新疆提依尔金矿露天采场边坡稳定性研究摘要
露天矿边坡的稳定性对矿山的安全和经济效益有直接影响,如果边坡的稳定性存在问题,将增加矿山开采作业和边坡安全管理的难度。本次研究对象-新疆提依尔金矿目前正处于基建期,基于服务矿山生产和未来的边坡管理工作的考虑,需要对该矿岩质边坡进行稳定性研究。本次研究采用现场勘察试验与理论研究相结合的方法。首先通过现场勘察和试验,查明了边坡岩体的工程地质、水文地质及结构面分布特征,根据这些现场资料分析得出可能影响最终边坡稳定的两个因素:一是边坡岩体中地下水,其次是C区边坡岩体中的软弱岩层(片理化凝灰岩)。针对这两个因素,本文一方面通过边坡岩体地下水渗流分析得到边坡岩体的地下水压力分布,然后利用极限平衡分析计算得出地下水赋存状态下的边坡安全系数,再对比边坡无水状态下的安全系数,分析边坡的稳定状态及地下水对边坡稳定性的影响;另一方面,本文针对C区边坡中的软弱岩层,运用FLAC3D建立数值模型,分析了边坡在台阶开挖过程中的位移和剪应变发展过程。本文通过极限平衡分析认为地下水对A区、B区、D区、E区边坡稳定性的影响有限(考虑地下水之后,边坡安全系数降低了 0.034-0.41),对边坡稳定性不起决定性作用;C区边坡由于存在软弱岩层(片理化凝灰岩),受地下水影响相对较大,考虑地下水时安全系数降低了 0.155,达到1.074,小于最小安全系数要求。通过C区FLAC3D数值模拟本文认为,采用强度折减法计算得到的C区边坡安全系数为1.11,与极限平衡法计算结果1.074相接近;开采过程的最大不平衡力变化显示,564m以下台阶的开挖对边坡岩体的扰动较大;位移和剪应变增量变化过程显示,从540m台阶开采开始,边坡岩体位移逐渐增加,剪应变逐渐集中,可能最终形成圆弧状滑动破坏。本文针对新疆提依尔金矿边坡稳定性存在的问题,提出了削坡、防排水和控制爆破措施,对矿山的生产和边坡管理具有很好的指导意义。
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