厄特科卡金礦露天礦邊坡穩(wěn)定性研究.pdf

1、露天礦邊坡是露天采礦場(chǎng)的構(gòu)成要素之一。邊坡工程在露天礦開(kāi)采過(guò)程中有著重要的地位，改變邊坡的最終邊坡角，能使境界內(nèi)剝離的巖石量發(fā)生巨大改變。同時(shí)，露天礦邊坡也是露天礦山最大的危險(xiǎn)源之一。由于邊坡失穩(wěn)垮塌造成的災(zāi)害事故也是屢見(jiàn)不鮮。所以，在露天礦設(shè)計(jì)初期階段，邊坡穩(wěn)定性及邊坡角的優(yōu)化分析顯得非常重要?？瓶ń鸬V是一座新建的中型露天礦山，上部為山坡露天礦，下部為凹陷露天礦。根據(jù)設(shè)計(jì)資料顯示，開(kāi)采形成的最終邊坡高度可達(dá)280米，屬高陡邊坡范疇，有

2、必要對(duì)邊坡的穩(wěn)定性進(jìn)行分析。本文在對(duì)科卡金礦露天礦已有的地質(zhì)及設(shè)計(jì)資料分析整理的基礎(chǔ)上，分別通過(guò)極限平衡法、有限元強(qiáng)度折減法、室內(nèi)底摩擦相似模擬試驗(yàn)等對(duì)邊坡巖體進(jìn)行穩(wěn)定性分析，并對(duì)可能的邊坡角進(jìn)行優(yōu)化分析，提出了邊坡角優(yōu)化的可行性。本論文的主要研究?jī)?nèi)容及成果如下：
　?、俑鶕?jù)地質(zhì)勘查資料，對(duì)露天礦進(jìn)行巖體分區(qū)，選擇具有帶表性剖面，利用AUTOCAD軟件繪制邊坡剖面圖，為接下來(lái)邊坡的穩(wěn)定性分析工作打下基礎(chǔ)。
　　②按照國(guó)家試驗(yàn)

3、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)采集的采場(chǎng)巖樣進(jìn)行加工處理，然后進(jìn)行單軸抗壓試驗(yàn)，得出了邊坡巖石的單軸抗壓強(qiáng)度、彈性模量和泊松比等物理力學(xué)參數(shù)。
　?、鄄捎脴O限平衡法，對(duì)設(shè)計(jì)露天礦邊坡的穩(wěn)定性進(jìn)行分析，得出邊坡的最小安全系數(shù)為1.46，設(shè)計(jì)邊坡處于穩(wěn)定狀態(tài)，滿足國(guó)家規(guī)范要求。從理論上對(duì)科卡金礦露天邊坡最終邊坡角進(jìn)行了優(yōu)化分析，得出優(yōu)化后的最終邊坡角為47.5°，臺(tái)階坡面角為66°。
　?、懿捎肁BQUAS有限元模擬軟件，對(duì)邊坡開(kāi)挖進(jìn)行

4、三維模擬計(jì)算，結(jié)果顯示水平方向的切應(yīng)力和位移主要集中在邊坡坡面。根據(jù)強(qiáng)度折減法可知，邊坡的安全系數(shù)為1.25，符合規(guī)范要求。通過(guò)典型截面應(yīng)力、位移分析可知，相比于左側(cè)邊坡，右側(cè)邊坡水平方向的剪切應(yīng)力更大，位移也更大，所以相比之下左側(cè)邊坡更為穩(wěn)定。
　　⑤采用底摩擦試驗(yàn)，模擬露天邊坡開(kāi)挖過(guò)程，研究設(shè)計(jì)邊坡及優(yōu)化后邊坡的穩(wěn)定性及其可能的破壞模式，對(duì)設(shè)計(jì)邊坡和優(yōu)化邊坡的穩(wěn)定性進(jìn)行試驗(yàn)驗(yàn)證。結(jié)果顯示邊坡在開(kāi)挖過(guò)程中，會(huì)發(fā)生局部垮塌，但邊坡