復(fù)雜斷層帶露天礦高邊坡開挖穩(wěn)定性研究——以白云鄂博鐵礦主礦E區(qū)為例.pdf

1、露天礦邊坡具有高度大、總體邊坡角度陡、服務(wù)時間長、失穩(wěn)危害嚴重等特點，而礦區(qū)的工程地質(zhì)條件通常極為復(fù)雜，并且在不同邊坡區(qū)域呈現(xiàn)出的特點差異較大，邊坡穩(wěn)定性隨開采過程動態(tài)變化，其穩(wěn)定性問題較為突出。隨著開采作業(yè)的持續(xù)進行，邊坡穩(wěn)定性將處于持續(xù)降低的狀態(tài)，如不及時進行合理的治理可能會導(dǎo)致滑坡、崩塌等地質(zhì)災(zāi)害，嚴重影響采礦作業(yè)及邊坡維護工作的安全性。本文以包鋼白云鄂博鐵礦主礦采場 E區(qū)高邊坡（含多條斷層）作為研究背景，在現(xiàn)場調(diào)查和勘察資料分析

2、基礎(chǔ)上，采用地質(zhì)分析、數(shù)值模擬（FLAC3D，有限差分法）及極限平衡計算方法，研究了邊坡在未加固條件下及加固條件下開挖的變形特征及穩(wěn)定狀態(tài)，主要研究工作及成果如下：
　　①明確了邊坡地質(zhì)結(jié)構(gòu)特征及其潛在破壞模式。在對于E區(qū)現(xiàn)開采階段邊坡詳細現(xiàn)場調(diào)查的基礎(chǔ)上結(jié)合原始勘察資料，確定了不同區(qū)域邊坡巖土體巖性及巖體結(jié)構(gòu)特征及水文地質(zhì)條件，結(jié)合赤平投影分析法闡述了斷層和節(jié)理發(fā)育對邊坡穩(wěn)定性的影響及其潛在破壞模式。
　?、谀M研究了無加

3、固條件下開采至坑底邊坡的變形及穩(wěn)定性發(fā)展趨勢。根據(jù)E區(qū)現(xiàn)階段工程地質(zhì)條件和開挖方案對整個 E區(qū)邊坡建立三維地質(zhì)模型，對未加固情況下從原始地表至坑底的整個開挖過程進行模擬，從應(yīng)力場、位移量、塑性區(qū)三個方面分析了整個開挖過程中邊坡穩(wěn)定性，以及不同開挖階段對于邊坡穩(wěn)定性影響的大小，進而識別整個開挖過程中發(fā)生破壞可能性較大的區(qū)域，為進一步的穩(wěn)定性分析和治理方案設(shè)計提供依據(jù)。
　?、劢Y(jié)合穩(wěn)定性預(yù)測結(jié)果對現(xiàn)開采階段邊坡的穩(wěn)定進行極限平衡計算，

4、并提出了在考慮后續(xù)開挖的情況下設(shè)計現(xiàn)階段邊坡治理方案的設(shè)計思路。根據(jù)數(shù)值模擬結(jié)果及極限平衡計算，對現(xiàn)開采階段邊坡進行穩(wěn)定性分析，判斷現(xiàn)階段 E區(qū)邊坡（1514m-1654m）潛在破壞區(qū)域及破壞模式，結(jié)合后續(xù)開挖過程中穩(wěn)定性變形發(fā)展趨勢，確定現(xiàn)階段 E區(qū)邊坡（1514m-1654m）需要治理區(qū)域和治理方案，然后并通過極限平衡法和數(shù)值模擬方法對治理方案進行設(shè)計及效果驗證。
　　④研究了現(xiàn)階段邊坡加固后，后續(xù)開挖邊坡的變形穩(wěn)定性，并提出