楊樹溝鐵礦排土場穩(wěn)定性分析

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,煤礦作為我國的主要使用能源在社會(huì)生產(chǎn)中占有重要地位,而露天煤礦排土場邊坡穩(wěn)定性是施工的一個(gè)難點(diǎn)。本文主要探討了露天煤礦排土場邊坡地質(zhì)條件,并深入地研究了天礦排土場邊坡穩(wěn)定性。

以黑岱溝露天礦首采區(qū)南端幫開挖為例,在分析邊坡工程地質(zhì)條件和滑坡影響因素的基礎(chǔ)上,建立了邊坡變形監(jiān)測系統(tǒng),采用bp神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)建立了邊坡位移與強(qiáng)度折減系數(shù)之間的關(guān)系曲線,實(shí)現(xiàn)了端幫開挖過程中沿幫排土場邊坡穩(wěn)定性的動(dòng)態(tài)評(píng)價(jià)。

為了更全面準(zhǔn)確地了解露天礦排土場邊坡穩(wěn)定性情況,從而保證露天礦能健康安全的生產(chǎn),以邊坡穩(wěn)定性分析的理論為基礎(chǔ),對(duì)在排土場邊坡穩(wěn)定研究中應(yīng)用的極限平衡法,有限單元法進(jìn)行分析與探討,分析各種方法的適用條件,結(jié)合簡單排土場算例進(jìn)行分析和模擬,結(jié)果表明:當(dāng)不存在軟弱基底和弱層時(shí)傳統(tǒng)的極限平衡法是評(píng)價(jià)邊破穩(wěn)定的首選方法,但當(dāng)排土場坐落在軟弱基底或存在弱層時(shí),對(duì)邊坡進(jìn)行有限元強(qiáng)度折減法與極限平衡法結(jié)合分析得到的結(jié)果更為可靠。該成果通過理論研究和試驗(yàn)得到能夠最貼合實(shí)際的排土場邊坡穩(wěn)定分析算法的構(gòu)想。

露天礦排土場邊坡的穩(wěn)定性對(duì)露天礦山安全生產(chǎn)與運(yùn)行起著至關(guān)重要的作用。本文基于極限平衡法對(duì)排土場邊坡進(jìn)行穩(wěn)定性分析,并結(jié)合影響排土場邊坡的幾種因素及其相對(duì)排土場邊坡進(jìn)行了不確定性分析。通過autobank軟件對(duì)露天礦排土場進(jìn)行了建模、穩(wěn)定性計(jì)算,同時(shí)為排土場的安全運(yùn)行提出了建議。

南橋尾礦庫主壩下游有工業(yè)廠房、鐵路專線和大量民用建筑,因此,尾礦堆積壩的穩(wěn)定與否,直接影響人民生命和財(cái)產(chǎn)安全。主要通過對(duì)尾礦堆積壩的砂土層的組成、結(jié)構(gòu)及物理力學(xué)性質(zhì)、工程地質(zhì)特性的了解和研究,從而分析尾礦庫主壩的穩(wěn)定性,以確保尾礦庫的正常運(yùn)行

以云南某金屬礦山為背景,用montecarlo法對(duì)邊坡進(jìn)行模擬,通過對(duì)排土場建成后在雨型a、雨型b、雨型c時(shí)正常工況和地震工況下穩(wěn)定性概率分析,評(píng)價(jià)該排土場邊坡的穩(wěn)定性及風(fēng)險(xiǎn)性。模擬結(jié)果表明該排土場穩(wěn)定性良好。

為了揭示排土場邊坡的變形與破壞規(guī)律,通過現(xiàn)場工程地質(zhì)鉆探方法,初步掌握地層及軟弱巖層分布規(guī)律.通過室內(nèi)科學(xué)試驗(yàn)方法,準(zhǔn)確掌握巖層的物理力學(xué)指標(biāo).在此基礎(chǔ)之上,運(yùn)用理論分析及flac3d數(shù)值模擬方法對(duì)排土場邊坡的變形與破壞進(jìn)行了科學(xué)的研究.得出了排土場邊坡內(nèi)部應(yīng)力及位移分布特征和排土場邊坡變形及破壞規(guī)律;運(yùn)用強(qiáng)度折減法確定排土場邊坡的安全儲(chǔ)備系數(shù).

降雨是導(dǎo)致排土場邊坡失穩(wěn)破壞的主要原因之一,因此研究降雨對(duì)排土場邊坡穩(wěn)定性的影響規(guī)律尤為重要.研究以某露天金屬礦老嶺排土場為例,結(jié)合二維有限元軟件geostudio的seep/w模塊和slope/w模塊,對(duì)比分析不同降雨條件下對(duì)金屬礦排土場邊坡滲流以及穩(wěn)定性的影響.結(jié)果表明降雨對(duì)老嶺排土場邊坡滲流場影響較大,可以明顯降低邊坡穩(wěn)定性,坡腳區(qū)域受降雨的影響時(shí)間最長,因此降雨條件下誘發(fā)的邊坡失穩(wěn)破壞大部分發(fā)生在邊坡坡腳處,可以為類似金屬礦排土場的安全生產(chǎn)提供參考.

以唐山市某礦山排土場邊坡為例,利用數(shù)值模擬軟件geostudio研究其在不同地震烈度作用下的穩(wěn)定性,通過分析該邊坡在3種加速度峰值下的安全系數(shù)變化情況可知,當(dāng)軟件輸入的地震波加速度峰值不斷增大時(shí),該礦山排土場邊坡的安全系數(shù)不斷降低。在地震作用下,當(dāng)引起排土場邊坡產(chǎn)生滑塌的屈服加速度大于地震波的加速度峰值時(shí),邊坡處于相對(duì)穩(wěn)定狀態(tài);而當(dāng)?shù)卣鸩铀俣确逯荡笥谶吰掳l(fā)生滑塌的屈服加速度時(shí),排土場邊坡的穩(wěn)定性將大幅度降低直至失穩(wěn)。

結(jié)合某露天煤礦內(nèi)排土場地質(zhì)環(huán)境現(xiàn)狀,發(fā)現(xiàn)其潛在滑坡趨勢已形成,通過比較邊坡穩(wěn)定性分析常用方法的優(yōu)缺點(diǎn),選擇有限元強(qiáng)度折減法作為邊坡穩(wěn)定性安全系數(shù)的主要判別方法,并借助摩根斯坦-普瑞斯法綜合分析內(nèi)排土場邊坡的可能滑裂面;2種方法計(jì)算的穩(wěn)定性安全系數(shù)分別為1.015和1.003.結(jié)果表明,內(nèi)排土場邊坡現(xiàn)處于極限平衡狀態(tài),受軟弱泥層影響大,具有沿軟弱泥層整體滑移的危險(xiǎn),為提前制定有效的邊坡防護(hù)措施提供理論的依據(jù).

排土場作為露天礦山接納廢石的場所,是露天礦組織生產(chǎn)不可缺少的一項(xiàng)永久性工程建筑,其邊坡穩(wěn)定性關(guān)乎著人民生命和財(cái)產(chǎn)安全。該文以某排土場邊坡為例,通過實(shí)地勘察研究,分析了該排土場滑坡形成機(jī)理。選取2-2'剖面作為典型剖面,應(yīng)用slide軟件對(duì)排土場邊坡分別在自重工況和地震工況下進(jìn)行邊坡穩(wěn)定性分析,得出相應(yīng)的邊坡穩(wěn)定系數(shù),最后采用midas軟件,對(duì)2-2'剖面邊坡治理工程進(jìn)行數(shù)值模擬分析。結(jié)果表明:在滑坡治理后,2-2'剖面邊坡穩(wěn)定系數(shù)從1.031提高到1.301,達(dá)到排土場邊坡治理目的。因此,slide和midas軟件可為排土場邊坡穩(wěn)定分析及治理提供指導(dǎo)。

為分析某露天礦坑內(nèi)排土場邊坡穩(wěn)定性,先采用極限平衡法中的瑞典法、簡化畢肖普法、推力傳遞法、滑楔法、摩根斯法計(jì)算邊坡安全系數(shù),然后采用數(shù)值模擬軟件flactm模擬邊坡巖土體的應(yīng)力及位移的變化規(guī)律.通過對(duì)所得邊坡安全系數(shù)、應(yīng)力及位移結(jié)果進(jìn)行分析可知,該排土場邊坡處于穩(wěn)定狀態(tài).

通過對(duì)江西贛州某礦山排土場廢棄物料堆放場的結(jié)構(gòu)特征分析,在對(duì)邊坡工程地質(zhì)條件進(jìn)行勘察和對(duì)排土場巖土物理力學(xué)性質(zhì)進(jìn)行研究的基礎(chǔ)上,利用flac3d軟件分析某礦山排土場邊坡的穩(wěn)定性。并提出礦山排土場地質(zhì)環(huán)境綜合治理及對(duì)策。

明顯的粒徑分級(jí)是超高排土場區(qū)別于土質(zhì)邊坡的最重要特征。針對(duì)西源嶺413臺(tái)階排土場,結(jié)合開發(fā)的hhc-ca模型和現(xiàn)場散體粒徑分布情況的調(diào)查,建立了考慮超高排土場粒徑分級(jí)特征的邊坡模型。在此模型的基礎(chǔ)上,借助flac3d軟件分析了現(xiàn)狀邊坡和各種堆排模式下的邊坡穩(wěn)定性。結(jié)果表明:西源嶺413臺(tái)階排土場現(xiàn)狀邊坡上部位移矢量表現(xiàn)為下沉,其下沉方向與坡面保持同向,中部位移矢量表現(xiàn)為剪切,下部位移矢量略有反抬升的趨勢。其邊坡破壞模式為頂部平臺(tái)拉裂,中部以圓弧形剪出;此排土場的現(xiàn)狀邊坡處于暫時(shí)性穩(wěn)定階段。而采用全覆蓋式多臺(tái)階排土的邊坡上部位移矢量表現(xiàn)為下沉,在排土場底部過渡到水平方向;破壞模式為頂部平臺(tái)拉裂,下部以圓弧形剪出。僅考慮堆積散體的材料強(qiáng)度對(duì)排土場穩(wěn)定性影響時(shí),超高排土場的粒徑分級(jí)有利于排土場邊坡的穩(wěn)定。

12345678910111213141516171819202122232425262728293031 8.38.48.58.68.78.88.98.108.118.128.138.148.158.168.178.188.198.208.218.22 13:0013:0013:0013:0013:0013:0013:0013:0013:0013:0013:0013:0013:0013:0013:0013:0013:0013:0013:0013:00 x1243.82243.85243.80243.77243.75243.87243.82243.83243.80243.79243.85243.72243.78243.8224

2-danalysisofcirculartunnelagainstearthquakeloading mohammadc.pakbaza,*,akbaryareevandb adepartmentofcivilengineering,shahidchamranuniversity,ahwaz,iran bdepartmentofcivilengineering,khuramabaduniversity,khuramabad,iran received12february2004;receivedinrevisedform24january2005;accepted30january2005 availableonline14march2005 abstract theuseofund

首云鐵礦沙場礦區(qū)-76m水平機(jī)修硐室位于地質(zhì)圖7~8勘探線,硐室上方區(qū)域存在f21和f33斷層,圍巖比較破碎,在開挖過程中,受應(yīng)力釋放和調(diào)整的影響,硐室穩(wěn)定性較差。為此,采用導(dǎo)硐+天井、錨噴支護(hù)施工方案,基于3dec數(shù)值模擬軟件對(duì)開挖支護(hù)過程進(jìn)行了數(shù)值模擬。結(jié)果表明,未支護(hù)前,硐室的最大位移量為60mm,并出現(xiàn)楔形掉塊,錨噴支護(hù)后,硐室最大位移量為7mm,取得了較好的施工效果。

針對(duì)露天轉(zhuǎn)地下條件及露天采坑的現(xiàn)狀和特點(diǎn),提出在露天采坑尾礦堆壩的工程方案,并對(duì)該尾礦壩堆筑、排滲、穩(wěn)定性等進(jìn)行了研究。

本文通過對(duì)石寶露天鐵礦邊坡的地質(zhì)情況和現(xiàn)狀進(jìn)行認(rèn)真剖析,詳細(xì)闡述了極限平衡法中的sarma法的工作原理,并采用sarma法對(duì)石寶露天鐵礦中的f區(qū)的邊坡穩(wěn)定性進(jìn)行認(rèn)真計(jì)算,通過計(jì)算求出滑動(dòng)安全系數(shù)fj與標(biāo)準(zhǔn)安全系數(shù)fb比較,判斷出邊坡的穩(wěn)定性,并提出安全防范措施,確保安全生產(chǎn)。

采用極限平衡方法,對(duì)白云東礦c區(qū)邊坡進(jìn)行了穩(wěn)定性分析,從而針對(duì)性地提出c區(qū)邊坡的綜合治理方案,分析表明:經(jīng)過綜合治理方案處理后邊坡穩(wěn)定系數(shù)有很大提高,保證了礦山的安全生產(chǎn),同時(shí)也對(duì)不同區(qū)域滑體及高陡邊坡的加固方案和參數(shù)在理論上予以研究論證。

為了治理研山鐵礦東幫n26線風(fēng)化巖體邊坡的滑坡區(qū)域,通過識(shí)別地質(zhì)災(zāi)害體特征及滑坡誘發(fā)因素,發(fā)現(xiàn)第四系、強(qiáng)風(fēng)化黑云變粒巖及白云母片巖等低強(qiáng)度、強(qiáng)風(fēng)化層位失穩(wěn)破壞是誘發(fā)滑坡的主要因素,邊坡結(jié)構(gòu)面與邊坡傾向一致、河水涌入、爆破震動(dòng)、人工開挖等加劇了災(zāi)害發(fā)生。通過邊坡穩(wěn)定安全系數(shù)驗(yàn)算,發(fā)現(xiàn)治理前邊坡安全系數(shù)無法滿足安全要求,治理后滑坡區(qū)域抗滑安全系數(shù)需達(dá)1.22。在此基礎(chǔ)上,提出以錨索格構(gòu)梁為核心,采用危巖清理、邊坡內(nèi)部放水孔和地表截排水溝等措施的邊坡綜合加固技術(shù)?，F(xiàn)場治理結(jié)果表明,治理15個(gè)月后,預(yù)應(yīng)力錨索的錨固體強(qiáng)度損失小于14%,巖質(zhì)邊坡抗滑安全系數(shù)為1.264,邊坡巖體內(nèi)部基本無積水,風(fēng)化巖體區(qū)域的滑坡得到有效治理。

采用模糊測度方法、有限元法及bishop法對(duì)露天礦節(jié)理化邊坡的穩(wěn)定性進(jìn)行了探討,分析了在地下水影響下邊坡穩(wěn)定性隨坡角及坡高的變化規(guī)律。研究結(jié)果表明,坡角達(dá)到45°時(shí),最大失穩(wěn)模糊概率為0.1088,有限元法和簡化bishop法計(jì)算的安全系數(shù)分別為1.0040和1.0360。在保證合理坡角的前提下,坡高對(duì)邊坡穩(wěn)定性的影響是有限的。本文提出的綜合分析方法可為今后露天采場的合理坡度以及合理礦山境界的確定提供一定參考依據(jù)。