为了满足日益发展的社会对矿产资源的需求,对于采用露天开采的矿山不得不加大开采深度。但随着开采深度达到开采境界后,不得不转入地下开采。然而,露天转地采的过程往往会出现产量的不接替,露天与地下的同时开采成为一种必然,以往的露天转地采更多的依靠境界矿柱来实现。通过留设境界矿柱进行露天转地采不仅会造成大量矿产资源的永久性浪费,而且存在很多的安全隐患。露天转地采人工境界矿柱法的提出,克服了利用天然境界矿柱进行露天转地采的不足。它是利用钢筋混凝土构建的人工假顶与混凝土充填体,充当地下开采的顶板,大大提高了露天与地下同时开采的安全性。但是,人工境界矿柱在构建过程中会对边坡坡跟部位造成破坏,引起塑性区的贯通,从而造成边坡的失稳破坏。为了露天转地采的顺利进行,需要对坡跟部位进行加固。本文介绍了一种新型的高边坡支护方式——锚拉坡跟墙支护。锚拉坡跟墙设计主要针对边坡提前进入塑性区的部位,利用锚杆将坡跟墙与人工境界矿柱连接起来,再配合预应力锚索的共同支护。目前这种支护方式已经成功应用于山东黄金归来庄金矿的边坡支护中,取得了不错的支护效果。本文主要包括以下几个研究方面: (1)通过地质勘察、边坡岩体岩石物理力学试验,得到了矿区地层、构造、水文地质等地质条件和岩体物理力学性质参数,为进行边坡稳定性分析及数值模拟分析提供了依据。 (2)进行了边坡稳定性评价及变形规律研究,其中包括露天采场边坡破坏模式分析、边坡稳定性分析计算条件以及基于极限平衡分析方法的边坡稳定性分析。 (3)采用ANSYS数值模拟技术分析了5个分区在地下开采前和地下开采后的边坡稳定性,研究表明采用人工境界矿柱法进行地下开采时,边坡坡脚稳定性受到较大影响,较早形成塑性贯通区,从而降低了边坡整体稳定性。 (4)采用ANSYS数值模拟技术对比分析了坡跟墙和预应力锚索不同支护参数对边坡稳定性的影响,在考虑安全性和经济性两方面下,选择了最优的支护方式,并对支护结构进行了参数设计,这为工程实际应用提供了理论指导。 (5)支护方案实施后,保持对边坡的全天监控量测。通过监测数据的数据分析对支护设计进行评定,为锚拉坡跟墙结构的支护应用提供了理论支撑;同时,也是人工境界矿柱露天转地采方法的进一步完善,对以后的推广应用具有重要意义。