杏山铁矿露天转地下开采边坡变形分析

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露天转地下岩体失稳及数值模拟分析

３００万ｔ／ａ，目前实际生产规模为１５０万ｔ／ａ。矿山
２岩体结构特性
整个矿区岩石主要有石榴黑云斜长片麻岩、混合花岗岩以及太古界三屯营组各种古老变质岩。根据岩体的完整性、结构面与结构体特性、浅表层岩石的风化特征等将矿床内岩石划分为块状结构、层状结构、碎裂结构与散体结构４类，具体见表１。针对杏山铁矿的现场实际情况，主要以一４５ｍ水平为研
◆ 一３－１；－＿３－２； ▲
５结
论
在开采扰动下，岩体失稳演化规律表现主要是顶部岩体的破坏，其破坏形式是顶部发生拉伸坏，并以岩体内部的剪切破坏发展为主；容易形成局部应力集中现象，以顶板下
期开采阶段，部分矿山已在高陡边坡下进行深凹开采。随着浅表资源的减少和剥采比的增加，露天开采不仅技术难度加大，而且经济上也不再可行，由露
天转为地下开采势在必行。所以研究露天转地下开
采露天矿岩体的变形特性与失稳机理具有重要的现
（中铁资源集团有限公司）
摘
要
杏山铁矿是露天转地下开采矿山，目前处于露天到地下开采过渡期间。结合杏山铁
矿现场工程地质情况，在开采区域的岩体结构特征及岩石物理力学特性的基础上，运用块体理论和

杏山铁矿露天转地下覆盖层形成方法

杏山铁矿露天转地下覆盖层形成方法卢宏建;甘德清;陈超【摘要】以杏山铁矿为研究背景,结合矿山实际情况,基于随机介质放矿理论的覆盖层结构优化理论与露天转地下覆盖层回填自然分级理论,确定了杏山铁矿能满足防损失贫化、防冲击地压、阻滞水作用、减少漏风防寒保暖,可形成挤压爆破和端部放矿条件等安全功能的覆盖层厚度为45 m,形成方法为高台阶一次翻卸,并制定了详细的方案与技术保障措施.取得以下主要结论:①杏山铁矿覆盖层分整体下移层和流动层2层铺设,流动层回填废石粒度不小于20 mm,100 mm以上的粒度含量不小于40％,厚度不小于20 m.②整体下移层回填废石小于5mm与大于5mm的粗颗粒比例为3:7,厚度不小于25 m.杏山铁矿实施覆盖层后的井下漏风率、矿石贫化率、井下泥石流和渗漏时间等指标评价数据良好,对类似矿山有指导借鉴意义.【期刊名称】《金属矿山》【年(卷),期】2014(000)001【总页数】4页(P25-28)【关键词】露天转地下;覆盖层;高台阶翻卸;自然分级【作者】卢宏建;甘德清;陈超【作者单位】河北联合大学矿业工程学院,唐山河北063009;河北省矿业开发与安全技术重点实验室,唐山河北063009;河北联合大学矿业工程学院,唐山河北063009;河北省矿业开发与安全技术重点实验室,唐山河北063009;河北联合大学矿业工程学院,唐山河北063009;河北省矿业开发与安全技术重点实验室,唐山河北063009【正文语种】中文【中图分类】TD856.1露天开采是金属矿开采的重要手段，特别是我国80%的铁矿石产量来自于露天开采，经过多年的开采，众多露天矿山已经或者将要转为地下开采[1]。

随着开采技术的发展和高效设备的研发及应用，多数露天转地下矿山能力呈增大趋势，而能够满足地下大产能的采矿法首选无底柱分段崩落法。

该采矿方法特点是要求有一定厚度的覆盖岩层，以满足安全生产的需要。

国内外学者就露天转地下开采覆盖层的结构与形成方式问题已经进行了一些研究工作[2-5]，但尚处于完善阶段。

露天转地下开采方案优化及边坡稳定性分析

露天转地下开采方案优化及边坡稳定性分析刘杰;赵兴东;路增祥【摘要】以孟家堡铁矿露天转地下开采的实际情况为工程背景,利用强度折减法和FLAC3D数值模拟方法,以塑性区贯通、计算不收敛及位移突变为失稳判据计算边坡安全系数,确定潜在滑移面,分析静态及开采扰动下的边坡稳定性;根据随采深下降的边坡破坏规律,对开采方案进行优化.分析结果表明,无开采扰动下边坡安全系数为1.94,满足稳定性要求;不留境界矿柱的无底柱分段崩落法地下回采过程中,覆盖层厚度要达到25 m,其起到吸收并转移应力和减缓边坡能量耗散速度的作用.【期刊名称】《东北大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2013(034)009【总页数】4页(P1327-1329,1334)【关键词】露天转地下开采;边坡稳定性;强度折减法;安全系数;FLAC3D【作者】刘杰;赵兴东;路增祥【作者单位】东北大学资源与土木工程学院,辽宁沈阳110819;东北大学资源与土木工程学院,辽宁沈阳110819;罕王傲牛矿业股份有限公司,辽宁抚顺113001【正文语种】中文【中图分类】TD824露天转地下开采边坡岩体的移动、变形和稳定性问题已成为一个影响生产、安全和环境的突出问题［1－6］，而且这一问题将随着开采向深部延伸更加突出.露天开采时期的大规模开挖，对围岩体造成较大的应力扰动，在此基础上进行地下开采，将引起边坡岩体的进一步变形和破坏，甚至出现滑坡失稳和巷道破坏等灾害［6］.同时，露天转地下境界矿柱的留设会给地下开采的安全带来巨大隐患［3］.本溪孟家堡铁矿针对Fe10 号矿体的实际情况，计划露天开采坑底标高全部至+70 m后，转为地下开采，开采方式为无底柱分段崩落法且不留境界矿柱，分段高度20 m.由于不留境界矿柱，开采环境极其复杂，因此研究地下开采过程中边坡稳定性对优化矿山开采方案具有重大的现实意义.目前，采用强度折减法计算边坡安全系数逐渐成为新的趋势［7］，该方法的关键问题是如何判断边坡达到临界失稳状态.一般使用求解过程中计算不收敛作为判据［8］，塑性区贯通［9］判据和监测点位移突变判据［10］由于能够直观地反映边坡破坏过程也逐渐受到重视.但是，对三种判据的综合应用还较少，为此，本文采用自编强度折减法和FLAC3D模拟方法，综合三种判据分析不同方案下的边坡破坏特征，以边坡稳定性为依据，对采矿工艺参数进行合理的优化.1 数值模型建立及计算方案1.1 计算模型考虑边坡岩体破坏形态和对建模难易程度的考虑，对露天台阶进行了合理的简化.由几何模型(图1a)，选取高陡边坡40#勘探线地质剖面为研究对象，建立单元模型(图1b)，模型X 方向500 m，Y 方向20 m，坑底宽28 m，标高+70 m，设置2 个监测点，矿体上盘边坡最终边坡角63°，下盘边坡最终边坡角49°，其覆盖层用废石回填.图1 计算模型Fig.1 Computation model(a)—几何模型；(b)—单元模型.由于矿体倾向，上盘边坡角和高度均大于下盘边坡，故以上盘边坡为主要研究区域.露天开采属于浅部采矿，计算只考虑自重应力的影响.计算模型除地表设为自由边界外，底部设为固定约束，模型四周设为单向位移边界.岩石力学参数见表1，计算采用Mohr－Coulomb 破坏准则.1.2 计算方案首先分析无开采扰动下边坡的稳定性.然后，针对不留境界矿柱的地下开采，将+70 m 至+10 m的矿体分三层开采，每分层高度20 m，提出3 种方案:方案一，坑底无覆盖层；方案二，坑底覆盖层厚度为40 m，且随采深下降不再进行回填；方案三，坑底覆盖层厚度始终为40 m.表1 岩石类别及参数Table 1 Rock types and parameters2 模拟结果分析2.1 无开采扰动下的边坡稳定性分析应用优化理论中的二分法，以塑性区贯通、计算不收敛及位移突变为失稳判据，编制强度折减法程序，求得无开采扰动下边坡安全系数Fs=1.94，大于规定的1.2，符合安全标准.边坡失稳破坏可以看做是塑性区的发展、扩大直至贯通而进入完全塑性状态，而无法继续承载.Fs=1.94 时，边坡塑性区(图2a)从坡脚贯通至坡顶，主体单元为剪切破坏，只在坡顶存在小范围拉破坏.边坡达到临界失稳时，根据临界破坏状态的塑性区及剪切应变增量云图(图2b)可以估计潜在滑动面.由图2b 知，边坡内剪切应变带已经形成，可得出潜在滑移面位置；边坡失稳时，局部化剪切变形会相对集中在局部化区域内，而区域外的变形相当于卸载后的刚体运动，滑坡体将沿某一滑动面滑出.滑动面两侧沿滑动面方向的位移差明显，存在较大的变形梯度，边坡失稳必然是其一部分岩体相对于另一部分岩体无限制的滑移，可采用边坡位移等值线确定滑动面，如图2c和图2d 所示.以位移值1 cm 的等值线为界，被明显地分为滑体和稳定体两部分，并且最大垂向位移产生于坡顶，达10 cm，最大横向位移位于最下方台阶的坡面中部，达12 cm；边坡失稳，滑体由静止状态变为运动状态，同时产生很大且无限发展的位移，程序无法从数值方程组中找到一个既能满足静力平衡又能满足应力应变关系和强度准则的解，此时，不管从力的收敛标准还是从位移的收敛标准来判断，数值计算都不会收敛.计算过程中，最大不平衡力集中于边坡表面，计算无法收敛.图2 安全系数Fs=1.94 时边坡状态图Fig.2 Slope state diagrams forFs=1.94(a)—塑性区；(b)—剪切应变增量；(c)—竖直位移；(d)—水平位移.监测点的竖直位移随时步变化曲线见图3，位移持续发展，并未达到某一稳定值，表明边坡进入塑性流动状态.在不同的Fs下，监测点竖直位移与Fs的关系见图4，当Fs=1.94 后，位移变形量发生突变，表明此时边坡处于失稳临界状态.2.2 方案优化结果分析图5 给出了3 种方案不同回采分层边坡塑性区体积的变化图.受篇幅限制，图6 仅给出了3 种方案三分层回采后的塑性区分布情况.由图可知，边坡破坏主要集中在上盘边坡，且随着回采的进行，塑性区体积加速增长，方案一增长速度最快.方案一一分层回采后，仅在采场围岩附近形成贯通区域，围岩的局部破坏有利于分段崩落法的安全，计算安全系数Fs=1.54，则方案二与三回采一分层时，Fs必大于1.54，边坡安全；方案一二分层回采后，塑性区扩展较大，其Fs=1.18，边坡不安全，且三分层回采结束后，由于无覆盖层，边坡受开采扰动较大，塑性区(图6a)从坡脚贯通至坡顶面，其安全系数小于1，潜在大范围破坏.方案二一分层回采后，覆盖层下降约8 m，且二分层回采后，覆盖层下降约9 m，Fs=1.32，则方案三二分层回采后，Fs必大于1.32，边坡相对安全；方案二三分层回采后，覆盖层下降约10 m，此时厚度仅剩13 m，Fs=1.05，不安全，而方案三此时Fs=1.36，边坡稳定.基于以上分析，选取覆盖层厚度为25 m，计算此条件下三分层回采后Fs=1.24，边坡安全.覆盖层的存在对边坡及围岩起到支撑作用，松散碎石能够吸收及转移边坡应力，减缓边坡能量快速释放，起到缓冲作用，覆盖层完全为塑性(图6b 与图6c)，从而有利于边坡的稳定.图3 安全系数Fs=1.94 时步-位移变化曲线Fig.3 Steps vs displacement curves for Fs=1.94图4 安全系数Fs-位移变化曲线Fig.4 Fsvs displacement curves图5 3 种方案分层-塑性区体积关系曲线Fig.5 Slicing vs plastic zone volume for three schemes图6 3 种方案三分层回采后塑性区分布图Fig.6 Plastic zone distribution of three schemes after the third slicing mining(a)—方案一；(b)—方案二；(c)—方案三.3 结论1)以塑性区贯通、计算不收敛性及位移突变为边坡失稳判据，确定无开采扰动下边坡的安全系数等于1.94，稳定性较好.2)采用不留境界矿柱无底柱分段崩落法进行地下开采时，无覆盖层一分层回采时边坡安全，二、三分层回采时，要求覆盖层厚度至少25 m.3)覆盖层不仅起到填充空区的作用，而且起到吸收转移应力及减缓边坡能量耗散速度的作用，防止边坡进一步破坏.参考文献：【相关文献】［1］Bye A R，Bell F G.Stability assessment and slope design at sand sloot open pit，South Africa［J］.International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences，2001，38(3):449－466.［2］Rose N D，Hungr O.Forecasting potential rock slope failure in open pit mines using the inverse-velocity method［J］.International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences，2007，44(2):308－320.［3］Zhao X D，Li L C，Tang C A，et al.Stability of boundary pillars in transition fromopen pit to underground mining［J］.Journal of Central South University，2012，19(11):3256－3265.［4］Wang J，Tan W，Feng S，et al.Reliability analysis of an open pit coalmine slope ［J］.International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences，2000，37(4):715－721.［5］He M C，Feng J L，Sun X M.Stability evaluation and optimal excavated design of rock slope at Antaibao open pit coal mine［J］.International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences，2008，45(3):289－302.［6］Singh T N，Singh D P.Slope behaviour in an opencast mine over old underground voids［J］.International Journal of Mining，Reclamation and Environment，1991，5(4):195－201.［7］Zheng Y R，Tang X S，Zhao S Y，et al.Strength reduction and step-loading finite element approaches in geotechnical engineering［J］.Journal of Rock Mechanics and Geotechnical Engineering，2009，1(1):21－30.［8］GriffithsD V，Lane P A.Slope stability analysis by finite elements［J］.Geotechnique，1999，49(3):387－403.［9］Matsui T，San K C.Finite element slope stability analysis by shear strength reduction technique［J］.Soils and Foundation，1992，32(1):59－70.［10］林杭，曹平，宫凤强.位移突变判据中监测点的位置和位移方式分析［J］.岩土工程学报，2007，29(9):1433－1438.(Lin Hang，Cao Ping，Gong Feng－qiang.Analysis of location and displacement mode of monitoring point in displacement mutation criterion［J］.Chinese Journal of Geotechnical Engineering，2007，29(9):1433－1438.)。

露天转地下开采诱发边坡不稳定性的关键问题

下沉后边坡轮廓线原边坡轮廓线
γ
β
煤层
γ β
煤层
2.3地下采区位于坡中区边坡稳定性随采区几何尺寸及采深的变化属性

地下开采对边坡稳定性影响计算方法如式

n
tan [ cos i E
F
m
1
m
d ij dz 1
m
cos i E d ij dz
d i d
j 1
sin i ] C / z ij
j 1
m
i 1
sin i E
m
sin i E
d i d
cos
i
j 1
边坡体稳定系数随开采宽度变化曲线
1.1
稳定系数 k
1.0
0.9 50 100 150 200 250 300
开采宽度
边坡稳定系数随深度的变化曲线
水平移动系数的演变与对比

井工开采期间，各测点水平移动系数平均值为0.32，说明在地下开采时期N1100～N1400之间地面主要以下沉为主，表现出井工地下开采地表变形规律。同样也取N1200～N1400区段，将地下采动期与露天开采复活期水平移动系数进行对比，在地下采动期该区域水平移动系数的均值为0.32；而在同一区域，1979年至1986年间的水平移动系数均值为1.37；
平均速 7.2 率
1.7 1.1 2.4
变形速率对比与开采扰动关系速率呈指数级增大，说明再扰动作用诱发的活化变形异常剧烈。
年度
88
89
90
91
92
93
94
95
96
平均速 12.2 率

露天采坑三维边坡稳定性分析及防治对策

６矿冶工程第３０卷场，高约６０ｍ和４０ｍ左右；东北侧３０ｍ远处有民房；东侧２０ｍ处有深３ｍ的大坑，内有积水；东侧２００ｍ远处为新利分矿（选矿厂）；西南、东侧和东南为农田。

１．１地层岩性仓上矿区内岩浆岩主要为马连庄超单元变辉绿岩、栖霞超单元英云闪长岩、玲珑超单元斑状二长花岗岩、郭家岭超单元巨斑状花岗闪长岩、煌斑岩、辉绿岩；岩石等级为Ⅷ～Ⅸ（普氏系数厂为１０—１２）。

施工地点岩性为花岗岩、绢英岩化花岗岩及混合岩化斜长角闪岩等。

１．２区域地质构造仓上矿床位于胶东半岛西北部，处于大地构造位置胶北隆起的西缘，西侧与沂沭断裂带相毗邻。

仓上矿区内主要构造形式为褶皱和断裂，以断裂为主。

根据生成先后及与矿的关系，可分为控矿断裂及矿后断裂。

前者为仓上断裂带，后者有北东向和北西向断裂。

岩体产状及节理裂隙间距统计结果表明，结构面走向以北西向为主，倾向北偏东。

结构面间距０．１～ｏ．５ｍ，结构面组数２—３组，主要结构面结合差，岩体完整程度属较破碎。

１．３地下水情况现场勘察发现仓上矿区下降泉主要有３处，源头均为第四系水，分别在西北坡、东坡和南坡东侧，但流量不大，且与季节性降雨关系密切，干旱时会断流。

在露天坑底的南坡西侧有１处裂隙水出露，流量约为０．０ｌｍ３／ｈ，流量稳定。

可见，现场水文条件简单。

２露天采坑边坡变形破坏特征仓上露天采坑边坡东坡、南坡和北坡破碎，西坡较完整。

该露天采坑边坡变形破坏以滑坡、危岩和崩塌为主。

滑坡现象显著区域主要有４处，由西向东依次编号为１—４号滑坡，其中２、３号滑坡比较严重。

崩塌显著区主要有两处，由西向东依次编号为５～６号崩塌。

南坡危岩随处可见。

仓上露天采坑边坡滑坡、崩塌发生部位如图１所示。

图ｌ露天采坑边坡滑坡及崩塌位置分布图ｌ中危岩和崩塌均是露采暴露时间长、风吹、Ｅｌ晒、雨淋，导致岩体风化原因引起。

北坡只有３号和４号滑坡之间顶部边坡有明显崩塌，东北坡顶、东坡和南坡有危岩，南坡大部分区域都有崩塌显现，危岩随处可见。

山坡型露天开采边坡稳定的影响因素

山坡型露天开采边坡稳定的影响因素第一篇：山坡型露天开采边坡稳定的影响因素山坡型露天开采边坡稳定的影响因素【摘要】：阐述了山坡型露天开采边坡稳定的影响因素，并对保持边坡稳定的可行性进行了探讨，可供露天开采矿山参考。

一、前言金属非金属矿山生产是工业生产的高危行业，其事故发生几率和死亡人数在工业安全生产领域占较大比重。

边坡稳定管理是露天开采矿山安全生产的重要环节，山坡露天开采企业发生的事故多数是边坡失稳导致的。

引起露天矿山边坡破坏(主要指坍塌和滑坡)的原因，往往是由多方面因素所构成的。

大致可以分为两类，即自然因素和人为因素。

自然因素主要有：①边坡所处范围的地质构造(层理、节理、断层、褶曲等)；②岩性(强度、渗透性、孔隙率、膨胀性等)；③地下水及地表地形、气候特征、地震等。

人为因素主要有：①边坡的形态；②周边的爆破震动；③地表植被破坏及水库、排十场等人为构筑物等。

一般是由几种因素叠加，共同作用而造成边坡破坏但是也有单一因素造成边坡破坏。

在诸多因素共同作用时，往往以一、两种为主，其它因素只是对这一、两种因素起促进作用。

露天矿山的边坡是在生产活动中为了适应产出矿石的需要而强行控制的实体，为了实现安全、快捷、经济的目的，掌握边坡的结构和特点，总结边坡的破坏类型及其与其相关的技术，防患于未然尤为重要。

二、山坡型露天开采边坡的结构和特点山坡型露天开采时通常是把矿岩划成一定厚度的水平层，自上而下逐层开采。

这样开采的结果使露天开采形成阶梯状的台阶，通常被称为台阶开采。

多个台阶组成的斜坡称为露天矿山边帮，即露天矿山最终边坡。

这种方法多用于较大规模露采矿山，多个工作面可以同时作业，互不影响。

还有一种情况是针对小型露天开采所作出的特殊规定。

即根据国家安全生产监督管理局颁布实施的《小型露天采石场安全生产暂行规定》，“不能采用台阶式开采的，应当自上而下分层顺序开采”。

其方法是将露天开采的矿岩自上而下划分成若干平行条块，而后自第一条块(最外层的条块)自上而下分割成若干阶段，先开采最上层矿块，依次向下开采。

【国家自然科学基金】_露天转地下开采_基金支持热词逐年推荐_【万方软件创新助手】_20140801

2013年科研热词露天转地采露天转地下开采边坡稳定性露天转地下边坡稳定性预测边坡监测边坡失稳边坡动力响应脆性硬岩结构设计经济效益细观力学特性等效塑性参数相似材料物理力学性质演化机理极差分析方差分析敏感性分析控制措施扰动岩质边坡强震作用强度折减法强度准则岩石力学安全系数大变形模式复合型人工境界矿柱地震载荷动力冲击灾害全球定位系统人工境界矿柱临界塑性应变 fssi-cas2d flac数值模拟 flac3d cwfs强度准则推荐指数 2 2 2 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
2012年序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27
科研热词露天转地下数值模拟边坡高陡边坡稳定性静动力学分析钢筋混凝土假底采空区遗传算法边坡失稳蚁群算法联合开采稳定性分析离散元pfc2d 矢量和法有限元flac3d 料仓稳定挂帮矿嵌入式复合型人工矿柱失稳概率境界顶柱地下采矿方法地下开采扰动 shape metrix 3ห้องสมุดไป่ตู้ rfpa midas/gts flac3d 3dmine
推荐指数 3 3 2 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
2013年序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37

河北迁安杏山富大铁矿体成因初析_周永贵

第42卷增刊32012年12月吉林大学学报（地球科学版）Journal of Jilin University （Earth Science Edition ）Vol.42Sup.3Dec．2012河北迁安杏山富大铁矿体成因初析周永贵，陈正乐，陈柏林，韩凤彬中国地质科学院地质力学研究所，北京100081摘要：河北迁安BIF 型铁矿床普遍以贫矿为主，贫矿层中发育的富矿规模较小。

近年来的危机矿山接替资源找矿勘查工作在迁安杏山矿床发现了富大铁矿体，笔者通过矿石地球化学测试和构造解析，探讨了富大铁矿体的成因。

矿石地球化学测试结果表明:富铁矿石和普通矿石的常量元素以TFe 2O 3和SiO 2为主，说明原始沉积极少有碎屑物质加入;两者稀土元素经球粒陨石标准化后，配分模式均表现为轻稀土富集的右倾型式，均具有Eu 、Ce 正异常，且(La /Yb )N＞1，具有热液流体的贡献，说明富铁矿石和普通矿石的物质来源是一致的。

野外观测和构造解析显示，杏山富大铁矿体的控矿构造为被断裂破坏的“马鞍状”褶皱构造;岩心观察和显微构造研究发现，在相对塑性变形条件下，由于能干性的差异，磁铁矿层相对于其他物质组分更易形成缓慢的定向塑性流动，并在褶皱核部加厚，同时磁铁矿的重结晶使得铁矿石品位变富。

综合研究认为，杏山富大铁矿体是在原始沉积富集的贫矿体基础上，由于后期构造变形的叠加，磁铁矿发生定向流动，在褶皱核部重结晶，促使铁矿体在褶皱核部局部加大变富形成富大矿体;依据矿体分布及控矿构造分析，下一步勘探应向矿区C26线SE 侧深部努力，在断层的NE 侧有望见到厚大富铁矿体。

关键词:地球化学;富大铁矿体;构造变形;杏山铁矿;迁安矿田中图分类号:P611.3文献标志码:A文章编号：1671－5888（2012）Sup．3－081－12收稿日期：2012-09-12基金项目：全国危机矿山项目（20089950）；地质力学研究所基本科研项目（DZLXJK201104）；国家自然科学基金项目（41072071）作者简介：周永贵（1981—），男，博士研究生，主要从事矿田构造、成矿预测研究，E-mail ：yonguy@sina．cn 通信作者：陈正乐（1967—），男，研究员，主要从事区域构造、矿田构造和成矿预测研究，E-mail ：chengzhengle@263．net 。

杏山铁矿露天转地下开采边坡变形分析

杏山铁矿露天转地下开采边坡变形分析1. 引言1.1 研究背景1.2 研究意义1.3 文章结构2. 杏山铁矿露天转地下开采的现状与问题2.1 杏山铁矿概况2.2 露天开采的问题2.3 地下开采的优势与挑战3. 杏山铁矿露天转地下开采边坡变形机理分析3.1 应力场分析3.2 岩体力学特性分析3.3 边坡稳定性分析3.4 边坡变形机理分析4. 杏山铁矿露天转地下开采边坡变形控制措施4.1 期间稳定性分析与控制措施4.2 闭锁区域稳定性分析与控制措施4.3 全局稳定性分析与控制措施5. 结论与展望5.1 研究结论5.2 研究不足与展望1. 引言1.1 研究背景随着我国经济的不断发展，工业和基础建设的需求不断增加，对原材料的需求也不断增长，其中铁矿石是一种不可缺少的资源。

然而，近年来中国铁矿石市场供应紧张，国内铁矿石产业的转型升级已成为必然选择。

铁矿石采选工艺的发展也呈现出多样化和综合化的趋势，其中露天转地下开采是国内铁矿石行业的一个重要发展方向。

杏山铁矿是国内大型露天铁矿，而铁矿石的露天开采形成巨大的矿坑不仅浪费土地资源，还对周围环境造成了较严重的破坏和污染，广泛的物质和能源投入成为铁矿石工业可持续发展面临的重大问题。

因此，将杏山铁矿的露天采矿转变为地下采矿是必然的发展趋势，同时也是该地区经济可持续发展的需要。

然而，露天转地下开采面临一些技术难题，其中边坡变形是一个重要的问题，如果不加以合理控制也会带来一定的安全隐患，甚至会导致严重的事故发生。

因此，对于边坡变形进行研究，探索合适的控制措施，是转变杏山铁矿开采方式的必要前提。

1.2 研究意义本文研究的是杏山铁矿露天转地下开采边坡变形分析及其控制措施，其研究意义具有以下几点：首先，转变露天开采为地下开采是我国铁矿石产业发展的重要方向，对于杏山铁矿进行露天转地下开采，可以有效降低环境污染和物资消耗，实现铁矿石行业的可持续发展。

其次，边坡变形是地下采矿面临的一大安全隐患，对于变形进行合理的分析和控制，能够降低事故风险，保障采矿人员的安全。

研山铁矿边坡稳定性影响因素分析及其控制技术

研山铁矿边坡稳定性影响因素分析及其控制技术司家营研山铁矿经过近十年开采,-82m台阶以上地质结构复杂,上部为厚土
质边坡,局部边帮破损严重。

2016年7月23日,于N26线附近发生滑坡,当时未
造成损害,滑坡高度约25m,从-42水平到-67m水平,滑坡体长40m,容积1000m3。

次年2月,在已发生塌方的位置再次发生滑落,严重影响了矿山安全生产。

因此,研山铁矿边坡稳定性控制及治理技术研究是矿山亟待解决的重要课题。

针对研山铁矿复杂边坡问题,通过对边坡现场勘查,在工程地质和水文地质
条件分析的基础上,结合室内试验的现场试验,确定了该土质边坡的主要影响因素。

采用数值模拟技术,对边坡帷幕注浆堵水、降水反复干燥饱和、深层斜孔放水等几个关键边坡剖面的稳定性进行了分析和计算,验证了边坡堵放水工程效果。

根据可爆性级别的计算结果,进行了爆破分级与分区,得出了几种重要的爆
破技术参数;并比较分析了电子雷管与普通雷管的差异,得出电子雷管的质点平
均振动速度降低了近41.3%。

通过采取降震、预裂控制爆破、排水和锚喷支护等治理技术,保证了边坡的稳定性,尤其是数码雷管的引进,使爆破震动得到有效地控制。

露天转地下开采边坡失稳动力冲击灾害演化机理

第３３卷第５期
２０１３年１Ｏ月
矿冶工程
ＭＩＮＩＮＧＡＮＤＭＥＴＡＬＬＵＲＧＩＣＡＬＥＮＧＩＮＥＥＲＩＮＧ
Ｖ０Ｊ．３３№ ５
０ｃｔｏｂｅｒ２０１３
露天转地下开采边坡失稳动力冲击灾害演化机理①
摘
要：以杏山铁矿为例，通过相似验研究了地下矿体开采过程中边坡岩体的破坏形态，揭示了露天转地下开采边坡失稳导致
的动力冲击灾害发生机理，即随着矿体的向下开采，边坡岩体会循环进入能量积蓄和突然释放的过程，导致坡体内部损伤微裂隙的迅速扩展贯通，使大范围的坡体滑移冲向地下采场上部覆盖层，对地下生产活动造成循环动力冲击灾害。
ＷＡＮＧＹｕｎ— ｆｅｉ，ＬＩＣｈａｎｇ — ｈｏｎｇ，ＣＵＩＦａｎｇ
（１．ＯｐｅｎｉｎｇＰｒｏｊｅｃｔｏｆＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｆｏＤｅｅｐＭｉｎｅＣｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ，ＨｅｎａｎＰｏｌｙｔｅｃｈｎｉｃＵｎｉｖｅ￣ｉｔｙ，Ｊｉａｏｚｕｏ４５４０００，Ｈｅｎａｎ，
ｓｔｕｄｉｅｄｔｈｒｏｕｇｈｓｉｍｉｌａｒｉｔｙｅｘｐｅｉｍｅｒｎｔｓ，ｒｅｖｅａｌｉｎｇｔｈｅｏｃｃｕｒｒｅｎｃｅｍｅｃｈａｎｉｓｍｏｆｄｙｎａｍｉｃｓｈｏｃｋｄｉｓａｓｔｅｒｃａｕｓｅｄｂｙｓｌｏｐｅｉｎｓｔａｂｉｌｉｔｙｄｕｉｎｒｇｔｒａｎｓｉｔｉｏｎｆｒｏｍｏｐｅｎ — ｐｉｔｔｏｕｎｄｅｒｇｒｏｕｎｄｍｉｎｉｎｇ．Ｔｈｅｔｒａｎｓｉｔｉｏｎｆｒｏｍｏｐｅｎ — ｐｉｔｔｏｕｎｄｅｒｒｏｇｕｎｄｍｉｎｉｎｇｗｉｌｌｌｅａｄｔｏａｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓｐｒｏｃｅｓｓｒｏｆｍｅｎｅｒｇｙａｃｃｕｍｕｌａｔｉｏｎｔｏｓｕｄｄｅｎｒｅｌｅａｓｅ，ｒｅｓｕｌｔｉｎｇｉｎｓｏｍｅｔｉｎｙｆｒａｃｔｕｒｅｉｎｓｉｄｅｔｈｅｓｌｏｐｅ

露天转地下开采边坡失稳动力冲击灾害演化机理

露天转地下开采边坡失稳动力冲击灾害演化机理王云飞;李长洪;崔芳【摘要】以杏山铁矿为例,通过相似实验研究了地下矿体开采过程中边坡岩体的破坏形态,揭示了露天转地下开采边坡失稳导致的动力冲击灾害发生机理,即随着矿体的向下开采,边坡岩体会循环进入能量积蓄和突然释放的过程,导致坡体内部损伤微裂隙的迅速扩展贯通,使大范围的坡体滑移冲向地下采场上部覆盖层,对地下生产活动造成循环动力冲击灾害.【期刊名称】《矿冶工程》【年(卷),期】2013(033)005【总页数】5页(P13-16,20)【关键词】露天转地下;边坡失稳;动力冲击灾害;演化机理【作者】王云飞;李长洪;崔芳【作者单位】河南理工大学深部矿井建设省重点学科开放实验室,河南焦作454000;河南理工大学土木工程学院,河南焦作454000;北京科技大学土木与环境工程学院,北京100083;河南理工大学土木工程学院,河南焦作454000【正文语种】中文【中图分类】TD324对于覆盖层薄、倾角大、延伸深的矿体，初期采用露天开采投产快、贫化指标低和初期投资少。

但是随着矿体开采的进行，露天边坡高度逐渐增高。

继续采用露天开采技术难度不断加大，经济上不再合理。

因而，进入中晚期开采的露天矿山不断会由露天转为地下开采。

始建较早的露天矿山经过几十年的开采，已进入了深凹开采阶段并逐步向地下开采过渡。

综合分析国内外学者对露天开采及露天转地下开采边坡稳定性研究［1－12］发现，主要是对边坡的变形、参数优化和应力分布特性进行了大量的研究［13－16］，而未见露天转地下开采边坡失稳导致的动力冲击灾害方面的研究，因而本文针对这一内容进行了系统研究。

1 工程概况与模型设计1.1 工程概况与实验模型杏山铁矿地处河北省迁安市，在迁安铁矿区南部，属于燕山支脉南麓。

位于华北地台北缘燕山沉降带的中部，马兰峪至山海关复背斜的次级构造单元即迁安隆起西缘的褶皱带中。

该褶皱宽5～8 km，长约40 km，构成一个向西凸出的弧形褶皱束复杂地质构造带。

露天煤矿边坡稳定性分析与评价报告

露天煤矿边坡稳定性分析与评价报告山西某某某某煤业有限公司露天矿边坡稳定性分析与评价报告第一章绪言一、任务来源2009年11月20日山西省国土资源厅为山西某某某某煤业有限公司颁发了编号为C1400002009111220044251号《采矿许可证》，批准开采9-11号煤层，矿田面积5.2554km2，生产规模为60万t /a。

2010年5月31日经山西省煤矿企业兼并重组整合工作领导组办公室晋煤重组办发[2010]38号文《关于山西某某某某煤业有限公司重组整合方案调整的批复》批准，山西某某永煤业有限公司开采方式由井工开采变更为露天开采，矿井能力由6 0万t/a提升到90万t/a。

该矿重组整合后特委托山西同地源地质矿产技术有限公司编制该矿的地质报告，山西同地源地质矿产技术有限公司于2010年11月编制完成了《山西某某县某某煤业有限公司兼并重组整合露天煤矿地质报告》。

经过对地质报告所提供资料进行了大量的分析、计算、比较，我院认为该矿地质、煤层赋存等条件基本可以满足露天开发的条件，且采用露天方式开发矿田内煤炭资源具有安全性高、煤炭回收率高等优势，因此该矿特委托我院进行《山西某某县某某煤业有限公司露天煤矿兼并重组整合项目初步设计》的编制工作。

二、目的任务通过广泛搜集、研究已有资料，根据露天矿实际采掘情况和外排土场情况，结合已有勘察、设计成果和资料，外围调查与重点勘察相结合，室内研究与野外勘察相结合，认真做好边坡地质原型的勘察研究，在地质分析的基础上，系统分析研究边坡体的变形破坏机制及其演化过程，并对其稳定性进行评价、预测。

具体任务如下：1、收集有关地质、水文地质资料等相关资料；2、对边坡及周边进行1：5000地形测绘；3、对边坡及周边进行1：5000工程地质填图及调查；4、在采掘场边坡范围内布设探井不少于6个，并进行描述、取样，所取样品具代表性并进行室内试验；5、通过收集和勘查后查明边坡所处的地质环境，包括地形地貌、地层岩性、坡体结构、地质构造、水文地质条件等。

露天采矿边坡爆破问题分析马文成张军

露天采矿边坡爆破问题分析马文成张军发布时间：2021-10-29T09:21:12.458Z 来源：《基层建设》2021年第19期作者：马文成张军[导读] 边坡爆破问题作为露天采矿工程中非常棘手的问题，对露天采矿工作的顺利进行有着极其重要的影响新疆宜化矿业有限公司新疆昌吉州吉木萨尔县 831700摘要：边坡爆破问题作为露天采矿工程中非常棘手的问题，对露天采矿工作的顺利进行有着极其重要的影响。

露天矿山开采的危险性相对较高，其在开采过程中常常受到各种因素的影响，导致边坡的稳定性不足。

通常情况下，边坡施工过程中多采用爆破技术，因此，爆破方案设计的科学性直接决定着边坡的稳定性。

基于此，文章分析了露天矿山开采边坡爆破技术的应用，有利于保持露天矿山开采中边坡的稳定性与安全性，减少开采过程中安全事故的发生。

关键词：露天采矿；边坡爆破；问题引言由于我国社会的不断发展，对于矿产资源的需求越来越高，因此矿山开采行业得到了快速的发展。

边坡的稳定程度对于矿山的安全性有着至关重要的影响。

影响边坡稳定的因素有很多，例如：地质结构，天气等等。

爆破工作无疑会对边坡稳定造成巨大的影响，为了减少爆破工作对于边坡稳定程度的影响，就需要采取一定的措施，控制爆破对边坡产生的破坏。

因此，作为矿山企业应该重视对边坡控制性爆破技术的研究，强化对这一技术的应用，从而更好地保证矿山边坡的稳定程度，进而更好地保证整个矿山的安全性。

1边坡爆破技术概述边坡爆破技术指的是选择适宜的爆破技术和爆破工艺，对爆破能量以及爆破规模进行有效控制，保证爆破施工中所产生的震动、声音、破碎物坍塌等均符合爆破施工规范要求。

边坡爆破施工会对采矿区域边坡结构稳定性、采矿生产效益产生较大影响，爆破工序繁琐，容易受到地质条件因素的影响。

但是，在露天矿爆破施工中，边坡爆破技术具有良好的应用优势，可对爆破成本以及爆破区域生态环境进行有效控制。

2露天采矿边坡爆破存在的问题2.1方案设计问题爆破方案的设计对于爆破工作来说有着非常重要的作用。

露天转地下开采覆盖层安全结构和边坡变形动力冲击与控制研究

对露天和地下开采缺少统一的全面规划，露天和地下两类相关的采矿工程设施不能有效地相互利用，露天与地下不配套、不协调，不仅浪费资金，而且很难进行大规模、高效率强化开采。
一、前言
含有大量矿石的境外卦帮矿和零散矿体由于没有完善的回收技术而被损失掉，或者回收率太低，损失贫化大，造成资源严重浪费。
粗细比 6:4
6.5:3.5 7:3 8:2
渗透系数K（cm/s） 1.0792×10-4 2.2795×10-4 1.0778×10-3 1.0647×10-2
不同孔隙比下粗粒土的渗透系数实验结果
土样编号
干密度 g/cm3 孔隙比
1
2
3
4
5
6
7
8
9 10
2 1.97 1.94 1.91 1.88 1.85 1.82 1.79 1.76 1.73 0.35 0.371 0.392 0.414 0.436 0.459 0.484 0.508 0.534 0.561
2
)]
H S 2.5h f
HT (Hs Hd ) k
Hs 松动体高度； HT 松动体影响的覆盖层高度； Hd 崩落分段高度； k 安全系数，取1.2；
Q 放出体体积； h 放出体高度；
f
B 回采巷道宽度； h
放出椭球体偏心率；
结论3：流动层的结构
流动层岩石块度最好接近地下采场矿石块度。块度过大，容易出现悬拱现象；块度过细，岩石容易侵入到放出椭球体中，过早侵蚀出现贫化。
模型3：覆盖层厚60m，两分段放矿
覆盖层力学行为和移动特性研究
实验研究结论
结论1：露天转地下覆盖层随地下开采而沉降下移，宏观结构可分为两部分: 流动层和整体下移层。

露天煤矿边坡变形与次生灾害演化及防治措施

ＬＩＵＺｉｃｈｕｎ ’ ，ＷＡＮＧＳｈｕｑｉｎｇ，ＨＡＮＭｅｎｇ，ＬＩＡＮＧＣｈｅｎｇｊｉａｎｇ，ＬＩＨｏｎｇｑｉｎｇ
．
ＩｎｎｅｒＭｏｎｇｏｌｉａＤａｙａｎＭｉｎｉｎｇＧｒｏｕｐＣｏ．，Ｌｔｄ．，Ｈｕｌｕｎｂｅｉ＂ｅｒ０２１１１６，Ｃｈｉｎａ；
２．ＣｈｉｎａｏａＣｌＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙａｎｄＥｎ￣ｎｅｅｎｎｇＧｒｏｕｐＳｈｅｎｙｎｇａＲｅｓｅａｒｃｈＩｎｓｔｉｔｕｔｅ，Ｆｕｓｈｕｎ１１３１２２，Ｃｈｉｎａ）
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｓｌｏｐｅｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎ；ｓｅｃｏｎｄａｒｙｄｉｓａｓｔｅｒ；ｇｒｏｕｎｄｗａｔｅｒ；ｓｐｏｎｔａｎｅｏｕｓｃｏｍｂｕｓｔｉｏｎ
０引言
１边坡变形引发的次生灾害
１．１滑坡
资料统计显示，露天煤矿灾害频率排在前３位的分别是滑坡灾害、水患及煤层自燃＿】１。露天煤矿水、火、边坡问题相互联系，相互制约，边坡变形是滑坡产生的直接诱发原因，通常滑坡要经历３个阶段：初始变形阶段、等速变形阶段、加速变形阶段。当边坡进入加速变形阶段以后，边坡面临滑动危险；边坡变形导致煤岩松散破碎，形成裂缝，造成煤层裂隙透风自燃；边坡变形的实质为边坡岩体结构的改变，进

杏山铁矿北排土场减载优化设计

杏山铁矿北排土场减载优化设计宋志飞;辛晓平;孙世国;徐秀鸣【摘要】杏山矿北排土场下部有重要的工业广场,为了保证排土场的绝对安全,杏山矿北排土场需要进行减载,并确定最佳的减载方案.应用滑移场理论、数值模拟方法、极限平衡分析等方法进行了系统的研究和评价,并得到了相关的优化减载方案.最后得出了排土场在常规条件和饱和条件2种工况时的稳定性结论.结果表明,减载后排土场稳定性显著提高.【期刊名称】《金属矿山》【年(卷),期】2013(000)010【总页数】3页(P152-154)【关键词】排土场;数值模拟;极限平衡;稳定性【作者】宋志飞;辛晓平;孙世国;徐秀鸣【作者单位】北方工业大学建筑工程学院;北方工业大学建筑工程学院;北方工业大学建筑工程学院;北方工业大学建筑工程学院【正文语种】中文为了确保排土场与工业广场重要建筑物之间的安全距离大于2倍的堆高，杏山铁矿北排土场进行了一期减载，排土场高度降低了30～50 m不等，从而有效地降低了排弃物自重荷载的作用；从减载过程中已揭露出来的废石土固结情况来看，已排放了15 a的排弃物处于较好的固结状态，整体成岩与普通碎裂岩体类似，堆排的废石土已处于稳定状态；但考虑到其下部有重要的工业广场，需要保证排土场的绝对安全，因此需在保证排土场安全条件下确定最佳的减载方案。

首钢矿业公司杏山铁矿由露天转为地下开采过程中，由于北排土场与新建地面工业广场最近距离为28 m左右，排土场排放标高130.0～264.6 m，自然山坡坡度11°～20°。

高度134.6 m，分为3个堆置平台，安全平台宽度20 m，边坡堆积物自然安息角在38°左右。

由于排土场已排放几十年、排弃物已基本固结稳定。

另外，考虑到目前排土场上部平台宽度比较大，从坡脚至排土场最高点连线坡角为13°左右，整体坡角比较缓，所以控制排土场前缘边坡的稳定性，就可以保障排土场的安全。

典型排土场工程地质分布剖面图见图1。

地下与露天复合开采边坡岩体变形演变机制分析

地下与露天复合开采边坡岩体变形演变机制分析
孙世国
【期刊名称】《地学前缘》
【年(卷),期】2000(7)B08
【总页数】2页(P295-296)
【作者】孙世国
【作者单位】北京科技大学,北京
【正文语种】中文
【中图分类】TD325
【相关文献】
1.露天转地下开采对复合边坡稳定性影响的评价 [J], 贾太保
2.地下露天复合开采边坡岩体变形演变机制分析 [J], 孙世国
3.地下开采对露天边坡附近岩体变形的影响 [J], 杨培章;湘沅
4.地下转露天开采条件下某露天矿高陡边坡稳定性分析 [J], 杨朝云;李广悦
5.地下转露天开采条件下某露天矿高陡边坡稳定性分析 [J], 杨朝云;李广悦;
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基金项目：十一五 ” “ 国家科技支撵计翅【点项目（０８Ａ３Ａ４；重２０ＢＢ２１）
国家自然科学基金资助项目（１３０１５０４０）
形规律进行分析，为露天转地下开采的设计优化和安全开采提供依据。
作者简介：海涛，师，读博士研究生，要从事地下工程与邱讲在主
图。
综上表明在杏山铁矿露天转为地下开采的过程
中， Ⅲ区坡体最为不稳定，以 Ⅱ区稳定性次之，Ｉ区
和 Ⅳ 区稳定性较好。
— ‘
７
、
一
Ｗ、、
＼
／
Ｗ
义
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ｆ
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～
图４Ｉ、ＩＩ结构面赤平极射投影图Ｖ区
ｄｒｎｈｏｅｓｏｄｒｒｕｎｎｎｕｉｇｔｅｐｒｃｓｆｕｎｅｇｏｄｍｉｉｇ．Ｔｈｅｕｔｈｏｄｓａｅｅｔｓｂｓｄｎｅｏｈｔｙａｅｓａｆｃｅｙｅｒｓｌｓｗｉｐｌｃｍｎｕｉｅｃｆｔｅｓｕｄｒａｉｆｅｔｄｂｓ
四个区域。如图２所示。
，
Ⅱ
歌体界限４２】２
＼ｊ
边坡东北部由于不连续面的切割作用及其受到
断层的影响较小，以及地下矿体逐渐远离该区，开采
／
一二
一
，
ＩＶ体界限／
＼
＼４渤
活动对其影响逐渐减小，因而将其划分为Ｉ区，坡边的西南部受到不连续结构面的切割作用及断层的影响较大，以及地下矿体主要赋存在该部位边坡以下，开采对坡体影响很大，因而将其划分为 Ⅲ区，３为图
ｓｏｅｓａｉｉｙｉｎｌｚｄｉａｈｒｇｏ．ＢｙＦＬ，ｔｅｓｒｓｎｄｄｉｐａｅｎｅｄｏｈｌｐｅｉｉｕａｅｌｐｔｂｌｔｓａａｙｅｎｅｃｅｉｎＡＣ３Ｄｈｔｅｓａｓｌｃｍｅｔｆｌｆｔｅｓｏｓｓｍｌｔｄｉ
ＡＢＳＴＲＡＣＴ：Ａｃｏｄｎｏｔｅｃｍｂｎｔｏｅａｉｎｂｔｅｔｕｔｒｌｓｒａｅａｄｓｏｅｓｒａｅ，ｃｎｉｏｓｏｎｃｒｉｇｔｈｏｉａｉｎｒｌｔｏｅｗｅｎｓｒｃｕａｕｆｃｎｌｐｕｆｃｏｄｔｎｆａ－ｉ
ｒｃｓ．ｏｋｍａｓ
ＫＥＹＯＲＤＳ：Ｘｉｓａｒｎｍｉｅ；ｄｓｌｃｍｅｔｌｐＷｎｇｈｎｉｏｎｉｐａｅｎ；ｓｏｅ
我国的大中型金属矿山大多都始建于２Ｏ世纪５０—６Ｏ年代，经过几十年的开采，已有８％的铁矿０山进入了中晚期开采阶段，分矿山已在高陡边坡部
下开采阶段，其露天开采已形成边坡高度达３０坑０ｍ，底标高为一３最高标高为３５坡度大约４。３ｍ，０ｍ，２。根据采场现场观察，采场西南帮现已发生大规模滑坡一
处，并还在向南帮继续发展，图１见。
杏山铁矿位于迁安铁矿区南区，燕山支脉南属麓，山丘陵地貌。区内总体地势为西北、低西南高，南
图１采场滑坡和顶部裂缝
Ｆｉ．１Ｍｉｎａｄｓｉｅａｄｃａｋｓａｈｅｔｐｏｈｅｓｏｅｇｎｉｇｌｎｌｄｎｒｃｔｔｏｆｔｌｐ
１２杏山铁矿露天转地下开采边坡工程地质分区．
ＴＨＥＰＲ０ＣＥＳＳＦＲ０ＭＥＮ．Ｉ０ＰＰＴＴＯＵＮＤＥＲＣＲ０ＵＮＤＭＩＮＧＮＮＧＳＮＩＩＸＩＨＡＮＲＯＮＩＩＭＮＥ
ＱＵＨｉａ，ＡＧＺｅｇｊｎＲＮＦｎｈａＩａ— ｏＨＵＮｈｎ－，Ｅｅ —ｕｔｕ
ｄｒｒｕｄｏｅｂｄ，ｎＯｏ，ｈｌｐｏｋｍａｓｉｄｖｅｎｏｆｕｉｅｅｔｅｉｎ（Ｉ，Ｉ，ｌ，ａｄｔｅｅｇｏｎｒｏｙａｄＳｎｔｅｓｅｒｃｓｓｉｄｄｉｔｏｒｄｆｒｎｒｇｓｏｉｆｏＩＩ１ｎＩＶ）ｈ
邱海涛，黄正均，奋华任
（北京科技大学土木与环境学院，京１０８）北００３
摘要：根据结构面与边坡面间的组合关系及地下矿体开采影响程度的不同，将边坡岩体分为Ｉ Ⅱ、、
Ⅲ 和 Ⅳ 四个区域，分析了各个分区边坡岩体的稳定性状态。运用ＦＡＤ软件，拟地下一１ｍ水并ＬＣ３模５
为了更加确切地反映地下开采过程中边坡岩体
滑移的客观实际情况。根据岩体结构特征、体不岩
Ｉ４３ｌ２（－
连续面特征、坡特征、下矿体赋存特征、下矿边地地
Ｆ９
体开采影响程度等，将露天矿边坡分为Ｉ Ⅱ、、、 Ⅲ Ⅳ
ｕｅｇｏｎｄｍｉｎｇａｔｉｉｌａｅｃｌａｓｍａｅｉｈｏｒｒｃａｓａｌｉａｌｒｎｔｅｕｐｒｎｄｒｒｕｎｉｎｄｉｓｌｋｅｙｃｕｓｏｌｐｅｄａｇｎｔｅｌｗｅｏｋｍｓｎｄｓｉｎｇｆｉｕｅｉｈｐｅｄ
平开采对边坡应力场、移场的影响，果表明受地下开采扰动的影响，究区域位移沉降明显，部岩位结研下
体位移方向指向采空区，易出现塌落破坏以充填地下采空区，上部岩体位移方向沿坡面指向采坑底，易
出现牵引式滑动破坏。
第２０卷
第２期
矿
冶
Ｖｏ．ＩＮＧ＆ＭＥＮＩＴＡＬＬＵＲＧＹ
Ｊｎ２１ｕｅ０１
文章编号：０５— ８４２１）２— ０１— ４１０７５（０１００００
杏山铁矿露天转地下开采边坡变形分析
Ｆｇ４ＳｅｅｇａｈｃｐｏｅｔｎｏｉｃｎｉｕｔｌｎｎＩ，Ｖｚｎｉ．ｔｒｏｒｐｉｒｊｃｉｆｄｓｏｔｉｐａｅｉｌＩｏｅｏｎｙ
２杏山矿区边坡岩体开挖变形数值模拟
２１计算模型选择．
算参数如表１所示。
边坡稳定性方面的研究。
矿
冶
１杏山铁矿露天转地下开采边坡工程概况与工程地质分区
１１工程概况．
东低，区东北部有一季节性河流。矿床主体呈一被矿
Ｆ９断层破坏的向斜构造，目前已由露天开采转为地
关键词：山铁矿；杏位移；边坡
中图分类号：Ｄ０；Ｄ２．ＴＳ４Ｔ３５１
文献标识码：Ａ
ＤＩ０３６／．ｓ．０５７５．０１０．０Ｏ：．９９ｊｉｎ１０ — ８４２１．２０１１ｓ
ＤＥＦＯＲＭＡＴ１０ＮＡＮＡＬＹＳＳＯＦＴＨＥＳＩＬ０ＰＥＤＵＲＩＮＧ
Ｉ、 Ⅲ区结构面赤平极射投影图。
／
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、
北
一
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５）４ｏ（．０｛
５６（）０３Ｈ
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图２边坡地质分区图
Ｆｉ．Ｓｏｅｌｇｃｌｚｎｎｐｇ２ｌｐｅｇｏｏｉａｏｉｇｍａ
邱海涛等：山铁矿露天转地下开采边坡变形分析杏
而边坡西北部和东南部结构面及地下开采影响程度介于Ｉ区和 Ⅲ区之间，对而言西北部的影响相较东南部的较大，因而将西北部划分为 Ⅱ，南部划东分为 Ⅳ ，４分别 Ⅱ、区域的结构面赤平极射投影图 Ⅳ
Ｊ —
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ｆ
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／
≯ ｊ
７
图３Ｉ、区结构面赤平极射投影图 Ⅲ
Ｆｇ３Ｓｅｅｇａｈｃｐｏｅｔｎｏｉｃｎｉｕｔｌｎｎｉ．ｔｒｏｒｐｉｒｊｃｉｆｄｓｏｔｉｙｐａｅｉＩ．ＩｚｎｏｎＨｏｅ
下进行深凹开采 … 。随着浅表资源的减少和剥采
尽管很多科研工作者对露天矿边坡的稳定性和破坏模式已有深入研究。，对露天转地下开采次生但应力场对边坡岩体力学场影响的研究还很少。
本文以杏山铁矿露天转地下开采岩质边坡为主要研究对象，分考虑边坡所赋存的复杂地质环境充