研山铁矿东帮边坡岩体力学参数确定及稳定性研究

摘要

露天矿边坡工程是以岩体为工程材料和工程结构、以采矿作业为施工手段而形成的大型岩体工程。露天边坡滑坡等破坏不仅严重威胁了边坡上部及下部采矿作业的安全，而且造成了巨大的经济损失，甚至可能发生人员伤亡。边坡的稳定性直接关系到露天矿的安全生产和开采成本，是露天采矿中需要重点考虑的问题之一。影响露天矿边坡的稳定因素有很多，但主要因素为岩体的岩石组成、岩体构造和地下水等。因此，获取详实的边坡岩体结构分布信息，科学合理的确定边坡岩体力学参数，对边坡工程稳定性的计算分析与评价、边坡优化设计具有重要的意义。 本文以研山露天铁矿东帮边坡工程为研究对象，借助于现场地质调查、工程地质钻探补勘、井下电视摄影测量、三维激光扫描和室内岩石力学试验等技术手段，获取岩体结构信息和岩块力学参数，开展边坡岩体力学参数表征和边坡稳定性的研究，提出相应防治措施。开展的主要工作如下: 首先，根据现场实际施工情况、现有和补充勘察获取的地质资料，以室内试验得出的岩石物理力学参数为依据，利用岩体质量评价系统对东帮边坡岩体进行了分级; 其次，综合考虑岩体中节理裂隙、岩体结构和地下水的影响，利用Hoek-Brown强度准则确定边坡岩体的力学参数，考虑风化程度和层理角度的影响对边坡岩体力学参数进行了修正，得到了较为合理的岩体力学参数; 最后，采用极限平衡法(Geo-Slope数值分析软件)对境界边坡进行稳定性分析，评价了根据现有露天开采设计东帮边坡开采到界后的边坡稳定性，及其对矿山的后期开采带来的安全隐患。针对该问题，为了确保后期的安全开采以及最终边坡的稳定性，提出了两种治理方案，根据边坡的稳定性和治理成本进行了对比分析，确定了合理的治理方案，及其他相应的防治、监管措施。 本文的相关研究结果对保证研山铁矿东帮最终境界边坡的稳定，保障研山铁矿露天安全生产和后面深部的安全开采具有重要的指导意义。

目录

声明

摘要

第1章绪论

1．1选题的依据和意义

1．2国内外研究现状

1．2．1岩体参数确定方法的国内外研究现状

1．2．2边坡稳定性分析方法研究现状

1．3论文技术路线和研究内容

1．3．1技术路线

1．3．2研究内容

第2章东帮边坡工程地质条件分析

2．1研山露天铁矿简介

2．1．1交通及矿区位置

2．1．2自然地理

2．1．3采矿条件

2．2矿区工程地质及水文地质概况

2．2．1地质条件

2．2．2水文条件

2．3东帮边坡岩体工程地质补充勘察

2．3．1现场地质情况调查

2．3．2工程地质钻探勘察

2．4绘制东帮边坡工程地质剖面图

2．5建立研山铁矿三维地质模型

2．5．1研山铁矿露天采场三维激光扫描测量

2．5．2研山铁矿三维地质模型与虚拟现实信息集成平台构建

2．6本章小结

第3章东帮边坡岩体质量评价与力学参数研究

3．1现场取样与岩石力学实验

3．1．1现场取样

3．1．2不同层理角度的单轴抗压强度试验

3．2结构面数字钻孔摄像勘察

3．2．1结构面数字钻孔摄像测量

3．2．2结构面产状赤平极射投影分析

3．2．3结构面信息统计

3．3边坡岩体质量评价及强度参数分析

3．3．1岩体质量分级

3．3．2东帮边坡岩体力学参数计算

3．4本章小结

第4章东帮境界边坡的稳定性评价

4．1边坡稳定性分析方法

4．2 Geo-Slope系统软件简述

4．3边坡稳定系数的选取

4．4东帮边坡最终境界稳定性分析

4．4．1东帮边坡潜在滑坡模式分析

4．4．2东帮边坡典型剖面稳定性评价

4．4．3安全系数汇总分析

4．5层理角度对边坡稳定性的影响

4．5．1分析计算结果汇总

4．5．2结论

4．6本章小结

第5章东帮边坡防治措施研究

5．1东帮边坡治理建议方案

5．2 两种治理方案稳定性评价

5．2．1方案一放缓边坡后稳定性评价

5．2．2方案二放缓边坡后稳定性评价

5．3两种治理方案综合比较

5．4其它辅助防治措施

5．4．1防排水工程

5．4．2生态护坡

5．4．3降低爆破震动措施

5．5本章小结

6．1结论

6．2展望

参考文献

致谢

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