露天转地下开采边坡境界矿柱破坏演化特征及稳定性研究

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单位河北钢铁集团矿业有限公司;东北大学资源与土木工程学院;河北钢铁集团矿山设计有限公司;中国恩菲工程技术有限公司;辽宁科技大学矿业工程学院;
来源矿业研究与开发
摘要
针对司家营铁矿不具备平面扩界条件,露天转地下开采后需留设边坡境界矿柱的情况,采用重度增加法研究了该矿露天转地下开采后边坡境界矿柱的稳定性问题,得出不同重力加速度下边坡境界矿柱的应力场、位移场及塑性区的演化特征与规律。结果表明:在初始重力加速度为1.0g的条件下,留设40 m厚的边坡境界矿柱能够保证地下开采安全,避免露天边坡产生垮塌、冒落、滑坡等失稳现象;随着重力加速度的增加,边坡境界矿柱的渐进失稳破坏可划分为稳定、轻微变形、严重变形和失稳破坏4个阶段。边坡境界矿柱受地下开采卸荷的影响,最大主应力基本在30 MPa以内,最小主应力及其分布范围增幅较大,拉应力达到3 MPa以上,易产生张拉破坏;边坡境界矿柱的位移场及塑性区扩展特征与拉应力呈现高度一致性,由露天坑西侧边坡的坡脚向坡顶扩展。研究结果对矿山露天转地下开采后防控边坡失稳具有一定的指导作用。

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