露天矿最终边坡角的数值模拟研究

露天矿开采中边坡的稳定性研究摘要：近年来，科学技术的发展迅速，我国的采矿工程建设的发展也有了相应的进步。

露天矿的开采设计工作中最为关键的环节就是边坡的设计工作，其中露天边坡角的择取工作更是重点工作中的关键内容。

如果边坡角太大便会极易出现边坡失稳等不良情况；而如果边坡角太小的话，虽说能够充分确保边坡的稳固性，但是会大程度降低可露天开采资源的面积，不利于矿产企业的经济效益。

在地下开采转变成露天开采的过程中，极易受到多方面因素的干扰，在露天采掘环境中通常会潜存着大量形状各异、成因不详的采空区域。

地下改露天采掘属于非常繁杂且多变的工作项目，在各种因素共同影响的情况下，露天开采边坡的位移改变与应力情况和单一情况下的采掘工作相比，属于更为复杂的体系。

关键词：露天矿开采；边坡；稳定性研究引言在露天矿山生产中，露天采场开采境界参数的合理选择对矿山企业的安全具有重要意义。

因此，选择经济合理的剥采比尤为重要。

在露天开采境界众多参数中，最终边坡角的影响最直接，而最终边坡角对边坡最大影响是其安全稳定性。

因此，判断边坡参数设计是否合理的重要手段是进行边坡稳定性分析，优选出既能保证边坡安全又能取得更多经济效益的露天边坡参数。

1重要性边坡体的变形以及稳定状况是实际施工过程中的重要监测指标，其对于工程的安全有着极其重要的作用，因此影响边坡稳定状况的因素分析则成了相关研究领域中不容忽视的课题。

经相关学者所做的研究发现：内摩擦角、黏聚力、台阶高度、台阶宽度、坡度、卸载平台宽度、原地基处理是否合格、填筑体的压实程度、地面水位等对边坡稳定状况均存在着不同程度的影响，其中原地基处理是否合格更是直接对边坡稳定状况起着决定性的作用，其余因素也对边坡稳定状况有着显著影响。

因此，施工过程中以及竣工后都应该加强对边坡土体竖向以及水平向位移的监测，以便及时采取相应措施以规避严重安全事故的发生。

2露天采场边坡稳定性分析2.1边坡破坏类型露天矿边坡稳定性分析是一项复杂的工程，其影响因素复杂多变。

２ １ ０ ， Ｃｈ ｎ ２０８ ｉａ；２ ．Ｘｉｏ ｏ ｇ ａ ｉ ｉｇ Ａｄｎ ｎ ｍｉ ｉｔ ａ ｉ ，Ｋａ ｙ ａ ，６ １ ０ ， Ｃｈ ｎ ） ｏ ｉｕ ｎ ６ ６ １ ｉａ
Ａｂ ｔ ａ ｔ Ｓ ｏ ｓｏｒｉ ｎｄ ｆ ｉｕｒ ｖ ｅ ｉ ｓ ａ ｆｃ ｉ ｔｏｎ ｙ ｏ ｅ ｕｒｔ ｆｓ ｒ ａ ｅｍ ｉ ｉ ｇ，ｂ ｓｒ ｃ ： ｌ ｐｅｄｉｔ ｔｏｎ ａ ａ ｌ ｅ ｈａ ｅ ｓ ｒｏｕ ｆｅ ｔｏｎ ｎｏ ｌ ｎ ｓ ｃ ｉｙ ｏ ｕ ｆ ｃ ｎ ｎ ｕｔ ａｓ ｈｅ ｂ ｌ ｉ ｇｓ ｅ ｕｉｍ ｅ ｓ ａ ｄ ｗｏ ｋｅ ｓ ｓ ａ ｄｉｇ ｎ ｈｅ ｓｏ ． Ａ ｉ ｉ ｔｔ ｒ ｂｌｍ ｎ ｗｅｓ ｌ ｅ ｌｏ ｏｎ ｔ ｕｉｄ ｎ ， ｑ ｐ ｎｔ ｎ ｒ ｒ ｔ ｎ ｎ ｏ ｔ ｌ ｐｅ ｍ ｎｇ ａ ｈｅ ｐ ｏ ｅ ｏ ｔｓｏｐ ｏ － ｈ ｏ ｂ ｐ ｎ ｉ ｔ ｓ ｅ ｅ ｒ ｈ ｉ ｕｌｔ ｓ ｈｅ ｅ ｓ ｃ ｉ ｎ ｔ ｓｏ ｎ ｆＢｕ ｚ ａ — ａ Ｏ ｅ ｐｔ， ｈｉ ｒ ｓ ａ ｃ ｓｍ ａ ｅ ｔ ｋ ｙ ｅ ｔｏｎ ｉ ｈｅ ｌｐｅ ｕｍ ｅ ｉａ ｌ ａ ｄ ｂｔ ｉ ｈｅ ｒｃ ｌｙ ｎ ｏ ａｎｓ ｔ ｓｏｐ ｔ ｂ ｌ ｙ． Ｔ ｈ ｅ ｅ ｒ ｈ ｓ ｗ ｓ ｔ ａ ｅ ｔ ｓｏ ｓ ｕ ｔ ｂｌ ｎ ｈｅ ｓｏｐ ａ ｌ ｅ ｗ ｉｌｈａ ｅ ｅ ｆ ｃ ｈ ｌ ｅ ｓ ａ ｉｉ ｔ ｅ ｒ ｓ ａ ｃ ｈｏ ｈ ｔｗ ｓ ｌｐｅ ｉ ｎｓ ａ ｅ ａ ｄ ｔ ｌ ｅ ｆｉｕｒ ｌ ｖ ｆｅ ｔｏｎ ｔ ｅ ｎ ｍ ａ ｏｒ ｌｗｏｒ Ｔｈｉ ｅ ｅ ｒ ｈ ｒ ｓ ｌ ｌ ｏ ｆ ｒｃ ｅ ｂｌ ｓ ｎｄ ｔ ｃ ｋ． ｓ ｒ ｓ ａ ｃ ｅ ｕ ｔｗｉｌ ｆｅ ｒ ｄｉ ｅ ｇｉｔａ ｅ ｈｎｉａ ｉｅ ｔｏｎ ｆ ｒ ｓｏ ｓｇｎｎｇ ａ ｅ ｃ ｌｄ ｒ ｃ ｉ ｏ ｌ ｐｅｄｅ ｉ ｉ ｎｄ ｒ —

第73卷第2期!色#属(矿山部分)2021年3月Doi：10.3969".issn.1671-4172.2021.02.002FLAC3D数值模拟露天转地下边坡及采场稳定性研究李启航】，李小双1,2,3,耿加波】，罗浪1(1.江西理工大学资源与环境工程学院，江西赣州341000；2.中钢集团马鞍山矿山研究总院股份有限公司，安徽马鞍山243000；3.金属矿山安全与健康国家重点实验室，安徽马鞍山243000)摘要：以云南晋宁周边典型的缓倾斜薄至中厚磷矿床为研究对象，基于Auto CAI>ANSYSFLAC3D等软件进行耦合建模，分别建立200m和300m不同开采深度的单一地下开采模型和在露天终了边坡为45。

倾角时露天转地下开采模型，并展开了数值模拟试验$研究表明：当边坡高度为200m时，整个露天转地下开采过程中边坡岩体及采场覆岩整体稳定;边坡高度为300m时，边坡侧塑性区出现贯通，边坡岩体将发生弯曲下沉破坏$综合经济和安全性考虑，建议控制露天边坡高度在200m以内。

相关研究结果可对磷矿山地下开采工程提供一定的技术参考价值$关键词：露天转地下;FLAC3D数值模拟；边坡高度影响效应中图分类号：TD854.6；TD7文献标志码:A文章编号：1671-4172(2021)02-0005-06FLAC3D numerical simulation of open-pit transformation tounderground slope and stope stabilityLI Qihang1,LI Xiaoshuang1,2,3,GENG Jiabo1,LUO Lang1(1.School of Resources and Environmental Engineering,Jiangxi University of Science and Technology，Ganzhou Jiangxi341000,China；2.Sinosteel Maanshan Mine Research Institute Co.,Ltd.,Maanshan Anhui243000,China；3.State Key Laboratory of Safety and Health in Metal Mines,Maanshan Anhui243000,China)Abstract:Taking the typical gently inclined thin to medium t hick phosphorus deposits around Jinning,Yunnan as t h e research objec t,coupling modeling was conduc t ed based on soft w are such as Au t o CAD-ANSYS-FLAC3D,and a single underground mining model with different mining depths of200and300m and open-pit mining was established.Finally,when the slope was45°,t he open-pit mining model was converted t o underground mining,and a numericalsimulaion es wascarriedou.Theresearchresul sshowed ha when heheigh of heslopewas200m# the slope rock mass and the overlying rock of the stope were overall stable during the entire process of converting from open pi Io underground mining；whenIhe slope heighIwas300m#Ihe plas ic zone onIhe side ofIhe slope was connecIed#and Ihe slope rock mass bending and sinking damage wi l occur.Therefore#in consideraIion of comprehensiveeconomyandsafeIy i isrecommendedIoconIrolIheopen-airslopeheighIwiIhin200m.RelevanI researchresulIscanprovideacerIainIechnicalreferencevalueforunderground miningprojecIsinphosphaIemines.Key words：open to underground；FLAC3D numerical simulation；slope height effect根据前人运用数值模拟方法在矿山岩体力学中的研究和探索+本文拟利用FLAC D数值模拟分析基金项目：国家自然科学基金资助项目(41702327,41867033)作者简介：李启航(1997-)，男，硕士研究生，安全工程专业，主要研究方向为岩石、岩土边坡破坏机理、边坡监测与预警$通信作者：李小双(1983—)，男，副教授，主要从事矿山岩体力学方研究$方法，对缓倾斜薄至中厚磷矿床在单一地下开采及露天转地下开采两种不同开挖方式下坡高对采场顶板、围岩的稳定性及矿压活动规律的影响。

露天边坡角几个参考资料2010-1-20 21:04:01 浏览：783 次我要评论［导读］本文详细介绍了露天边坡角几个参考资料。

一、大冶铁矿东露天扩帮区边坡建议值见表1。

二、大弧山铁矿各工程地质分区边坡角初步推荐值见表2。

、不同矿山地质条件下露天矿边坡角的建议值见表4。

2.表中L i为上滑面长度；3.K 为稳定系数；4.粘着力C的单位为（给出值X O.IMPa）;5.边坡高度300〜400m。

表2大弧山露天矿各工程地质分区边坡角初步推荐值（一）表3大弧山露天矿各工程地质分区边坡角初步推荐值（二）2. 摘自《大弧山露天矿边坡工程地质调查及稳定性初步评价报告》，1983年6月表4不同矿山地质条件下露天矿边坡角的建议值注：本表摘自《矿山岩石力学基础》，煤炭工业出版社，1981年12月本矿开采岩石为凝灰岩，结构致密属坚硬岩类；根据拟采用建设方案，工作坡面角为75°终了台阶坡面角为65°安全平台宽度4m,清扫平台宽度6m，开采终了边坡角55°以内，能够保证边坡安全。

对于坡面角参数，本评价参照国内类似矿山有关资料（《边坡稳定性分析与滑坡治理》2005年重庆大学出版社）坡面角参考资料分析本矿边坡稳定性状况，详见表5-4表5-4类似矿山坡面角参考资料~边岩石坡亠最终边坡角台阶坡备注硬度咼度 ---------------------------------------------------- ---------- ----------m系数对照上述表格，本矿岩石硬度系数在8〜10左右，边坡高度在180m内，矿山今后最终台阶坡面角在75°以内，最终边坡角控制在57°以内，可以保证边坡的稳定。

台阶高度选取在15m，拟选用？90mm潜孔钻机穿孔，铲斗容量为0.9 m 3及2m3的挖掘机和ZL50型装载机铲装根据设备选用情况，挖掘机的最大挖掘高度约为9.5m，拟选用台阶高度可以满足《金属非金属矿山安全规程》中规定的台阶高度不大于最大挖掘高度1.5倍的要求，选用设备可以满足安全生产需要，台阶设置合理可行。

布沼坝露天西帮边坡破坏机制的数值模拟分析摘要：针对布沼坝露天西帮边坡复杂构造及其下部煤炭资源待开发的特点，本文应用三维弹塑性数值模拟方法，模拟了下部煤炭开采后边坡岩体的滑移破坏机制，得到了上部山坡以弧型滑移破坏为主、中间坍塌和下部顺层滑移“三段式”破坏模式，整体与局部连锁式循环嵌套破坏特点，因此，要保证边坡的稳定状态，需要控制下部顺层滑移量或削减上部岩体自重荷载为主，以便减小边坡岩体的变形和破坏。

关键词：数值模拟，破坏机制，滑坡，变形abstract: for the west slop of buzhaoba open pit’s complex structure and the characteristics of its lower coal resources to be developed, in this paper, three-dimensionalelastic-plastic numerical simulation method is applied to simulate the slip failure mechanism of the slope rock mass in the lower part of the coal mining, and has obtained “three-stage”failure mode which is expressed as the upper part’s curved slip damage, the middle’s collapse and lower’s bedding slip and whole and the local chain loop nest damage characteristics. therefore, to ensure the steady state of the slope, need to mainly control the lower part of the bedding slip or cut the dead weight load of the upper rock mass, in order to reduce the deformation and failure of rock slope.keyword: numerical simulation; failure mechanism; landslide; deformation中图分类号：u416.1+4文献标识码：a文章编号：1、工程概况布沼坝露天矿西帮边坡是由自然山坡和下部人工开挖边坡共同组成，累计高度为340m，由于受f7、f8断层构造的影响，使原地层倒转，导致t2g1和t2g2灰岩段成为煤层n3的上覆岩层（见图1），从而形成了以粘土岩为基底的高大边坡，导致深部煤层开采诱发边坡岩体的剧烈变形和破坏；然而，如何保障开采过程中边坡安全就成了安全生产的关键技术问题，为此，本文运用数值模拟的方法对西帮边坡进行了数值模拟分析，以便研究西帮开挖后边坡岩体的变形与破坏机制，从而为后续深部开采提供依据。

露天矿最终边坡角的简易数值模拟方法
范才兵;李占科;王学明
【期刊名称】《金属矿山》
【年(卷),期】2012(000)007
【摘要】中钢集团赤峰金鑫矿业有限公司类比德兴铜矿的闪长斑岩和变质千枚岩边坡确定的最终边坡角太小,导致剥离量太大,开采效益低下.为此,应用二维弹塑性有限元程序PHASE2确定最终边坡角,并应用二维极限平衡法确定最终边坡的稳定性系数.计算表明,该矿的最终边坡角上盘应不超过48°,下盘应不超过50°,相应的平均稳定性系数分别为2.99、3.49.研究证明该方法简便、直观、快速、可靠.
【总页数】5页(P59-63)
【作者】范才兵;李占科;王学明
【作者单位】中钢集团赤峰金鑫矿业有限公司;中钢集团赤峰金鑫矿业有限公司;中钢集团赤峰金鑫矿业有限公司
【正文语种】中文
【相关文献】
1.毕机沟露天矿台阶坡面角取值范围及最终边坡角研究 [J], 李俊平;李鹏伟;张浩
2.露天矿最终边坡角优化设计模拟分析 [J], 胡斌;王伟;张腾;王新刚;郭利娜
3.露天矿最终边坡角的BP神经网络预测及数值模拟验证 [J], 苗明义
4.金属露天矿帮坡角变化对最终境界影响 [J], 胥孝川;顾晓薇;王青;张伟峰
5.露天矿最终帮坡角及采深协同优化研究 [J], 郭赟林;刘艳章;黄诗冰;胡斌;李凯兵;李伟
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露天矿山边坡稳定性研究摘要：随着我国基础建设的大力发展，水泥及砂石料的需求量一路攀升，市场竞争日趋激烈的今天，为实现资源的充分利用，矿山边坡问题日益突出。

边坡稳定性不仅影响矿山的自身稳定和安全，而且直接影响开采成本。

因此，对边坡稳定性的分析就显得格外重要，它为矿山的安全开采、资源充分利用提供科学的依据。

关键词：露天；矿山；稳定性；分析前言石灰石矿山普遍为露天矿开采，共性的问题是随着深度的加深和开采范围的扩大，加上复杂的工程地质条件、水文地质条件及爆破的影响，必然引起边坡的位移，位移的大小直接反映了边坡的稳定程度。

露天矿边坡在其服务年限内的稳定性，-直是矿业生产部门及地质人员最为关心的课题。

因为它不仅直接关系到作业人员及设备的安全，同时也影响着生产的顺利进行。

为此，对边坡进行破坏模式和边坡稳定性计算分析，确定边坡角的推荐值成为矿山开采工作的首要任务。

云南永保特种水泥有限责任公司金山分公司石灰石矿山，许可开采标高介于2500~2916m，高差为416m，为高边坡，边坡的危害等级为Ⅲ级，边坡安全等级为Ⅱ级。

稳定性分析采用收集资料、工程地质测绘、工程地质钻探、原位测试、三维地形测量等手段，通过不平衡推力传递系数法校核萨尔玛法得到的边坡稳定系数，按正交试验法进行边坡最优边坡角的选取。

1项目概况矿山位于丽江古城西南水泥有限公司厂区北侧，地理坐标北纬26°58′02″～26°58′34″、东经100°20′32″～100°21′01″。

开采方式为露天开采，采矿方法采用浅孔爆破。

依据设计，台阶高度15m，最小工作平盘宽度45m、最小工作线长度90m、台阶坡面角50°、55°、60°、采场内运输平台宽度9.5m、安全平台宽度4.0m，清扫平台宽度6m。

2勘察方法及手段云南永保特种水泥有限责任公司金山分公司石灰石矿山边坡勘察工作主要采取了如下的勘察方法及勘察手段：2.1收集资料搜集和研究了场地区域地质、地震资料及场地已有的工程勘察、设计技术资料。

渗流作用下露天煤矿边坡稳定性数值模拟研究王明;赵玉成;刘家成;苏海;李敏妙【摘要】对露天煤矿均质边坡的渗流场及其对边坡稳定性的影响规律进行研究，根据温度场和渗流场的可比拟性，利用有限元分析软件ANSYS提供的岩土非线性弹塑性Druker-Prager模型及其前后处理程序，对边坡在渗流影响下的内部应力、位移和稳定性进行分析，采用强度折减有限元方法计算边坡的安全系数并得到边坡可能产生破坏的滑移面，这有助于滑坡治理方案的制定。

%This paper studies the seepage field of the homogeneous side slope in opencast coal mines and its influence on the stability of the side slope .According to the comparability of the seepage field and the temperature field ,it takes advantage of the geotechnical nonlinear elastic-plastic Druker-Prager model and the preprocessor and postprocessor procedures provided bythe FEM software ANSYS and analyzes the internal stress ,displacementand stability of the side slope under the influence of the seepageflow .Using the strength reduction FEM method ,it calculates the stability coefficient of the side slope and identifies the sliding plane of the side slope that may cause damages ,w hich helps the making of sliding slope treatment plan .【期刊名称】《武汉科技大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2014(000)004【总页数】4页(P274-277)【关键词】边坡稳定性;露天煤矿;渗流场;应力场;有限元分析【作者】王明;赵玉成;刘家成;苏海;李敏妙【作者单位】中国矿业大学力学与建筑工程学院，江苏徐州，221116;中国矿业大学力学与建筑工程学院，江苏徐州，221116; 中国矿业大学深部岩土力学与地下工程国家重点实验室，江苏徐州，221116;中国矿业大学力学与建筑工程学院，江苏徐州，221116;中国矿业大学力学与建筑工程学院，江苏徐州，221116;中国矿业大学力学与建筑工程学院，江苏徐州，221116【正文语种】中文【中图分类】TU457边坡的稳定性是露天矿安全开采的重要保障。

致 失稳 的演 化过程 ， 而并 非 为毫无 征兆 的突然 失稳 。 因此 ， 可 以借 助数 值 模 拟结 果 来 判 断 边坡 是 否 处 于 失 稳状态 ， 并 预测 边 坡 滑 动 范 围 和规 模 。 目前 通 过
在进行数值模拟时 ， 以莫尔一 库仑准则作 为岩土
体 基元 破坏 的 准则 。首 先 在初 始 状 态 ， 假 设 微 观 基 元 是 弹性 的 ， 其 变形 性 质 可 由泊松 比 和 弹性 模 量 表
Ｓ ｅ ｒ ｉ ａ ｌ Ｎｏ． ５３１
现
代
矿
业
总第５ ３ １ 期 ２ ｌ ｙ ． ２ ０ １ ３
Ｍ０ＲＤＥＮ ＭＩ ＮＩ ＮＧ
・
安 全 ・环 保 ・
露 天矿 边坡 破 坏机 理数 值 模拟 分析
赵 庆 缪 伟 侯 晓志 李 国明
Ｚ ｈ ａ ｏ Ｑ ｉ ｎ ｇ Ｍｉ ａ ｏ Ｗｅ ｉ Ｈ ｏ ｕ Ｘ ｉ ａ ｏ ｚ ｈ ｉ Ｌ ｉ Ｇ ｕ ｏ ｍｉ ｎ ｇ （ Ｓ ｃ ｈ ｏ ｏ ｌ ｏ ｆ Ｍ ｉ ｎ ｉ ｎ ｇ Ｅ ｎ ｇ ｉ ｎ ｅ ｅ ｉ ｒ ｎ ｇ ， Ｉ ｎ ｎ ｅ ｒ Ｍｏ ｎ ｇ ｏ ｌ ｉ ａ Ｕ ｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ ｏ ｆ Ｓ ｃ ｉ ｅ ｎ ｃ ｅ ａ ｎ ｄ Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ ）
面， 在模 拟边坡 变 形 破坏 方 面 有独 特 的 优点 。基 于
岩石物 理力 学性质 各 不 相 同 ， 使得 边 坡 破 坏具 有 多 种形式 。也 正是 因 为其 破 坏形 式 的复 杂多 样 性 ， 研
究边坡 破坏 机理 可 利用 的方法 也 非 常 多 ， 例 如极 限
分析 法 、 数 值分析法、 随机 概 率 分 析 法 等 。运 用 极 限分析 法 分 析 的是 岩 体 极 限 状 态 的 应 力 与 安 全

基于FLAC3D的特大型露天边坡稳定性数值模拟分析提纲：第一章：引言- 研究背景和意义- 国内外研究现状和进展- 研究目的和内容第二章：理论基础和数值模拟方法- 岩土力学基础理论- 边坡稳定性分析方法- FLAC3D软件介绍及使用方法第三章：数值模拟分析- 选取模拟模型及边界条件- 调试模型参数和边界条件- 分析模型的动态响应及应力变形分布第四章：模拟结果分析及讨论- 不同荷载及边坡角度条件下边坡的稳定性分析结果- 分析影响稳定性的因素及其重要性- 建议边坡的设计和加固方式第五章：结论与展望- 结论总结- 存在问题及展望未来研究方向- 对边坡设计和加固的意义和应用前景的评价注意：此提纲为中文版，如需翻译成英文可使用在线翻译工具进行翻译。

第一章：引言随着城市化的加速和工业经济的不断快速发展，大型的露天开采工程在当今社会中已成为常态。

然而，这些巨型露天工程也面临着一系列的问题，其中最重要的问题之一是边坡稳定性问题。

由于不同地形条件和巨大的冲击力，这种问题极其棘手，需要进行彻底和全面的研究。

边坡稳定性数值模拟分析是一种非常重要的研究方法，可以帮助工程师理解边坡的工程行为和各种负荷受力情况。

在此过程中，FLAC3D软件已经得到广泛的应用，它可以通过数值计算法来模拟实际的边坡开挖和加固过程，有效预测边坡的稳定性情况。

在分析边坡稳定性的过程中， FLCA3D模拟技术已经成为一种有效和可靠的工具。

本文旨在通过FLAC3D软件，对大型露天边坡的稳定性进行数值模拟分析，并通过实验结果来探讨边坡稳定性的各种因素和影响，以此作为改进边坡设计和加固方案的依据。

本论文内容分为四个章节，除此外还有引言和结论部分。

在本章中，我们将首先介绍大型露天开采工程中边坡稳定性问题的背景和意义。

其次，我们将对国内外关于边坡稳定性问题的研究进行回顾和评价。

最后，我们将阐明本研究的目的和内容。

首先，随着城市化的加速和工业化的迅速发展，巨型露天开采工程已经成为当今社会的常态。

某岩质露天矿最终边坡角优化研究
最终边坡角是露天开采的重要参数之一,它直接影响了露天矿的经济效益和边坡稳定性。

开展最终边坡角研究的目的在于优化边坡构成参数。

在分析总结国内外边坡稳定性研究的基础上,依托某露天边坡,采用拉格朗日有限差分法(FLAC3D),借助台阶坡面角和台阶宽度的变化,探究增陡1°最终边坡角节省的
剥离费与边坡局部加固所耗费的加固费等经济关系及施工方便性,确定经济合理、安全可靠、简便适用的最终边坡角,并提出边坡的局部加固方案。

本论文的主要研究内容和结论如下:(1)依托工程地质调查及矿体、围岩采样,开展室内岩石物理力学试验,得到岩石的物理力学参数及岩体物理力学参数,为后续研究提供条件;(2)概述了有限差分法的基本原理、FLAC3D的一般求解过程、摩尔库伦本构
模型和空模型、强度折减法及边坡破坏判据;(3)结合典型剖面,研究得出了不同部位台阶坡面角的合理取值范围。

研究表明,台阶坡面角的大小直接决定最终边坡的稳定性,在不同岩性、不同高度的边坡,其台阶坡面角取值范围不同;(4)在数值模拟确定的台阶坡面角的取值范围内,借助台阶坡面角和台阶宽度的变化,构建不同部位的不同最终边坡模型,并结合数值模拟计算确定出不同部位的最终边坡角,提出边坡的局部加固及
监管方案。

研究表明,不同部位最终边坡角不同,锚索、锚杆加固可降低边坡坡面的拉应力值,减小甚至消除局部拉应力区,改善边坡的受力状态。

中图分 类号 ： Ｄ８４ Ｔ ５ 文献标识码 ： Ａ 文章编号 ： ０ ９ ２ ７ ２ １ １ — １０ ０ １ ０ — ３ ４（ ０ ２） ６ ０ ４ — ２
露天 矿最 终边 坡 角是否 设计 合理对 边坡 的稳 定
性 、矿 山的安全 高效 开采有重 大影 响 。太 小 的最终 边 坡角 增加 岩石 的采 剥量 ，减 少矿 山的经 济效 益 ，
阶 为 １ ｍ ７ ４ ￣＋ ６ ｍ ，台阶坡 面 角６ 。，安 ５ ，＋ ８ ｍ ７ ９ ） ５ 全 平 台宽 度５ ，清 扫平 台 宽度 １ ｍ ｍ Ｏ ，每两 个 安全 平 台设 一个 清 扫平 台 ，运 输平 台 宽度 单线 １ ｍ Ｏ ，运 输
平 台与清 扫平 台共用 ，最终 边坡 角为４ ． 。 。边坡 ５６ 设 计方 案二 为台阶高 度１ ｍ （ ２ 最上一 个 台阶 为 １ｍ ５， ＋ ８ ｍ ７ ９ ），台阶坡 面角６ 。，安全平 台宽度 ７ ４ ￣＋ ６ ｍ ５
过 大 的边坡 角将 引发边 坡滑坡 ，影 响矿 山的正 常生
产 。以瓮福 磷矿 露天 采场 的边 坡 为研究 背景 ，通过
对 边坡 环境 的现 场观 察和实验 研 究，应用 工程 类 比 法确 定该边 坡 的最终 边坡 角范 围，通过 数值计 算对 该边坡 进行 稳 定性评 价 ，最 终得 出瓮福 磷矿采 场边 坡 的参数及 边坡角 。
露天矿最终边坡角的数值计算与稳 定性分析
文 志 坚 Ｊ Ｉ
（ 瓮福 （ 团 ） 限责任 公 司瓮福磷 矿 ， 州 福 泉 ５ ０ ０ 集 有 贵 ５ ５ ８）
摘要 ： 露天矿 最 终边坡 角是 否设计 合理 对边坡 的稳 定性 、矿 山的安 全 高效开采 有重 大影 响。文 章 以某露 天 瓮 福磷 矿采场 的边 坡 为工程 背景 ，通过 对边坡 环境 的现 场观察 和 实验 研 究 ，应 用工程 类 比法确 定该 边坡 的最终 边坡 角范围 ，通过 数值计 算最终得 出了瓮福磷矿 采场边坡 的参数及 边坡 角。 关键词 ： 露天矿 ； 最终 边坡 角 ； 数值 计算 ；最大主应 力等值 云 图

露天转地下开采露天边坡稳定性数值模拟分析及研究
胡建钊
【期刊名称】《中国钼业》
【年(卷),期】2024(48)1
【摘要】某金属矿山原采用露天开采,随着露天开采资源的逐渐枯竭,现转为地下开采,考虑到地下开采对露天边坡的稳定性必然存在一定的影响。

设计在露采最终边坡一侧保留50 m宽度的保安矿柱,以保证露天最终边坡的稳定性。

采用数值计算与强度折减相结合的方法,选取具有代表性的3条剖面线,建立边坡计算模型,对边坡原始状态、空场法开采和充填法开采后3种不同工况下的露天边坡模型进行稳定性计算并确定相应工况下边坡的稳定性。

最终得出当采用强度不小于1 MPa充填体进行充填法开采计算时,3个典型边坡的安全系数均大于1.15,处于稳定状态。

【总页数】7页(P20-26)
【作者】胡建钊
【作者单位】金诚信矿山工程设计院有限公司
【正文语种】中文
【中图分类】TD854
【相关文献】
1.某矿山露天转地下开采对露天边坡的稳定性研究
2.露天转地下开采对露采边坡稳定性影响分析
3.紫木凼金矿露天转地下开采边坡稳定性数值模拟研究
4.南芬铁矿
露天转地下开采边坡稳定性数值模拟5.露天转地下开采引起露天采场边坡垮塌数值模拟研究
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破坏判断依据进行 Ｃ 值折减来计算边坡安全系 ， 数 。本次模拟设定体系最大不平衡 力与典型 内 Ｊ
力 比值下限为 １ １ ～。 ×０
表 ２ 各方案下的安全系数
序号 边坡角（ ） 安全系数 序号 。 方案一 ４ ５ １７ ．７ １９ ．３ 方案三 方案四
铜厂铜矿露天矿边坡的地质实体模型转换为力学计算模 型， 实现 了力学模型单元 网格的 自动划分 ， 解决了复杂介质条件力学分析前处理模型构建问题 。应用 Ｆ Ａ ３ Ｌ Ｃ Ｄ对铜厂露 天开采边坡 的稳 定性进行 数值模 拟 ， 定 了最优 的 边坡 角为 ４ 。一 ７ 。研 究 结果 对矿 山 确 ５ ４。
梁元贵 刘关锋 ，
（． １玉溪矿业 狮子山铜矿 ， 云南 玉溪市 ６ １０ ； ． ５ １６ ２ 玉溪矿业有 限公 司大红 山铜矿 ， 云南 玉溪市 ６ １０ ） ５ ｌ１
摘 要： 采用三 维地质 建模软 件 Ｄ ＭＩ Ｅ的耦 合 集成 技 术—— 四 面体 网格化 功 能将 易 门 Ｉ Ｎ
果 的不可靠性 。 本 文结 合 易 门铜 厂铜 矿露 天 矿 的实 际情 况 ， 建 立精确 三维地 质模 型和 工 程模 型 ， 把所 构 建 的三 并 维模 型应 用到力 学分 析模 型 中 。根据 Ｆ Ａ Ｌ Ｃ程 序 的
建 立其地 质模 型 ， 根据 Ｄｍｉ ｉｎ ｅ系统 文件 与 Ｆ Ａ ３ ＬＣＤ 系统文 件 格 式 之 间 的转 换 关 系 ， 成 二 者 之 间 的 完 耦合。
１ 易 门铜厂矿 区工程地质概况
易门铜厂属 中高 山地形地貌 ， 中间被铜厂沟切 割。海拔 ２８ ２７ 地形总体是 中间低 ， １０～ ３５ｍ， 两边
高， 地形坡 度 一 般 为 ｌ。一３。 间 。矿 体 走 向长 ５ห้องสมุดไป่ตู้５之 １０ 延 深 大 于 ３０ｍ， 体 倾 角 在 ４ 。一４ 。 ６ ０ｍ， ０ 矿 ２ ５ 之

ａ ｒ ｅ ｓ ｔ ｕ ｄ ｉ ｅ ｄ ，ａ ｎ ｄ ｎ ｅ ｕ ｒ ａ ｌ ｎ ｅ ｔ ｗｏ ｒ ｋ ｍｏ ｄ ｅ ｌ ｈ ａ ｓ ｂ ｅ ｅ ｎ ｏ ｐ ｔ ｉ ｍｉ ｚ ｅ ｄ ．Ｗ ｉ ｔ ｈ ｔ ｈ ｅ ｓ ａ ｍｐ ｌ ｅ ｄ ａ ｔ ａ ｂ ａ ｓ ｅ ｃ ｏ ｎ ｔ ａ ｉ ｎ ｓ ａ ｌ ａ ｒ ｇ ｅ ｎ ｕ ｍｂ ｅ ｒ ｏ ｆ ｐ ａ ｒ ａ ｍｅ ｔ ｅ ｒ ｓ ｃ ｏ ｌ ｌ ｅ ｃ ｔ ｅ ｄ ｆ ｒ ｏ ｍ ｅ ｘ ｉ ｓ ｔ ｉ ｎ ｇ ｍｉ ｎ ｅ ｓ ｗｉ ｔ ｈ ｓ ｔ ａ ｂ ｌ ｅ ｓ ｌ ｏ ｐ ｅ ，ａ ｎ ｅ ｕ ｒ ａ ｌ ｎ ｅ ｔ ｗｏ ｒ ｋ ｐ ｒ ｅ ｄ ｉ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ｍｏ ｄ ｅ ｌ ｉ ｓ ｅ ｓ ｔ ａ ｂ ｌ ｉ ｓ ｈ ｅ ｄ ｗｈ ｉ ｃ ｈ ｉ ｓ ｕ ｓ ｅ ｄ ｔ ｏ ｐ ｒ ｅ ｄ ｉ ｃ ｔ ｔ ｈ ｅ ｆ ｉ ｎ ａ ｌ ｓ ｌ ｏ ｐ ｅ ａ ｎ ｇ ｌ ｅ ｏ ｆ ａ ｏ ｐ ｅ ｎ ｐ ｉ ｔ ｍｉ ｎ ｅ ． Ａｃ ｃ ｏ ｒ ｄ ｉ ｎ ｇ ｔ ｏ ｔ ｈ ｅ ｓ ｌ ｏ ｐ ｅ ａ ｎ ｇ ｌ ｅ ｐ ａ ｒ ａ ｍｅ ｔ ｅ ｒ ｓ ，ｕ ｓ ｉ ｎ ｇ ｍｕ ｌ ｔ ｉ — ｓ ｏ ｆ ｔ ｗａ ｒ ｅ ｃ ｏ ｍｂ ｉ ｎ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｉ ｎ ｃ ｌ ｕ ｄ ｉ ｎ ｇ Ｓ ＵＲＰＡＣ，Ｍ Ｉ ＤＡＳ ａ ｎ ｄ Ｆ ＬＡＣ。 。ｔ ｏ ｃ ｒ ｅ ａ ｔ ｅ ａ ｔ ｈ ｒ ｅ ｅ － ｄ ｉ ｍｅ ｎ ｓ ｉ ｏ ｎ ａ ｌ ｎ ｕ ｍｅ ｒ ｉ ｃ ａ ｌ ｃ ａ ｌ ｃ ｕ ｌ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｍｏ ｄ ｅ ｏ ｆ ｍｉ ｎ ｅ ｓ ｌ ｏ ｐ ｅ ｓ ｔ ａ ｂ ｉ ｌ ｉ ｔ ｙ ａ ｎ ｄ ｓ ｉ ｍｕ ｌ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ａ ｎ ａ ｌ ｙ ｓ ｉ ｓ ，ｔ ｈ ｅ ｒ ｅ ｓ ｕ ｌ ｔ ｓ ｈ ｏ ｗｓ ｔ ｈ ａ ｔ ｔ ｈ ｅ ｓ ｌ ｏ ｐ ｅ ａ ｎ ｇ ｌ ｅ ｐ ｒ ｅ ｄ ｉ ｃ ｔ ｅ ｄ ｂ ｙ ｔ ｈ ｅ Ｂ Ｐ ｎ ｅ ｕ ｒ ａ ｌ ｎ ｅ ｔ

安家岭露天煤矿边坡角稳定性分析与数值模拟王治东;乔树培;王泽江【摘要】The author calculates the security coefficient with different slope angle by Sweden slice method, determines that the most favorable combination of slope stability and economic feasibility comes with a slope angle of 34 ° . The article simulates the changes of the displacement and stress at slope angle 34° during the coal and rock mining process by the numerical simulation method, and analyzes the potential slipping areas. The results suggest that the slope angle of 33° is the best choice for the safety and efficiency consideration.%通过瑞典条分法计算出不同边坡角下的安全系数，并确定了边坡角在34°时，边坡的稳定性和经济性可实现最佳组合；然后利用数值模拟计算的方法模拟了在34°边坡角下煤岩开挖过程中边坡的位移和应力变化情况，并分析了其潜在的局部滑动区，最终建议边坡角定为33°更安全经济。

【期刊名称】《露天采矿技术》【年(卷),期】2016(031)009【总页数】4页(P18-21)【关键词】露天开采;边坡稳定性;边坡角;瑞典条分法;数值模拟【作者】王治东;乔树培;王泽江【作者单位】中煤平朔集团有限公司安家岭露天煤矿，山西朔州 036006;中煤平朔集团有限公司安家岭露天煤矿，山西朔州 036006;中煤平朔集团有限公司安家岭露天煤矿，山西朔州 036006【正文语种】中文【中图分类】TD824.7引用格式：王治东，乔树培，王泽江.安家岭露天煤矿边坡角稳定性分析与数值模拟［J］.露天采矿技术，2016，31（9）：18-21.露天矿最终边坡角是否设计合理对边坡的稳定性、矿山的安全高效开采有重大影响。

分别见 图 ２ 图 ３ 图 ４ 、 、 。
模 拟结 果表 明横 向位 移 沿弱 层 在坡 面处 最 大 ； 沿 圆弧滑 面水平 位移几乎 相等 。竖 向位 移 以下沉 为 主； 下沉量沿坡 面 自坡 顶至坡脚 逐渐减 小 ， 顶下 沉 坡
计算剖 面进行 反算 。１ １ — 线计算 剖面如 图 １表 １ ， 为
移下沉 等值线 与反倾 岩层 平行 。
４ 结 语
研究 根据 宝矿实 际边坡 情 况确定 了边坡 岩体 力 学 指标 ， 运 用 Ａ ｓｓ 件 对 西 ２ 、 ２ 北 ｌ — 并 ｎｙ 软 １ 南 ９和 ｉ ｎ ｊ ｎ３个计算 剖 面进行 数值模 拟 ， 到 以下结论 ： ｉ ａ 得
隙。 向应 力沿埋 藏厚度增 大而规 律性增 加 ， 合地 竖 符
１９ ９ ９年毕业于辽 宁工程技术大学 露天开采 专业 。现在神华
宝 日希勒能源有 限公 司宝 日希勒露天煤矿从事采矿工作。
露天采矿技术 ２１￣ ， 期 ００ １
． １ ３．
表 ２ 各 剖面反算稳 定系数 表
图４ 南２ ９剖 面 模 型
３ 边 坡稳定性数 值模拟
图 １ １ １ 计 算 剖 面 － 线
研究采用 目前 已广 为应用 的岩 土工程 与结 构分 析 的有力 工具 有 限元 法 ， 择 西 ２ 、 ２ 选 １ 南 ９和北 Ｈ — ｎ
法 和类 比法 等 。 由于宝 矿边坡岩 体属于 软岩 ， 的解 大
理 、 隙 不 明显 ， 以统 计 ； 响 较 大 的 只有 Ｆ 裂 难 影 断 层， 岩层 近水平 赋存 ， 面 明显 ； 层 普遍 存 在 的是岩 体 中的微裂 隙 。 以用 巴顿公式 、 所 费先科法 计算岩 体强 度在本矿 不适 用。我们根 据岩石 力学指 标和 已发生 的滑坡进 行岩体 力学指标 反算 。因为岩 石 内摩擦 角 容重 ｒ 和岩 体基本相 等 ， 以取各岩层 和 弱层 、 所 ｒ 为岩石 指标 ，主要是 确定 岩体 的凝 聚力 ｃ值 。为