露天煤矿开采爆破振动对边坡稳定性影响分析

摘要

以新疆某露天煤矿爆破开采为工程实际,利用ABAQUS有限元模拟软件对矿区边坡进行数值模型的建立,并对爆破振动下煤矿边坡稳定性影响进行数值模拟分析.模型将边坡开采简化为平面应变问题,建立边坡结构二维平面应变有限元几何模型.平面单元类型取为CPE4R,根据别矿平均力学性能,设置岩土体材料内摩擦角和黏聚力.以四边形单元网格为主划分单元,在边坡底部施加三个方向上的约束,对岩土体施加自重应力和Dynamic、Implicit荷载分析部进行不同速度场量的模拟.爆破中心施加爆破振动速度,取5种不同的速度,分别对应5种不同的单位长度单孔装药当量,监测离爆破位置4个不同距离的点的剪应力大小判断爆破作用影响.结果显示,控制地面爆破振动速度在8 m/s,单孔的炸药当量控制在29.74 kg/m时,各处薄弱位置的剪切应力可以控制在5 MPa以内,达到安全标准.