庙沟铁矿露天转地下开采边坡失稳机理研究

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作者侯永康
来源华北理工大学
出版年2016
摘要
随着露天开采的进行,浅部资源越来越少,如继续进行露天开采,在经济上和开采技术上均有一定的困难,所以亟需进行露天转地下开采,但在露天转地下开采过程中,露天边坡的稳定性问题极其复杂,它关系着露天转地下的顺利进行和整个矿山的生产安全问题,所以具有重要的研究意义。对庙沟铁矿的工程地质条件进行调查分析,测定岩体的基本物理参数;根据地质概况调查及岩体质量评价,依据相似原理,进行相似物理实验,更加直观的模拟分析露天转地下开采过程露天边坡的变化情况;运用PLAXIS模拟软件,进行数值模拟对比研究,分析露天边坡的稳定性,并与物理相似模型实验进行相互验证。通过物理相似模型实验研究发现,地下开采使边坡下部岩体失去原有矿体的支持作用,应力平衡被打破应力状态发生不断的调整,在调整过程中,当应力变化超出其承载极限时,便发生零星的损伤微裂隙。随着地下开采的进行,微裂隙不断扩张,并向边坡的深部及上部发展,当开采到某一深度时部分边坡岩体无法继续承受开采的影响和重力作用微裂隙便会迅速扩张并贯通,导致边坡岩体发生破坏;在东边帮由于受F2断层的影响,边坡产生的裂隙和破坏范围基本沿F2断层,并且断层限制了裂隙进一步向上部和向深部的发展。通过PLAXIS模拟软件分析发现,在进行地下开采时,主要是西边帮发生了破坏,其破坏主要是边坡表面的拉伸破坏、采空区处的剪切破坏和边坡岩体内部的拉伸破坏,随着开采深度的增加,零星分布的拉伸破坏发展贯通,导致边坡发生剪切破坏;东边帮岩体主要沿F2断层破坏,并且断层限制了边坡上部和深部岩体的破坏。

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