露天矿边坡监测与加固技术概况

从露天矿形成边坡开始,由于岩体应力原始平衡条件被破坏,就使边坡存在变形、破坏以至滑坡的潜在因素。滑坡事故对露天矿生产来说,轻则影响采掘工作的正常进行;重则造成人身设备事故,恶化采掘技术经济指标,缩短露天矿的开采年限,甚至使整个矿山生产中断。1970年,美国西南部某矿发生一次严重的边坡破坏事故,极大地破坏了生产;在南美某矿,一次严重的滑坡事故,使该矿的铁路运输系统干线遭受破坏而中断了全矿生产;澳大利亚的一个大型露天铁矿,由于长达1公里的边坡破坏,使其采矿工作中断了三年多。     

排土场与爆破荷载共同作用下的露天矿边坡稳定性分析

目前排土场对露天矿边坡稳定性的影响和动力荷载对露天矿边坡稳定性的影响,大多是被分别研究的。这样做难以真实反映露天矿边坡实际受力状态。基于此,对排土场和爆破荷载共同作用下露天矿边坡稳定性进行研究。首先,通过室内试验确定岩体参数,分析露天矿边坡在排土场和自重情况下的变形特征,并以此为初始状态,采用Ansys/ls-dyna的隐式-显式分析功能,研究其在爆破荷载作用下的岩体的响应特征。其次,验证新疆某露天矿排土场距离设置是否满足开采要求。结果表明:该露天矿边坡未出现明显破坏特征,整体处于稳定状态,该排土场距离设计合理;研究结果与工程类比分析结论一致。     

边坡受爆破振动损伤及其稳定性分析

为研究露天矿山边坡爆破振动损伤规律,提高矿山边坡安全性,以内蒙古霍林河扎哈淖尔露天矿西帮为研究对象,在工程地质调查基础上,运用理论分析与数学计算相结合的方法,量化爆破荷载对边坡损伤程度,建立边坡爆破振动损伤函数关系式,计算边坡破坏时间,确定最危险区域;同时,运用FLAC3D有限元差分软件建立11个边坡地质模型,模拟分析边坡爆破振动损伤程度,并与理论分析结果进行对比。研究结果表明:边坡损伤程度与爆破距离成反比关系,随爆破作用次数增加,边坡损伤程度呈指数衰减,连续11次爆破后边坡发生破坏,最危险区域距离爆破起始位置150~200 m。     

武-201型水胶炸药在我矿预裂爆的破中试用

随着露天矿的不断延深,爆破对边坡稳定性的影响越来越大。为了控制爆破地震对边坡稳定的影响,近几年我矿采用预裂爆破、缓冲爆破等控制爆破技术,取得了较好的效果。特别是使用武钢矿山研究所近期研制出来的武—201型水胶炸药,效果更为显著。     

露天矿边坡在爆破中的飞石距离研究

露天矿边坡爆破产生的飞石对周围人机系统造成破坏,基于颗粒流理论研究了爆破后飞石的飞出距离。以海州矿某边坡为例,在边坡上设置了3种药量TNT的15个爆破点,对计算平衡后模型中颗粒飞出的散落情况进行了研究。结果表明,细观过程可分为3个阶段:爆炸冲击起主导作用的阶段、重力占优势的上覆岩层塌落阶段、颗粒下滑局部调整至平衡阶段。最大飞石距离小于450 m;A1到A15的飞石距离逐渐减小;1 kg TNT使岩石松动滑落,5 kg TNT飞石距离在250 m以内,10 kg TNT的飞石距离随爆破点的位置不同而不同。同时,飞石的距离与上覆岩层的完整性有很大关系。     

露天矿高陡复杂边坡软弱岩层组“坐落-滑移式”破坏模式研究

边坡稳定性问题随露天矿开采的进行不断突出,而边坡软弱岩层严重影响边坡稳定性。大量工程实例显示,露天矿含软弱岩层组的高陡复杂边坡失稳模式通常为“坐落-滑移式”破坏。为明晰露天矿高陡复杂边坡软弱岩层组“坐落-滑移式”破坏模式的破坏机理,以某露天矿为例,提出一种针对露天矿含软弱岩层组高陡复杂边坡的综合分析方法。研究结果表明：采用工程地质分析、传统极限平衡方法和数值模拟分析相结合的综合分析方法,针对该类型复杂边坡可发挥不同分析方法的优势,较全面地从地质自然环境条件、定性定量方面、应力应变角度分析边坡破坏机理及模式,总结归纳出含软弱层组露天矿高陡复杂边坡“坐落-滑移式”破坏的“坐落-滑移-剪出”三段式破坏特征,为其他类似复杂边坡稳定性的分析和防治提供思路和手段。     

基于距离判别分析理论的露天矿边坡潜在破坏模式识别方法

露天矿边坡潜在破坏模式的识别仍然值得深入研究。基于距离判别分析理论,结合露天矿边坡失稳的特点,选取岩石单轴抗压强度、结构面倾角、结构面与边坡面的位置关系、地下水条件、岩体结构类型、黏聚力、内摩擦角、边坡高度、边坡角等9个因素作为判别露天矿边坡潜在破坏模式的指标,建立露天矿边坡潜在破坏模式识别的距离判别分析模型。以21个典型露天矿边坡的信息作为学习样本进行训练,建立相应的判别函数进行识别,并以回代估计法对该模型进行检验。研究结果表明,经过学习后的模型误判率为0.05,即判别能力是高的。用所建立的模型判别某露天矿边坡的失稳模式,判别结果和期望结果比较符合。     

高速公路路堑开挖的预裂爆破技术

在高速公路路堑开挖中为了避免爆破对路堑边坡围岩的破坏和影响，在山东省济南市绕城高速公路路堑开挖施工中，采用了预裂爆破技术和优化装药结构和爆破参数，保证了施工进度和质量要求。     

略谈对乡镇露天矿边坡稳定性的检测

劳动部颁发的《乡镇露天矿边坡稳定检测规定》,是针对我国乡镇露天矿普遍存在的开采规模小,装备条件差,技术力量薄弱,坍塌、滑坡事故频繁的实际状况提出的重要措施,是赋予各级矿山安全监察技术中心和检验站的主要工作职责之一,也是采矿发达国家为减少露天矿重大事故,降低生产成本,提高经济效益而普遍采用的技术措施。在开展露天矿边坡稳定检测之前,了解检测工作的意义,范围及方法等是十分必要的。 一、乡镇露天矿边坡失稳破坏的特点 乡镇露天矿是为适应近几年经济建设发展的需要而大量产生的,主要分布在城市附近以及交通方便、开采条件较好…     

盂县马家沟石灰石矿露天边坡安全管理技术

介绍了马家沟石灰石露天矿边坡安全管理技术及安全管理模式,通过对露天矿边坡可控因素的控制改善,有效地加强了对露天矿边坡的安全管理,减少了露天边坡灾害的发生,保证了露天矿边坡的安全稳定,确保了矿山生产的安全。     

露天矿的边坡管理

露天矿边坡概念 露天开采与地下开采不同,它是从地面开掘露天沟道进行采矿作业的。开采时,需要把已确定开采的矿岩划分成一定厚度的水平分层,由上而下以阶梯状逐层向边界推进。这些阶梯状的工作面叫做台阶。露天采煤场周边由台阶组成的斜坡,称为露天矿边坡,见下图。 在垂直露天矿边坡走向的断面上,从最上一个台阶的坡顶至最下一个台阶的坡底连成的直线。称为边坡线。如图中的AB线和CD线,其与水平线的夹角α和β,称为露天矿边坡角。露天采矿场推进到最终境界位置的边坡,称为露天矿最终边坡。其相应的边坡线和边坡角。称为最终边坡线和最终…     

大孤山铁矿边坡爆破损伤分区研究

露天矿生产爆破,特别是靠帮爆破在边坡中形成的爆破损伤区对其稳定性具有很大的影响。本文针对大孤山铁矿露天爆破开采的实际情况,建立了极限平衡数值分析模型及峰值速度衰减公式。利用数值分析软件Geoslope对边坡靠帮爆破过程中岩体损伤范围进行了研究,主要分析了在爆破-200--212m水平时,爆破震动对边坡岩体的影响,并利用萨道夫斯基公式和PPV安全判据对爆区周围岩体损伤范围进行了计算。结果表明距离炮孔6.2m以内范围为完全破碎区,6.2-12.4m为岩体重度损伤区,12.4-19.7m为轻微损伤区。数值分析表明距爆源同一距离的岩体质点峰值速度随深度的增加而减小,爆破区周围震动波速成漏斗形分布,同实际爆破情况吻合。     

软弱基底排土场变形破坏治理措施研究

针对软弱基底露天矿排土场普遍存在的变形破坏问题,结合胜利东二露天矿南排土场南帮边坡的工程实际,基于极限平衡理论,给出了通过探槽及滑坡变形反分析综合确定基底赋存条件及抗剪强度指标的方法;提出了对软弱基底排土场的变形治理措施;根据已有监测数据,对南帮边坡治理效果进行了评价。结果表明:在实施削坡减载措施后,各地表监测点的累计位移趋于平缓,边坡治理措施效果明显,解决了胜利东二露天矿迫切的安全问题,为同样具有软弱基底的其他露天矿排土场变形及破坏治理提供了指导。     

爆破荷载作用下顺层岩质边坡的损伤特性研究

爆破荷载作用下顺层岩质边坡的损伤控制是边坡工程界的难题,为了探讨顺层边坡爆破荷载作用下的损伤特性,开展4次现场爆破试验,采用超声波技术获取边坡爆破前后不同位置的声速变化,以声速降低率10%作为损伤临界线,完成单、多次爆破作用下坡体损伤特征分析,建立单、多次药量与损伤范围关系式,并利用3DEC软件数值分析边坡损伤破坏发展规律。研究表明:损伤范围随起爆药量的增大而增加,多次爆破作用下,坡体可能出现损伤度的累积,但损伤增量并非线性变化;因数值模拟仅考虑岩层节理,忽略了裂隙的影响,数值分析的损伤范围略小于实测值。     

晋宁磷矿高边坡对爆破振动的动态响应与安全分析

对晋宁磷矿东采区爆破振动对高边坡的影响进行了监测和分析研究。根据爆破振动监测数据,对质点振动速度进行回归分析,得出了爆破振动沿边坡的传播衰减规律。采用ANSYS/LSDYNA数值模拟软件对边坡建模,输入实测爆破振动波形后,研究爆破振动作用下高边坡的动态响应规律。根据数值模拟及实测结果,判断出爆破振动作用下边坡整体不会受破坏,为矿山后续的生产爆破提供了依据。     

边坡爆破高度对边坡稳定性的影响

为了解爆破后由急倾斜且具有水平裂隙发育岩体组成的边坡稳定性及其内部破坏规律,最终总结出爆破高度对边坡稳定性的影响特征,使用基于颗粒流理论的PFC3D进行该工况模拟。利用PFC3D中的JSET和Bonds模拟非连续和连续性的岩体构造形式,以对实际的岩体中岩块和裂隙发育进行模拟。针对存在该类型构造发育边坡的实际工况,设置了13个爆破点的6个爆破方案进行模拟。研究了模拟结果表现出的边坡内部裂隙和位移随爆破高度的变化规律。其表明了对于同时起爆各爆破点而言,爆破高度越高爆破后边坡越稳定的结论,并分析了出现该现象的原因。说明了结论的普适性,同时该边坡实际的爆破情况也支持了该结论。     

露井联采逆倾边坡稳定性数值模拟

为最大限度回收资源,倾斜矿体开发时常采用露天与井工联合开采方式,形成露井联采逆倾边坡,由于受到双重采动效应影响,其变形破坏机理及稳定性问题变得极为复杂,是采矿工程领域研究的难题之一。以平庄西露天矿顶帮边坡为研究对象,同时考虑拉伸和剪切两种破坏判据,应用RFPA强度折减法对露井联采逆倾边坡岩移规律及稳定性进行了数值模拟。通过对比分析单一露天开采和露井联采条件下边坡岩体变形破坏规律、位移演化规律及应力分布特征的差异,揭示了地下开采对露天矿逆倾边坡岩移规律及稳定性的影响和原因。结果表明:单一露天开采时边坡发生滑移型破坏,而露井联采条件下边坡发生滑移-塌陷复合型破坏;受两种采动效应叠加的影响,地下采空区上方岩体以下沉为主,同时上山一侧岩体向露天采空区方向发生明显位移;受地下采动影响时,逆倾边坡稳定性下降,其根本原因是坡体内剪应力的大范围叠加升高,造成上部一定范围的岩体在边坡发生滑移前就遭到破坏,从而加剧了滑坡的发展。     

青藏高原多年冻土区露天煤矿边坡地温预测模型研究

为预测青藏高原多年冻土区露天煤矿边坡地温变化,揭示多年冻土分布规律,指导寒区露天矿安全生产,以木里煤田聚乎更矿区露天矿边坡2011—2014年地温监测数据为基础,通过数据的统计与拟合,依据传热学理论建立研究区多年冻土地温预测模型,并利用邻区露天矿冻土地温监测结果与数值模拟对预测模型精度进行验证。研究结果表明：木里煤田聚乎更矿区露天矿边坡季节活动层厚度普遍在5.75～6.59 m,多年冻土下限在63.85～64.35 m,地温年变化深度在11.65～12.25 m;采矿揭露后,边坡表层原生多年冻土演化为3.85～5.65 m季节活动层;坡面季节活动层厚度较原生季节活动层厚度略薄,随着冻融循环周期的递增,其厚度逐渐接近原生厚度;冻土地温变化曲线与简谐波波形线接近。本文所提出的冻土地温预测模型可用于预测青藏高原多年冻土区边坡地温变化,研究结果可为寒区露天矿边坡稳定性研究提供技术支撑。     

大型露天矿爆破的事故树分析

建立了露天矿爆破质量的事故树并对其进行定性分析 ,利用最小割集法求出影响爆破质量的关键因素。在此基础上 ,提出了防范爆破事故、提高爆破效果的技术措施     

某山坡露天矿边坡稳定性的FLAC3D研究

某山坡露天矿,原设计的最终边坡角约为46°。为了探索最终边坡角的合理性,应用快速拉格朗日有限差分法FLAC3D在摩尔-库伦准则下搜索该岩质山坡露天边坡的潜在受拉区,判定其稳定性。结果表明:经济合理的最终边坡角是50°38';应用8 m长的锚索加固局部台阶可减小其潜在受拉区中的拉应力;并段将减小边坡的稳定性;爆破开挖时的同段最大装药量与爆距对边坡稳定性影响明显。该方法确定最终边坡角技术可行,它适用于研究岩质边坡的稳定性,克服了用极限平衡法研究边坡稳定性必须事先假定滑动面的弱点。