露天矿排土场高边坡动力稳定性研究

合集下载

露天矿排土场边坡稳定性分析

露天矿排土场边坡稳定性分析
meh d a d t e f ie ee n t o n e a o sc n i o so sed s o a iea pe c s n . e fn i s t o n t lme tme d u d rv r u o dt n n wa t ip s lst to n atmi e Th dng n h i h i i i d mo ta e ta e l te ui b i t d i e f s h ie i ee a e n a a e a d we a e sa e e nsr t t t i q l ru meho st r tc o c ft r r o we k b s h h mi i m h i h n a ly r tt k h
第 2 卷第 6 9 期
、o .9 ,1 2 No. 6
辽 宁工程 技 术 大学学报 (自然科 学版 )
J u a f io igT c n c l iest Nau a ce c o r l a nn e h ia v ri n oL Un y( tr l in e) S
d s o a st. h r i e t ec mb n t n o te f i lm e t te gh d s o n i gm eh d a dt e l t q i b i m i s l i Ot e w s , o ia i f h n t e e n r n t ic u t t o mi e u l r p e h o i e s n n h i i u meh d wi r v d l b eo to . ec n l s n o t i u yweed mo s ae e e l c n r s t o lp o i ea ei l u c me T cu i s m s t d r e n t td i t a e a i . l r a h o o f r h s r nh r s o

露天矿排土场边坡稳定性分析与评价

露天矿排土场边坡稳定性分析与评价

露天矿排土场边坡稳定性分析与评价摘要对边坡稳定性的分析是土木工程学科中的一项重要研究课题,分析的方法也包含多种。

本文在对边坡稳定性分析的基础之上,对各种工况下露头矿排土场边坡的稳定性进行分析和评价,旨在为排土场边坡的综合管理提供可参考的依据。

关键词露头矿;排土场;边坡稳定性;分析;评价露天矿排土场边坡因为地形地貌和地质结构的原因,加上自然灾害的影响,很容易发生危险性较大的地质灾害。

随着对矿产资源的开发,露头开采的不断进行,使露天矿排土场的边坡日渐高陡,对于边坡稳定性的重视度逐渐提高,边坡稳定性的分析研究成为了岩土工程和土木工程学科方面专家普遍关心的重要课题。

对于排土场边坡稳定性的分析,国内外已经有多种方法,在实际应用中被广泛的使用和推广。

排土场的边坡同岩质边坡比较起来本质上有很大的区别,同其它的自然坡体也有很大的差异,符合自身条件特点的稳定性分析方法还有待于开发和发展。

排土场边坡出现滑坡等灾害情况受多方面的不确定因素的影响,所以传统的稳定性分析方法结果的准确度也不够理想。

目前对露天矿排土场边坡稳定性的分析方法都建立在假设的基础之上,其分析结果有明显的误差存在。

本文针对这个问题,以实际工程为分析基础,将多种分析方法结合,整理出关于排土场边坡稳定性分析的更加适合的方法,以便于在实际的工作中加以应用。

1排土场边坡稳定性影响因素及滑坡的主要模式1.1 排土场边坡稳定性的影响因素露天矿排土场边坡的稳定性受多方面因素的影响,归纳起来可分为外在因素和内在因素两大类型。

外在影响因素主要包括水、工程以及外部振动等因素的影响作用;内在因素主要包括边坡的土质、结构以及地应力等影响作用。

外在因素的变化要比内在因素快很多,但是外在因素对边坡稳定性的破坏要通过内在因素来发挥作用,也就是说只用内在因素和外在因素两方面相结合发挥综合作用,才导致排土场边坡发生变形乃至破坏。

1.2 排土场边坡滑坡的主要模式排土场边坡滑坡主要有以下三种模式:1)边坡内部滑坡。

露天矿高陡边坡稳定性研究现状及发展趋势

露天矿高陡边坡稳定性研究现状及发展趋势

露天矿高陡边坡稳定性研究现状及发展趋势一、本文概述随着全球采矿业的快速发展,露天矿山的开采规模逐渐扩大,高陡边坡的稳定性问题日益凸显,成为影响矿山安全生产的关键因素。

本文旨在全面梳理露天矿高陡边坡稳定性的研究现状,深入探讨其发展趋势,以期为矿山安全生产提供科学依据和技术支持。

本文首先回顾了国内外在高陡边坡稳定性研究方面的发展历程和取得的主要成果,包括边坡失稳机理、稳定性分析方法、边坡加固技术等方面的研究现状。

在此基础上,文章分析了当前研究中存在的问题和不足,如理论模型与实际应用的脱节、多因素耦合作用下的边坡稳定性分析困难等。

接着,文章展望了露天矿高陡边坡稳定性研究的发展趋势。

随着科技的不断进步,数值模拟、大数据等新技术在边坡稳定性研究中的应用将越来越广泛,有望提高分析的准确性和效率。

多学科交叉融合、综合考虑多种影响因素的综合分析方法将成为未来研究的重点。

本文强调了露天矿高陡边坡稳定性研究的重要性和紧迫性,提出了加强基础理论研究、推动技术创新、完善法律法规和标准体系等建议,以期推动露天矿高陡边坡稳定性研究取得更大的突破和发展。

二、露天矿高陡边坡稳定性影响因素分析露天矿高陡边坡的稳定性受多种因素影响,这些因素相互交织,共同决定了边坡的安全状况。

其中,地质因素是决定边坡稳定性的基础,包括岩性、地质构造、节理裂隙等。

岩性的强度、硬度和抗风化能力直接影响边坡的稳定性。

地质构造如断层、褶皱等会对边坡的整体稳定性产生显著影响。

节理裂隙的发育程度和分布规律则直接关系到边坡的破坏模式和破坏程度。

除了地质因素外,工程因素也是影响露天矿高陡边坡稳定性的重要因素。

这些因素主要包括边坡设计、开挖方式、排水系统等。

边坡设计是否合理,直接关系到边坡的安全性和稳定性。

开挖方式的选择会对边坡的应力分布和变形特征产生重要影响。

排水系统的设计和运行状况则直接影响边坡的水文地质条件,从而影响边坡的稳定性。

环境因素也是影响露天矿高陡边坡稳定性的不可忽视的因素。

探讨露天矿边坡稳定性的研究

探讨露天矿边坡稳定性的研究

探讨露天矿边坡稳定性的研究1. 引言1.1 研究背景露天矿是一种广泛应用于矿业开采中的开采方式,其主要特点是矿体露天暴露在地表,设备和人员直接在露天作业台面上进行开采作业。

随着矿山深度的逐渐加大和开采规模的不断扩大,露天矿边坡稳定性成为矿山安全和生产的重要问题。

矿山边坡稳定性不仅关系到矿山生产的安全和稳定,还直接影响着矿山的经济效益和环境保护。

矿山边坡稳定性问题主要表现为边坡塌方、滑坡、岩爆、滚落、崩塌等现象,这些问题严重威胁着矿山的安全生产和周边环境的安宁。

对露天矿边坡稳定性进行深入研究,探讨引起边坡稳定性问题的原因以及如何有效地预防和治理这些问题,对于提高矿山开采的安全性、高效性和可持续性具有重要意义。

本文将就露天矿边坡稳定性进行系统分析和研究,以期为相关领域的研究和实践提供一定的参考和指导。

1.2 研究意义露天矿边坡稳定性是露天矿工程中的重要问题,对于保障矿山生产和人员安全具有重要意义。

研究露天矿边坡稳定性的意义主要体现在以下几个方面:露天矿边坡稳定性直接关系到矿山生产的顺利进行。

如果边坡不稳定,容易导致边坡滑坡、坍塌等灾害,影响矿山设备和生产线的正常运转,进而影响矿山的生产效率和经济效益。

研究露天矿边坡稳定性可以为矿山的规划和设计提供科学依据。

通过对边坡稳定性的分析和评估,可以确定边坡的最佳设计参数,提高边坡的稳定性和安全性,从而减少工程施工和维护成本,提高矿山的投资回报率。

研究露天矿边坡稳定性还可以为地质灾害的预防和治理提供参考。

通过深入研究露天矿边坡稳定性的影响因素和机理,可以制定相应的治理措施,减少地质灾害发生的概率,保障矿山和周边环境的安全。

研究露天矿边坡稳定性对于提高矿山生产效率、保障人员安全、降低地质灾害风险具有重要意义,具有广阔的应用前景和重要的社会意义。

1.3 研究目的研究目的是为了探讨露天矿边坡的稳定性问题,进一步完善现有的矿山工程设计理论,提高矿山工程施工的安全性和效率。

露天矿边坡设计及工程动载作用下的稳定性分析与评价

露天矿边坡设计及工程动载作用下的稳定性分析与评价

在评价边坡设计时,应综合考虑经济、环保和安全因素。经济因素包括投资 成本、运营成本等;环保因素包括生态破坏、水土流失等;安全因素包括生产安 全、公共安全等。通过综合考虑这些因素,可以全面评估边坡设计的综合效益, 为改进和完善边坡设计提供参考。
3、不足之处与改进方向
在评价边坡设计时,还应对存在的不足之处进行总结,并提出相应的改进方 向。可能存在的不足包括:设计理念不够先进、数值模拟精度不高、改进措施实 施不到位等。针对这些问题,可以提出相应的改进措施,如更新设计理念、提高 模拟精度、加强改进措施的实施力度等。
评价
1、预期目标与实际效果比较
在评价边坡设计时,应将预期目标与实际效果进行比较。预期目标包括:满 足露天矿生产需求、确保周边环境安全、实现可持续发展等。实际效果则应根据 稳定性分析结果、现场监测数据等进行综合评估。通过比较预期目标与实际效果, 可以判断边坡设计的合理性和有效性。
2、经济、环保与安全因素综合 考虑
1、工程动载的大小和作用时间
工程动载是指作用于边坡上的动态载荷,如开采设备、运输车辆等。这些载 荷的大小和作用时间对边坡稳定性产生重要影响。在分析中,应准确计算工程动 载的大小和作用时间,以便为后续 响
工程动载对边坡稳定性的影响主要体现在以下几个方面:加重土壤的荷载、 改变土壤的应力状态、引发土壤液化等问题。这些影响可能加剧边坡的失稳趋势, 因此,在稳定性分析中应对此给予充分考虑。
3、数值方法模拟与计算
在工程动载作用下的稳定性分析中,数值模拟是一种有效的分析方法。通过 运用有限元法、离散元法等数值方法,可以模拟边坡在不同工程动载作用下的稳 定性状况。此外,还可以对边坡进行应力分析、变形分析等,以便更准确地评估 边坡的稳定性。
4、稳定性不足的原因与改进措 施

露天煤矿排土场边坡稳定性分析与治理技术

露天煤矿排土场边坡稳定性分析与治理技术

露天煤矿排土场边坡稳定性分析与治理技术发布时间:2021-11-11T08:02:44.724Z 来源:《中国科技人才》2021年第23期作者:张伟[导读] 排土场边坡稳定是确保露天矿安全高效生产的前提条件。

为确定露天矿北排土场的滑坡模式,通过分析北排土场建设情况、经济因素及环境条件,对北排土场边坡滑坡采取排土压脚综合治理措施,治理后的边坡稳定性系数为1. 214,使边坡达到了稳定状态,为同类滑坡灾害治理提供了可靠性依据。

中煤平朔集团有限公司东露天矿山西朔州 036800摘要:排土场边坡安全与否关系着矿山安全生产以及排土场下游居民的生产生活设施的正常使用。

随着生产的进行,排土场不断增高无疑增加了边坡失稳的风险。

许多专家学者针对排土场边坡稳定性分析均有不同方面、不同角度的研究。

露天采场的持续生产会不断产生大量的废石,排土场不断增高是必然趋势,其边坡失稳的风险亦逐渐增加。

关键词:露天煤矿排土场边坡稳定性;治理技术排土场边坡稳定是确保露天矿安全高效生产的前提条件。

为确定露天矿北排土场的滑坡模式,通过分析北排土场建设情况、经济因素及环境条件,对北排土场边坡滑坡采取排土压脚综合治理措施,治理后的边坡稳定性系数为1. 214,使边坡达到了稳定状态,为同类滑坡灾害治理提供了可靠性依据。

一、露天矿边坡特征1.露天矿边坡一般较高,从几十米到几百米,走向从几百米到数千米,其揭露的岩层多,边坡各部分地质条件差异大,变化复杂,岩体暴露时间长、破碎、完整性差,岩体的强度低。

2.露天矿最终边坡是由上而下逐步形成的,上部边坡服务年限长,下部边坡服务年限短,因此上下部边坡的稳定性也不相同,具有时效性。

3.露天矿场每天频繁的穿孔、爆破作业和车辆行走,使边坡岩体受到经常性的震动影响。

4.边坡是随着露天矿开采作业而形成的,其稳定性不断发生变化。

边坡的类型按坡体成分可分为岩石边坡、泥土边坡、沉积物边坡、构筑堆坡和尾矿坝;按几何形状可分为倾斜边坡、内陷边坡和外鼓边坡。

探讨露天矿边坡稳定性的研究

探讨露天矿边坡稳定性的研究

探讨露天矿边坡稳定性的研究露天矿是指地表裸露的矿区,在露天矿采矿过程中,坡面稳定性一直是一个重要的问题。

随着矿业开采规模的不断扩大和环境监管的加强,对于露天矿边坡稳定性的研究和探讨变得愈发重要。

本文将就露天矿边坡稳定性进行探讨,讨论影响边坡稳定性的因素以及解决方案,以期为露天矿的安全生产和保护环境提供一定的参考。

一、露天矿边坡稳定性的影响因素1. 地质条件地质条件是影响露天矿边坡稳定性的主要因素之一。

不同种类的岩石、岩层、构造和构造形态、岩性、构造节理等地质因素都会对边坡稳定性产生影响。

地层的倾角、厚度和性质直接影响了边坡的稳定性。

2. 人为因素人为因素也是影响露天矿边坡稳定性的重要因素之一。

矿区的开采活动、爆破作业、运输和堆放等都可能对边坡稳定性造成影响。

特别是大规模开采和爆破活动可能会导致边坡松动、坍塌等问题。

3. 气候条件气候条件是另一个影响因素,气候条件的改变,如降雨、干旱、温度等都会对边坡稳定性产生一定的影响,特别是降雨对于边坡稳定性的影响较大。

4. 地下水位地下水位的变化也会对边坡稳定性产生一定的影响。

地下水的渗流引起边坡内部的土体饱和度发生变化,导致边坡的稳定性发生变化。

5. 生物因素生物因素也会对边坡稳定性产生影响,例如植物根系的渗透和扎根会对岩石和土壤的稳定性产生影响。

二、露天矿边坡稳定性的研究方法1. 地质勘察和监测地质勘察和监测是露天矿边坡稳定性研究的重要手段。

通过对矿区地质条件的认真勘察和监测,可以对边坡的稳定性进行评估和预测,并制定相应的治理方案。

2. 数值模拟分析数值模拟分析是一种常用的研究方法,可以通过建立边坡稳定性的有限元数值模型,对边坡的稳定性进行定量分析和预测。

3. 野外试验野外试验是另一种重要的研究方法,可以通过对不同区域、不同条件的边坡进行野外试验,获得实际数据,并进行数据分析和总结,为边坡稳定性研究提供一定的参考。

三、露天矿边坡稳定性的解决方案1. 地质治理地质治理是解决露天矿边坡稳定性问题的重要手段,通过采取地质治理措施,如爆破控制、边坡支护、地下水控制等,可以有效地提高边坡的稳定性。

某露天铁矿排土场边坡稳定性分析研究

某露天铁矿排土场边坡稳定性分析研究

某露天铁矿排土场边坡稳定性分析研究摘要:中国是一个多露天矿国家,其中露天铁矿的开采量占到中国整个铁矿石开采总量的90%。

而在露天铁矿的经营中,排土场安全问题显得尤为重要。

排土场的稳定与否不仅直接关系到矿山的安全生产,还涉及到周边环境的安全及附近居民的安危。

研究工作主要包括野外工程地质勘查、建立排土场边坡的地质模型、确定排土场滑坡的破坏模式和运用极限平衡法对排土场边坡进行稳定性分析。

通过此项研究,可以对排土场边坡进行稳定性进行分析和评价,指导今后的排土场治理,对于排土场稳定性分析评价、排土场灾害治理及矿山复垦等都具有十分重要的意义。

关键词:露天铁矿;排土场;边坡稳定性;滑坡;极限平衡法0、前言露天铁矿生产过程的重要特点就是必须剥离覆盖在矿体上部及其周围的岩石,并运至一定地点排弃。

铁矿的围岩硬度系数大,一般在8~10以上,经过大规模机械化开采后,剥离排弃物料粒径常在几百乃至上千毫米,难以在短期内自行粉碎风化,加之排土场极端缺乏细粒碎屑,平整难度大,平整后场地孔隙大,持水性差。

多数矿山不易在近距离内找到用以覆盖的土壤,以致于不进行大规模的工程措施来改善土地条件,就不具备植物生长的基础,因而只能降低复垦土地的利用目标。

当露天开采很深的急倾斜矿床时,要恢复利用被破坏的土地是很困难的。

排土场高度达100米以上时,形成了独立的小气候,干燥、风大,雨水迅速流失,极难作为农业用地。

急倾斜矿床开采完后留下的深露天坑绝不是暂时现象,它们几乎将永远地改变了原来的自然景观。

矿山复垦后有条件用于农业的土地一般不会超过15%,大部分只能用于造林、休憩地或建筑;排土场边坡上可考虑种植容易生长的藤草和灌木丛,达到绿化和保持水土的目的。

本文对某露天铁矿排土场为例,对排土场的稳定性进行了分析及评价。

1、排土场地质环境现状露天铁矿排弃的大量的废石占用了大量的土地,使原有的绿色生态环境变成了碎石遍地,寸草不生的荒坡。

每年汛期排土场形成的滑坡、泥石流等地质灾害的危险直接威胁着周边居民生命财产的安全。

露天矿排土场边坡稳定性分析及评价机制

露天矿排土场边坡稳定性分析及评价机制

78研究与探索Research and Exploration ·监测与诊断中国设备工程 2019.09 (上)人类社会在进行生产和建设的过程中,不可避免地会进行一些开采工作。

尤其是露天采矿工程,由于挖掘岩土体会导致大量剥离物的产生,以至于排土场成为露天采矿工程中非常重要的一部分。

因为影响排土场边坡稳定性的因素复杂,导致排土场在建设的过程当中常常有事故发生,也由此可见,矿山相关管理者为了保障矿山的生产效率以及矿山能够安全稳定地运行,排土场的建设稳定也是一个需要顾及的重要问题。

1 露天矿排土场的形成及可能导致的灾害露天矿排土场的主要作用是放置采矿工作中产生的大量泥土沙石等废弃物,以确保矿山有序开采有用的矿石,是一个大型的由人工堆积的松散物体。

由于排土场建设的不当不仅会带来安全隐患,引发一些安全事故的发生,如泥石流、山体滑坡,等等,同时还给环境保护工作带来了极大的困难。

由于地质条件、气候条件等存在差异,引发排土场失稳的因素不同,产生的灾害也有不同。

排土场内部滑坡、沿地基接触面滑坡和沿排土场地基软弱层滑坡是排土场失稳的三种主要模式。

比较常见的排土场滑坡主要是由排土场内存在的软弱层,因为地表汇水会雨水的浸入,本就脆弱的软弱层受到的水分的侵蚀就会导致滑坡的安全事故出现,因为岩土土质本身存在不同、排土工艺和其他外界条件不同,所以导致的排土场滑坡会使其滑动面存在不同的高度,另外一种是散体岩石的高度低于排土场的高度,使散体岩石的承载压力过大,从而导致排土场边坡失稳,从而导致滑坡的出现。

有的排土场的基底脆弱不稳定,承载能力低以至于排土场有时会出现滑移的情况,从而导致滑坡引发安全事故。

不同的人工堆积层、土质或洪水带来的卵石层都是影响排土场基底稳定性的重要因素。

一般情况下,由于排土场基底弱层不稳引发的排土场滑坡的多为排土场基底平移引发,且滑动的规模通常较大。

排土场的地基接触面的摩擦不当也有可能导致排土场的滑坡。

关于露天矿排土场边坡稳定性分析

关于露天矿排土场边坡稳定性分析
通常我们 说某 个边坡 是稳定 还是 不稳定 , 这是一个 很模 糊 的概念 , 边坡 的滑与 不滑 只是呈现 出一个趋 向 , 没有 明确 的界限 , 有模 糊 并 具 性 。同时影响边 坡的 因素很 多 , 而且这 些因素在 边坡 的内部影响作用 互 相交织 , 机理异 常复杂 , 作用 即因素 的作用 也具有 模糊性 。然 而 目前 对 边坡稳定性分析判断多按照假定的力学模型进行稳定系数验算,在计 算过程 中使许多因素简化 , 然后根据经验对其所处状态判别 , 事实上往 往不能较好的反映实际状态。而模糊数学可以略去这些因素的具体作 用过程 ,而根 据许 多 己有 的边坡 的稳定性 和 随机 出现 的参数 来确定 一 个关 系式 , 计算 , 然后 确定边坡 的稳定 性趋势 。本文 从矿 排土 场边坡 稳 定性评价 中对此 法的应用 进行探讨 。 1滑体特征及地质条件 1 . 坡破坏后 外形特征 1滑 滑 区位 于排 土场 18 站西侧 ,滑 坡体 面积 约 0 k 21 8西 . m ,莉北长 约 2 f 50 , 0 m 东西长约 4 0 滑场仿量约 18 m。 0m. 万 滑坡体后缘高程约 22 1 4m, 滑坡休前缘高程约 15 。滑坡体前缘滑动鼓丘明显 , 4m 隆起高度 5 1m -0 . 滑体滑 动总体 向西 , 线方 向约 N 7W。滑体 中裂缝 发育 明显 , 呈 轴 7。 裂缝 波状起 伏 ,滑 坡体 为人工 堆积物 ( 剥离 的废石 ) 大堆积 高度 约 采矿 ,最 5m。滑坡 前排土场 呈 台阶状堆积 , 台问堆积坡 角一般 3-0几滑 坡 0 平 04 ̄ 后, 除滑坡壁坡角较陡f 4 左右) , 夕 其他各台阶均遭破坏, 卜 从滑坡壁坡角 至滑坡体前缘 , 总体坡度 l。 。 3 左右 1 _ 2滑体地质结 构特征 原 始地 貌为 山坡 , 坡 向 N 0 W, 面坡 度 1” 总体 50 地 0左右 , 表物 质 地 组成为第 四系豁 土层 , 厚度 52m据钻 孔资料 和现 场调查 , 坡体 的物 -0 滑 料成分 为素 填土 。上 部 的素填土 主要 由块 石组成 , 一般粒 径 4 0 m左 0r a 右, 最大 2 。 形成规律 上部粒径 较小 , m其 坡脚处 粒径较 大 , 表面呈松散 的 堆积体 状 , 厚度 约 5 m 最大 0 。中下部 的素填土 为碎 石充填 勃性 土 , 般 一 粒 径 8-2 m 最 大粒径 50 m以 , 填薪 f土 3%左右 , 般呈 稍 0 10 m, 0r a 充 生 0 一 密状态 , 但下部隆起部位呈松散状态, 最大厚度约 3 m 0 。滑坡体前缘为 第 四系勃 土层 。该戮土呈 黄褐色 , 部含 3 h右 的碎石 , 局 % 0  ̄ 湿一饱 和 、 可 塑一硬塑 状态 。下伏基 岩石为角 闪岩 , 风化状态 。本 次勘 察 中在该 呈强 层进行 了标贯 试验 和土常 规物理 力学性 质 、渗透 试验及 静三 轴剪切 试 验。 1 _ 文地质条件 3水 水是 产生滑坡 的重要 条件 。滑坡 的发 生 和发 展多受 水文 地质条 件 控 制 。此 次滑坡勘察 中滑坡 体上 的钻孔 均未 遇见地 下水 , 体外 的 3 滑坡 个 钻孔全 部遇见地 下水 。地下水位 埋深 6 1m, 当于标 高 1O 10 -8 相 -4 m。 l 基 本处 于原 山坡 地表 第 四系豁土 与下伏风 化角 闪岩 的分 界面 上 、对 滑 带 薪土抗 剪强度有很 大影 响 , 于上滑 体 的物 理化学性 质影 响较弱 . 对 目 前 , 坡体 前缘 无水 体外 露 , 调查 , 发生 前 , 观 测点 D 0 滑 但据 滑坡 地质 1、 D 0 位有常 年流水 . 2部 流水位 置在人工 堆积物 与第 四系的分界线上 滑 体 中碎石 ( 含新 l土) 系数 经分析 采用 4 x 0 /而滑 面上戮 土渗 透 生 渗透 . l%ms 2 试验,其取值应在 3 x 47 l 叨声 ,分属于不良渗水体与强隔水 .l 9 x

准东露天矿排土场边坡稳定性研究

准东露天矿排土场边坡稳定性研究

缘 。 区远离地 表 水 系 , 气 降水 是地 下水 的 主要补 矿 大
给源 , 大 陆干旱 荒 漠气 候 。 属 年平 均降 水量 16— , 0 砌 年蒸 发 量 1 0 2—23 2m 2 8 m,在 5— 8月 ,偶有 雷 阵 雨 , 次最 大 雨 量 可达 3 . mm, 季积 雪 稀少 。降 一 97 冬 水 除形成 地表 迳 流外 同 时补 给地 下水 ,岩 层 遇水 软 化性 强对边 坡 稳定 不利 。 因此 , 准 东矿 排土 场边坡 对 滑坡 机理 的分 析 , 能够更 好 的认 识 排土场 边 坡 , 对 并 其稳定 性作 出科学评 价 ,从 而 为准 东露 天 矿排 土场
衡状 态 。 由于极 限平衡 法对 滑 坡 的边界 条 件大 大地 进行 了简 化 ,而计 算 中选用 的各种 参数 往 往是确 定 的或线 性 变化 的 ,因而需 要 对 复杂 现象 进行 简化 处 理。 各种极 限平衡 方法 所 做 的假设 不 同 , 计算 结果 对
收稿 日期 :0 0 0 — 7 2 1 — 5 2 作者简 介 : 韩 勇 ( 9 7 ) , 南 驻 马 店 人 , 疆 工 业 17 一 男 河 新
为静 定 可解 ,这 种处 理使 解决 问题 的严 密性 受 到破 坏。 另外 , 导致 边坡 失稳 的 因素很 多 , 如地震 、 降水 及 超 载等 , 或者 是某 些综 合 因素 导致边 坡失 稳 。 因此 , 边坡 失稳 具有 一 定 的随机 性 。安 全 系数 的确 定 直接
定 提供科 学依 据 , 以达 到确保 矿 山 安全生 产之 目的。
其进行 了稳 定性 计 算 , 并进 行 了滑坡 机 理分析 , 对排 土场 边坡 的稳 定性 作 出了科 学评 价 。

露天矿现开采阶段高边坡稳定性分析及治理

露天矿现开采阶段高边坡稳定性分析及治理

露天矿现开采阶段高边坡稳定性分析及治理摘要:近年来,我国的露天矿开采不断增加,在露天矿开采的过程中,高边坡的稳定性分析与治理是非常重要的一项内容。

露天煤矿在开采过程中要实现安全、高效、高产并非易事,影响最大的因素就是边坡。

边坡的稳定性高,地质灾害的发生率就比较低,对于生态环境的影响就越小,煤矿开采的安全性也就越高。

本文就露天矿现开采阶段高边坡稳定性分析及治理进行研究,以供参考。

关键词:露天矿;现开采阶段;高边坡;稳定性分析引言露天矿开采边坡越来越陡、爆破规模不断扩大,给露天矿高边坡的稳定性带来不利影响,而威胁露天矿山安全生产的主要风险因素就是边坡失稳。

在多年的生产过程中,露天矿边坡失稳的可能性不断增加,本着消除边坡安全隐患的目的,需要全面客观地分析露天矿高边坡的稳定性,精准预测潜在边坡失稳滑移区域和过程。

主动应对安全隐患,及时改变开采作业计划,采取有效的治理措施,防患于未然。

因此,从经济性和安全性的角度来看,研究露天矿现开采阶段高边坡的稳定性非常必要。

1边坡稳定性分析方法的发展人类对边坡稳定的研究历时长达一百多年,自20世纪20年代,就有学者对边坡土体的稳定性进行研究,主要是借助古典土力学理论知识来计算土体的稳定情况;但在20世纪50年代以前,仍然没有形成完整的用于分析边坡稳定性的方法,到了50年代时,人们侧重于使用地质历史分析来对边坡的稳定性情况进行描述,60年代初,有关岩体边坡的稳定性研究逐渐拉开了序幕,并在分析过程中考虑到时效过程,计算机技术在70年代迅速发展,并被引用到有关边坡的稳定状况研究领域,从而使该领域的相关研究有了很大的进展。

紧接着,边坡稳定性分析于20世纪80年代进入到数值模拟阶段,90年代时,又进入了边坡工程学阶段。

随着各专家学者的不断研究,新的理论和方法也逐渐被引进到边坡稳定性的研究领域中,90年代以后,在该领域的研究从未间断,并且迅猛发展,运用到的各种力学、数学等理论也日趋成熟。

探讨露天矿边坡稳定性的研究

探讨露天矿边坡稳定性的研究

探讨露天矿边坡稳定性的研究露天矿是一种大规模采矿作业方式,其在矿山开发中占有重要地位。

由于露天矿在地形上所占用的面积较大,并且采矿作业会对边坡造成一定程度的影响,从而导致边坡的稳定性受到威胁。

探讨露天矿边坡稳定性的研究具有重要意义。

一、露天矿边坡稳定性的影响因素1. 地质条件地质条件是影响露天矿边坡稳定性的重要因素之一。

地质构造、地质岩性、地下水位等地质因素都会对边坡的稳定性产生影响。

2. 降雨降雨是导致露天矿边坡稳定性问题的重要因素之一。

降雨会导致边坡土壤的饱和度增加,从而减弱土壤的抗剪强度,增加边坡发生滑坡的风险。

3. 人为因素采矿活动、爆破作业等人为因素也会对露天矿边坡的稳定性产生影响。

在采矿活动中,对边坡的开挖和炮孔布置都会对边坡稳定性产生影响。

二、露天矿边坡稳定性的评价方法1. 数值模拟法数值模拟法是目前研究边坡稳定性的常用方法之一。

通过数值模拟软件,可以对边坡的稳定性进行分析和评价,预测边坡的稳定性状况,为边坡的稳定性提供科学依据。

2. 监测法通过在边坡上设置监测点,采用倾角仪、位移仪等监测设备,对边坡进行实时监测,了解边坡的变形情况,从而对边坡的稳定性进行评价。

三、露天矿边坡稳定性的加固与治理1. 边坡加固在露天矿开发过程中,可以通过爆破减振、边坡护坡、边坡锚杆加固等措施对边坡进行加固,提高边坡的稳定性。

2. 边坡治理对于已经出现边坡稳定性问题的露天矿,在进行治理时,可以采用抢险加固、植被恢复、排水降渍等措施对边坡进行治理,恢复边坡的稳定性。

四、露天矿边坡稳定性的案例分析以某露天矿为例,该矿床地质条件较复杂,加上降雨较多,导致矿区边坡发生多次滑坡事故,影响了矿区的生产和安全。

针对该问题,矿区采取了边坡加固、边坡治理等措施,有效地提高了边坡的稳定性,减少了边坡滑坡的风险。

五、结论露天矿边坡稳定性受到地质条件、降雨、人为因素等多种因素的影响。

评价露天矿边坡稳定性时,可以采用数值模拟法和监测法进行分析。

浅议露天矿边坡稳定性研究方法

浅议露天矿边坡稳定性研究方法

浅议露天矿边坡稳定性研究方法摘要本文探讨了露天矿边坡稳定性的研究方法,分析了各个方法的优劣和主要应用条件。

关键词露天矿;边坡;稳定性;方法露天矿边坡稳定问题,包括最终合理边坡角度,边坡形状,边坡监测和滑坡防治等方面。

经过近四十年的发展,岩体边坡研究才开始进行,并得到快速发展。

但是,由于理论和实践的局限,边坡稳定性分析的各种方法都还不完善。

因此,有必要对各种研究方法进行分析,以引起边坡管理技术人员的注意,并对各种方法进行改进和完善,使之更好地满足露天开采工程的需要。

一、边坡稳定性分析采用的主要方法(一)定性分析方法1.地质分析法根据边坡的地形地貌形态、地质条件和边坡变形破坏的基本规律,追溯边坡演变的全过程,预测边坡稳定性发展的总趋势及其破坏方式,从而对边坡的稳定性做出评价,对已发生过滑坡的边坡,则判断其能否复活或转化。

2.工程地质类比法其实质是把已有的自然边坡或人工边坡的研究设计经验应用到条件相似的新边坡的研究和人工边坡的研究设计中去。

需要对已有边坡進行详细的调查研究,全面分析工程地质因素的相似性和差异性,分析影响边坡变形发展的主导因素的相似性和差异性,同时,还应考虑工程的类别、等级及其对边坡的特定要求等。

它虽然是一种经验方法,但在边坡设计中,特别是在中小型工程的设计中是很通用的方法。

3.图解法图解法可以分为两类:①用一定的曲线和偌谟图来表征边坡有关参数之间的定量关系,由此求出边坡稳定性系数,或已知稳定系数及结构面倾角、坡角、坡高等参,仅一个未知的情况下,求出稳定坡角或极限坡高。

这是力学计算的简化。

②利用图解求边坡变形破坏的边界条件,分析软弱结构面的组合关系,分析滑体的形态、滑动方向,评价边坡的稳定程度,为力学计算创造条件。

常用的为赤平极射投影分析法及实体比例投影法。

4.边坡稳定专家系统工程地质领域最早研制出的专家系统是用于地质勘察的专家系统Propecter,由斯坦福大学于70年代中期完成的。

另外,M1T在80年代中期研制的测井资料咨询的专家系统也得到成功地应用。

某露天矿高陡边坡稳定性分析与治理工程研究

某露天矿高陡边坡稳定性分析与治理工程研究
救援协调:建立高效 的救援协调机制,确 保各部门之间的协作
顺畅
应急救援演练与培训
应急救援队伍的组建与培训 应急救援设备的配置与使用 应急救援演练方案的制定与实施 应急救援演练效果的评估与改进
应急救援预案评估与完善
预案评估:对现 有预案进行全面 评估,确保预案 的针对性和可行

救援力量:建立 专业的救援队伍,
0 2
方案三:采用 抗滑桩技术, 如混凝土抗滑 桩、钢抗滑桩 等
0 3
方案四:采用 生物治理技术, 如植被绿化、 生态护坡等
0 4
治理工程技术措施
锚固工程:采用锚杆、 锚索等措施,提高边
坡的稳定性
排水工程:采用排水 沟、排水孔等措施, 降低地下水位,防止
边坡失稳
支护工程:采用挡土 墙、护坡等措施,防
边坡稳定性影响因素
地质条件:岩土 类型、地质构造、
地下水条件等
自然因素:地 震、滑坡、崩 塌等自然灾害
气候条件:降 雨、气温、湿
度等
边坡参数:坡 度、坡高、坡
向等
人为因素:开挖 方式、爆破方式、
支护方式等
监测与预警: 监测手段、预
警系统等
边坡变形破坏模式
01
滑动破坏:边坡岩体沿滑动面滑动, 导致边坡失稳
提高救援能力
救援设备:配备 先进的救援设备,
提高救援效率
救援流程:优化 救援流程,缩短
救援时间
添加标题
添加标题
添加标题
添加标题
05
某露天矿高陡边坡安全管理制度研究
安全管理制度建设
制定安全管理制度:明确安全管理职责,制定安全管理措施 培训员工:提高员工安全意识,增强员工安全技能 定期检查:对高陡边坡进行定期检查,及时发现安全隐患 应急救援:制定应急救援预案,提高应急救援能力

探讨露天矿边坡稳定性的研究

探讨露天矿边坡稳定性的研究

探讨露天矿边坡稳定性的研究1. 引言1.1 背景介绍露天矿是一种常见的矿山开采方式,其特点是开采深度较大,覆土较薄,边坡稳定性容易受到影响。

随着矿山开采规模的不断扩大,露天矿边坡稳定性问题日益受到重视。

露天矿边坡的稳定性不仅关系到矿山生产的安全性和效率,也直接影响周边环境的稳定性和安全性。

当前,国内外对于露天矿边坡稳定性的研究已取得了一定的成果,但在实际工程应用中还存在一些问题和挑战。

因此,开展对露天矿边坡稳定性的深入研究,探讨其影响因素和稳定性分析方法,建立完善的监测与预警系统,对于提高露天矿边坡的稳定性,保障人员安全和矿山生产的持续发展具有重要意义。

本文旨在对露天矿边坡稳定性进行系统探讨与研究,为相关领域的研究和应用提供参考和借鉴。

1.2 研究目的研究目的是通过对露天矿边坡稳定性进行深入分析和研究,探讨其影响因素、监测预警体系建设以及稳定性分析方法,旨在提高对露天矿边坡稳定性的认识,减少可能发生的边坡灾害风险,保障矿山生产和人员安全。

通过对工程实例的分析,总结经验教训,为今后类似工程提供参考和指导。

本研究旨在深入挖掘露天矿边坡稳定性研究的重要性和实用性,为相关研究和工程实践提供有益的参考和借鉴,推动该领域的发展和进步。

1.3 研究意义露天矿边坡稳定性的研究具有重要的意义。

随着我国经济的快速发展,对矿产资源的需求不断增加,露天矿生产量也在逐年增加。

加强对露天矿边坡稳定性的研究,可以保障矿山生产的安全和持续性发展。

露天矿边坡稳定性研究的结果可以为矿山管理和设计提供科学依据,降低生产事故的发生率,保护环境资源的可持续利用。

露天矿边坡稳定性研究还可以为相关部门提供预警和监测系统的建设提供技术支持,及时发现潜在的边坡稳定性问题,减少事故损失。

露天矿边坡稳定性的研究具有重要的现实意义和应用价值,有助于提高矿山生产的安全性和效率,为我国矿产资源的开采和利用提供有力的技术支持。

2. 正文2.1 露天矿边坡稳定性分析露天矿边坡稳定性分析是露天矿工程中非常重要的一部分,对于确保矿山的安全稳定运营具有关键作用。

探讨露天矿边坡稳定性的研究

探讨露天矿边坡稳定性的研究

探讨露天矿边坡稳定性的研究随着经济全球化和贸易的发展,矿业已成为全球经济活动的重要组成部分。

露天矿开采是一种节能环保的开采方式,但是随之而来的矿边坡稳定性问题,也成为制约矿山生产安全的一个重要因素。

因此,对露天矿边坡的稳定性研究具有重要的现实意义和经济效益。

1.引言露天矿是一种开采方式,它是在地表直接开采矿石,由于其高效节能,被越来越多的矿业公司采用。

然而,露天矿开采的特殊性质,使其更容易出现边坡稳定性问题。

因此,对露天矿边坡稳定性进行探讨和研究至关重要。

2.1矿体结构露天矿的矿体结构是影响边坡稳定性的重要因素之一。

矿体结构包括矿脉的分布、倾角、走向、矿体的形态、产状等。

如果矿体结构繁杂,矿脉断裂带多,岩层倾角复杂等,那么就会导致边坡发生坍塌和滑动等安全问题。

2.2水文地质条件水文地质条件是影响边坡稳定性的重要因素之一。

水是导致岩土体内力变化和强度下降的主要因素之一。

如果岩土体中的水分渗透到边坡中,就会导致岩土体内部的剪应力减小,从而导致边坡的稳定性下降。

2.3气象条件气象条件也是影响边坡稳定性的因素之一。

例如,雨水、风力等自然灾害的发生,会导致岩土体的风化和侵蚀加剧,从而使边坡稳定性下降。

3.露天矿边坡稳定性评价方法为确保矿山生产安全,评价边坡稳定性至关重要。

常见的评价方法包括经验法、参数法和数值模拟法等。

3.1经验法经验法是根据前人的经验和矿山内部的历史数据来评价边坡的稳定性。

这种方法简单快速,但是具有很大的主观性和局限性。

3.2参数法参数法是根据边坡进行大量的数据采集,规定一定的参数范围,判断边坡的稳定性。

这种方法依赖于数据的准确性和采集方案的科学性。

3.3数值模拟法数值模拟法是将矿山模型输入计算机模拟软件中,然后进行计算模拟,以评价边坡稳定性。

这种方法需要专业的模拟软件和计算机技术,也需要大量的矿山模型和模型参数的输入。

4.实际应用露天矿边坡的稳定性评价是矿山安全管理中的一个重要方面,因为是确保矿山生产的重要保证。

探讨露天矿边坡稳定性的研究

探讨露天矿边坡稳定性的研究

探讨露天矿边坡稳定性的研究露天矿边坡是指在露天矿开采过程中,形成的边坡构造。

其稳定性的研究对于保障露天矿开采的安全与高效具有重要意义。

本文将探讨露天矿边坡稳定性的研究内容。

研究露天矿边坡稳定性需要了解边坡的形成机理。

在露天矿开采过程中,地表被剥蚀,形成了开采坑底。

而在坑壁上,由于重力及岩土力学性质,可能形成边坡。

边坡的稳定性取决于多种因素,如地层的稳定性、岩土材料的物理力学特性、水文地质条件等。

露天矿边坡的稳定性研究需要选择适当的研究方法。

常见的研究方法包括现场观测与监测、物理模型试验以及数值模拟分析等。

现场观测与监测可以通过仪器设备对边坡的位移、倾斜等参数进行实时监测,以评估边坡的变形趋势和稳定性。

物理模型试验是通过建立边坡的缩尺模型,模拟真实边坡的地质条件、水文条件以及开采条件,以研究边坡的稳定性。

数值模拟分析是通过建立边坡的数值模型,利用计算机软件对边坡的力学行为进行模拟与分析,以预测边坡的稳定性。

在研究中,需要重点关注以下几个方面。

首先是边坡的地质条件,包括地层的性质、构造断裂、节理裂隙等。

地层的性质如岩层的强度、岩层的岩性、岩层的风化程度等对边坡稳定性有重要影响。

构造断裂和节理裂隙的分布情况对边坡的稳定性也有较大的影响。

其次是边坡的水文地质条件。

水文条件主要包括边坡的地下水位、地下水渗流等。

水的存在会影响边坡的稳定性,因为水可以减小岩土体的内摩擦角度,增大岩土体的饱和度,从而加剧边坡的变形和破坏。

再者是边坡的开采条件。

开采条件包括露天矿的开采方法、开采强度、运输方式等。

这些因素会改变边坡的应力状态,从而影响边坡的稳定性。

露天矿边坡稳定性的研究需要综合考虑边坡的地质条件、水文地质条件以及开采条件等因素,并选择适当的研究方法进行评估与预测。

通过对边坡稳定性的研究,可以保障露天矿开采的安全和高效。

露天矿山边坡稳定性研究

露天矿山边坡稳定性研究

露天矿山边坡稳定性研究摘要:露天矿边坡具有的失稳和变形行为通常与露天矿周边的地质条件及外部环境等很多因素有关,而这些因素具有的随机多变性和复杂性,会直接导致地理位置不同的边坡其变形和位移的发展方向不同。

为此,了解边坡稳定性的失稳影响因素与防治措施对于指导露天矿边坡的稳定工作及矿山的未来发展有着重要的意义。

关键词:露天矿山;边坡;影响因素;稳定性1露天矿边坡稳定性影响因素1.1内部影响因素(1)地质分布情况。

露天矿山的地质成分组成主要由裂隙层结构、软夹层结构、节理、软面结构、破碎带结构等。

这些结构的实际分布情况直接决定了边坡的稳定性,此外,山体岩石的力学性质与边坡稳定性的关系也非常密切。

通常情况下,山体岩石硬度越高,边坡稳定性就越强,大多数边坡崩塌滑坡等现象都是发生在灰岩、砂质岩或者泥岩岩层中。

(2)岩体结构和结构面。

岩体的结构体与结构面,共同决定了岩体特性,对边坡稳定性的影响也至关重要。

沉积岩是露天边坡的重要组成部分,其含有大量软弱岩层与断层破碎带,遇水变塑性,岩体的流变特性是导致边坡受损的最根本原因。

1.2外部影响因素(1)后天自然因素影响边坡稳定性。

在金属矿山边坡工程中,影响其稳定性的后天自然因素主要包含地下水侵蚀、风化、温度变化以及来自自然环境的压力因素。

其中风化对于岩体表面结构会产生一定程度的破坏,在自然风的影响下岩体表面层会在扩张力的作用下产生裂纹,一旦裂纹数量超过了限制便会极大的降低岩体结构稳定性。

而温度的急剧变化则会使岩底内部和外部受力不均,在膨胀和收缩的作用下便会导致岩体开裂。

而地下水侵蚀对于岩体结构和矿山边坡的稳定性影响是最为严重的,水体在破碎的岩石结构及裂纹中流动,时间久了便会造成裂纹的扩张和岩石颗粒的流失。

这种侵蚀变化虽然缓慢,但是对于边坡结构稳定性的长久影响确是值得研究人员重点关注的。

(2)人为因素破坏了边坡稳定性。

人为活动对于露天金属矿山边坡稳定性造成的影响也是非常显著的,而大部分影响因素都来自于矿山开采过程中的爆破和机械设备运行。

露天矿山边坡施工稳定性的研究

露天矿山边坡施工稳定性的研究

露天矿山边坡施工稳定性的研究发布时间:2021-09-11T13:58:31.823Z 来源:《基层建设》2021年第17期作者:季建国[导读] 摘要:露天矿边坡的不稳定性对周围许多地区造成了严重破坏,露天矿边坡的稳定性日益受到关注,但露天矿边坡稳定性可能受到多种因素的影响,包括因此,将深入研究露天矿边坡稳定性分析方法。

浙江交通资源投资有限公司矿业分公司浙江丽水 323000摘要:露天矿边坡的不稳定性对周围许多地区造成了严重破坏,露天矿边坡的稳定性日益受到关注,但露天矿边坡稳定性可能受到多种因素的影响,包括因此,将深入研究露天矿边坡稳定性分析方法。

关键词:露天矿山;开采工作;边坡稳定性;相关措施引言随着世界各国经济增长加快,对资源的需求增加,露天采矿日益成为各国的优先事项。

对于采掘单位,必须在作业过程中确保边坡稳定,以提高开采效率并增加公司利润。

作为预防和治疗进程的一部分,工作人员应深入研究坡度不稳定的原因,以便在现有问题的基础上不断改进治理。

只有这样才能确保采矿作业的安全,并使建筑人员和采矿设备能够在安全的环境中作业。

1露天矿山边坡稳定性分析的常规步骤露天矿边坡稳定性研究分析包括基本的分析步骤,首先是要研究的矿山边坡地质研究,然后确定受影响地区的具体特征并进行取样;然后,利用岩石边坡样品进行室内物理力学实验,以了解所研究矿边坡岩石的力学特性,并获得不同矿址的其他力学参数;对取样地区的研究和分析、计算和分析提供了相关的岩石稳定因素,并纳入了具体的稳定因素,从而有助于更详细地研究进入地区的稳定状况。

2影响边坡稳定性的主要原因2.1受人为因素的干扰在采矿过程中,工作人员将不可避免地会使用爆破时可能造成强烈震动的爆破技术,这将对岩石的内部结构产生一定影响,从而造成进入地面部分的裂缝。

第二,在提取过程中,如果管理不善导致提取顺序混乱和提取方向错误,也可能出现放坡稳定问题。

2.2岩石结构因素岩石结构的变化在很大程度上威胁着露天矿边坡的稳定性。

  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。

第46卷 第4期2010年7月 地质与勘探GEOLOGY AND EXPLORAT I ONV o.l 46 N o .4J u l y ,2010水文 工程 环境[收稿日期]2009-08-26;[修订日期]2010-06-18;[责任编辑]郑 杰。

[基金项目]天津市科委岩土工程重点实验室建设基金项目(编号:06SYSYJ C14900)资助。

[第一作者简介]刘寒鹏(1970年-),男,主要从事地质工程及软基处理研究工作,Em ai:l h an li u @tj uc.i edu .c n 。

露天矿排土场高边坡动力稳定性研究刘寒鹏1,2, 毛彦龙3(1.天津城市建设学院,天津 300384;2.天津软土特性与工程环境重点实验室,天津 300384;3.长安大学地测学院,西安 710054)[摘 要]露天矿生产采用爆破手段,除采矿形成边坡外,废矿堆积也常常形成排土场高边坡,现场实测露天矿排土场在生产爆破作用下的振动速度,将实测加速度数据推导得到的水平加速度值,线性插值到每一个土条中,利用等效静力法对边坡在爆破动力作用下的稳定性进行了计算及评价,与传统等效静力法相比,此方法更接近实际振动加速度分布情况。

同时,采用模态叠加法,通过有限元动力响应分析的手段,对露天矿排土场高边坡表面不同部位土体位移分布规律进行了分析,最终得到研究边坡在生产爆破动荷载作用下不会产生整体滑移,但在坡面顶部表层或浅层会产生一定深度的拉张裂缝,在重力和爆破动力的作用下裂缝逐渐加深,到一定深度时,表层矿渣会顺坡滑下产生表面滑塌型破坏的结论。

[关键词]露天矿 排土场 稳定性 动力响应[中图分类号]P642 [文献标识码]A [文章编号]0495-5331(2010)04-0728-05L iu H an-pen g ,M ao Yan-long .A study on dyna m ic stab ility of sl op es at du m p sites of op en-p it m i nes[J].G eology and Exp loration ,2010,46(4):0728-0732.0 引言边坡稳定的重要性在矿产资源开发中,无论是金属矿或非金属矿,一直是被关注的重要问题(李文秀,1985),如海州露天煤矿、平庄西露天煤矿、元宝山露天煤矿、伊敏河露天煤矿、扎赉诺尔露天煤矿、抚顺露天煤矿等先后发生过若干次大滑坡;另一方面,许多露天矿排土场如:平庄西露天煤矿、平朔安太堡露天煤矿等矿场的排土场也都发生过大滑坡,造成了严重的经济损失,危害极大(杨丽萍,2006),排土场的边坡稳定性引起人们的高度重视,由于露天矿生产采用爆破技术,爆破振动产生地震波构成复杂,动力荷载作用下排土场边坡稳定性评判的理论亦尚不成熟(刘寒鹏等,2007),针对动荷载作用下边坡稳定性研究具有实践和理论意义。

1 边坡动力稳定性分析研究概况边坡在静力条件下可采用的稳定性分析方法较多,大体可分为定量分析和定性分析(靳付成,2007),由于工程设计计算需要,定量分析的方法得到广泛发展及应用。

定量分析方法分为确定性分析方法和不确定性分析方法,确定性分析方法主要包括极限平衡分析法和数值分析方法。

其中极限平衡法中的条分法及改进条分法(Fred l u nd ,1981;B ish op ,1995;Greco ,1996)普遍应用于工程中;数值分析方法主要包括:有限元法、边界元法、离散元等方法,多用于科研课题当中。

而不确定性分析方法(贺可强等,2001)主要包括灰色系统评价法、可靠度分析方法、模糊综合评价法、人工神经网络法等。

相对来说,边坡在动力条件下可采用的稳定性分析方法少且不成熟,其主要原因是:动载荷的影响因素多,如运动参数、力学参数、振动作用时间及频谱等。

边坡动力稳定性评价常用计算方法为等效静力法,利用极限平衡分析方法,把爆破(地震)产生的动载荷折算成等效静载荷来考虑,用惯性力的方法参与边坡的稳定性计算,在计算中没有考虑频谱结构、加速度衰减及尺度效应等因素,计算结果相对粗略(朱传云等,1997),但是该方法简单实用,在实际工程中应用广泛,积累了大量的经验,在边坡地震稳728图1 排土场研究剖面工程特性示意图F i g.1 Sk etch cross section s how i ng geolog i cal characters of a dump site1-人工填土;2-含粉质粘土的碎石土;3-中等风化板岩;4-最危险滑移面;5-有限元分析节点位置及编号;6-层号;7-第四系人工填土;8-第四系冲积及坡积物;9-震旦系1-artifici al fil;l2-gravel soilw i th silty cl ay;3-m ed i um w eat hered s l ate;4-t he m ost dangerous sli ding s u rface;5-t he node l ocation and nu m ber of FEM;6-layer numb er;7-artifici al fill of quaternary;8-a ll uvi um and slope deposits ofQuaternary;9-S i n ian定性分析中纳入规范(湖南水利水电勘测设计院, 1983)中。

有限元分析是另一种常用的边坡动力稳定性研究手段,目前的研究主要集中在采用动力有限元进行边坡稳定性或动力响应分析(李祥龙等,2006)、在等效静力法中考虑频谱结构(李彤华等,2000;张林等,2005)、加速度衰减(卢文波等,1996;张晓晖, 2009)及尺度效应等方面。

2 研究边坡场地及地层概况研究边坡位于陕西省华县金堆镇,为金堆城钼业公司排土场(见图1),坡高130m,坡角约36.5 ;取排土场典型剖面为研究对象,自上而下其地层岩性为: 层(Q4m l)第四系人工填土(矿渣)-以碎石土为主(主要粒径2~5c m,密实); 层(Q4al+p l)第四系含粉质粘土的碎石土,密实,稍湿; 层(S n l)为震旦系中等风化板岩。

场地地层物理力学性质指标:通过现场颗粒分析、密度、剪切试验,结合地球物理勘探手段测试(刘寒鹏,2003),确定物理力学性质指标见表1。

3 研究边坡动力稳定性分析本文采用等效静力法进行计算,结合有限元动力响应分析的方法对研究边坡进行稳定性分析。

表1 物理力学性质指标一览表Tab le1 Physica l and m echan i cal property para m e ters 层号材料类型内聚力(kPa)内摩擦角(o)泊松比密度(kN/m3) 1矿渣30260.3323.22碎石土32250.3522.83基岩2000400.2425表2 实测各点爆破震动参数最小、最大统计结果表Tab le2 T he m ax i m um and m in i m um vi b rationreference of each observation point测试地点测试方向震速(10-3m/s) 加速度(10-3m/s2)最小最大最小最大坡脚垂直0.081.1530.0150.163水平0.0230.460.010.28坡中垂直0.0391.050.030.12水平0.0160.6610.030.36坡顶垂直0.0271.430.180.539水平0.01290.630.120.703.1 爆破震动现场检测在研究边坡现场,分别在坡脚、坡中、坡顶设置测点,在各监测点处开挖一定深度的测试坑,然后用水泥砂浆浇筑并在顶面找平,以使拾震器与观测介质充分接触。

监测采用成都拓普电子技术研究所生产的TOPBOX便携式测振自记仪,配金桥传感器厂729第4期 刘寒鹏等:露天矿排土场高边坡动力稳定性研究生产的速度传感器进行30余次观测(表2),通过TOP V I E W 2000分析资源库对测振数据进行计算得到监测点1、2、3水平向最大加速度值分别为0.28 10-3m /s 2、0.36 10-3m /s 2、0.70 10-3m /s 2。

3.2 等效静力法边坡稳定评价研究边坡虽然斜坡表面矿渣有一点分选性,但总体来看还是比较均匀的,其中又没有明显的破坏面存在,利用自行编制的slp 边坡稳定性分析软件,采用B ishop 法(潘家铮,1980;钱家欢,1996)进行搜索和计算(见图2),计算原理如下:图2 圆弧搜索法计算示意图F i g .2Sk etch show i ng calcu lati on by the arc search i ng m e thod(1)先根据勘察所得滑动面剪出口位置,用作图法求得滑弧的圆心O,并进行土条划分,一般根据坡面的形状,每条宽度取半径的1/10。

(2)计算每块体的重力Q i ,作为平面问题,按垂直于图面取l m 考虑,则:Q i =h i b i 式中:Q i -第i 块滑体所产生的重力(kN /m );h i -第i 块滑体的平均高度(m );b i -第i 块滑体的宽度(m ); -土体的平均天然重度(kN /m 3)。

(3)通过计算,求得每个块体的 角,按下式计算垂直于滑动面的法向分力N 和滑动分力T :N i =Q i cos iT i =Q i sin i式中:i -第i 块滑体垂直于滑动面的法向分力与铅直线之间的夹角,亦即滑面弦线与水平线之间的夹角(。

)。

(4)由法向分力引起的摩阻力为N tan ,起抗滑作用;滑动分力T 根据所处位置可为下滑,也可抗滑作用。

(5)滑动面上的抗滑力为土的粘聚力c 与整个滑动面弧长L 的乘积。

(6)根据公式F i =a igQ i ,计算爆破振动荷载(水平向)静力等效值F i 式中:F i -爆破振动荷载(水平向)静力等效值;a i -第i 条土体实测爆破振动水平向最大加速度(天然状态下取0,考虑爆破动力作用时,按各土条在坡面位置,根据实测值差值确定);g 重力加速度。

(7)根据上述力系对滑弧圆心O 点取力矩的静力平衡条件,可按下式计算整个滑坡的稳定系数K :K =r[(N i -F i sin i )tan +cL ]r (T i +F i cos i )式中:K -滑坡稳定系数;r -滑动圆弧的半径(m );N i -作用于第i 块滑动面上的法向分力(kN /m );T i -作用于第i 块滑动面上的滑动分力(kN /m ),出现于与滑动方向相反时取负值; 、c -圆弧滑动面上的综合内摩擦角(o)和综合粘聚力(kPa);L -整个圆弧滑动面的长度(m )。

重复以上步骤,至找到稳定系数为最小的圆弧,该圆弧即为潜在的滑动面。

相关文档
最新文档