爆破震动作用下南芬露天矿边坡稳定性分析

摘要

以南芬铁矿为工程背景，针对爆破震动条件下露天矿边坡稳定性问题，结合边坡判定标准、边坡稳定性分析的强度折减法以及爆破震动计算理论，分析静荷载作用和爆破震动荷载作用下边坡稳定性状态。为了分析爆破震动影响因素对露天矿边坡的影响，分别采用多因素正交实验灰色关联理论耦合分析法和单一因素分析法，确定爆破震动条件下边坡稳定性影响因素的敏感性。为了减小爆破震动对边坡的影响，结合影响因素敏感性分析和南芬铁矿实际开采情况，提出相应的边坡稳定主动控制措施，以此来确保露天采矿的安全稳定性。主要研究内容如下:
　　(1)考虑爆破震动对露天矿边坡的稳定性影响，利用FLAC3D进行模拟分析，静荷载作用下边坡安全系数为1.26，动荷载作用下边坡安全系数降为1.14。水平方向加速度峰值均大于其他方向的加速度峰值，从坡脚至坡腰合加速度峰值依次减小。随着爆距增大，爆破震动引起的安全系数降低率呈递减趋势，其安全系数降低率均值为9.1％;当爆距一定，随着单响药量的增大爆破震动引起的安全系数降低率呈递增趋势，其安全系数降低率均值为11.3％。
　　(2)针对爆破震动下边坡稳定性影响因素，采用多因素正交实验灰色关联理论耦合分析法和单一因素分析法，确定各影响因素敏感性排序为:单响药量＞炸药总量＞爆距＞震动持续时间＞炮孔排数＞炮孔个数。单响药量、炸药总量、炮孔排数和炮孔个数跟影响因素是负相关，表明随着变量的增大，安全系数变小;爆距和震动持续时间跟影响因素是正相关，表明随着变量的增大，安全系数变大。
　　(3)结合影响因素敏感性分析和南芬铁矿实际开采情况，提出了三种有效的主动控制措施:干扰降震法、改变爆破参数和控制最大单响药量。其中，爆体周围开挖临空面和减震沟槽能有效阻隔甚至切断爆破震动波的传播途径，减震效果明显，每增加一个临空面，震动危害可降低10％～15％。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 研究背景及意义

1．2 国内外研究现状

1．2．1 静荷载作用下露天矿边坡稳定性分析研究现状

1．2．2 爆破震动荷载作用下露天矿边坡稳定性分析研究现状

1．2．3 影响因素敏感性分析研究现状

1．3 研究内容和技术路线

2．1 引言

2．2 边坡稳定的判定标准

2．3 边坡稳定系数的数值求解过程

2．4 FLAC3D数值模拟计算方法

2．5 爆破震动计算理论

2．5．1 爆破地震波的产生

2．5．2 爆破震动的理论计算模型

2．6 小结

3．1 引言

3．2 矿区地质及开采条件

3．3 露天矿边坡安全系数规范

3．4 小结

第4章 爆破震动荷载作用下边破稳定性分析

4．1 引言

4．2 爆破震动荷载作用下露天矿边坡稳定性分析

4．3 露天矿边坡数值模型建立

4．3．1 露天矿边坡几何模型

4．3．2 FLAC3D建立露天矿边坡模型

4．4 静荷载作用下露天矿边坡稳定性分析

4．5 爆破震动荷载作用下露天矿边坡稳定性分析

4．6 爆破震动对边坡稳定性的影响分析

4．7 小结

第5章 爆破震动作用下露天矿边坡影响因素敏感性分析

5．1 引言

5．2 爆破震动作用下露天矿边坡影响因素指标选取

5．3 爆破震动作用下露天矿边坡多因素灰色关联分析

5．3．1 爆破震动作用下露天矿边坡影响因素灰色关联法概述

5．3．2．基于正交试验设计的灰色关联耦合分析

5．4 爆破震动作用下露天矿边坡单因素敏感性分析

5．5 小结

6．1 引言

6．2 干扰降震法

6．3 改变爆破参数

6．4 控制最大单响药量

6．5 小结

7．1 结论

7．2 展望

致谢

参考文献

附录