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(shí)間長(zhǎng)、失穩(wěn)危害嚴(yán)重等特點(diǎn)，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(diǎn)差異較大，邊坡穩(wěn)定性隨開采過程動(dòng)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(jìn)行，邊坡穩(wěn)定性將處于持續(xù)降低的狀態(tài)，如不及時(shí)進(jìn)行合理的治理可能會(huì)導(dǎo)致滑坡、崩塌等地質(zhì)災(zāi)害，嚴(yán)重影響采礦作業(yè)及邊坡維護(hù)工作的安全性。本文以包鋼白云鄂博鐵礦主礦采場(chǎng) E區(qū)高邊坡（含多條斷層）作為研究背景，在現(xiàn)場(chǎng)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(jì)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：
　?、倜鞔_了邊坡地質(zhì)結(jié)構(gòu)特征及其潛在破壞模式。在對(duì)于E區(qū)現(xiàn)開采階段邊坡詳細(xì)現(xiàn)場(chǎng)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(duì)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(shì)。根據(jù)E區(qū)現(xiàn)階段工程地質(zhì)條件和開挖方案對(duì)整個(gè) E區(qū)邊坡建立三維地質(zhì)模型，對(duì)未加固情況下從原始地表至坑底的整個(gè)開挖過程進(jìn)行模擬，從應(yīng)力場(chǎng)、位移量、塑性區(qū)三個(gè)方面分析了整個(gè)開挖過程中邊坡穩(wěn)定性，以及不同開挖階段對(duì)于邊坡穩(wěn)定性影響的大小，進(jìn)而識(shí)別整個(gè)開挖過程中發(fā)生破壞可能性較大的區(qū)域，為進(jìn)一步的穩(wěn)定性分析和治理方案設(shè)計(jì)提供依據(jù)。
　?、劢Y(jié)合穩(wěn)定性預(yù)測(cè)結(jié)果對(duì)現(xiàn)開采階段邊坡的穩(wěn)定進(jìn)行極限平衡計(jì)算，

4、并提出了在考慮后續(xù)開挖的情況下設(shè)計(jì)現(xiàn)階段邊坡治理方案的設(shè)計(jì)思路。根據(jù)數(shù)值模擬結(jié)果及極限平衡計(jì)算，對(duì)現(xiàn)開采階段邊坡進(jìn)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(shì)，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(duì)治理方案進(jìn)行設(shè)計(jì)及效果驗(yàn)證。
　?、苎芯苛爽F(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