礦山高陡邊坡穩(wěn)定性三維物理模擬實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、礦山高陡邊坡是指露天礦開(kāi)采所形成的邊坡高度在300m以上、總體邊坡角在45°以上的邊坡。隨著露天采礦開(kāi)采規(guī)模和開(kāi)采深度不斷加大,將在更大范圍形成高陡邊坡;同時(shí),邊坡失穩(wěn)形式也由地表淺層開(kāi)采時(shí)的局部滑坡向深凹露天開(kāi)采時(shí)的整體性滑塌發(fā)展。運(yùn)輸與生產(chǎn)成本急劇上升,經(jīng)濟(jì)效益迅速下滑。因此,研究高陡邊坡失穩(wěn)機(jī)制對(duì)保障露天礦安全高效生產(chǎn)具有顯著意義。
　　論文以首鋼公司水廠鐵礦北山采區(qū)西部9-33號(hào)勘探線(xiàn)間邊坡巖體為研究對(duì)象,礦體傾角為70-

2、80o,最大開(kāi)采深度為800m。開(kāi)展礦區(qū)地質(zhì)調(diào)研分析及室內(nèi)巖體力學(xué)性質(zhì)實(shí)驗(yàn),研制模擬變質(zhì)巖組為主的模擬材料,改進(jìn)測(cè)試系統(tǒng)為模擬材料強(qiáng)度與損傷演化預(yù)測(cè)提供先進(jìn)可靠的測(cè)試方法,揭示以模擬變質(zhì)巖組為主的模擬材料力學(xué)性能,即材料配比與應(yīng)力峰值間的非線(xiàn)性“雙馬鞍”定量化關(guān)系。
　　科學(xué)構(gòu)建三維物理相似模擬模型,模型鋪裝尺寸(長(zhǎng)×寬×高)為3.60×2.00×2.30m。設(shè)計(jì)模型開(kāi)采(挖)實(shí)驗(yàn)過(guò)程及綜合監(jiān)測(cè)方案,建立關(guān)鍵區(qū)域監(jiān)測(cè)體系,包括巖體

3、動(dòng)力斷裂分析(Acoustic emission,AE)對(duì)礦體開(kāi)挖過(guò)程中的斷裂指標(biāo)加以定量化描述;邊坡內(nèi)部圍巖破裂光學(xué)特性分析(Crack optical acquirement,COA)分析內(nèi)部圍巖的損傷變形特征;巖體損傷特性分析(Ground penetrating radar,GPR)將在開(kāi)采過(guò)程中實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)邊坡異常區(qū)域;邊坡表面位移監(jiān)測(cè)(Close-field photogrammetry,CFP)精確反映邊坡表面圍巖的位移變