含弱层的复合边坡稳定性研究及应用

针对露天开采所形成的复合边坡的稳定性问题,结合白音华二号露天煤矿采场北帮-北外排土场南帮复合高边坡,创造性地采用分段局部控制反向验算复合边坡稳定性的方法,并依据其采、剥工程实际,通过SMCAD时时地创建三维仿真开采边坡,逆向思考,反向验算在不同安全距离下理想排弃标高为1 200 m的二号矿含弱层顺倾复合边坡的稳定性;然后采用FLAC3D数值模拟方法验证分段局部控制反向验算复合边坡稳定性方法的可信度.研究结果表明:二号矿安全距离为100 m、排弃标高为1 200 m复合边坡是满足稳定性要求的;用该反向验算方法来确定复合边坡参数及形态是合理的.     

露天矿含断层逆倾边坡滑面确定方法及应用

受顺倾断层及弱层双重作用下的露天矿边坡变形破坏机制复杂性影响,提出了含断层逆倾边坡最危险滑面的确定方法.结合白音华四号露天矿工程实际,应用自主研发的刚体极限平衡软件,确定了该矿首采区顶帮含断层及弱层边坡的最危险滑面位置与形态,对到界边坡参数进行了分阶段优化,并通过数值模拟对该方法的可靠性进行验证.研究结果表明:提出的含断层逆倾边坡滑面确定方法与数值模拟结果较接近,可在工程实际中推广应用;白音华四号露天矿顶帮边坡的滑移模式为圆弧-断层-弱层所组合形成滑面的组合滑动,优化后整体边坡角为23°,第三系以上局部边坡角为18°.     

塔尔煤田Ⅱ区块露天矿到界边坡形态优化

针对露天煤矿到界边坡形态优化问题，以塔尔煤田Ⅱ区块露天矿北帮到界边坡为工程背景，综合考虑安全、技术、经济三方面因素，在分析边坡断面形态效应的基础上，基于极限平衡法提出一种近水平露天煤矿边坡自下而上的分段优化方法。采用该方法对塔尔煤田Ⅱ区块露天矿北帮边坡形态进行优化，优化前后对比可见，整体边坡角提高3°，回收煤炭增加6.332 4×10⁶ t。研究结果表明：合理利用边坡的断面形态效应与三维效应，可在保证安全的前提下最大限度回收边坡压煤。研究结论可为类似的边坡形态优化提供借鉴。     

准东露天煤矿首采区提前转向边坡稳定性

为解决露天煤矿采区转向时的合理边坡工程位置、超前降深水平及合理边坡形态问题.结合准东露天煤矿首采区提前转向工程实例,运用刚体极限平衡法及数值模拟,探讨边坡降深水平与合理边坡角的关系,提出超前降深水平位置,并分析了边坡的破坏形式及其塑性贯通区形状,为确定转向境界,提前实现横采内排提供有力依据.结果表明:边坡降深到286水平后合理边坡角变化不大.建议西帮北部边坡超前降深到350水平处.边坡岩体的破坏方式为张拉-剪切复合型破坏,边坡开挖后在坡脚形成的应力集中造成的局部岩体破坏是滑坡发生的诱因.     

元宝山露天煤矿东帮边坡稳定性评价与防治措施

为确保元宝山露天煤矿东帮边坡压煤回采的顺利进行,应用岩体结构控制理论指出影响本边坡稳定性因素主要有F1断层、坡体内赋存的顺倾弱层、弱层含水质量分数和工程因素.应用自主研发的极限平衡软件和RFPA-Slope数值模拟方法综合评价了F1断层、弱层位置以及弱层含水质量分数对东帮边坡稳定性及滑坡模式的影响,提出了疏干排水、内排压脚和边坡监测相结合的综合性防控措施.     

露天矿深部境界陡帮开采最终帮坡角的确定

为了确定深部开采境界最终边坡角,在系统的边坡工程地质勘查、岩体结构、水文地质调查与渗流场分析、矿区地应力场测量和矿岩物理力学特性测试的基础上,采用RFPA2D进行岩体破坏过程模拟、FLAC3D进行应力、位移分析并与刚体极限平衡分析法相结合,确定平庄西露天矿深部开采境界最终帮坡角.进行高陡边坡稳定性的系统分析研究和边坡优化设计,使西露天矿各分区的总体边坡角提高了1～6°.     

元宝山露天矿内排土场压脚挂帮并行建设方案

针对内排土场发展建设速度与收容量问题,以元宝山露天矿内排土场为工程背景,基于露天矿开拓开采设计理论和边坡稳定性分析理论相结合的方法,建立内排土场形态的动态控制思路及流程,分析元宝山露天煤矿内排土场边坡动态稳定性,优化设计内排土场发展过程中各工程位置的空间形态,提出一种有利于快速占据内排空间的内排土场压脚挂帮并行建设方案.研究结果表明:采场南帮到界边坡从局部到整体均能满足安全储备系数1.2的要求,可实行挂帮排土;南帮到界边坡挂帮排土至471水平,且平盘宽度为180 m时为挂帮内排的极限位置;内排土场压脚挂帮并行排土方案能够加快内排土场建设速度,且在排土初期时可排弃空间远远大于正常排土方案.     

煤矿采掘场边坡角确定及其稳定性分析

为确定平朔煤炭工业公司东露天煤矿采掘场的边坡角,首先选取了计算断面,对采掘场边坡稳定性进行了估算,得出了稳定性估算结论;又对台阶塌落宽度与重型设备走行位置至台阶坡顶的安全距离进行了分析,确定了台阶坡面角;最后对影响露天矿边坡稳定的其他因素进行了分析。     

灵泉煤矿过F_4断层煤壁回采方案

为保证回采灵泉露天煤矿F4断层煤壁的边坡稳定,研究分析灵泉露天煤矿F4断层煤壁的现场考察与露天煤矿地质资料及边坡稳定性监测等资料,确定F4煤壁回采方案,即单斗铲-汽车工艺,采用横采内排,沿煤层走向推进的开采方案.并对F4煤壁回采过程边坡稳定性进行分析研究,结果表明:过F4断层最大边坡高度72 m时,其稳定系数为1.18,回采F4煤壁过程边坡是稳定的,灵泉露天煤矿F4煤壁回采可行.     

灵泉露天煤矿提高顶帮边坡废止角的可行性研究

本文通过灵泉露天煤矿顶帮边坡稳定性分析和经济效益分析、对提高该矿顶帮边坡废止角的可行性进行了研究。     

司家营高陡边坡最终边坡角优化

以司家营露天采场为工程背景,利用矿山开采已揭露的地质信息,在对矿山工程地质调查的基础上,利用有限差分程序FLAC软件来模拟分析不同边坡角条件下边坡的稳定性。分析结果表明,与开采设计相比该矿山的最终边坡角有提高的潜力。     

降雨条件下的节理化露天矿高边坡稳定性分析

露天矿的开采形成了许多节理化的人工高边坡,这些边坡的岩土体结构破碎且复杂,因而在考虑边坡的整体稳定性时,地震力和地下水的作用不可忽略。为最大限度地减小开挖量及保证开采过程中的边坡整体稳定,结合青海省某大型露天镍钴矿开采后形成的节理化高陡边坡,在考虑地下水和地震力作用下,通过Geo Studio软件中的几大模块对研究区域整体边坡稳定性进行定量计算分析,并得到降雨条件下边坡稳定性及表面水平位移变化规律。之后通过对计算结果的分析得到研究区域内最佳开采坡角为44°,持续降雨状况下,坡中点的表面水平位移变化最大。最终得到开采坡角的角度对露天矿边坡整体稳定性影响巨大,且对该露天矿的开采提出了一些实用性建议。     

内排压脚合理追踪距离的确定

为宝日希勒露天矿实行内排压脚滑坡防治措施,须确定合理的追踪距离,运用二维刚体极限平衡和FLAC3D数值模拟计算方法研究内排台阶与采矿台阶的跟踪距离对端帮的钳制作用的影响.分析端帮边坡应力、位移变化云图,可以看出随着跟踪距离三增大应力场、位移场发生变化的规律,即跟踪距离￡越小,边坡位移越小,边坡变形范围越小,边坡越稳定.从而确定了合理的追踪距离,证明了内排压脚、煤台阶支挡对提高边坡稳定性的积极作用.因此随着采矿工程的发展,内排土场同步发展,利用内排压脚滑坡防治方法不失为一个即经济又合适的好方法.     

露天矿山高陡边坡变形破坏的工程地质模型

我国的大多数大中型露天矿山已经或即将进入深部开采.随着边坡的加高加陡,露天边坡稳定性维护的难度和采场破坏的概率越来越大.由于矿体赋存条件的制约性,矿山边坡的变形破坏模式与地质构造特征、岩体结构特征的关系极为密切.本文通过系统地现场工程地质调查和实验研究,基本掌握了水厂铁矿的地质构造特征与工程地质条件.边坡变形破坏机理和主要破坏模式,建立了水厂铁矿高陡边坡地质模型,为采用极限平衡分析和数值模拟相结合的方法进行边坡稳定性分析和设计提供依据.     

极限平衡法与FLAC~(3D)在露天矿边坡稳定分析中的应用

露天矿边坡的治理是矿山开采过程中的重点难题.根据某露天铜矿采场边坡的实际问题,采用极限平衡和FLAC3D数值模拟软件对该矿设计边坡的稳定性进行了分析研究,给出了优化方案,为露天矿边坡稳定性研究提供了经验.     

露天煤矿边坡稳定性的随机森林预测模型

 边坡工程是露天煤矿中的重点工程,边坡的稳定性关系着煤矿的安全生产。边坡稳定性预测是边坡防治工作的前提,针对煤矿边坡工程稳定性预测的复杂性,为了快速、有效地判别煤矿边坡稳定性,利用随机森林算法建立煤矿边坡稳定性预测模型。通过选取与煤矿边坡工程密切相关的岩石重度、黏聚力、内摩擦角、边坡角、边坡高度、孔隙水压力6 个指标作为边坡稳定性的影响因素,即为随机森林预测模型的输入,边坡稳定性状态作为随机森林预测模型的输出,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。利用煤矿实测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;另用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;为了验证随机森林预测模型的准确率,同时与SVM 和BP 神经网络的测试数据进行比较。结果说明,选取煤矿边坡稳定性的6 个指标建立的随机森林预测模型,人工控制参数较少、结构简单、容易实现,且具有较高的准确度,边坡稳定状态预测结果与煤矿边坡工程实际状态相吻合,能有效预测边坡稳定性状态,指导煤矿边坡防治工作的开展。     

诱导冒落法回采挂帮矿引发的边坡失稳

在露天转地下过渡期利用诱导冒落法回采挂帮矿时将引发边坡大规模失稳,这将对坑底的露天采矿、露天运输系统以及地表设施和建筑产生威胁.岩体结构对边坡失稳的发展有着关键的控制作用,通过非连续变形分析(DDA)方法研究了不同边坡岩体结构下,采用诱导冒落法回采挂帮矿时引发的边坡失稳过程.通过7组岩体结构各不相同的边坡模型,得到三种边坡失稳模式:滑移失稳、倾倒失稳、复合失稳,不同的边坡失稳模式导致不同的边坡破坏程度及破坏规模.最后以海南铁矿为背景,对诱导冒落法回采挂帮矿引发的边坡失稳过程进行了实例分析,为挂帮矿的开采设计和边坡失稳风险预测及预防提供技术支撑.     

黑岱沟露天矿排土场西部变形区滑坡控制

针对黑岱沟露天矿排土场西部变形区无法在该区继续进行后续排弃工作的问题,通过对影响变形区边坡稳定的基底、水、排弃物等主要因素进行分析,得出积水入渗是导致变形区排土场边坡稳定性下降的主要因素。进一步分析了变形区边坡变形破坏的主要模式,结果表明:坡角置换与压脚的设计是边坡控制的关键,结合数值模拟计算结果,提出了对排土场西部变形区坡脚进行土岩置换及填方压脚的治理措施。     

大顶铁矿露天采场边坡稳定性分析与优化设计

针对大顶铁矿露天采场边坡岩体强度低、稳定性差的特点,在系统的现场工程地质、水文地质、岩体结构与岩性分布调查和岩石物理力学性质试验基础上,采用符合现代岩石力学原理的数值模拟和极限平衡相结合的方法,进行边坡稳定性和设计优化研究,并推荐了该矿的边坡设计方案.总体边坡角比原设计平均提高3°以上.     

露转地逆倾分步开采对含断层高陡边坡稳定性的影响

以攀枝花某钒钛磁铁矿高陡边坡为工程背景,对逆倾分步开挖条件下含有断层边坡的稳定性问题进行了研究.通过现场踏勘、工程地质钻探方法,初步掌握岩层及断层分布情况,通过对现场钻孔岩块样品的测试,获取了岩层物理力学参数.在此基础上,运用FLAG3D软件数值模拟了有断层存在的情况下露天转地下逆倾分步开采对露天高陡边坡稳定性的影响,得出了该矿区露转地边坡内部应力及位移分布特征和边坡变形及破坏规律,揭示了F316、F317断层对边坡滑移模式与稳定性的影响,对于采矿安全和提前预警有重要意义,同时为正确确定合理开采方案和制定合理的安全治理技术措施提供了依据.