抚顺西露天矿南帮边坡破坏机理及防治对策

摘要

露天矿边坡稳定性研究历来是露天矿安全生产的关键技术问题，并一直是岩石力学等相关学科的基本命题。露天矿边坡稳定性问题直接关系到露天开采矿山的经济效益和安全生产。据统计，一个大型高边坡总体坡角加陡一度，可节省剥岩费用数以千万元乃至亿元人民币，因此深入开展矿山高大岩质边坡失稳机理研究及稳定性分析评价，对于保证矿山安全生产，具有重要的理论与实际意义。
　　本文以抚顺西露天矿南帮边坡为工程背景，通过现场调研、试验分析、资料整合、理论研究、数值模拟等手段，获取西露天矿南帮边坡岩体力学参数，并进行岩体质量分级，同时建立矿区真三维地质模型，应用RFPA软件进行不同研究方案下的边坡破坏机理研究;应用Geo-slope软件进行边坡稳定性分析评价，提出相应的防治对策。本文拟开展的主要研究工作:
　　1.通过现场勘查和资料整理，确定矿区工程地质条件，根据矿区平面图和剖面图，应用3DMine软件建立矿区三维地质模型;
　　2.进行岩石力学实验，获取岩石力学性质;应用3GSM数字测量系统，获取边坡岩体结构面信息;进行岩体质量分级，根据广义修正Hoek-Brown强度准则获取边坡岩体的抗压强度、抗拉强度、杨氏模量、粘聚力和摩擦角等参数信息。
　　3.建立南帮边坡地质模型，并提出不同的研究方案，基于强度折减法，利用RFPA对不同研究方案进行数值模拟，获取边坡破坏机理。
　　4.根据不同研究方案下的边坡破坏机理，基于极限平衡方法，利用Geo-slope软件对不同边坡剖面、不同研究方案进行边坡稳定性分析，得出相应安全系数，并提出防治对策。

目录

论文说明

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 高陡边坡研究现状

1．2．2 边坡稳定性分析方法研究现状

1．3 论文研究思路和内容

1．3．1 研究思路

1．3．2 研究内容

第2章 矿区工程地质条件和三维模型建立

2．1 矿区工程地质条件

2．1．1 基本概况

2．1．2 矿区地质条件

2．1．3 地层岩性

2．1．3 地质构造及地震

2．1．5 水文地质特征

2．1．6 工程地质特征

2．1．7 采矿工程条件

2．2 矿区南帮平面图及部分区域剖面图

2．3 西露天矿南帮边坡真三维模型建立

2．4 小结

第3章 边坡岩体力学性质研究

3．1 岩石力学指标试验

3．1．1 点荷载试验原理

3．1．2 现场点荷载试验

3．1．3 岩石直剪试验

3．2 边坡结构面分析研究

3．2．1 3GSM系统简介

3．2．2 边坡岩体结构面调查研究

3．2．3 边坡岩体结构面信息汇总

3．3 岩体质量评价及强度参数分析

3．3．1 Hoek-Brown强度准则

3．3．2 岩体强度与力学参数估计方法

3．3．3 广义修正Hoek-Brown强度准则

3．3．4 岩体质量分级及边坡岩体强度参数

3．4 小结

第4章 矿区南帮边坡破坏机理研究

4．1 边坡岩体变形与破坏类型

4．2 RFPA软件简介

4．3 地质模型

4．4 研究方案

4．4．1 方案1：2009年采掘位置时边坡潜在滑坡模式

4．4．2 方案2：现状边坡轮廓时边坡潜在滑坡模式

4．4．3 方案3：开挖到最终境界边坡潜在滑坡模式

4．4．4 方案4：底部内排压脚后的模拟情况

4．5 小结

第5章 边坡稳定性分析评价

5．1 边坡稳定性分析方法

5．2 Geo-slope系统软件简述

5．3 边坡稳定系数的确定

5．4 边坡稳定性分析计算

5．4．1 方案1：2009年边坡轮廓的计算分析

5．4．2 方案2：现状边坡的计算分析

5．4．3 方案3：最终境界边坡的分析计算

5．4．4 方案4：不同内排标高边坡轮廓的计算分析

5．5 其它剖面边坡稳定性计算

5．5．1 E800剖面边坡稳定性计算

5．5．2 E400剖面边坡稳定性计算

5．6 小结

第6章 边坡变形监测及防治对策

6．1 边坡变形监测方案

6．2 南帮边坡防治对策

6．2．1 内排压脚

6．2．2 防排水工程

6．2．3 局部边坡的防护与加固

6．3 小结

第7章 结论与展望

7．1 结论

7．2 展望

参考文献

致谢

作者简介