异规律。研究结果表明:① 从开采后相对于开采前的平均值变化来看:天然含水量、容重、黏聚力显著减小,尤其天然含水量和黏聚力减小更明显,两者分别减小24%和48%;内摩擦角增加了9%。说明开采显著降低了容重,尤其是天然含水量和黏聚力的平均值,增大了内摩擦角平均值。② 开采对天然含水量、内摩擦角以及黏聚力的扰动具有明显的空间规律性,并且受天然含水量变化的影响,开采对黏聚力和内摩擦角扰动的空间规律性与开采对天然含水量影响的空间规律具有很强的相关性。在外拉伸变形区开采降低了黏聚力;由内拉伸变形区向中性区方向,开采降低天然含水量和黏聚力越来越明显,增大内摩擦角越来越明显。③ 开采后,天然含水量、内摩擦角以及黏聚力的块金值不同程度减小,有机质和天然孔隙比的块金值不同程度增加,说明开采增强了天然含水量、内摩擦角以及黏聚力的空间依赖性,减弱了有机质和天然孔隙比的空间依赖性。因此,建议该区域水土流失防治应该重点针对内拉伸变形区、压缩变形区以及中性区进行,土壤修复应重点针对天然含水量、黏聚力、内摩擦角以及容重进行,生态恢复则要考虑区域间和变量间的联系性。     

FLAC3D在露天矿边坡参数优化中的应用

在工程实际中为保证矿山安全,需使露天矿边坡满足安全稳定要求.最终边坡角、内摩擦角、粘聚力等参数是影响露天矿边坡稳定性的主要因素.以新疆东戈壁钼矿边坡为例,利用FLAC3D软件,通过改变数值模型参数探索不同因素对边坡安全系数影响.模拟结果表明:随着最终边坡角的减小,露天矿边坡安全系数显著增大;随着最终边坡角的放缓,发生明显塑性变形的区域在逐渐减小,其边坡整体稳定性增加;随着粘聚力的增大,露天矿边坡安全系数有所增大.     

基于ABAQUS的边坡稳定性影响因素分析

为了分析不同因素与边坡稳定性的相互关系,借助了ABAQUS有限元模拟软件通过强度折减法,采用控制变量的方法建立了仿真模型,分析了弹性模量、容重、边坡高度、坡面角、粘聚力以及内摩擦角单因素变化对边坡稳定性的影响,得到了不同参数下安全系数随影响因素数值变化的规律。计算结果表明:弹性模量的变化对边坡的稳定性影响不大,岩土的容重、边坡高度和坡面角与边坡安全稳定系数呈线性负相关,岩土的粘聚力和内摩擦角与边坡安全稳定系数呈线性正相关。     

露天转地下开采边坡稳定性概率分析

结合室内岩石力学实验,对岩石内聚力、内摩擦角等力学参数进行了统计分析,针对矿山工程现状进行了参数折减,实现了在采空区影响下的边坡稳定性分析。研究结果表明:选取截面边坡平均安全系数为0.75,失稳概率达到99.7%;边坡的失稳概率随着随机参数c、φ均值、变异系数的增大而减小,其中风化围岩带的内摩擦角φ变化对失稳概率的影响较为明显,在进行边坡稳定性分析时应考虑风化围岩带内聚力和内摩擦角力学参数的随机变化,以便更科学合理的进行安全评价。     

基于ABAQUS的坡地边坡稳定性影响因素敏感性分析

为研究边坡体物理、力学参数对边坡稳定性的影响。结合某边坡工程实例,选取弹性模量、黏聚力、内摩擦角、重度、泊松比5个典型影响因素进行分析,通过SPSS数据分析软件设计正交实验,获得影响因素不同水平组合的实验组,运用大型通用有限元软件ABAQUS建立边坡模型,采用强度折减法进行数值模拟计算,获取边坡安全系数。将安全系数作为边坡稳定性评判标准,对实验结果进行极差分析,并将极差分析结果确定的因素敏感性与层次分析法确定的影响因素权重大小进行比较,最终得出2种分析方法计算得出的各因素敏感性大小基本一致。结果表明:同一边坡在工况相同时,黏聚力对边坡稳定性的影响最大,其次是内摩擦角,重度与泊松比次之,弹性模量的影响最小。     

离子型稀土矿边坡稳定性与注液高度优化研究

某离子型稀土矿采用原地浸入法开采,为了研究其边坡稳定性,针对矿山3个采区的地质地形情况,建立了9个最具代表性的边坡稳定性分析剖面。采用Slide6.0软件分三种工况条件分别计算了注液前后边坡安全系数及破坏概率,结果表明：注液前各剖面在三种工况条件下均满足安全系数要求,边坡稳定性状况良好;注液后各剖面安全系数均较大幅度降低,自重+地下水+地震力为最不利工况;3-2剖面边坡在最不利工况条件下安全系数小于允许值1.05,破坏概率达到45.6%,剖面边坡存在较高的失稳破坏风险。通过进一步优化注液顺序与注液高度,减少饱和注液的时间,得出了3-2剖面边坡注液需分为两个阶段,第一阶段注液高度不能高于35 m,第二阶段可一次性注液到底,按此步骤及要求进行注液开采可保障该剖面边坡稳定性。     

结构面参数对顺层边坡破坏模式的影响规律

基于岩质顺层边坡的离散元仿真模型,研究了结构面各参数（黏聚力、内摩擦角、刚度、倾角、间距）对边坡稳定性的影响,明确了其对边坡安全系数及破坏模式的影响规律。采用正交试验的极差分析原理,探讨了各结构面参数对边坡稳定性影响的显著程度,明确了结构面各因素对边坡安全系数影响的显著顺序。研究表明,随着结构面强度的增大,边坡安全系数在一定范围内呈线性增长,且边坡的破坏模式从顺层滑移逐渐转变为滑移-弯曲破坏模式;随着结构面刚度和结构面间距的增加安全系数变化幅度很小,其最大变化率仅为6.6%和3.6%,边坡破坏模式主要为滑移式破坏。随着结构面倾角的增大边坡安全系数表现为减小-增大-减小的趋势,破坏模式由滑移式破坏变为滑移-溃曲破坏最后变为倾倒破坏;结构面黏聚力对边坡稳定性影响最大,结构面刚度影响最小。     

粒径对风化壳淋积型稀土矿强度特性影响的实验研究

为了研究粒径对风化壳淋积型稀土矿强度特性的影响及其机理,以制备的四种粒径稀土矿样为研究对象,开展不同正应力下直剪实验和XRD实验,分析粒径对稀土矿石剪切强度的影响规律,揭示粒径对黏聚力与内摩擦角的影响作用机理。结果表明：同一正应力条件下,矿样剪切强度随粒径增大而增大,且剪切应力峰值出现的时间随粒径增大而变短;剪切位移随粒径增大而减小;利用回归分析方法,构建粒径与黏聚力和内摩擦角的关系模型;-0.075mm矿样中粘土矿物比例最大,颗粒表面间形成较厚的结合水膜,剪切强度最小,而+0.45mm矿样中石英和长石等非粘土矿物比例最大,颗粒间摩擦作用大,剪切强度最大。研究成果为预防和控制风化壳淋积型稀土矿边坡失稳提供理论依据。     

离子型稀土原地浸矿开采技术适用性评价与分类

针对当前离子型稀土矿原地浸矿开采资源综合回收利用率低、环境污染严重等问题, 从离子型稀土矿床地质条件、水文地质条件及工程地质条件3方面入手, 制订了原地浸矿技术适用性对照表, 采用极好、很好、好、一般、差、不适用等标度词评价原地浸矿开采技术适用性, 并将原地浸矿划分为天然底板明沟集液法、人造底板暗沟网集液法、天然底板明沟+辅助巷道法3种采矿方法, 指导离子型稀土矿山科学规划、有序开采。     

原地浸矿滑坡在线监测系统应用分析

对离子型稀土矿原地浸矿工艺开采的矿区,开展边坡勘察、物探等现场工作,找出山体或边坡重点监测区域,研究现场在线监测系统实施方案,对边坡变形、地下水位、裂缝、降水量进行了在线监测,结果表明:地下水位和形变之间高度关联,结合勘探结果资料分析,在当前采矿注液强度情况下,边坡形变处于稳定状态。     

稀土矿原地浸矿环境下山体斜坡瞬态稳定性研究

为揭示稀土矿原地浸矿环境下山体斜坡在顶水与注浸矿液阶段的瞬态稳定性,基于Geo-Studio软件中的SEEP/W与SLOPE/W计算模块的耦合作用,开展了稀土矿山体斜坡在自重+地下水+注液条件下的瞬态稳定性研究,获得了稀土矿原地浸矿无注液、注浸矿液与顶水三个阶段的边坡瞬态稳定性。研究结果表明：稀土矿边坡在无注液(自然)条件下属于稳定性边坡;在顶水与注浸矿液条件下,山体斜坡呈现不稳定状态;对于局部坡度较陡(大于等于40°)的斜坡,在稀土矿浸矿注液与顶水阶段易发生滑坡灾害;在减少注液量或停止注液条件下,能够保证边坡的稳定性,并且通过软件模拟验证了该方案的可行性。     

露天矿边坡稳定性与岩体参数敏感性研究

根据安太堡露天矿西北帮边坡工程实践,运用极限平衡理论的方法,借助Slide软件,探讨了进行边坡稳定性分析的3个关键问题,并采用4种极限平衡方法进行了该边坡稳定性的计算和分析;研究了岩体黏聚力、内摩擦角和容重参数对边坡稳定性影响的敏感性,探讨了边坡稳定性规律,提出了相应的加固措施。结果表明：采用路径搜索方法确定边坡最危险...     

顺达露天矿陡倾节理边坡稳定性评价

顺达露天矿南帮为一陡倾节理岩体边坡,存在安全隐患。运用优势指标法,确定优势滑面,并计算边坡的稳定性系数。运用不稳定概率分析法,对稳定安全系数进行了可靠度评价;运用单一变量方法,对煤和砂岩的内摩擦角与黏聚力进行了敏感性分析。结果表明,该设计边坡整体稳定,但是低于设计安全系数,整体稳定概率为73%(Fs≤1.1);砂岩内摩擦角对边坡稳定性影响较大,建议实际工程中应注意截排水措施,防止雨水下渗引起岩土体抗剪强度的降低。