露天矿烧变岩高边坡卸荷机理与稳定性研究

烧变岩裂隙发育、富水性强，严重威胁露天矿山采剥安全生产及其边坡稳定。为确定露天矿烧变岩高边坡隔水煤岩柱宽度，以新疆昌吉某露天矿北帮烧变岩高边坡为研究对象，通过构建坡体开挖卸荷的驼峰分布力学模型，将坡体卸荷松弛区域划分为拉裂区和压剪区两部分，分析了边坡后缘拉裂区裂隙的最大扩展深度；以卸荷松弛带宽度表征塑性剪切滑动面位置，推导了弹塑性条件下边坡浅表部破碎带与卸荷松弛带宽度的理论计算公式，进而确定了塑性滑动面位置及形态。结果表明：边坡后缘裂隙临界扩展深度随边坡倾角的增大而增大；卸荷松弛带宽度随岩石强度参数的增大而减小，随岩层埋深的增大而增大；北帮边坡后缘裂隙临界扩展深度为9.42 m,火烧区水位线处卸荷松弛带宽度为6.94 m;坡体潜在滑面安全系数均大于设计评价标准值；确定了北帮烧变岩高边坡的隔水煤岩柱留设安全宽度为36 m,为该矿的安全高效生产提供了技术保障。