大砬子露天铁矿含空区边坡稳定性研究

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论文以鞍山弓长岭大砬子采区露天矿边坡的稳定性为研究分析对象,通过现场勘测,岩体力学结构分析,数值分析等方法,开展了采空区对露天矿边坡稳定性影响的研究。研究工作基于实测的采空区位置图,对含有两个特殊不规则采空区剖面对大砬子露天矿边坡稳定性的基本情况进行研究,包括露天矿边坡的岩性、节理发育情况,选取符合实际的岩石材料参数,最终采用FLAC3D软件进行数值模拟分析计算,取得的主要研究成果如下:大砬子采空区的主要矿物为斜长角闪岩,采区表面岩石岩体0~20m以上定义为“破碎区”和“较破碎区”。大砬子露天矿边坡无空区与有空区模型相比,大砬子含空区顶板的滑移趋势明显增大,顶板岩石的稳定性急剧下降。在折减强度法作用下空区的塑性区面积增大,A-A剖面安全系数由2.05下降为1.70,下降幅度达到20.6%;B-B剖面安全系数由1.98下降为1.82,下降幅度为8.8%。空区位置相同时,空区跨度越大,边坡的安全系数越小。空区在坡脚处时,对于边坡的影响最大。空区组合增多时,多空区是边坡稳定性的最大影响因素。依照速度安全判据来看,小规模爆破振动下的边坡处于稳定状态,安全系数由2.09下降为1.98,下降幅度仅为5%。研究边坡稳定性时不应该随意选取观测点,一些坡顶观测点没有参考意义,应在坡脚多取一些参考点。同时,采用本文提出的分区优化方法,循环模拟得出符合安全系数极限的最终边坡角:无空区时最终边坡角为47°,运输平台上坡面角为63°,运输平台下坡面角65°,研究方法可以应用于边坡开采前期的方案制定,达到节约成本的目的。本文针对大砬子采空区空区规模、数量进行深入研究,清晰明确了大砬子露天采场地下采空区对边坡的影响因素,对后续采场治理和开发不仅具有实用价值,还有一定的理论意义。
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