露天转地下开采模型试验系统及其应用

为研究露天转地下开采条件下,高陡边坡与地下采场围岩的变形和应力变化规律,研制出一种高陡边坡露天转地下开采模型试验系统.该系统由开采模拟方法和开采模拟系统组成,其中,模拟试验方法包含完备的模型制作和开采模拟技术,开采模拟系统包含模型框架、模型制作设备和模型监测系统.以大冶铁矿狮子山矿段为工程背景,运用该系统进行露天转地下开采模型试验研究,得到开采过程中矿区边坡、地下采场围岩的变形规律和破坏特征.研究结果表明:该系统具有良好的适应性,可满足露天转地下开采及其他大型地下工程物理模型试验研究的需要.     

露天转地下开采岩体稳定性三维数值模拟

露天转地下开采围岩应力和工程尺度同时影响着地下工程和露天边坡的稳定性.通过三维数值模拟,揭示了露天边坡内地下开采采场周围和边坡的力学环境,探讨了围岩移动变形、应力分布和破坏机理,分析了边坡稳定性状况.研究表明,在扰动边坡下进行地下开采,坡脚处的局部弧形破坏区将进一步恶化,但不会影响边坡的整体稳定性.由于边坡的卸荷作用,导致采场上覆岩层成拱机制减弱,采空区覆岩存在整体垮冒的可能性.     

基于时序InSAR的矿区滑坡前地表运动特征分析

根据矿区滑坡前地表变形的遥感监测方法,提出了不同轨道SAR(synthetic aperture radar)数据集监测结果可靠性的判别依据,并对诱发矿区滑坡的因素进行分析.以鞍山市鞍千哑巴岭露天采场边坡为研究对象,基于44景Sentinel-1雷达影像(两组升轨和一组降轨),利用时间序列InSAR方法分析了采场边坡在2019年11月25日滑坡前约6个月的地表运动特征.结果表明,不同轨道数据集针对同一研究区域所获取的监测结果具有差异性,滑坡区域顶部后缘位置在发生滑坡前的一段时间范围内(约45d)呈异常强烈的加速变形现象.研究成果将为今后利用InSAR技术早识别矿区易滑坡危险区提供新的思路.     

基于层次—集对理论的边坡稳定评价模型

以某露天采场为研究对象,选取层次分析和集对理论相结合的方法对该露天矿山的边坡稳定性进行系统全面的评价。首先对影响该矿山边坡的因素进行分析,得到影响较大的16个评价指标,并以此建立了该露天矿山边坡稳定性风险评价指标体系。再运用层次分析和集对理论分析相结合的方法确定各评价指标的权重值,得到边坡稳定性评价等级。通过定量分析方法对露天矿山边坡工程的稳定性进行了全面评价,能够为露天矿山边坡灾害的治理工作提供一种新的思路,从而有效预防边坡灾害。     

程家沟铁矿露天采场下盘边坡岩体稳定性研究

运用赤平极射投影的方法，对程家沟铁矿露天采场下盘边坡岩体进行稳定性分析；推算稳定边坡角为４５°；经块体理论极限平衡分析；该边坡稳定；可作为边坡设计的依据。     

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.     

某露天采场爆破震动特性及减震技术研究

为解决某露天采场高陡边坡受生产爆破震动的影响，根据该采场的岩石性质和爆破规模，对采场进行了爆破振动测试，得出了该区域爆破地震波的传播特性，揭示了该矿区的爆破振动速度与药量和测点位置的关系，爆破振动速度随相对高程的增大而存在放大效应，放大系数的变化率随高程的增加而减小；通过控制段起爆最大药量，采用时差干扰降震技术较好地解决了生产规模与震动安全控制问题；现场试验表明，该矿的最佳段差时间为15ms，平均降震率达到23.6%。     

露天转地下开采地质灾害规律及其防治

对露天转地下开采过程中出现的地质灾害如:露天采场边坡失稳、地面塌陷、矿坑涌 水、巷道变形以及泥石流等灾害规律进行了整理论述,并相应提出有效解决措施,为矿山生产安全提供了理论依据.     

露天转地下采矿巷道围岩稳定性分析

利用FLAC3D软件对大冶铁矿东露天高陡边坡、露天转地下-72m水平29号采矿巷道建立模型,模拟了无边坡影响、高边坡影响2种情况下,采矿巷道的位移变化以及塑性区分布情况,并根据29号采矿巷道收敛监测结果,验证巷道数值模拟结果。通过采用不同围岩分级方法对采矿巷道进行评价,比较研究得出东露天采场采矿巷道围岩稳定性情况。     

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。     

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。     

程家沟铁矿预裂爆破实践

根据程家沟铁矿临近边坡生产爆破的生产实践,提出了适合于该矿的露天矿临近边坡预裂爆破的装药量、微差间隔时间等爆破参数的确定方法,并对其实际应用情况效果进行了分析。     

某金矿边坡垮塌原因与治理方法探讨

介绍了中秦岭南坡一金矿地下采场与边坡的现状,从内外两方面分析了硐室垮塌的原因,提出要合理选择地下开采硐室跨度,控制爆破药量和安全距离,并辅以相应的工程措施及监测对策以解决矿山存在的问题.     

矿山边坡稳定性分析及其工程应用

边坡发生破坏失稳是一种复杂的地质灾害过程,由于边坡内部结构的复杂性和组成边坡岩石物质的不同,需采用不同的分析方法及计算公式来分析其稳定状态.运用Bishop和Janbu极限平衡方法,结合永平铜矿露天边坡地质特征,在岩体物理力学性能试验基础上,以2个典型坡面为例,得到边坡稳定的最小安全系数,完成稳定性评价并提出采取削坡、预应力锚索、锚喷网支护等加固治理方案.     

基于高分辨率遥感影像的露天矿区地表变化研究

以某露天矿区为试验区,充分利用该区域两期高分辨率遥感影像所提供的丰富细节信息及其土地利用现状,将矿区分为露天矿坑、矿坑边端帮、剥离区、排土场、排土场边坡、工业广场、道路7种类型.在功能分区的基础上,将区域内部的各地物类型划分为一个个实体单元,并利用GIS空间分析功能提取了矿区的地表变化信息.     

聚能预裂爆破与边坡稳定性分析

某大型露天铁矿山开采已进入末期,在采场西部端帮已形成了近200 m高、平均边坡角50.5°、局部53°的高陡边坡。为回收端帮残存矿石,关键因素是防止边坡的坍塌破坏。文中在对边坡岩体性质和节理裂隙分析的基础上,利用极限平衡原理对边坡的稳定性与爆破振动的关系进行了分析,确定了边坡潜在的破坏模式。根据聚能射流原理,提出了通过大孔径聚能预裂爆破两阶段降低爆破地震效应,保证生产过程中边坡安全的方法。     

海州露天矿南帮地质稳定性评价及治理方案

以辽宁省海州露天矿南帮矿山地质环境治理工程为依托,选取多个典型地质剖面,基于极限平衡理论,对该矿山南帮进行了稳定性数值计算;依据计算结果和现场条件,有针对性地提出了横向平推-纵向分层的削坡减荷治理方案,并以数值模拟验证之,模拟结果表明该治理方案满足安全要求.     

边坡钻孔作业中粉尘分布及其影响因素的数值模拟

为了改善露天矿边坡钻机穿孔作业粉尘质量浓度超标的现状,依据气固两相流动及梯度输送理论,对粉尘在风流中运动、扩散及沉降过程进行分析,建立粉尘在空气中的运动、扩散及沉降方程.以某铁矿S03#采场为例,运用计算流体力学的Fluent软件对边坡钻机粉尘质量浓度分布进行数值模拟,并与现场实测数据对比分析,模拟结果与实测数据基本吻合.研究结果表明：采场内粉尘质量浓度沿测点线方向先急剧上升,达到最大值后迅速下降至一个较小值,后逐步缓慢下降;穿孔开始后,粉尘质量浓度随时间推移逐步升高,至一定值时保持恒定.当采场风速为3.5 m·s-1、供气压力为1 MPa、钻孔深度为12 m及钻具转速为84 r·min-1时,粉尘质量浓度较低.     

具有深凹特征的改进挂帮矿诱导冒落开采方法

大孤山铁矿为大型深凹露天铁矿山,在露天转地下过渡期中,采用诱导冒落法开采挂帮矿的新型露天转地下过渡模式.对大孤山铁矿现存挂帮矿进行三维建模分析,依据过渡模式的露天地下协同开采的安全要求,选择南帮挂帮矿作为过渡期第一阶段露天地下协同开采区域,通过采用合理的回采顺序控制边坡上塌陷坑范围和塌陷坑容积,使滑移体全部滑入塌陷坑.开采东帮挂帮矿为露天转地下第二阶段,利用露天原有运输系统迅速提高地下产能,并采用合理方式控制东帮边坡滑移岩体.最后采用该方法对大孤山铁矿露天转地下进行方案设计和验证.