露天矿爆破作用下边坡稳定及高程效应分析

发布时间：2019-08-03 07:51

【摘要】：随着公路、铁路、矿山等工程建设规模的不断扩大,大量高边坡逐渐形成,在爆破振动的影响下稳定性越来越差,一旦发生滑坡,将会严重影响工程的正常生产甚至人员的生命安全,造成大量的经济损失,所以对于边坡稳定性的研究愈发迫切。山西煤炭进出口集团河曲旧县露天矿的开采规模正在不断扩大,边坡的稳定性已经成为了生产安全隐患,影响该矿边坡稳定的主要因素是开采边坡振动,因此对边坡稳定性的分析、研究,将研究结果运用于露天矿开采,得出有效控制爆破振动影响的措施,对达到矿山安全生产具有重要的指导意义。本文通过对矿山的爆破振动测试,对测试结果进行了研究,具体内容及成果如下:(1)分析了山煤河曲旧县露天矿地质、水文情况及矿山爆破方案,并将爆破振动监测结果进行总结,得到了矿山水文地质和生产的基本概况。(2)在自重条件下对矿山边坡进行稳定性分析,借助ANSYS数值模拟软件建立了边坡模型,利用有限元强度折减法计算不同折减系数下边坡模型的应力、应变情况,确定边坡安全稳定系数,依据判别标准得出当折减系数F达到1.67时,边坡发生破坏,并且可以从边坡水平位移及应变云图中得到边坡的潜在滑移面形状,可以作为矿山边坡防治维护措施的参考。(3)用LS-DYNA动力分析软件对爆破作用下的边坡模型进行求解,得到边坡应力云图,节点速度时程图及各平台单元体有效应力时程图,分析爆破作用对边坡稳定的影响,将计算得到的数据与实测振动速度对比,经过分析结果发现:质点振动速度模拟计算结果大致与实际监测结果相近,有一定参考价值。质点振速随着爆心距的增加逐渐衰减,且距爆心越近,衰减速度越快。随着边坡增高,有些节点速度变大,出现高程效应。在炸药爆炸过程中,应力从爆心处逐渐向平台扩散,爆心四周为应力集中区,应力值随爆心距增大而逐步减小,且距爆心最近处的单元体应力远小于边坡岩体极限抗拉强度,爆破振动对河曲旧县露天矿边坡影响很小,坡体稳定将不会发生破坏。(3)利用MATLAB软件对测试数据进行线性回归分析,比较计算数据与实测数据,研究相对误差与高程之间的变化规律。分析得出测点高程达一定值时,质点振速峰值才会出现放大效应,并利用改进后的萨道夫斯基公式对矿山爆破震动进行预测,得到适合山煤河曲旧县露天矿的爆破振动速度公式。
【图文】：

太原理工大学硕士研究生学位论文第二章 河曲旧县露天矿爆破振动监测口集团河曲旧县露天矿位于山西省忻州市河曲县东南的北部，毗邻黄河，占据晋、陕、蒙能源地带中心，被神源丰富，如图 2-1所示。河曲旧县露天矿紧邻韩河干线离河曲县城 47km，距离鲁能——河曲发电厂 16km，交天矿，年生产能力 300 万吨，井田面积为 24.9532km2,层。

图 2-2 爆破现场示意图Fig.2-2 Schematic diagram of blasting site本工程台阶设计高度为 10m。矿区选用的履带式潜孔凿岩钻机钻孔直径在 115mm140mm 之间，以 120mm 孔径为主。（1）底盘抵抗线 W底盘抵抗线 W：一般根据经验公式 确定。D取 120mm，则最小抵 W 可确定在 3.8-4.2m。（2）孔距与排距孔距 ,m 为炮孔密集系数，，取 1.1。孔距选为 4.2-4.7m。排距 ，取 3.6-4m。炮孔布置采用三角梅花形布孔，相临 3个炮孔组成等边三角形，炮孔孔深 11-12m 2-3所示。
【学位授予单位】：太原理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：TD824.7

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本文编号：2522432