基于Geo-Slope的南芬露天铁矿A区滑坡体稳定性分析

以南芬露天铁矿A区滑坡体为研究对象,利用Geo-Slope软件从理论解析和定量的角度,计算出边坡体的稳定性系数,并搜索出最危险滑动面,以及滑动面在外界影响作用下的变化特征。对边坡的稳定性状况进行深入分析研究后发现：开挖到334~328 m平台后,边坡块体基本处于极限平衡状态,此时应停止开挖,时刻密切观察边坡体的稳定状况,并做好人员、设备的撤场准备,待采取爆破或者降雨之后,边坡体产生滑动后再进场开挖。事实表明,在10月5日开挖到340 m平台时,遇上强降雨,370 m平台局部发生平面滑动,由于提前撤场,避免了较大的人员伤亡及经济损失。     

降雨条件下全段高排土场边坡稳定性实验研究

露天矿排土场主要面临着滑坡和泥石流的严重威胁,排土场稳定性问题不仅是一个安全问题也是一个经济问题。堆载和降雨是影响排土场稳定性最重要的2个因素,但目前精准、高效的排土场滑坡监测预警一直是一大难题,亟待开展相关方面的研究。针对以上问题,以辽宁本溪南芬露天铁矿Ⅱ号全段高排土场为研究对象,以监测光纤组成监控网对Ⅱ号全段高排土场的相似物理模型开展堆载及降雨模拟实验。结合不同堆载条件下排土场变形的数值模拟和降雨影响下模型材料的电镜扫描结果,以物理、数值模拟及宏观、微观多重手段相交叉融合的方式进行不同堆载和不同降雨条件下排土场不同位置的变形分析,得出排土场变形与堆载增量呈正相关,但深度的增加使边坡变形敏感度降低;与单位降雨时长呈正相关,但随着降雨总时长推移排土场发生排水固结,变形量减小使得二者呈负相关的时空演化规律。数值模拟计算结果显示堆载作用下排土场边坡形成贯通滑动面的过程;微观分析结果表明排土场边坡在降雨影响下泥质胶结材料冲刷流失,颗粒间接触力减小,排弃物间隙变大形成潜在滑动面。堆载增加使降雨在边坡内部产生的潜在滑动面扩大最终形成贯通的滑动面。结合物理模型实验结果对滑动面进行精准定位,最后依据...     

大型复杂露天矿边坡三维建模方法及加固对策研究

针对内蒙古长山壕露天金矿西南采场发生大规模倾倒失稳变形现状,本研究对西南采场工程地质条件、岩体结构类型以及变形破坏特征进行系统调查,详细介绍3DMine-FLAC3D大型复杂地质体高精度耦合建模方法及建模过程.在此基础上提出以恒阻大变形锚索为核心的边坡加固方案,并采用数值模拟方法与原支护方案进行对比研究.研究结果表明,...     

金金属富集区划及自动沉落式采矿方法探析

目前,极薄矿脉在我国乃至全世界有色金属和黄金矿山中,分布范围较广,且占有一定比重。对于极薄矿脉的开采,通常采用全面法、削壁充填法、选别回采、长壁法等采矿方法,其共同问题是贫化损失大,安全条件差。针对上述问题,本文以吉尔吉斯斯坦某急倾斜极薄金矿(HD矿)开采设计为例,首先,通过现场工程地质调查和所用采矿方法现状分析,建立"HD金矿三维工程地质模型";其次,基于距离幂次反比理论,结合HD金矿西区29条地质勘探线的剖面特征,对西区9条矿脉进行金金属富集区划研究,分别按照5、9、12三个品位等级划分为极富集区、较富集区、富集区和欠富集区等4个富集分区;最后,针对金矿脉陡倾、薄厚不均和围岩破碎的复杂赋存特征,提出了一种"直立破碎矿体自动沉落式采矿方法",并利用PFC~(3D)和FLAC~(3D)软件对采用这种开采方式条件下上部岩体的垮落形态进行可行性数值模拟分析。分析结果证明,该方法能够从本质上提高金矿的开采效率,降低采矿成本,为最短时间内完成HD金矿富集区内金金属资源的安全可持续开采提供技术支持。     

基于正交设计的露天矿V形槽结构滚石防护试验

交通领域针对滚石防护已开展大量研究工作,但对于矿山而言,因其工程扰动频繁、岩石破碎等特点,滚石防护专项研究甚少,常采用安全平台和清扫平台设计防治滚石。然而,随着开采深度和规模增加,上述方法已无法有效阻挡扩帮扰动产生的大量滚石,滚石伤人和损坏设备事故频发。针对上述问题,以南芬露天铁矿采场下盘边坡滚石防护为例,首先,基于正交试验原理,利用Rocfall程序分别对"安全平台滚石防护措施"进行3指标4因素数值模拟正交试验,对"安全平台上设计V形槽滚石防护措施"进行3指标5因素数值模拟正交试验;然后,对试验结果进行极差分析,揭示2种措施各个因素对滚石运动特征的影响规律;最后,确定2种方法的最优参数组合,并在南芬露天铁矿选择实验区,进行现场对比试验。试验结果证明V形槽结构能够有效防护滚石,可为露天矿山高陡边坡滚石防护提供借鉴。     

大尺度边坡岩体开裂解体破坏规律试验研究

边坡岩体失稳破坏要经历开裂、贯通、解体、滑移全过程,捕捉每个环节表层变形和深部滑面力学变化规律及特征,是探索滑坡监测预警准则的关键.本文采用恒阻大变形锚索(NPR)深部滑动力自动监测系统和地表位移监测系统,在南芬露天铁矿采场下盘开展了人工开挖诱发滑坡的现场试验,目的是探索滑坡发生前后,边坡岩体开裂解体破坏和深部滑动力的变化规律和时间效应.试验结果显示:在人工开挖扰动作用下,边坡岩体表层出现裂缝的时间要滞后于深部滑动力突变时间,即当滑动力突降4h后,边坡表层岩体初始开裂6mm(长200cm);当滑动力突降96h后,表层岩体裂缝宽度达到74mm(长1306cm);当滑动力突降168h后,边坡完全崩解滑移.证明该类型边坡从深部力学失衡到表层解体破坏,至少需要7d时间.这一成果为该地区滑动力监测预警准则建立提供科学依据.     

高恒阻大变形锚索静力学特性数值模拟分析及应用

近些年,滑坡地质灾害发生的强度和频率逐年上升。 在滑坡发生过程中,传统预应力锚索无法 抵抗岩土体大变形而发生拉断、破坏、失效等问题。 针对上述问题,自主研发了三种不同类型的高恒阻 大变形锚索(NPR锚索),其核心结构由恒阻装置与传统锚索连接组成。 首先,通过现场静力拉伸试 验,得到该新型锚索结构最大恒阻力值约850kN,最大变形量达2000mm;其次,在ABAQUS中采用 STATIC,GENERAL准静态分析方法对静力拉伸条件下恒阻装置的应力应变特性进行数值模拟分析, 分析结果证明NPR锚索拉伸过程是一个恒阻且吸收能量的过程;最后,现场应用验证了NPR锚索结 构能够随着边坡失稳而产生大变形的特性,避免了传统锚索因大变形而被拉断破坏,实现了滑坡灾害 防治、监测、预报智能一体化的目标,为合理解释滑坡体运移规律与监测预警曲线之间的关系提供了科 学依据。