露天矿山岩层边坡稳定性的分析研究.pdf

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1、2014年12期科技置向导◇科技论坛◇露天矿山岩层边坡稳定性的分析研究王铁龙(中铁十九局集团矿业有限公司乌努格吐山铜钼矿项目部内蒙古满洲里021400)【摘要】近年来矿山岩层施工安全事故频繁发生，已得到人们的广泛重视。笔者对露天矿山岩层稳定性的影响因素进行深入分析，并运算科学的方法针对岩层稳定性进行分析计算．为我国矿山安全施工提供有力的科学依据。【关键词】矿上岩层；边坡稳定性；影响因素；选取与计算0．引言力场状态在不同位置的变化与重新分配尽可能找到下一个平衡．达到目前矿山施工过程中岩层边坡失稳已成为影响矿

2、山安全施工的下一个平衡的过程中如果内部的应力与变形在岩层结构允许的误差主要问题．因此提高岩层边坡稳定性科学计算方法与分析技术．能够范围之内．那么岩体外观将不发生变形与滑动如果内部应力与变在一定程度上指导矿山安全施工首先通过对工程实际中岩层边坡稳形程度超过一定的范围．岩层边坡结构就会发生较大变形而造成岩定性分析计算．能够在事故发生前采取有效的措施予以排除．避免造体整个结构的失衡而造成岩层边坡的破坏．开挖卸荷效应是矿山岩成重大的安全事故与经济损失：另一方面还能够针对矿山开采施工边层边坡施工工程中造成边坡结构失

3、衡产生不同程度变形与破坏的角进行优化设计．能够在剥除较少坚固岩层的情况下保证有较大的开根本原因。采量．从而大大降低施工成本2．露天矿山岩层边坡稳定性计算参数选取与计算1．露天矿山岩层边坡稳定性影响因素分析矿山岩层边坡稳定性计算分析方法常采用极限平衡法．即假定岩1．1岩层倾角层为理想的刚塑性结构．通过对边坡周围环境因素的分析确定适合的岩层倾角是影响顺层边坡稳定性以及导致滑体变形破坏的重要破坏方式如平面型、楔面型、圆弧形以及确定破坏面的位置根据极限因素．路堑打通后岩层结构就会形成较大面积的临空而且岩层结平衡计

4、算公式K=抗滑力矩(mr)，滑动力矩(ms)确定滑体的稳定性系构应力方向与边坡形状相同．如果松软岩层出现在表面．就会很容数K．从而大致确定岩层结构滑动面的安全等级极限平衡分析法包易在表面形成沿着松软结构层的变形而出现顺层滑坡现象如果岩括瑞典圆弧分析法、简化的毕肖普计算法、摩根斯坦和普拉斯法、扬步层结构的倾角较小时．岩层表面部分的下滑分力相对较小．打通路法、对数螺线法、滑楔法与Sarma法等多种方式．下面针对莫根斯坦法堑后岩层的边坡结构也具有较好的稳定性：松软面抗滑能力较低或进行详细介绍：它方法能够对不同形

5、状的滑裂面结构进行计算分析．者受地下水分布的影响常导致蠕性滑动的现象发生大部分岩层结该方法不仅分析边坡不同位置条块之间的作用机理与作用力．还考虑玲构边坡变形还由于受岩层内部结构强度与层面受力因素导致小范地下水对边坡结构的影响。假设相邻条块之间作用力的数学关系，带罄¨围的受力失衡产生局部滑动岩层倾角进一步增加时松软岩层表面人整体力学平衡方程与力矩微分平衡方程然后由滑体结构的边界条的下滑分力增加便会导致顺层滑动．当岩层倾角较大时．此时开挖件确定问题答案的坡面角大于或等于岩层倾角．松软岩层表面失去下滑空间反而会

6、辔更加稳定．此时坡面可能的变形破坏形式则更多是来自外在的巨大破坏力与变形因素1．2地层岩性及其组合特征岩层的底层结构式组成岩层边坡的材料基础．因此地层结构材料的物理化学特性是影响边坡稳定型的重要因素地层岩结构性质按照单一轴向抗压强度的大小不同可以分为强度较高的硬质岩结构与强度不高的软质岩结构两种自然形成的强度较高的岩层结构多为大面积的陡峭斜坡，而软质岩层结构由于自身强度较低多为面积较小、倾图一莫根斯坦法结构图示角较小的岩层结构．由此可见岩层性质直接影响岩层结构的稳定性鹰一条块龋足力矩平稿的tlt~方程为；

7、1．3结构面矿山岩层结构可以分为结构面与结构体两个方面．岩层结构面使手㈣一一得岩体结构的整体强度下降、变形阻力下降．增加了岩层结构的流动X变形能力与时间扩散效应．增加了岩层结构的成分不均匀性、物理性力的平衡搬分方程式为能的各向异性与结构的不连续性等很多矿山工程事故都说明：不稳定结构的岩层大多是顺着某个结构面或者不同结构面的边界进行剪切滑移、变形破裂以及错位失稳掩体结构面对岩层稳定性的影响要素可分为结构面类型、结构面密度、结构面面积、结构面边界充填物结合强度，结构面抗剪切应力能力等几大类1．4水的作用j￡中

8、l许多矿山工程实际施工过程资料表明：水对矿山岩层结构的稳定q一孔骧腿力比性影响足多方面且不可忽视．岩层含水量过多极易导致岩层结构的整体滑动与局部失稳变形比如在某些降雨量较多或者冰雪融化季节．R一稳定暴，8l岩层边坡失稳滑动造成的安全事故经常发生．岩层结构中水分的存在图2力的平衡微分表达式会加快岩层内部某些化学反应的反应速率．而且岩层物质也会与水发上式中的未知数包括E、x．Y=Yi(x)和Fs．生复杂的物理化学反应．岩层吸收或丧