厄特科卡金矿露天矿边坡稳定性研究

发布时间：2019-04-28 14:45

【摘要】：露天矿边坡是露天采矿场的构成要素之一。边坡工程在露天矿开采过程中有着重要的地位,改变边坡的最终边坡角,能使境界内剥离的岩石量发生巨大改变。同时,露天矿边坡也是露天矿山最大的危险源之一。由于边坡失稳垮塌造成的灾害事故也是屡见不鲜。所以,在露天矿设计初期阶段,边坡稳定性及边坡角的优化分析显得非常重要。科卡金矿是一座新建的中型露天矿山,上部为山坡露天矿,下部为凹陷露天矿。根据设计资料显示,开采形成的最终边坡高度可达280米,属高陡边坡范畴,有必要对边坡的稳定性进行分析。本文在对科卡金矿露天矿已有的地质及设计资料分析整理的基础上,分别通过极限平衡法、有限元强度折减法、室内底摩擦相似模拟试验等对边坡岩体进行稳定性分析,并对可能的边坡角进行优化分析,提出了边坡角优化的可行性。本论文的主要研究内容及成果如下:(1)根据地质勘查资料,对露天矿进行岩体分区,选择具有带表性剖面,利用AUTOCAD软件绘制边坡剖面图,为接下来边坡的稳定性分析工作打下基础。(2)按照国家试验技术标准与规范,对现场采集的采场岩样进行加工处理,然后进行单轴抗压试验,得出了边坡岩石的单轴抗压强度、弹性模量和泊松比等物理力学参数。(3)采用极限平衡法,对设计露天矿边坡的稳定性进行分析,得出边坡的最小安全系数为1.46,设计边坡处于稳定状态,满足国家规范要求。从理论上对科卡金矿露天边坡最终边坡角进行了优化分析,得出优化后的最终边坡角为47.5°,台阶坡面角为66°。(4)采用ABQUAS有限元模拟软件,对边坡开挖进行三维模拟计算,结果显示水平方向的切应力和位移主要集中在边坡坡面。根据强度折减法可知,边坡的安全系数为1.25,符合规范要求。通过典型截面应力、位移分析可知,相比于左侧边坡,右侧边坡水平方向的剪切应力更大,位移也更大,所以相比之下左侧边坡更为稳定。(5)采用底摩擦试验,模拟露天边坡开挖过程,研究设计边坡及优化后边坡的稳定性及其可能的破坏模式,对设计边坡和优化边坡的稳定性进行试验验证。结果显示边坡在开挖过程中,会发生局部垮塌,但边坡整体处于稳定状态,且露天边坡最终坡角具有优化1°~2°的可行性。
[Abstract]:Open pit slope is one of the components of open pit mining. Slope engineering plays an important role in the process of open pit mining. Changing the final slope angle of the slope can greatly change the amount of rock peeled off in the boundary. At the same time, open-pit mine slope is also one of the most dangerous sources of open-pit mines. Disaster accidents caused by slope instability and collapse are also common. Therefore, in the initial stage of open pit design, slope stability and slope angle optimization analysis is very important. Kokka gold mine is a newly-built medium-sized open-pit mine, the upper part is hillside open-pit mine and the lower part is sag open-pit mine. According to the design data, the final height of the mining slope can reach 280 meters, which belongs to the category of high and steep slope. It is necessary to analyze the stability of the slope. Based on the analysis of the existing geological and design data in Koka Gold Mine, the stability analysis of slope rock mass is carried out by means of limit equilibrium method, finite element strength reduction method and indoor bottom friction similar simulation test, respectively. At the same time, the feasibility of the optimization of the slope angle is put forward by the optimization analysis of the possible slope angle. The main research contents and achievements of this paper are as follows: (1) according to the geological exploration data, the rock mass of the open-pit mine is divided, and the surface profile is selected, and the slope profile is drawn by AUTOCAD software. It lays a foundation for the stability analysis of the slope. (2) according to the national test technical standards and specifications, the rock samples collected in the field are processed, and then the uniaxial compression test is carried out. Physical and mechanical parameters such as uniaxial compressive strength, elastic modulus and Poisson ratio of slope rock are obtained. (3) the stability of designed open pit slope is analyzed by using limit equilibrium method, and the minimum safety factor of slope is 1.466, The designed slope is in a stable state to meet the requirements of the national code. Theoretically, the final slope angle of Koka gold mine open pit slope is optimized and analyzed. The final slope angle is 47.5 掳and the step slope angle is 66 掳. (4) ABQUAS finite element software is used to simulate the slope. The three-dimensional simulation calculation of slope excavation shows that the shear stress and displacement in the horizontal direction are mainly concentrated on the slope surface. According to the strength reduction method, the safety factor of the slope is 1.25, which meets the requirements of the code. According to the typical cross-section stress and displacement analysis, the shear stress and displacement of the right side slope are larger than that of the left side slope, so the left side slope is more stable. (5) the bottom friction test is used. To simulate the excavation process of open-pit slope, the stability of the designed slope and the optimized slope and its possible failure mode are studied, and the stability of the designed slope and the optimized slope is tested and verified. The results show that local collapse will occur in the excavation process, but the slope is in a stable state, and the final slope angle of open-pit slope is feasible to optimize 1 掳~ 2 掳.
【学位授予单位】：重庆大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TD854.6

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本文编号：2467718