收稿日期:2010-02-21
基金项目:国家科技支撑计划项目(2008BAB34B02);中央高校基本科研业务费专项资金资助项目(90401006);国家自然科学基
金资助项目(50974031);教育部新世纪优秀人才支持计划项目(NCET -10-0275);教育部基本科研业务费青年教师科研启动基金资助项目(N090301002)·
作者简介:杨宇江(1974-),男,辽宁丹东人,东北大学博士研究生;李元辉(1968-),男,辽宁大石桥人,东北大学教授·
第32卷第7期2011年7月东北大学学报(自然科学版)Journal of Northeastern University (Natural Science )Vol .32,No .7
Jul .2011
露天转地下开采境界矿柱安全厚度稳定性分析
杨宇江1
,李元辉1
,尹国光2
,韩洪江
2
(1.东北大学资源与土木工程学院,辽宁沈阳 110819;2.山东黄金归来庄矿业有限公司,山东平邑 273300)
摘 要:以归来庄金矿露天转地下开采过渡期为工程实例,采用F LAC 3D 软件,分别考虑静态和动态载荷,对预留境界矿柱的安全厚度展开分析·在动载时,采用常用的三角形波模拟爆破施工荷载,得到爆破振动作用下不同厚度境界的振动速度和应力的分布规律·根据两者之间的统计关系,并结合岩石的抗拉强度准则,分析了不同厚度境界矿柱发生破坏的临界振动速度·计算结果表明:垂直方向振动速度和拉应力最大值之间为线性关系,可采用质点最大振动速度作为安全判据·当矿房跨度分别为8,10和12m 时,在动载作用下,最小安全厚度分别为8,14和18m ·
关 键 词:采矿工程;境界矿柱;爆破荷载;数值模拟;振动速度
中图分类号:T D 323 文献标志码:A 文章编号:1005-3026(2011)07-1032-04
Stability Analysis of Boundary Pillars Safety Thickness for Transition from Open Pit to Underground Mining
Y ANG Y u -jiang 1
,LI Yuan -hui 1
,Y IN Guo -guang 2
,HAN Hong -jiang
2
(1.Schoo l of Resources &Civil Engineering ,Nor theaster n U niversity ,Shenyang 110819,China ;2.G uilaizhuang G old M ine of Shandong Gold G roup Co .,Ltd .,Pingyi 273300,China .Cor responding author :YANG Yu -jiang ,E -mail :yy j -y angyujiang @https://www.doczj.com/doc/af13855893.html, )
A bstract :Based o n the conditions of open pit and underg round mining of Guilaizhuang gold o re ,the stability of different thickness boundary pillars w as assessed with considering the effect of static load and dynamic load ,respectively ,by using softw are of FLAC 3D .Under dynamic load ,blasting construction load was simulated with usual triangular w ave ,the vibratio n velocity and the stress distribution law s of different thickness w ere then achieved .According to the statistical relationship and the tensile strength standards of rock ,the threshold vibration velocity for the boundary pillars w ith different thickness w as analyzed .The results show ed that the relationship between the vertical vibration velocity and the maximum tensile stress is linear .The m aximum vibration velocity of a particle can be used as the safety criterion .When the o re room span is 8,10and 12m ,under the dynamic loads ,the minimum safety thickness is 8,14and 18m ,respectively .Key words :mining engineering ;boundary pillar ;explosive load ;numerical simulation ;vibration velocity
在露天转地下开采的矿山中,为了保证过渡期的产量衔接,可采用露天与地下同时开采的方式
[1]
,此时,需在露天坑底与地下采场间预留一
定厚度的境界矿柱·但是境界矿柱也会给地下开采的安全带来隐患,如境界矿柱过薄,易造成境界矿柱突然间塌落,对作业人员和设备产生极大的
威胁;因为矿柱回采率低,贫化率大,境界矿柱如果过厚又会造成矿产资源的浪费,同时增加掘进工程量和投资[2-3];而坑底的爆破作业是露天开采中不可避免的,这势必对境界矿柱的稳定性产生影响·为此,本文以山东黄金归来庄矿业有限公司露天转地下开采过渡期为例,采用FLAC 3D 软
件,就动载荷作用下不同跨度矿房的境界矿柱的稳定性展开分析·
1 计算模型
归来庄金矿位于沂沭断裂带中段西侧,平邑—方城凹陷的南部边缘,总体为倾向北东的单斜构造·区域内中生代岩浆岩较为发育,岩性主要为
二长闪长玢岩、二长斑岩等·露天坑地面标高120～135m ,目前采深-50m ·数值模型选取南坡28线位置,沿矿体走向60m 作为计算范围,下边界取-110m 水平,上边界取至+25m 马道,见图1所示·为便于计算,模型简化为准三维模式
·
图1 计算模型示意图(单位:m )
Fig .1 Schematic diagram of the calculation
model (unit :m )
1.1 爆破冲击荷载和边界条件
采用四川拓普数字设备有限公司生产的
TOPBOX 爆破振动智能监测仪对坑底爆破进行了震动测试·现场爆破参数为:钻孔半径7.5cm ,孔深6m ,孔倾角10°～15°,布孔间、排距为2m ×2m ,最大单响药量48kg ·工程中使用2号岩石乳化炸药,自由面为靠近边坡的一侧·测点布置在爆心下方的-70m 探矿巷,距爆心高差24m ·
为研究距爆源中远距离处岩体的振动情况,在本文中,采用三角形波的形式,把第一段爆破载荷以等效压应力施加到炮孔轴线与同排炮孔连心线所确定的-50m 轮廓面上[4-7]·根据实测数据进行拟合,坑底爆破振动速度垂向衰减规律为
v ⊥=185.6Q 1
3R
1.
86
·(1)式中:v ⊥为质点垂向振动速度,cm /s ;Q 为最大
单响药量,kg ;R 为爆心距,m ·取R 为4m ,Q 为48kg 代入到公式(1),得到-50m 水平最大振动速度为156cm /s ,进而根据爆破振动速度和应力之间的关系(见式(2))可算得最大振动荷载·
σ=ρC p v ·(2)式中:ρ为介质的密度,kg /m 3;C p 为介质内的纵
波波速,m /s ;v 为与波传播方向一致的质点振动速度,m /s ·取ρ为2750kg /m 3,C p 为3800m /s ,求得载荷为16.3M Pa ·参照实测数据取载荷升压时间20ms ,作用时间60ms ,为了解爆破荷载结束后质点的响应情况,动力计算总持续时间取为0.3s ·
由于计算区域埋深较小,不考虑构造应力的影响,在模型上边界x 方向135～200m 处施加0～4M Pa 的梯度载荷以模拟上覆岩体的自重·进行静力计算时,模型四周及底部施加速度约束·动力计算时,选用静态边界条件和局部阻尼,阻尼系数为0.1571·模型中共划分96780个单元,106719个节点,经试算,符合l <(1/10～1/8)λ的要求,式中:l 为单元最大尺寸,λ为输入波动的最短波长[8]·1.2 计算方案
计算方案依据采矿设计进行,由于矿区的充填系统未形成,采用空场法回采·首采水平拟定为-76m ,设计采高为8～12m ·计算过程中考虑3种方案,即矿房跨度分别为8,10和12m ,位于模型y 方向中间的位置·矿房拉开后高度为4m ,此后每步采高2m ,以讨论预留境界矿柱,即矿房顶板的稳定性·计算过程采用Mohr -Coulomb 准则,根据现场调查,模型范围内岩性简单,矿体上下盘均为斑岩,选取矿、岩体的力学参数分别为:弹性模量E 为5.5,12.5GPa ;泊松比为0.22,0.20;黏聚力c 为0.4,0.8M Pa ;内摩擦角φ为42°,48°;抗拉强度σt 为0.25,0.65M Pa ,密度ρ统一取2750kg /m 3·
计算分二步进行:首先,进行分步回采的静力分析;然后,输入动力荷载,分析其在爆破荷载作用下的动态响应特征,以质点振动速度和岩体产生的附加拉、剪应力作为研究的重点进行讨论·
2 计算结果及分析
图2为采准工程完成前-76m 沿脉巷水平
径向(x 方向)和垂直方向(z 方向)FLAC 3D 计算得到的质点振动速度与现场监测结果的比较,数值记录点和现场实测点基本重合·可以看出,模拟结果与实测结果在衰减趋势上是基本相同的,但质点振动速度演变规律不完全一致·如果从质点振动速度最大值来看,实测结果与数值模拟结果相对误差在10%以内,垂向质点振动速度同式(1)的计算结果比较误差为17%,这主要是由于实测时的测点布置并不总是在爆心的正下方而导致的场地和衰减系数不完全一致·对比实测和模
1033
第7期 杨宇江等:露天转地下开采境界矿柱安全厚度稳定性分析
拟的结果,可以证明本文所建立的数值计算模型
是较合理的
·
图2 质点振动速度时程曲线
Fig .2 Time history curves of vibration velocity of the particle
(a )—水平速度;(b )—垂直速度·
2.1 振动速度响应规律
取监测点于矿房顶板的中间位置,得到质点最大振动速度随采高的演化规律曲线,见图3,图
中水平速度为垂直矿体走向(x 方向),垂直速度为铅直方向(z 方向)·可以看出:因为数值记录点与爆心夹角在40°～50°之间,所以x 和z 方向的振动速度最大值差异不大,x 方向的速度略小于z 方向的速度·振动速度最大值随采高和跨度的增加而增大,8m 跨度的矿房当采高增至18m 时,z 方向最大振动速度达到33.6cm /s ;10和12m 跨度的矿房,当采高分别增至14和10m 后,振动速度分别达到34.3和33.9cm /s ·此时,最大振动速度均超过了我国《爆破安全规程》(GB 6722—2003)规定矿山巷道的安全允许振速(15～30cm /s ),处于不安全状态·当8,10和12m 跨度的矿房采高分别增至20,18和14m 时,最大振动速度均达到或接近了60cm /s ,可见,此时顶板中有可能产生新的裂缝[9-10]
·
图3 质点最大振动速度
Fig .3 Maxim um vibration velocity of the particle
2.2 应力响应规律
动力数值计算的结果显示,顶板的最大拉应力存在于顶板的中间位置,剪切应力集中于下盘
一侧的拐角,因而对相应部位的单元数据进行记录·最大剪切应力τ通过式(3)求得:
τ=1n ∑N i =112
(σ1i -σ3i )·(3)式中:σ1i ,σ3i 分别为顶板拐角部位第i 个单元的最大和最小主应力,且σ1i ≥σ3i ;n 为顶板y 方向上的单元数·
在动载荷的作用下,岩石的强度普遍略大于静载时的强度,由于缺乏相应的动载强度实验指标,本文中参照静载强度值,结果偏于保守·在FLAC 中规定“拉正压负”,图4为-76m 矿房回采后顶板中间位置单元在动载作用下拉伸应力变化情况,可见,16m 跨度矿房顶板的拉伸应力最大值最大,接近0.16M Pa ,但仍小于岩体的静抗拉强度;随着矿房跨度的减小,拉伸应力最大值减小,爆破产生的动载不会在矿房顶板产生新的拉伸破坏·图5为动、静载作用下测点拉、剪应力的最大值随采高演化规律曲线,可见,随着采高的增加,应力最大值逐渐变大,对于跨度8m 的矿房,动载作用下拉应力最大值受采高影响较小,当采高增至18m 时超过岩体抗拉强度,达0.28MPa ,
图4 拉应力时程曲线
Fig .4 Time -history curves of tensile stress
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当采高增至20m 时,拉应力较采高4m 增长了4.2倍;跨度10m 的矿房在采高12m 时超过岩体抗拉强度,而跨度12m 的矿房最大拉应力受采高的影响明显,当采高至8m 即超过岩体抗拉强度,增至14m 时,拉应力增长了3.5倍·最大剪应力的演化规律同拉应力类似,但在首采水平就已超过岩体的抗剪强度·数值计算的结果也表明,在静力的作用下,顶板靠近下盘的拐角位置已存在较大范围的剪切破坏区,并随着采高的增加而发
展·动载作用下变化最显著的为跨度10m 的矿房,最大剪应力增长了1.8倍,这主要是由于该矿房的采高较大·从动载作用下应力最大值增幅来看,至计算终止时,8至12m 跨度矿房拉应力最大值增幅分别是158%,162%和181%,而剪应力依次为111%,112%和106%·可见,动载作用下影响最大的为拉应力,并且拉应力最大值的增幅随跨度而增长
·
图5 不同采高测点应力最大值
Fig .5 Maximum s tress of different mining height
(a )—拉应力;(b )—剪应力·
图6为8m 跨度矿房采高从4m 增至18m 时最大拉应力和最大振动速度的统计关系,可以看
出:两者之间基本为线性关系,表明采用质点最大振动速度作为安全判据是合理的·不同跨度矿房最大拉应力与最大振动速度的拟合曲线方程见表1所示,当采场顶板的抗拉强度满足表1中的关系式时,相应的振动速度可以作为爆破振动安全判据·
图6 顶板最大拉应力与最大振动速度统计关系
Fig .6 Statistical relationship between the
maxim um tensile s tres s and maxim um vibration velocity of roof
同时参照图4可求得,对于8m 跨度采场,最大允许振动速度为30.7cm /s ,相应采高为16～18m ;10m 跨度采场最大允许振动速度为26.8
cm /s ,相应采高为10～12m ;12m 跨度采场最大
允许振动速度为25cm /s ,相应采高为8m ·由此可以确定8,10和12m 跨度采场境界矿柱的最小安全厚度分别为8,14和18m ·
表1 动载作用下最大拉应力与垂直振动速度关系Table 1 Rel ationship of the maxim um tensile stres s
and the vertical velocity under dynamic load 矿房跨度
m 拟合曲线
斜率标准偏差
截距标准偏差8σ=0.0064v +0.0543.0×10-4
0.00810σ=0.0064v +0.081.7×10-40.00512
σ=0.008v +0.040.001
0.006
3 结 论
1)动力载荷施加后,矿房顶板垂直和水平方
向均表现出较高的振动速度,并随着采高的增加而增大,在相同的采高条件下,跨度较大的矿房振动速度较高,垂直方向的振动速度要大于水平方向·
2)动载对境界矿柱的拉应力最大值的影响较为明显,并且拉应力最大值的增幅随跨度的增加而增长·随着境界矿柱厚度的逐渐递减,垂直方向振动速度和拉应力最大值之间表现出较好的线性关系,表明采用质点最大振动速度作为安全判据是合理的·
(下转第1040页)
1035
第7期 杨宇江等:露天转地下开采境界矿柱安全厚度稳定性分析
654-657.
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(上接第1035页)
3)结合岩石抗拉强度准则可以得到临界破坏振动速度时不同跨度矿房的境界矿柱,在目前设计采高8～12m的条件下,适合选用10m跨度的矿房,以保证安全生产的需要·以上分析计算正应用于山东黄金归来庄矿业有限公司露天转地下过渡期的生产实践·
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1040东北大学学报(自然科学版) 第32卷
露天矿山边坡稳定安全管理措施采矿生产过程中出现的边坡有露天采矿的边帮、排土场的边坡、地下采矿排弃的废石堆。排土场的边坡和废石堆具有共同的特征。 1边坡稳定 1.1边坡稳定的规定 (1)正常生产时期对采场工作帮应每季度检查一次,高陡边帮应每月检查一次,不稳定区段在暴雨过后应及时检查,对运输和行人的非工作帮,应定期进行安全稳定性检查(雨季应加强)。 (2)邻近最终边坡作业,应采用控制爆破减震;应按设计确定的宽度预留安全平台、清扫平台、运输平台;应保持台阶的安全坡面角,不应超挖坡底;局部边坡发生坍塌时,应及时报告矿有关主管部门,并采取有效的处理措施;每个台阶采掘结束,均应及时清理平台上的疏松岩土和坡面上的浮石,并组织矿有关部门验收。 (3)临近边坡排弃废石时,应保证边坡的稳固,防止滚石、滑塌的危害。且注意废石场荷载对边坡的影响 (4)应根据最终边坡的稳定类型、分区特点确定边坡各区监测级别。对边坡应进行定点定期观测,包括坡体表面和内部位移观测、地下水位动态观测、爆破震动观测等。 (5)遇有岩层内倾于采场且设计边坡角大于岩层倾角,有
多组节理、裂隙空间组合结构面内倾采场,有较大软弱结构面切割边坡、构成不稳定的潜在滑坡体的边坡,应事先采取有效的安全措施,管理边坡的稳定及安全。 1.2边坡安全管理的措施 (1)确定合理的台阶高度和平台宽度,台阶高度与埋藏条件和矿岩力学性质、穿爆作业的要求、采掘工作的要求有关,一般不超过15m。平台宽度影响边坡角的大小、边坡的稳定性。工作平台宽度一般为30~40m。 (2)正确选择台阶坡面角和最终边坡角,台阶坡面角的大小与矿岩性质、穿爆方式、推进方向、矿岩层理方向和节理发育情况等因素有关,较稳定的矿岩,工作台阶坡面角不大于55°;坚硬稳固的矿岩,工作台阶坡面角不大于75°。 (3)选用合理的开采顺序和推进方向,坚持从上到下的开采顺序,坚持打下向孔或倾斜炮孔,杜绝在作业台阶底部进行掏底开采,避免边坡形成伞檐状和空洞。选用从上盘向下盘的采剥推进模式。 (4)合理进行爆破作业,减少爆破震动对边坡的影响,应采用微差爆破、预裂爆破、减震爆破等控制爆破技术,并严格控制同时爆破的炸药量。在采场内尽量不用抛掷爆破应采用松动爆破,以防止飞石伤人,减少对边坡的破坏。 (5)有边坡滑动倾向的矿山,必须采取有效的安全措施。露天矿有变形和滑动迹象，必须设立专门观测点,定期观测记录
边坡稳定性分析开题报告 关于边坡稳定性分析开题报告范文 边坡稳定性的一般理解是边坡中的滑动体沿滑面破坏，即抗滑力与滑动力之比。当比值等于1,为极限平衡状态；大于1,为稳定状态；小于1,为不稳定状态。这是一种岩体破坏的稳定性概念。以下是边坡稳定性分析范文，供大家参考。 山西某黄土边坡的稳定性分析 1.1.1 选题背景 近年来，在黄土地区特别是在山西，随着建筑物的大量兴建和人们对空间的不断开发、利用，边坡工程越来越多，边坡支护的形式也多种多样。由于人们对建筑边坡工程复杂性认识不够、工程经验不足，加上黄土本身土质的特殊性，因此在工程施工中，支护结构选择不当或支护强度设计不够，以及不加强雨水及生产、生活用水管理，使边坡浸水。所有这些造成许多边坡工程事故，给国家经济及人民生命财产造成巨大损失。例如xx年4月27日，青海省银鹰金融保安护卫有限公司基地发生一起边坡支护工程坍塌事故，造成数人死伤，经济损失达数十万元。事故调查结果显示，施工单位在没有进行任何地质灾害危险性评估的情况下，擅自施工，且边坡支
护设计方案未按照规范设计，以及施工过程中也没有根据现场的实际情况采取有效的防护措施，违反了建筑边坡工程技术规范施工工艺流程，从而导致了事故的发生。像这样的例子还有许多。 岩土工程界普遍认为引起边坡工程失稳事故的主要原因是工程地质勘察存在问题、边坡支护设计存在问题、边坡工程施工存在的问题以及边坡工程在使用中存在不当等问题。而边坡工程的设计又是最为重要的一方面，所以对于边坡工程事故应当着重于这一方面的研究。 1.1.2 选题意义 边坡工程的设计及其稳定性问题是结构力学、土力学、水文地质学等诸多工程领域学科的交汇，是一项涉及范围较广、难度较大的系统工程。同时，这是一项具有较强综合性的课题，勘察、设计、施工等各个环节对于边坡支护的稳定都有巨大的影响，任何失误都可能产生严重的后果。 我国现在正大力发展中西部地区，而大部分黄土都分布在中西部地区，那么关于黄土边坡稳定性问题是在发展国家中西部的过程中所不能回避的问题。如在边坡支护过程中由于勘察、设计、施工等不当导致黄土滑坡对人民生命、财产安全构成威胁问题等等。想要
收稿日期:2010-02-21 基金项目:国家科技支撑计划项目(2008BAB34B02);中央高校基本科研业务费专项资金资助项目(90401006);国家自然科学基 金资助项目(50974031);教育部新世纪优秀人才支持计划项目(NCET -10-0275);教育部基本科研业务费青年教师科研启动基金资助项目(N090301002)· 作者简介:杨宇江(1974-),男,辽宁丹东人,东北大学博士研究生;李元辉(1968-),男,辽宁大石桥人,东北大学教授· 第32卷第7期2011年7月东北大学学报(自然科学版)Journal of Northeastern University (Natural Science )Vol .32,No .7 Jul .2011 露天转地下开采境界矿柱安全厚度稳定性分析 杨宇江1 ,李元辉1 ,尹国光2 ,韩洪江 2 (1.东北大学资源与土木工程学院,辽宁沈阳 110819;2.山东黄金归来庄矿业有限公司,山东平邑 273300) 摘 要:以归来庄金矿露天转地下开采过渡期为工程实例,采用F LAC 3D 软件,分别考虑静态和动态载荷,对预留境界矿柱的安全厚度展开分析·在动载时,采用常用的三角形波模拟爆破施工荷载,得到爆破振动作用下不同厚度境界的振动速度和应力的分布规律·根据两者之间的统计关系,并结合岩石的抗拉强度准则,分析了不同厚度境界矿柱发生破坏的临界振动速度·计算结果表明:垂直方向振动速度和拉应力最大值之间为线性关系,可采用质点最大振动速度作为安全判据·当矿房跨度分别为8,10和12m 时,在动载作用下,最小安全厚度分别为8,14和18m · 关 键 词:采矿工程;境界矿柱;爆破荷载;数值模拟;振动速度 中图分类号:T D 323 文献标志码:A 文章编号:1005-3026(2011)07-1032-04 Stability Analysis of Boundary Pillars Safety Thickness for Transition from Open Pit to Underground Mining Y ANG Y u -jiang 1 ,LI Yuan -hui 1 ,Y IN Guo -guang 2 ,HAN Hong -jiang 2 (1.Schoo l of Resources &Civil Engineering ,Nor theaster n U niversity ,Shenyang 110819,China ;2.G uilaizhuang G old M ine of Shandong Gold G roup Co .,Ltd .,Pingyi 273300,China .Cor responding author :YANG Yu -jiang ,E -mail :yy j -y angyujiang @https://www.doczj.com/doc/af13855893.html, ) A bstract :Based o n the conditions of open pit and underg round mining of Guilaizhuang gold o re ,the stability of different thickness boundary pillars w as assessed with considering the effect of static load and dynamic load ,respectively ,by using softw are of FLAC 3D .Under dynamic load ,blasting construction load was simulated with usual triangular w ave ,the vibratio n velocity and the stress distribution law s of different thickness w ere then achieved .According to the statistical relationship and the tensile strength standards of rock ,the threshold vibration velocity for the boundary pillars w ith different thickness w as analyzed .The results show ed that the relationship between the vertical vibration velocity and the maximum tensile stress is linear .The m aximum vibration velocity of a particle can be used as the safety criterion .When the o re room span is 8,10and 12m ,under the dynamic loads ,the minimum safety thickness is 8,14and 18m ,respectively .Key words :mining engineering ;boundary pillar ;explosive load ;numerical simulation ;vibration velocity 在露天转地下开采的矿山中,为了保证过渡期的产量衔接,可采用露天与地下同时开采的方式 [1] ,此时,需在露天坑底与地下采场间预留一 定厚度的境界矿柱·但是境界矿柱也会给地下开采的安全带来隐患,如境界矿柱过薄,易造成境界矿柱突然间塌落,对作业人员和设备产生极大的 威胁;因为矿柱回采率低,贫化率大,境界矿柱如果过厚又会造成矿产资源的浪费,同时增加掘进工程量和投资[2-3];而坑底的爆破作业是露天开采中不可避免的,这势必对境界矿柱的稳定性产生影响·为此,本文以山东黄金归来庄矿业有限公司露天转地下开采过渡期为例,采用FLAC 3D 软
露天矿边坡稳定性的影响因素与防治措施 发表时间：2019-06-17T15:43:35.027Z 来源：《防护工程》2019年第5期作者：田少平 [导读] 从而有效的提高工作人员的专业技能与综合素质，使其树立相应的安全文明理念，从而保障我国社会的健康发展。 中煤科工集团武汉设计研究院有限公司湖北武汉 430000 摘要：滑坡是自然界中主要的地质灾害之一，给人类生命财产造成频繁而巨大的损失。人类的生产活动如矿山开挖、筑路、建坝等加剧滑坡的发生。经过一个多世纪的努力，人们已逐渐摸清了滑坡的规律，了解了边坡破坏机理并建立了一整套边坡稳定性分析方法。露天采矿产生的高陡边坡规模是其他工程领域内所罕见的。由于露天采矿场地无选择性，特别是在矿产资源日益减少的当代，露天矿边坡地质条件往往十分恶劣，国内外露天矿边坡破坏屡见不鲜。众所周知，采矿生产以经济效益为中心，以少剥岩多采矿为宗旨，和其他领域工程相比较，露天矿边坡又是服务年限较短的边坡，各种因素制约着采场边坡的稳定性。所有这些要求对露天采场边坡的工程地质、水文地质条件、岩体力学强度的充分掌握，对边坡稳定性分析方法要特别考究，尽量排除非精确因素，做出对边坡稳定性最客观的评价，并且尽量提高边坡角，为矿山减少成本，增加效益。 关键词：露天矿；边坡稳定性；影响因素；防治措施 1 露天矿边坡稳定性影响因素 1.1岩石矿物成分的影响 岩石与其它材料相比有着独特的特点。比如岩石具有明显的非均质性，各质点的力学性能不一样；岩石具有各向异性，沿着不同方向，其性质也不相同；岩石具有不连续性，岩体作为物理场，其性质变化并不连续。岩石体小块的强度通常都比自然岩体的强度要高的多，比如一个小石块具有的无侧限抗剪强度能够支撑起百米甚至千米高的稳定边坡。而在其弱面，即使边坡不高也可能会被破坏。研究岩体中软弱面的特征，明确几何形态、空间分布的不同性来估计其对于边坡稳定性有指导意义。不同种类的矿物强度不同，一些岩浆岩的原生矿物质地坚硬，能够接受采矿深度的岩体应力。但是另外一部分原生矿物，如Mg、Na、Ca等元素的化合物，由于容易溶解在水中，造成强度伴随时间的增长减小。长石类的物质在经过风化之后，分解成为次生粘土类物质，当中的一种蒙脱石类矿物由于透水性较弱但是吸水性强而容易导致滑坡，这是我国露天煤矿发生的顺层面滑坡的主要原因之一。 1.2构造应力的影响 边坡岩体属于地应力场的覆盖范围内。地应力主要包括温差应力、震动应力、水应力、地质构造形成的残余应力以及最主要的自重应力。而上述应力当中的构造应力则需要特别关注。构造运动的发生都会产生新的应力状态、边界条件与构造形迹，并且其状态与弹性理论计算的结果有很大差异。事实上，岩体内某一点的构造应力都是处于一定的构造应力场之中，产生的结果是历史发生在该处上的地质历史过程的函数，难以通过地质知识与力学公式计算得到，因此对于某一区域的构造应力确定需要当地实测。构造应力不仅能够使得边坡岩体趋向于采空区变形，导致边坡岩体自身裂缝进一步扩展，抑或造成新的卸荷裂隙，增加坡底位置应力集中，从而造成岩体强度的下降。综上所述，边坡的稳定性会因构造应力的存在而降低。 1.3开采过程震动力的影响 一是，由于爆破时产生的震动力会使得边坡滑动力增加；二是，由于爆破过程中，边坡岩体被破坏，这不仅使得岩体的强度降低，致使地下水和雨水容易沿着爆破产生的裂缝渗入岩石中，导致岩体风化加重。露天矿边坡所受的震动力大多数来自于爆破作业，除此之外还有部分作业设备产生的震动力，比如在露天矿台阶运行的工作设备和运输设备，以及挖掘机工作时产生的震动力，但这些设备对于边坡整体的稳定性损害很小。一些矿山在近些年采用了控制爆破技术，如预裂爆破、光面爆破和缓冲爆破等，对于减小边坡岩体的破坏有着良好的应用效果。 2 露天矿边坡危害的防范 2.1边坡靠界管理 在实践过程中发现，台阶的塌陷规模主要是由于不合理的靠界所引起，露天矿边坡受超采欠挖以及爆破影响比较严重，因此，针对露天矿边坡稳定开展全方位的紧密监控尤为重要。 靠界台阶清理。为了依照设计要求确保台阶顺利靠界，进行靠界台阶清理非常重要，能够更好的保证设计穿孔位置。 采矿设计境界现场标定。在现场放设计境界线，坐标点距通常为二十米，到转弯的区域进行加密。放设顶坡线进行上台阶靠界，设置破底线进行下台阶并段；依照设计标高对台阶进行适当的调整。 靠界爆破设计及施工。设置在二百毫米的孔径，依照爆破振动的现值合理的设置起爆炸药量，通过逐孔间隔的方式进行起爆。依照地质条件和岩性特征对爆破设计进行不断优化，促进爆破质量的提升。 靠界采掘与验收。采掘过程中要确保坡面的干净，不应当有岩和浮石等，调离设备前必须要做好相应的验收工作。 2.2日常边坡检查及维护 对已经出现的露天矿边坡进行人工查验，并制定有效的巡检制度，确保在发生边坡异常的情况下，及时的进行解决。特别是针对主要工作及重点设施方面上部的边坡地带，更应当加强重视力度，查找灾害的原因，并且对这些危险区域进行有效的清理，保证边坡的稳定性，以免发生边坡事故给人们的生命财产安全造成威胁。 2.3做好滑坡的监测工作 滑坡的监测工作可以及时的掌握岩石的位移情况，观察露天矿是否有发生滑坡的趋势。目前，我国在进行滑坡的监测工作时，主要使用的是智能远程监测系统，以此来及时的掌握边坡岩土内部应力变化与绳索加固结构。在滑坡的监测工作中，不仅要对边坡内应力变化的位置进行及时准确的反应，同时也需要对裂隙周围的剖面附近位置进行监测。 2.4边坡截排水工作 裂隙水存在与边坡岩体中，会形成静水压力，使得不连续的岩体抗剪切强度被减弱，使得岩体产生朝向临空面方向的水平推力被减
每次大的深部构造运动都会导致产生新的应力状态水平应力=上覆岩层重力X侧压应力系数构造应力场内：自重应力 水平应力铅直应力 李四光《地质力学理论》非洲测得：水平应力是铅直应力的2.6倍 2.6其他因素影响 一、露天矿存在年限 具体讲应指边坡服务年限 时间长，岩体强度减弱大，稳定系数大些 二、边坡形状 凹形：侧向阻力大，稳定性好 凸性：侧向阻力小，稳定性不好 但凸性边坡剥离量最小，经济合理 三、地形荷载：外排土场就近位置 推进方向（工作线）破坏岩体完整性，引起边坡滑落总之，因为边稳固什么很多，尚待研究。 3 —1边坡工程地质工作程序 一、边坡工程工作主要任务： 1、搜集影响边坡稳定性的各项因素； 2、分析边坡岩体的稳定性： —查明岩体中结构面分布及岩性变化； —分析潜在滑面； —建立滑动模式。 二、边坡工程地质工作程序： 三、1、区域地质背景； 四、2、矿区地质构造； 五、3、露天矿现采场边坡工程地质条件； 六、4、露天矿最终采场边坡工程地质条件； 七、5、露天矿边坡工程地质分区。 三、露天矿边坡各阶段的工作内容 -矿山地质勘探报告； -露天矿设计阶段； -投产以后岩层暴露。 1、岩性分布； 2、地质结构面分布 3、出水点； 4、采掘台阶现状； 5、工程地质分区及剖面线； 6、岩石力学试验取样地点 3—2岩体结构面的调查主要调查节理、岩层面产状、密度。
方法：地面测量；钻孔。 一、 结构面地面调查（表 3-1为调查内容） 二、 钻孔定向取芯，主要是探明深部的不利结构面。 （一）岩芯定向 三个要素：倾向、倾伏角、围岩轴 线（旋转的某一基准线）。 第五章边坡稳定性计算 5.1概述 一、边坡岩体内部分析 1、有两种运动 a 、 相对静止：边坡稳定 b 、 显着变动：滑坡（变动非常复杂） 2、滑坡原因 a 驱动滑坡因素 震动 水 构造应力 温差应力 b 、抗滑能力 岩体强度 二、 露天采场边坡 1、 高大边坡 2、 暴露岩层多 3、 地质构造面纵横交错 4、 水文及工程地质条件复杂 因此，边坡随时监控调整，合理的边帮角只能最终评价。 三、 目前研究现状及任务 1、 土体边坡稳定研究，解决岩石边坡有许多问题 2、 露天边坡稳定计算任务 a 验算已有边坡的稳定性，以便决定是否采取防护措施，并作为防护设施设计的依据。 b 、 设计露天矿合理边坡角，在已知开采深度，设计既经济合理又安全的边坡角。 c 、 边坡的技术原理 I 、到界边帮台阶的减震爆破 n 、防排水 川、伞檐处理 管理不善，缓坡可能滑坡，管理好陡帮也可能安全（例如平装西露天矿）结合生产工艺 3、 经验法选取边帮稳定角 爆破<40度 金属矿<50度 4、边坡稳定表示方法 当 Fs<1，滑坡 四、本章研究内容： 当 Fs=1，极限平衡 当 Fs>1，稳定。保守起见 根据边坡服务年限选取不同值 :=Fs F 抗滑数取 滑力 1.3。
( 安全管理 ) 单位：_________________________ 姓名：_________________________ 日期：_________________________ 精品文档 / Word文档 / 文字可改 2021年露天矿边坡管理 Safety management is an important part of production management. Safety and production are in the implementation process
2021年露天矿边坡管理 随着我国露天矿山开采技术的飞速发展，露天矿的开采境界不断扩大，深度不断增加，边坡的高度和面积也不断增加，由此造成边坡的不稳定因素增多。再加上一些矿山企业不按照矿山设计规范开采，只顾眼前利益，违反国家《矿产资源法》的规定，乱挖滥采，对边坡管理不善，最终导致边坡发生大面积岩体滑坡或崩落坍塌事故，造成职工伤亡，给国家财产造成重大损失。因此，矿山企业负责人必须加强对边坡的管理，制定切实可行的安全管理措施，确保边坡的稳定。 一、露天矿边坡的结构及特点 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。这种开采的结果使露天矿场的周边形成阶梯状的台阶，多个台阶组成的斜坡称为露天矿边坡。 (一)边坡组成要素
露天矿边坡按其在采场所处的位置不同可分为： ①底帮边坡，位于矿体底盘一侧的边坡。②顶帮边坡，位于矿体顶盘一侧的边坡。③端帮边坡，位于矿体两端部的边坡。台阶是露天矿边坡的基本组成部分，其结构要素如图4—20所示。 台阶上部水平面称为台阶上郡平盘(图4—20中的1)；台阶下部水平面称为台阶下部平盘(图4—20中的2)；上、下平盘之间已采掘。暴露部分的倾斜面称为台阶坡面(图4—20中的3)；台阶坡面与下部平盘的夹角称为台阶坡面角(图4—20中的a)；上、下两平盘之间的垂直距离称为台阶高度(图4—20中的h)；上部平盘与台阶坡面的交线称为台阶坡顶线(图4—20的4)；下部平盘与台阶坡面的交线为台阶坡底线(图4—20中的5)。 露天边坡组成的要素如图4—21所示。 露天矿最终边坡：是指已开采结束到达最终境界而留下的台阶所组成的边坡。 最终边坡坡面：最终边坡最上部一个台阶的坡顶线和最下部一个非工作台阶的坡底线所做的假想斜面。如图4—21中的AC与BD
露天矿山边坡稳定性影响因素及分析方法研究 发表时间：2018-11-28T14:24:51.693Z 来源：《基层建设》2018年第29期作者：陶学锋 [导读] 摘要：本文分析了露天矿山边坡特点及露天矿山边坡稳定性的影响因素，研究了边坡的稳定性情况，最终得到了新设计露采边坡合理坡型设计参数，并对现有边坡提出了有效的安全稳定性治理措施，确保该矿露天边坡的安全，为该矿安全稳定生产奠定了基础。 四川省煤田地质工程勘查设计研究院四川成都 610000 摘要：本文分析了露天矿山边坡特点及露天矿山边坡稳定性的影响因素，研究了边坡的稳定性情况，最终得到了新设计露采边坡合理坡型设计参数，并对现有边坡提出了有效的安全稳定性治理措施，确保该矿露天边坡的安全，为该矿安全稳定生产奠定了基础。 关键词：露天矿山；边坡稳定性；影响因素；分析方法 一、露天矿山边坡稳定性影响因素 1岩体特征及结构影响 在岩体特征因素中，岩性特征的内容一般包括岩体本身的自重、孔隙度、岩体的内聚力、抗压强度和抗剪强度。此类特征的存在，都会在一定层面上影响到露天矿山边坡的稳定性，尤其是岩体自身的抗剪强度的大小，能够直接决定了露天矿山边坡的是否会产生滑动，发生事故。一般而言，露天矿山中的岩体本身具备的抗剪强度越高，对于露天矿山边坡的稳定性越有正面的帮助[2]。在岩体结构方面，当岩体自身在结构上足够稳定，一定会影响露天矿山边坡的稳定。当露天矿山边坡出现滑动时，滑动的轨迹具有一定的规律，即会伴随着露天矿山岩体的结构构造顺溜下滑。此时，如果露天矿山的边坡坡向和山体的结构面之间的交线倾斜角度一直，那么滑动事故就会发生，此时作为采矿管理人员就需要针对该项问题进行关注和解决。反之，当岩体结构面中的黏粒含量比较少，表面的颗粒之间十分粗糙，泥质物质的填充物料越单薄，此时的露天矿山边坡稳定性更高。 2人类采矿活动影响 在人类采矿活动影响因素中，主要包括三点，分别是爆破震动荷载、附加荷载以及开采顺序和推进方向。其一，在开展露天矿山爆破施工时，会使边坡岩体本身的应力受到一定的影响，如果应力集中区在不断扩大至一定程度后，就会造成露天矿山边坡滑动事故。对于爆破振动而言，其主要是由边坡所受到的振动频率以及速度快慢决定，而影响此类结果的因素包括岩石本身性质、地质、炸药量等。其二，附加荷载为露天矿山施工团队在边坡顶部堆积机械、废弃石材、矿山钻车、挖掘机等矿山开采设备自带的重量，都会对露天矿山山体形成附加性的荷载，继而降低边坡的稳定性。其三是采矿工作的开采次序以及推进方向影响因素。当推进实际的露天矿山采矿工程施工时，如果工程开采的次序推进不科学，亦或是直接在开采的过程中运用掏采的方式从露天矿山边坡的底部进行，此种开采方式形成的浮石、空洞，是影响边坡稳定性的重要因素。 3露天矿山地表、地下水影响 在露天矿山稳定性的众多影响因素中，地表水这一影响因素的存在，在具体的体现上为侵蚀边坡岩体。该种影响的出现时节，主要是在雨季时节和冰雪刚刚解冻的时间点上。在此背景下，岩体会受到裂缝中充水的影响，增加原有的岩体裂缝，从而失去岩石本身固有的约束力。另一方面，当岩体内充水之后，露天矿山的边坡岩体会被充水的结果软化，继而负面降低了岩石体的固有强度和摩擦力，造成边坡的稳定性降低。 4露天矿山岩石体、风化及植被影响 在进行影响露天矿山边坡稳定性因素的分析时，还包括以下几个方面。其一是指露天矿山岩石体的构造力的作用，在该项影响因素中，质构造的运动期间形成的应力，会体现在触发式效应，以及积累效应方面上。其二，是指露天矿山岩石体的风化、植被作用。此类影响边坡稳定性的因素中，风化作用的成因是露天矿山所在地空气、温度的变化、降水量、积雪和风沙蚀变等，引起的表现是将岩体的原生以及构造结构面进行了扩大化处理，将岩体裂缝的进行了加大。 二、边坡稳定性分析的主要方法 1极限平衡法 极限平衡法是将滑动范围内的岩土体按规则划分为小块体，通过分析块体的受力平衡条件来构建平衡方程，以安全系数表示其稳定程度。对于直线型滑动，安全系数定义为抗滑力与下滑力之比；对于曲线型滑动，安全系数则为抗滑力矩与下滑力矩之比。其评判标准为：安全系数大于1时呈稳定状态；等于1时处于临界状态；小于1时为失稳状态。由于边坡结构常常比较复杂、影响因素多种多样，常有安全系数大于1发生破坏，而小于1反而稳定的矛盾现象。因此，极限平衡法还需要进一步的发展和完善。 2基于FLAC30强度折减的有限差分法 FLAC30强度折减法是一种新起的针对性比较强的分析方法，通过折减岩土体抗剪强度参数，代入有限差分软件一直计算到不收敛为止，使边坡处于破坏状态而得到滑动破坏面。这种方法不需事先假定滑移面的形式和位置，可直接得到安全系数，并判断边坡是否处于安全状态和可能发生滑坡的区域。以A为例进行点的应力分析，假设岩体抗剪强度以折减系数F。进行折减，当逐渐增加折减系数，岩体的抗剪强度会逐渐降低，边坡的塑性区范围会逐渐扩大，当折减系数增加到一定程度时，塑性区形成连通区域，则认为边坡已发生破坏。此时的强度折减系数即为边坡的整体安全系数，滑裂面的位置可根据位移等值线和剪应力等值线的疏密程度以及塑形区的范围来确定。 3基于强度折减的有限元法 有限元法是将岩土体分割成不同大小和种类的小区域，然后分析每一个单元的受力情况，再组合成整个系统并构成系统方程组，然后求解。这种方法主要依据弹塑性理论，得出完整的应力、应变结果，再折减所有单元的强度指标直至失去平衡，以此来评价边坡的稳定。该方法具有如下优点：可分析任何形状的结构体，对于几何条件、荷载条件和材料分区较为复杂的问题，也能够解决。理论体系更为严密，除线性分析外，还可进行非线性分析，并考虑边坡内部的应力、应变问题，满足变形协调条件。无需预先假定滑裂面的位置和形状，就可自动找出潜在滑裂面并计算安全系数。可根据塑性区的扩展调整荷载分布。 三、防止露天矿山边坡稳定性灾害方法 ①加大对于露天矿山边坡所处位置的地质勘察工作强度。②掌握地下水源资料。依照勘探出的地下水源资料，针对水源的具体位置进行导流，采用的方式可以是注浆堵水或者是挖掘排水沟等，最大程度减低地表水对于露天矿山边坡稳定性造成的伤害。③监测露天矿山边坡。构建完善的露天矿山边坡状况监测系统，应用微震监测技术、AE发射技术最大程度提升监测工作的质量，掌握露天矿山边坡岩体结构
据弹性理论： 每次大的深部构造运动都会导致产生新的应力状态 水平应力=上覆岩层重力×侧压应力系数 构造应力场内：自重应力 水平应力 铅直应力 李四光《地质力学理论》 非洲测得：水平应力是铅直应力的2.6倍 2.6其他因素影响 一、露天矿存在年限 具体讲应指边坡服务年限 时间长，岩体强度减弱大，稳定系数大些 二、边坡形状 凹形：侧向阻力大，稳定性好 凸性：侧向阻力小，稳定性不好 但凸性边坡剥离量最小，经济合理 三、地形荷载：外排土场就近位置 推进方向（工作线）破坏岩体完整性，引起边坡滑落总之，因为边稳固什么很多，尚待研究。 3—1边坡工程地质工作程序 一、边坡工程工作主要任务： 1、搜集影响边坡稳定性的各项因素； 2、分析边坡岩体的稳定性：
—查明岩体中结构面分布及岩性变化； —分析潜在滑面； —建立滑动模式。 二、边坡工程地质工作程序： 三、1、区域地质背景； 四、2、矿区地质构造； 五、3、露天矿现采场边坡工程地质条件； 六、4、露天矿最终采场边坡工程地质条件； 七、5、露天矿边坡工程地质分区。 三、露天矿边坡各阶段的工作内容 -矿山地质勘探报告； -露天矿设计阶段； -投产以后岩层暴露。 1、岩性分布； 2、地质结构面分布 3、出水点； 4、采掘台阶现状； 5、工程地质分区及剖面线； 6、岩石力学试验取样地点 3—2岩体结构面的调查 主要调查节理、岩层面产状、密度。 方法：地面测量；钻孔。 一、结构面地面调查（表3-1为调查内容） 二、钻孔定向取芯，主要是探明深部的不利结构面。
（一）岩芯定向三个要素：倾向、倾伏角、围岩轴 线（旋转的某一基准线）。 第五章边坡稳定性计算 5.1概述 一、边坡岩体内部分析 1、有两种运动 a、相对静止：边坡稳定 b、显着变动：滑坡（变动非常复杂） 2、滑坡原因 a、驱动滑坡因素 荷载 震动 水 构造应力 温差应力 b、抗滑能力 岩体强度 二、露天采场边坡 1、高大边坡 2、暴露岩层多 3、地质构造面纵横交错 4、水文及工程地质条件复杂 因此，边坡随时监控调整，合理的边帮角只能最终评价。 三、目前研究现状及任务
技术市场 一、露天转地下开采的特点 露天转地下开采的矿山通常是矿体延伸较深、覆盖层不厚、多为中厚或厚大的急倾斜矿床，由于这类矿床初期采用露天开采，具有投产快、初期建设投资少、贫损指标优等优点，但当露天开采不断延伸后，这些矿山逐步由露天开采向地下开采过渡最终全面转向地下开采。因此，要求露天转地下开采的矿山，在进行露天转地下开采的设计时，应统一全面规划，既要考虑地下巷道的利用，同时在向地下开采过渡时，地下开采也应尽可能利用露天开采的相关工程和设施等有利因素，使矿山产量和经济效益保持稳定。 露天转地下开采的矿山，整个矿山的开采期一般要经过露天开采期、露天与地下联合开采的过渡期和地下开采期三个阶段，在考虑露天转地下开采的开采工艺及工程布置时，必须研究与矿山矿床赋存条件及开采技术条件相适应的开采强度和生产能力，以求获得经济效益的最大化，使矿山的基建投资减少25%～50%，生产成本降低25%左右。 露天转地下开采有如下几个特点： 1.过渡期长，补勘、规划和技术攻关须先行。一般露天转地下开采的矿山的交替时间称为露天转地下开采的过渡期。在过渡时期内，露天与地下开采是同时进行的。因此，要做到地质勘探工作先行，总体规划工作先行，转地下开采技术难题先行。 2.地压复杂，专题研究须展开。在露天转地下开采的条件下，形成了一个露天开采、境界矿柱和挂帮矿开采、主矿体地下开采的统一采空区，而且其形状十分复杂。通过有限元的方法找出应力分布规律，位移容易发生的区段，采动对边坡稳定的影响等。有条件还可以进行露天坑底回填岩石附加压载对边坡及坑底应力分布产生有利的影响，地下开采顺序优化等的计算研究工作。 3.露采工程与地采工程须有机地结合。凡是露天转地下开采的矿山，在进行露采和地采设计时，应相互利用露天和地下开采各自的特点，使露采工程和地采工程有机地结合，相互利用。主要工程有开拓工程、排水工程、工业场地和废石场。 4.涌水量大，防洪排水措施须周密。露天转地下开采的上部为一残存的露天深凹盆地，汇水面积达数十万平方米，露天降雨径流直接影响地下排水，给地下生产造成危害。为了使雨季径流之洪水不至于全部泄入露天采场盆地，减少对井下生产的威胁，转地下开采设计时，应反复踏勘现场，采取一切可能采取的防洪排水措施。 二、矿区地应力测量技术 地应力指存在于地层中的未受工程扰动的天然应力，主要由自重和地质构造运动形成的。岩体的初始应力状态对地下工程、坝基基础、矿山工程等设计及稳定性起着极其重要的作用。由于原岩的非均匀性，以及地质、地形、构造和岩石物理力学性质等方面的影响，使得我们在描述原岩应力状态及其变化规律时，遇到很大困难。但随着实测资料的不断增加，人们对原岩应力的认识已经不断深入。 测量原始地应力就是确定存在于拟开挖岩体及其周围区域的未受扰动三维应力状态，这种测量通常是通过一点一点地测量来完成的。随着地应力测量工作的不断开展，各种测量方法和测量仪器也不断发展起来，目前各种主要测量方法有数十种之多，而测量仪器则有数百种之多。根据测量原理的不同，可将测量方法分为直接测量法和间接测量法两大类。直接测量法是由测量仪器直接测量和记录各种应力量，并由这些应力量和原岩应力的相互关系，通过计算获得原岩应力值；间接测量法是借助某些传感元件或某些介质，测量和记录岩体中某些与应力有关的间接物理量的变化，通过已知的公式计算岩体中的应力值。 三、露天转地下开采技术 国内露天转地下开采的矿山在工艺技术上主要特点是:联合穿爆井下出矿采矿工艺、露天漏斗法采矿工艺、井下穿爆露天出矿工艺等,转入井下开采后采矿方法多采用无底柱崩落法和有底柱崩落法,岩石覆盖层厚度在15～20m。采矿工艺在衔接过渡期实现露天与井下联合开采,露天按预订方案保持一定生产能力并在合理的年限(3～5年)内闭抗,衔接过渡期采矿工艺采用中深孔分段空场法，采矿工艺使得露天转井下平稳过渡,露天结束时井下生产能力更好。 井下开采技术条件非常复杂，在采矿工艺中不得不考虑空区的存在，由于采空区具有不规则、宽度和高度有限、包含在矿体中的共性,在布置采场之前先做好空区探测和防水作业,在此基础上，灵活地布置矿房和矿柱,尽量避免在矿柱中出现空区,工艺参数的选取不拘泥于完整矿床的开采模式。回采工艺尽可能地利用空区作为爆破自由面，简化了拉槽工艺。在采矿工艺过程中处理了群采空区,化解了采空区所带来的危害。形成了探空、采矿、处理空区工艺的系统化。 井下开采技术条件非常复杂，在采矿工艺中不得不考虑空区的存在，由于采空区具有不规则、宽度和高度有限、包含在矿体中的共性，在布置采场之前先做好空区探测和防水作业，在此基础上，灵活地布置矿房和矿柱,尽量避免在矿柱中出现空区，工艺参数的选取不拘泥于完整矿床的开采模式。回采工艺尽可能地利用空区作为爆破自由面，在采矿工艺过程中处理了群采空区，化解了采空区所带来的危害。形成了探空、采矿、处理空区工艺的系统化。 参考文献 [1]彭涛，露天转地下开采对矿岩稳定性影响的研究，武汉理工大学，2003,11 [2]王龚明，任凤玉，张永亮，大型深凹露天转井下深部开采技术研究，中国矿业，2005,7 浅析露天转地下开采技术 王俊虎 (山西焦煤霍州煤电集团白龙煤矿) 摘要：本文对露天转地下开采对矿岩稳定性影响进行了初步研究，提出了相应的安全技术措施，为矿山安全生产提供了科学的指导，有效的矿山安全管理有助于矿山企业科学减灾及经济效益的提高。 关键词：露天地下开采安全 306 现代营销
“露天矿边坡稳定性分析及岩移监测方法” 编制说明 一、工作简况 1 任务来源 《露天矿边坡稳定及岩移监测方法》由国家安全生产监督管理总局国家煤矿安全监察局于2011年下达计划项目，计划编号为2011-MT-29，由煤炭行业煤矿安全标准化技术委员会归口。 2 主要参加单位和工作组成员 起草单位煤科集团沈阳研究院有限公司在接到通知后立即组织起草小组对本标准进行起草，起草人员主要为祖国林、韩猛、缪海宾等人。 3 工作简要过程 3.1 成立起草工作组，编写讨论稿 《露天矿边坡稳定及岩移监测方法》于2011年7月成立起草工作组，2012年1月完成工作组讨论稿。期间，起草小组成员通过调研、对相关资料的收集整理及8次内部讨论，2次专家讨论，于2012年1月形成标准的征求意见稿。3.2 征求意见阶段 2012年2月开始征求意见工作，在此期间起草小组共进行6次内部讨论，1次专家讨论，邀请煤科集团沈阳研究院有限公司张延寿等专家对征求意见稿提出相关意见，并加以修改，于2015年6月向全国典型露天煤矿、高校、科研等单位17位从事露天开采和边坡稳定性研究与工作的专家发出征求意见稿。 3.3 形成送审稿 征求意见稿回函单位17家，提出意见单位11家，修改意见总数44个，起草小组讨论后采纳18个，未采纳26个。起草小组根据专家反馈的意见及时进行讨论、修改，于2015年8月向煤炭行业煤矿安全标准化技术委员会露天煤矿安全及设备分会提交送审稿。 3.4 审查阶段 2015年8月27日~28日，煤炭行业煤矿安全标准化技术委员会露天煤矿安全及设备分会在沈阳召开该标准审查会，通过了标准审查。 3.5 报批
起草小组按照审查会会议纪要和专家意见完成对标准送审稿的修改，于2016年1月18日形成了《露天矿边坡稳定性分析及岩移监测方法》报批稿。 3.6 报批稿再报批审查 2019年12月9日，中国煤炭工业协会在北京召开煤炭行业标准审查会，审查会专家提出修改意见总数6个，起草小组成员根据专家审查意见进行8次内部讨论，1次专家讨论，采纳修改意见6个，未采纳0个，于2020年1月14日形成了标准最终报批稿。 4 标准编制的目的、意义和必要性 露天矿边坡稳定是确保露天矿安全、高效生产的关键问题，而边坡稳定性分析与边坡岩移监测又是边坡稳定性研究中最重要的两大部分。只有边坡稳定分析成果可靠、及时、科学、符合实际才能使露天矿边坡稳定性的评价判断合理，使露天矿的生产安全、高效。如果边坡稳定分析成果不符合实际，则设计的边坡稳定、生产能力就不能实现，生产中就可能发生边坡失稳、滑坡，而造成重大经济损失、人员伤亡。 我国内蒙设计新建的几个大型露天煤矿，就有按设计在露天矿建设初期边坡角未达设计值就发生滑坡的例子。如某露天煤矿端帮边坡角为26°，内排边坡角为18°，在建设期间就发生了多次滑坡，当将端帮边坡角降至24°，内排边坡角降至10°，边坡仍处于不稳定状态。这说明在边坡设计、工程地质勘查、岩石物理力学参数选取、边坡稳定性分析等环节存在严重缺陷。由此可见边坡稳定性分析方法规范合理的重要性、必要性、紧迫性。 《露天矿边坡稳定性分析及岩移监测方法》是在总结多年露天矿边坡稳定性分析评价经验教训的基础上提出的。规范边坡工程地质勘查、岩石物理力学性试验与参数指标选取、边坡破坏机理与滑坡模式分析、边坡稳定性分析方法。 但是由于岩体构造、软弱夹层、地下水赋存条件复杂多变，岩石物理力学性质多样多变，使边坡各具特点，故不能用同一滑坡模式与分析公式进行计算。因此本标准提出较为适合各类边坡的方法选用，以使边坡稳定性分析的计算成果更为符合实际。 边坡岩移监测方法在国家、安监局等有关标准中均有论述与规定，但都没有系统的提出标准，而岩移监测又是掌握边坡动态、检验边坡稳定性、实现滑坡预
边坡稳定性(开题报告记录)
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三峡大学留学生公寓边坡稳定性分析 1课题来源 三峡大学拟在其校园内新建“三峡大学留学生公寓 1、2#楼”工程项目，该项目位于大学路西侧，逸夫楼南侧，该建筑均为7层框架结构，建筑高度22.35m，拟建工程重要性等级为二级，场地复杂程度为二级，地基复杂程度为二级，综合评价该项目的岩土工程勘察等级为乙级，该项目由三峡大学建筑设计研究院负责设计。 2 选题背景及研究意义 伴随着我国经济建设的高速发展，出现过大大小小由于边坡失稳造成的人身和财产损失，边坡综合防护设计日益引起社会的重视。边坡设计不仅仅需要因地制宜地选择实用、合理、经济、美观的工程措施，确保人民的生命安全和财产，同时达到与周围环境的相对协调与平衡，以及美化社会的效果。更需综合考虑地下水、降雨强度、地形、土质、材料来源等情况来进行合理布局。研究边坡的稳定性及治理方案有重大的理论与实践意义，更是保护生命财产安全的迫切需要。因此，通过对边坡的稳定性评价及治理措施的研究将对其他类似边坡的稳定性评价和治理具有很强的指导性意义。对已产生的滑动的边坡以及濒临滑动的边坡进行稳定性分析，并采取合理的治理方案，消除安全隐患，对于保证工程的顺利进行减少工程投资，保护人民群众的生命财产安全都有着重要的意义。 3 国内外边坡稳定性研究现状 3.1 国外边坡稳定性研究现状 （1)起步阶段 起步阶段，滑坡研究开始于20世纪20年代的瑞典，瑞典人彼得森最早提出了条分法。但之后的20年左右的时间里世界各国对滑坡的研究也只是零星的和片段的。大多数国家都是由单独的研究人员进行小规模的滑坡研究，只有瑞典、挪威、前苏联是由国立土工研究所进行滑坡研究，并发表过一些著作和论文，其中瑞典人取得的成果最大。原苏联曾于1934年和1946年召开过两次全国性的滑坡会议。瑞典条分法同时考虑了粘聚力和摩擦力，缺点是原理粗浅而且它的基本假定脱离了实际情况是一个肤浅的理论，还有待进一步完善。 （2）初步发展阶段 初步发展阶段(20世纪50年代)，人们开始考虑岩体的结构面和材料特性，并且随着理论的研究，出现了极限平衡论和弹塑性理论，这些新角度新方法的出现显然推动了边坡稳定性研究的进步。接着索柯夫斯基在1954的时候提出了松
第21卷 露天转地下开采在矿业市场是广泛存在的问题,也是矿业市场长足发展而需要解决的问题。正由于矿体的赋存条件和技术经济等方面的原因,大部分露天开采的矿山,不可能用露天开采将矿床一次采完,而多数矿山是上部用露天开采,之后过渡到地下开采，或者是在露天开采转地下开采过渡期间的联合开采。目前我国应用较为广泛的即为露天转地下联合开采。为了实现稳定产量或者产量波动不大，一般采用不停产过渡，露天产量逐渐减少，地下产量逐渐增加，直至露天开采结束，地下开采达到设计产量，这段交替时间成为露天转地下开采的过渡时期。黑山铁矿在完成了多年的露天开采之后，将转入地下开采，本文以黑山铁矿为例，研发出一套露天转地下高效开采技术方案。 1矿区概况 黑山铁矿为河北钢铁集团矿业有限公司的下 属矿山，位于河北省承德市北31km 处，地属承德县高寺台镇王营村管辖，面积1.58km 2。黑山铁矿为岩浆侵入型大型钒钛磁铁矿床，用露天开采至+650m 水平，+650m 之下转入地下开采。地采范围内矿石总储量2190.51万t ，其中650m 标高以下0~28线之间1873.02万t ，0线以东及28线以西230.83万 t ；650m 标高以上境界外86.66万t 。黑山铁矿矿区 内共查明大小矿体46个，其中以Ⅰ号采场的1号和2号矿体规模最大；其次是Ⅱ号采场的3#、6#、8#矿体为中等规模。地采设计应用无底柱分段崩落法开采，设计生产能力100万t/a 。 2矿区开采条件 2.1 矿区工程地质特征 黑山铁矿矿体围岩分两类，一类是斜长岩类， 多作为高品位铁矿石的直接围岩，矿体与围岩界限 收稿日期：2012-07-16 作者简介： 南世卿（1958-），男，教授级高工，采矿工程博士，河北钢铁集团矿山设计研究院院长，E-mail ：nanshiqing@https://www.doczj.com/doc/af13855893.html, 。 露天转地下开采过渡前期高效开采方案研究 南世卿1，任凤玉2，宋爱东1 （1.河北钢铁集团矿山设计研究院，河北唐山063000；2.东北大学，辽宁沈阳110004） 摘要：本文针对黑山铁矿在露天转地下开采过渡前期遇到的诸多技术问题，进行了大量的科学技术研究， 解决了采矿方法与地压控制的关建技术难题，研发出适合黑山铁矿条件的露天转地下高效开采技术方案，为黑山铁矿露天转地下产量平稳过渡与地下高效开采提供了技术保障。 关键词： 露天转地下；过渡期；高效开采；方案研究中图分类号：TD852文献标志码：A 文章编号：1004-4051（2012）zk-0343-04 Study on the high efficient method of open pit to underground mining transitional earlier stage NAN Shi-qing 1，REN Feng-yu 2，SONG Ai-dong 1 （1.Hebei Iron and Steel Group mining design Co.,Ltd.，Tangshan 063000，China ； 2.Northeastern University ，Shenyang 110004，China ） Abstract :Contraposing Heishan iron mine from open pit to underground mining transitional earlier stage many technical issues,This article make many science and t echnology research,Solve Mining method and pressure control,research and development a high efficient method which suit HeShan iron mine condition,provide technical support for open pit to underground mining production smooth transition and the efficient exploitation. Key words:open pit to underground mining;transitional period;efficient exploitation;scheme research 第21卷增刊 2012年8月中国矿业 CHINA MINING MAGAZINE Vol.21,zk August 2012 露天地下联合开采