某矿高边坡稳定性及最终边坡角优化方案研究
发布时间：2021-01-28 03:30
露天开采相比于地下开采而言,具有机械化程度高、工作环境安全、运输成本低等显著优点,目前全世界的矿产资源开采大多以露天开采为主,而露天开采需要面临的主要问题就是露天边坡的稳定性。由于我国经济持续不竭的快速发展,几乎所有矿区边坡都有朝着高边坡发展的趋势,而高边坡需要考虑的主要问题就是最终边坡角的设计问题,因为最终边坡角的设计方案直接影响着矿山企业的经济效益和施工人员的生命安全。本文对国内某露天开采高边坡的最终边坡稳定性研究及最终边坡角优化方案为研究主题,结合矿山内可能存在的对边坡稳定性产生影响的因素,对最终边坡进行稳定性分析,并根据分析结果,对原设计最终边坡提出合理边坡角优化方案。（1）通过工程水文地质调查及现场勘探结果,确定典型剖面用以表征整个边坡的地质概况及几何参数,然后通过室内岩石力学试验获取岩石力学参数,为边坡稳定性分析提供数据支持。（2）采用马氏距离判别法,建立应用于边坡潜在滑动面判断的分析模型。结合实地勘查和前人研究成果数据资料,得出最终边坡潜滑动面类型为圆弧型滑动。（3）由于爆破震动产生的冲击波会衰减为地震波,本文使用萨道夫斯基公式和地震影响系数计算公式相结合计算出爆破震动影...
【文章来源】：江西理工大学江西省
【文章页数】：100 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
边坡稳定性分析方法总览图
第二章矿区地质概况及岩石力学参数对获取124、二叠系栖霞组（P1q）二叠系地层主要岩性为灰岩，多为下统栖霞组，分布于向斜翼端，总厚度约600m,为主要赋矿围岩，与上部地层呈假整合接触。5、三叠系（T）三叠系地层中的岩体有两种地层，主要为中统嘉陵江组（T2j），其次为下统大冶组（T1d），广泛分布于向斜轴部，岩性主要以灰岩为主，为赋矿围岩之一，区域厚度在900米-1150米范围内，与上部地层呈假整合接触。区内岩浆活动主要有燕山和喜山沉积旋回，矿区由于受到燕山期强烈的岩浆侵入活动，特别是燕山中期中酸性浅成－超浅成岩体的侵入为主。由于矿区内地质构造较为发育，受到的岩浆侵入活动较为频繁，且边坡岩层风化强烈，因此岩体在受到风化、侵蚀、搬运、沉积、结固作用后，岩石种类繁多。该矿区岩体单轴抗压强度在78.56MPa-120.52MPa范围内，根据《工程岩体分级标准》GBT50218-2014[47]，其中规定岩石单轴饱和抗压强度大于60MPa的岩石属于坚硬岩石，因此矿区岩体及矿体属硬质矿（岩）石。图2.1边坡实地图2.2.2矿区地质构造该矿区地处背斜构造北翼，地层整体走向为NE走向70°，倾向NW，倾角约为45°。在边坡南部发现志留系地层出现局部倒转情况，可能是由于该地区地壳活动较为频繁所致，断裂构造较为发育。1、褶皱据该地区地质调查报告，背斜构造是区内最主要的构造形式，表现为两组次级横跨褶皱，其一为NE向短轴背斜，其二为NW向背斜和向斜。2、断裂区内断裂构造比较发育，其NEE向最为发育，该断裂分布在整个边坡区域，受到断层的影响，志留系地层出现倒转甚至有些区域与地面几乎垂直。
第二章矿区地质概况及岩石力学参数对获取133、节理构造矿区岩层中的节理较为发育，除去伴随褶皱、断裂形成产生的节理系统外，在其围岩蚀变带中因岩浆侵入活动，使该矿区岩层节理发育更为复杂。2.2.3地震根据史料记载及近些年来的地震记录，该地区在历史上多次发生中小型地震，但最大震级小于6级，且震源距矿区最近距离为10公里，根据《中国地震动参数区划图》（GB18306-2015），对应的地震烈度为8度，对矿区边坡有较大的影响。2.3最终边坡概况及剖面选取通过对矿山的现场勘查和已有数据资料可知，该矿山在开采完成后，将会形成最终边坡，现选取四个典型地质剖面图（图2.2、图2.3、图2.4、图2.5）整体，并进行稳定性研究。图2.2剖面1-1岩性示意图图2.3剖面2-2岩性示意图
【参考文献】：
期刊论文
[1]不同降雨类型对边坡稳定性影响的研究[J]. 蔡欣育,任旭华,张继勋,郁舒阳. 三峡大学学报(自然科学版). 2020(02)
[2]基于运动学与离散元的边坡稳定性分析[J]. 赵健仓,来光,李永新,曹东勇,皇甫泽华. 人民黄河. 2020(01)
[3]高陡边坡爆破滚石的控制及防护技术[J]. 袁双文. 露天采矿技术. 2019(06)
[4]黑云母石英片岩巴西劈裂试验的破坏特征研究[J]. 齐群,包含,晏长根,许江波,翟勇. 三峡大学学报(自然科学版). 2019(06)
[5]考虑荷载作用顺序的结构可靠度分析方法[J]. 康玉梅,刘子傲,吴鹏飞. 东北大学学报(自然科学版). 2019(11)
[6]强震条件下巨型滑坡滑带碎裂机制物理模拟研究[J]. 马艳波. 成都大学学报(自然科学版). 2019(03)
[7]基于FLAC3D的露天矿边坡稳定性分析与研究[J]. 韩万东,石耀国. 煤炭技术. 2019(09)
[8]地下水对伊敏露天矿内排土场边坡稳定的影响[J]. 刘玉凤,曹芳智,马明,刘博文,李伟. 煤矿安全. 2019(08)
[9]公路高边坡崩塌的成因分析与治理措施[J]. 詹云菲. 工程建设与设计. 2019(13)
[10]赤平投影在岩质边坡稳定性分析中的应用[J]. 王平道. 西部资源. 2019(04)
博士论文
[1]复杂条件下高边坡变形稳定与控制的机理研究[D]. 吕庆超.清华大学 2018
[2]基于可靠度理论的露天矿边坡风险分析[D]. 岩小明.中南大学 2013
[3]地震作用下顺层岩质边坡变形破坏机理研究[D]. 汪茜.吉林大学 2010
硕士论文
[1]块状节理岩体各向异性力学特性数值模拟研究[D]. 黄凡.浙江大学 2019
[2]铜家山软岩高边坡开挖方案对比研究[D]. 王林龙.南京大学 2019
[3]爆破地震波在含不同充填介质结构面处的传播规律[D]. 李松.江西理工大学 2019
[4]燕门凹断裂带影响下金堆城露天矿北帮边坡稳定性研究[D]. 石理想.西安科技大学 2018
[5]大采高露天石灰岩矿山最终边坡角优化研究[D]. 刘金江.重庆科技学院 2018
[6]某铁矿大型空区稳定性分析与治理方案的研究[D]. 项宇.江西理工大学 2018
[7]岩质露天边坡稳定性及最终边坡角研究[D]. 程贤根.西安建筑科技大学 2016
[8]边坡稳定分析的有限元极限平衡法原理及程序实现[D]. 杨辉.北京交通大学 2014
[9]露天矿复杂岩质高陡边坡稳定性研究[D]. 程根祥.湖南科技大学 2014
[10]粗粒土动弹性模量与阻尼比试验研究[D]. 王佳.中南大学 2013
本文编号：3004276
【文章来源】：江西理工大学江西省
【文章页数】：100 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
边坡稳定性分析方法总览图
第二章矿区地质概况及岩石力学参数对获取124、二叠系栖霞组（P1q）二叠系地层主要岩性为灰岩，多为下统栖霞组，分布于向斜翼端，总厚度约600m,为主要赋矿围岩，与上部地层呈假整合接触。5、三叠系（T）三叠系地层中的岩体有两种地层，主要为中统嘉陵江组（T2j），其次为下统大冶组（T1d），广泛分布于向斜轴部，岩性主要以灰岩为主，为赋矿围岩之一，区域厚度在900米-1150米范围内，与上部地层呈假整合接触。区内岩浆活动主要有燕山和喜山沉积旋回，矿区由于受到燕山期强烈的岩浆侵入活动，特别是燕山中期中酸性浅成－超浅成岩体的侵入为主。由于矿区内地质构造较为发育，受到的岩浆侵入活动较为频繁，且边坡岩层风化强烈，因此岩体在受到风化、侵蚀、搬运、沉积、结固作用后，岩石种类繁多。该矿区岩体单轴抗压强度在78.56MPa-120.52MPa范围内，根据《工程岩体分级标准》GBT50218-2014[47]，其中规定岩石单轴饱和抗压强度大于60MPa的岩石属于坚硬岩石，因此矿区岩体及矿体属硬质矿（岩）石。图2.1边坡实地图2.2.2矿区地质构造该矿区地处背斜构造北翼，地层整体走向为NE走向70°，倾向NW，倾角约为45°。在边坡南部发现志留系地层出现局部倒转情况，可能是由于该地区地壳活动较为频繁所致，断裂构造较为发育。1、褶皱据该地区地质调查报告，背斜构造是区内最主要的构造形式，表现为两组次级横跨褶皱，其一为NE向短轴背斜，其二为NW向背斜和向斜。2、断裂区内断裂构造比较发育，其NEE向最为发育，该断裂分布在整个边坡区域，受到断层的影响，志留系地层出现倒转甚至有些区域与地面几乎垂直。
第二章矿区地质概况及岩石力学参数对获取133、节理构造矿区岩层中的节理较为发育，除去伴随褶皱、断裂形成产生的节理系统外，在其围岩蚀变带中因岩浆侵入活动，使该矿区岩层节理发育更为复杂。2.2.3地震根据史料记载及近些年来的地震记录，该地区在历史上多次发生中小型地震，但最大震级小于6级，且震源距矿区最近距离为10公里，根据《中国地震动参数区划图》（GB18306-2015），对应的地震烈度为8度，对矿区边坡有较大的影响。2.3最终边坡概况及剖面选取通过对矿山的现场勘查和已有数据资料可知，该矿山在开采完成后，将会形成最终边坡，现选取四个典型地质剖面图（图2.2、图2.3、图2.4、图2.5）整体，并进行稳定性研究。图2.2剖面1-1岩性示意图图2.3剖面2-2岩性示意图
【参考文献】：
期刊论文
[1]不同降雨类型对边坡稳定性影响的研究[J]. 蔡欣育,任旭华,张继勋,郁舒阳. 三峡大学学报(自然科学版). 2020(02)
[2]基于运动学与离散元的边坡稳定性分析[J]. 赵健仓,来光,李永新,曹东勇,皇甫泽华. 人民黄河. 2020(01)
[3]高陡边坡爆破滚石的控制及防护技术[J]. 袁双文. 露天采矿技术. 2019(06)
[4]黑云母石英片岩巴西劈裂试验的破坏特征研究[J]. 齐群,包含,晏长根,许江波,翟勇. 三峡大学学报(自然科学版). 2019(06)
[5]考虑荷载作用顺序的结构可靠度分析方法[J]. 康玉梅,刘子傲,吴鹏飞. 东北大学学报(自然科学版). 2019(11)
[6]强震条件下巨型滑坡滑带碎裂机制物理模拟研究[J]. 马艳波. 成都大学学报(自然科学版). 2019(03)
[7]基于FLAC3D的露天矿边坡稳定性分析与研究[J]. 韩万东,石耀国. 煤炭技术. 2019(09)
[8]地下水对伊敏露天矿内排土场边坡稳定的影响[J]. 刘玉凤,曹芳智,马明,刘博文,李伟. 煤矿安全. 2019(08)
[9]公路高边坡崩塌的成因分析与治理措施[J]. 詹云菲. 工程建设与设计. 2019(13)
[10]赤平投影在岩质边坡稳定性分析中的应用[J]. 王平道. 西部资源. 2019(04)
博士论文
[1]复杂条件下高边坡变形稳定与控制的机理研究[D]. 吕庆超.清华大学 2018
[2]基于可靠度理论的露天矿边坡风险分析[D]. 岩小明.中南大学 2013
[3]地震作用下顺层岩质边坡变形破坏机理研究[D]. 汪茜.吉林大学 2010
硕士论文
[1]块状节理岩体各向异性力学特性数值模拟研究[D]. 黄凡.浙江大学 2019
[2]铜家山软岩高边坡开挖方案对比研究[D]. 王林龙.南京大学 2019
[3]爆破地震波在含不同充填介质结构面处的传播规律[D]. 李松.江西理工大学 2019
[4]燕门凹断裂带影响下金堆城露天矿北帮边坡稳定性研究[D]. 石理想.西安科技大学 2018
[5]大采高露天石灰岩矿山最终边坡角优化研究[D]. 刘金江.重庆科技学院 2018
[6]某铁矿大型空区稳定性分析与治理方案的研究[D]. 项宇.江西理工大学 2018
[7]岩质露天边坡稳定性及最终边坡角研究[D]. 程贤根.西安建筑科技大学 2016
[8]边坡稳定分析的有限元极限平衡法原理及程序实现[D]. 杨辉.北京交通大学 2014
[9]露天矿复杂岩质高陡边坡稳定性研究[D]. 程根祥.湖南科技大学 2014
[10]粗粒土动弹性模量与阻尼比试验研究[D]. 王佳.中南大学 2013
本文编号：3004276
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