三维激光扫描技术在矿山开采边坡形变监测中的应用

针对某铁多金属矿山开采边坡存在部分区域滑塌的基本现状,为及时分析边坡是否存在大规模形变灾害,使用三维激光扫描技术对该边坡进行形变监测研究。结果表明,三维激光扫描技术较好地弥补了传统单点监测模式的弊端,能够从不同时段DEM叠合图中判断形变的运动方向以及形变量大小,更好地预判形变运移方向以及演化规律;通过边坡形变监测对比,不同的DEM模型存在较明显的变化,共识别出5处微小形变区域,经过实地勘察后,与实地形变特征是吻合的,说明选择并使用该方法是合理的,能够识别出微小形变,可以在矿区其他边坡监测中推广使用。     

机器视觉技术估算边坡连续形变体积

"自动化"是实现矿山数字化、智能化的关键一步,同时也是矿山生产安全的重要保障.由于矿区环境复杂,造成边坡发生形变产生的原因、形变持续时间存在差异,使得准确提取边坡连续形变信息变得极为困难.为提升该类信息提取的准确度,提出一种基于深度信息的边坡连续形变信息提取方法.首先通过试验模拟矿山边坡,利用深度相机记录边坡在降雨条件...     

边坡控制爆破技术在绿色矿山建设中的应用

随着国家经济的高质量发展,绿色矿山建设是实现矿山环境生态化、开采方式科学化、资源利用高效化、管理信息数字化的必要举措。福建省龙岩市某采石场在绿色矿山建设中,由于终了平台已建排水沟和绿化带需要保护,而矿山无法提供实施预裂爆破所需的导爆索,根据该矿山的岩性特征和地质条件,在预裂爆破技术的基础上对爆破技术进行创新,提出了边坡控制爆破技术,该技术采用连续装药结构、控制爆破孔预先起爆、主爆孔后起爆的方法,实现了对已有设施和终了边坡的保护,同时满足了后期对终了边坡的复绿治理需要。     

矿山边坡稳定性的弹性分析

利用弹性力学理论分析法，给出在自重应力作用下的矿山边坡内最大剪应力作用面的分布规律和最大剪应力迹线，为分析边坡稳定性提供了一定的理论依据。     

高陡矿山边坡稳定性动态分析及工程应用研究

露天开采形成的矿山边坡岩体的力学特性和稳定状态具有显著的动态特征,因此,传统的确定性分析方法难以获得可靠的稳定性分析结果。为此,结合边坡岩体的变形监测信息,提出了矿山边坡稳定性动态分析技术。为了进行边坡稳定性的动态分析,首先在边坡坡面布设一定数量的变形监测点,进行边坡变形监测。然后,根据矿山实际开采情况(坡高、坡角和地质构造),建立对应于当前开采状况的数值分析模型,并基于监测位移与计算位移之差最小为准则,进行等效边坡岩体参数的模式识别。最后,根据所获得的等效参数,进行当前边坡的稳定性评价或未来开采的稳定性预测。     

矿山边坡爆破振动测试与分析

通过对姑山铁矿爆破震动的现场测试与分析，有效地预测和评价爆破震动对矿山边坡稳定的影响，为准确评价边坡稳定性提供了基础数据，并在此基础上提出了降低爆破震动的有效措施。     

我国非煤露天矿山大中型边坡安全现状及对策

矿山的安全生产对国家的形象非常敏感，也是受到国内外关注的大事，金属非金属矿山安全形势不容乐观，矿山事故频发。我国露天开采的产量所占的比重相当大，其中有近40%露天边坡不同程度存在边坡稳定性问题，金属非金属露天矿山大中型边坡灾害较为严重。我国金属非金属露天矿山大中型边坡高度大，边坡工程地质条件复杂，随着采深的加大，边坡稳定问题有日趋严重的趋势，边坡滑坡等灾害已经成为危及矿山安全生产和人民生命财产安全的重大灾害。通过调查数据的归纳和总结，分析我国金属非金属露天矿山大中型边坡灾害现状，并提出具体的对策。     

露井联合开采条件下矿山边坡运动损害规律研究

露井联合开采时,采动效应会综合叠加,矿山边坡将受到数个应力场作用,复合采动影响下的边坡岩体的滑移机制与变形规律会更加复杂。以安太堡露天矿露井联合开采影响边坡为研究对象,利用数值模拟的方法研究了该露天矿东帮边坡在露井联合开采影响下不同开采进度时,边坡岩体的运动规律、地下开采上覆岩体的损害机制,从而系统地归纳出安太堡露天矿露井联合开采影响边坡可能发生的破坏模式,为采区安全生产提供了科学指导。     

基于边坡特征的矿山台阶边坡破坏类型及规模分析

台阶边坡破坏是矿山边坡破坏的最主要形式,台阶边坡的稳定性不仅受到结构面的分布和产状影响,而且边坡破坏规模还与台阶边坡的几何特征有很大的关系。通过分析岩质边坡的几何特征,总结出台阶宽度最大的边坡是决定边坡破坏规模的决定性因素,而最大宽度的坡脚则是最大的制约点,由制约点决定不同破坏规模的边界条件,并得到了不同台阶破坏规模的边界条件。与传统的台阶边坡定性分析相比,改进的方法不仅得到了台阶边坡的破坏形式,同时还得到了相应破坏的规模;便于抓住影响矿山台阶边坡的主要结构面或者结构面组合,根据可能的破坏规模来确定需要进一步分析计算的破坏形式,为评估边坡破坏的影响范围提供了定性的依据,并为稳定系数的计算提供了目标;提高了岩质边坡稳定性分析计算的效率,为矿山的安全生产提供指导和依据。     

平朔东露天矿排土场边坡稳定性分析及控制对策

为了解决平朔东露天矿北帮东排土场滑坡问题,采用离散元PFC软件分析了典型工程地质剖面的应力分布、位移矢量以及潜在滑移区域特征,在此基础上建立SLIDE极限平衡模型,计算确定了边坡不稳定位置及其安全系数,提出了局部削坡、完善排水系统、变形监测和生态护坡相结合的边坡稳定控制对策,对于保障东露天矿排土场边坡稳定与安全、改善矿山经济效益、实现可持续发展具有重要的科学价值和现实意义。     

地下采区开采方法对边坡岩体变形的影响规律

在地下与露天复合开采的矿山中,由于露天边坡岩体位于地下采动影响区域内,致使边坡岩体受到两种采动的影响,其中不同的地下采矿方法影响程度不同。为评价地下开采方法对边坡岩体的影响,对抚顺西露天北帮北坡变形进行了分析,得出了地下采区不同开采方法对边坡岩体变形的影响规律,为该矿边坡岩体动态分析及类似矿山开采设计提供科学依据。     

南芬露天矿高陡边坡变形监测及破坏特征研究

利用TCA系列自动全站仪对南芬露天铁矿在采场下盘形成的高差约492 m的高陡边坡的变形进行监测。经过3 a的连续监测,取得了大量监测数据。通过对这些数据进行处理和分析,发现当地表位移监测曲线进入“加速突变阶段”时,地表会产生显著变形,且累计变形量超过200 mm,峰值变形量达到650 mm。监测实践表明,该监测技术可靠性强、监测精度高、操作简便,值得在高陡边坡变形监测领域中推广。     

磷矿层状边坡变形失稳的灾变分析

以云南磷化集团有限公司尖山磷矿为工程背景,依据其陡倾层状斜坡变形失稳特征,采用尖点突模型分析了斜坡失稳的演化过程和内在控制因素,并结合层状岩体受力分析特点,对露天矿边坡开挖稳定性进行了研究。结果表明：①岩层厚度的增加可提高岩体的抗弯刚度,能有效控制边坡溃屈破坏的发生。采用岩土体锚固技术或分级顺层清方可降低该类边坡失稳的风险。②当斜坡岩层厚度一定时,斜坡的临界坡长随着岩层倾角的增大呈减小趋势,且岩层厚度越大,该递减的趋势越加显著;当岩层倾角一定时,斜坡的临界坡长随着岩层厚度的增加呈增大趋势,且岩层倾角的增大,该增大的幅度减小,同时,当岩层倾角大于40°时,随岩层厚度增加而致使斜坡临界坡长增大的幅度趋于一致。相关的研究成果可为该矿或类似条件下的露天采场运输工艺提供理论和技术上的指导和建议。     

采动影响下厚黄土层沉陷规律研究

采动影响下厚黄土层沉陷规律研究对指导矿区进行“三下”压煤开采设计和完善开采沉陷预计理论等工作具有重要意义。为得到采动影响下厚黄土层沉陷规律,以阳湾沟煤矿6204工作面采动影响下上覆厚黄土层为研究对象,采用钻孔电视探测和多点位移传感器实时监测等方法,探测黄土层内裂隙分布情况以及黄土层内部采动沉陷规律。结果表明：厚黄土层完整性好,内部无明显裂隙;厚黄土层近于整体下沉,且其下沉值近似等于地表下沉值,黄土层与地表同步运动。     

含断层边坡条件下挂帮矿开采时变规律分析

根据大冶铁矿东露天采场挂帮矿开采的实际情况,建立基于时变力学的数值模型,利用MIDAS/GTS有限元分析软件,模拟并分析了该露天边坡挂帮矿开采的时变规律.模拟结果表明:(1)随着挂帮矿的回采步的推进,回采引起的应力和位移均随之增大,表现出明显的时变规律特征;(2)边坡发生失稳可能性最大的阶段不是在回采的最后一步,而是在...     

露天地下同期开采对边坡变形影响机制研究

露天地下同期开采是近年来出现一种新的开采方式,在2种不同开挖方式（露天开采、地下开采）的扰动叠加作用下,边坡岩体的变形与破坏机制完全不同于单一露天开采作用下的边坡稳定问题。基于工程实例,系统揭示了该种情况下边坡岩体的滑移变形是2种扰动诱发滑移变形矢量的叠加作用,其变形属性取决于每种开挖扰动的作用大小;在合成变形矢量中,其移动特点更多地表现为扰动作用大的属性,但由于每种扰动作用在不同空间位置上作用大小是变化的,表现为2种作用叠加后的滑移机制演化规律具有分区性。结合实际工程的开采特点,运用数值模拟方法,系统地探索了不同开采时序组合下边坡岩体的滑移特点和演化规律,并确定了最小开挖扰动方案,即从下到上的开采顺序,此种方案开采产生的位移量大小以及破坏区域的范围均明显小于由上到下的开采顺序;同时研究了露天地下同期开采边坡滑移机制以及边坡岩体变形的空间属性,从而为同类矿山的开采设计及其安全评价提供了科学依据。     

复杂条件下高陡边坡变形与破坏规律研究

以攀枝花兰尖铁矿工程为例,采用相似材料模拟实验对受断层影响的露天高陡边坡的变形和破坏规律进行了研究。在模型相似模拟实验中,采用压力传感器和近景摄影测量等手段监测模型的应力应变和破坏特征,对围岩位移和破坏裂纹进行系统分析,揭示了受断层影响的高陡边坡的变形和破坏基本规律。断层强度受降雨和振动的影响而不断弱化,变形破坏主要集中在由断层所构成楔形体的中上部。相似模型实验可以较好地揭示高陡边坡受降雨和振动而产生的变形和破坏特征,是一种很有效的理论研究方法。     

程潮铁矿无底柱分段崩落法开采诱发地表变形规律

以采用无底柱分段崩落法的武钢程潮铁矿开采为工程背景,采用GPS测量和水准测量,建立了193个水平位移点和95个沉降点的地表塌陷监测系统,对塌陷区中心和周边地带进行为期12个月的地表变形监测,特别是对沉降量、沉降漏斗发展过程剖面图、矿区关键构筑物的变形、地表移动边界随时间及地下采空区的扩展关系分析,总结出该矿地表塌陷的特征和一般规律。     

山区开采地表动态移动变形规律

我国约有1/3的煤矿位于山区,开采造成的山区地表移动变形与平原地区有较大区别。为探究山区开采地表移动变形的时空特征,揭示山区开采地表动态移动变形规律,首先通过分析山区地表移动变形特征,确定了山区开采滑移影响函数,并应用叠加原理构建了顾及山区地形与平原因素的山区地表移动变形预计模型;然后结合Knothe时间函数,推导了山区开采地表动态移动变形预计公式;最后分析了正坡、反坡2种模型的地表动态移动变形规律。采用山西某矿的现场实测数据对山区地表移动变形预计模型进行了验证,取得了较好的一致性。山区开采地表动态移动变形规律的分析,为最大限度确保矿区地表建（构）筑物免于地表动态移动变形破坏提供了技术依据。     

不同倾角采动边坡移动变形特征及稳定性分析

为了研究采动对不同倾角的坡体稳定性影响,基于FLAC3D数值模拟,分析了不同倾角的采动坡体位移变形情况。运用强度折减法计算出煤层开挖前后不同倾角的坡体安全系数,并对坡体稳定性进行了分析。研究表明:坡体倾角越大,受采动影响及位移越大,不同倾角下最大垂直位移均集中在坡脚处,最大水平位移随坡体倾角增大向坡顶转移;坡体倾角越大,安全系数越低。煤层开采后,最大安全系数为30°坡体时的1.22,最小安全系数为75°坡体时的0.73。;坡体倾角大于60°时,采动坡体处于易失稳状态,应采取必要的边坡防治措施。