露天转地采过程中边坡稳定性研究

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近年来,越来越多的矿山已经进入地下开采,或者准备转入地下开采。露天边坡稳定性在矿山安全生产中具有举足轻重的地位,由于地下开采使得应力重新分布,在露井联合开采的相互扰动下,边坡受到多个应力场作用,破坏形式变得更加复杂,露天边坡失稳问题已经越来越突出。因此,对露天转入地下开采的边坡稳定性研究十分必要。论文以山东黄金集团归来庄金矿露天转地下工程为背景,采用理论分析、数值模拟和工程实例相结合的方法,探讨了不同厚度的境界矿柱对边坡稳定性的影响,对露天转地下开采过程中的边坡进行了稳定性分析。全文的主要工作包括以下四个方面:  (1)通过现场地质勘察资料分析得到矿区的地层、构造和水文条件等工程地质条件。在现场及室内进行了岩石力学试验研究,得到了各层岩石的单轴抗压强度、弹性模量、泊松比、粘聚力、内摩擦角等力学参数,为后续的理论计算及数值模拟分析提供了参考依据;  (2)根据矿山的开采现状及矿产资源的赋存情况,论文提出提前开采露天转地下的境界矿柱,并用钢筋混凝土充填,形成嵌入式人工境界矿柱,以此保证露天转地下开采的平稳过渡,及矿山的产量衔接问题。论文采用理论计算与工程类比相结合的方法确定由露天转入地下开采的安全境界矿柱厚度为6~10m。  (3)论文根据进路开采中顶板的受力特征,建立了下向进路充填采矿的弹性地基梁力学模型,研究了人工境界矿柱的应力分布规律,并利用ANSYS软件对假顶的稳定性进行模拟研究,证明了人工境界矿柱结构形式是可靠的;  (4)论文研究了露天转地下开采过程中边坡的变形机制及破坏形式,并利用Ansys软件对露天转地采过程中的边坡稳定性进行模拟研究,对比不同开采工况下边坡的安全系数,确定了合理的进路回采方案。  本文所做的研究工作将为露天转地下开采矿山的平稳过渡及边坡稳定性评价提供一定的理论依据。
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