研山铁矿东帮边坡岩体力学参数确定及稳定性研究

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作者黄庆云
来源东北大学
出版年2015
摘要
露天矿边坡工程是以岩体为工程材料和工程结构、以采矿作业为施工手段而形成的大型岩体工程。露天边坡滑坡等破坏不仅严重威胁了边坡上部及下部采矿作业的安全,而且造成了巨大的经济损失,甚至可能发生人员伤亡。边坡的稳定性直接关系到露天矿的安全生产和开采成本,是露天采矿中需要重点考虑的问题之一。影响露天矿边坡的稳定因素有很多,但主要因素为岩体的岩石组成、岩体构造和地下水等。因此,获取详实的边坡岩体结构分布信息,科学合理的确定边坡岩体力学参数,对边坡工程稳定性的计算分析与评价、边坡优化设计具有重要的意义。本文以研山露天铁矿东帮边坡工程为研究对象,借助于现场地质调查、工程地质钻探补勘、井下电视摄影测量、三维激光扫描和室内岩石力学试验等技术手段,获取岩体结构信息和岩块力学参数,开展边坡岩体力学参数表征和边坡稳定性的研究,提出相应防治措施。开展的主要工作如下:首先,根据现场实际施工情况、现有和补充勘察获取的地质资料,以室内试验得出的岩石物理力学参数为依据,利用岩体质量评价系统对东帮边坡岩体进行了分级;其次,综合考虑岩体中节理裂隙、岩体结构和地下水的影响,利用Hoek-Brown强度准则确定边坡岩体的力学参数,考虑风化程度和层理角度的影响对边坡岩体力学参数进行了修正,得到了较为合理的岩体力学参数;最后,采用极限平衡法(Geo-Slope数值分析软件)对境界边坡进行稳定性分析,评价了根据现有露天开采设计东帮边坡开采到界后的边坡稳定性,及其对矿山的后期开采带来的安全隐患。针对该问题,为了确保后期的安全开采以及最终边坡的稳定性,提出了两种治理方案,根据边坡的稳定性和治理成本进行了对比分析,确定了合理的治理方案,及其他相应的防治、监管措施。本文的相关研究结果对保证研山铁矿东帮最终境界边坡的稳定,保障研山铁矿露天安全生产和后面深部的安全开采具有重要的指导意义。

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