尾矿库增高扩容设计中坝体稳定性及临近采石场爆破振动影响分析

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尾矿库作为重大危险源,其稳定运行直接关乎矿山正常生产和周边安全。若其附近建有露天采场,研究和评估露天爆破震动对坝体的稳定性影响则至关重要。本文以刘家排采石场与邻近尾矿库为工程背景,采用毕肖普法对加高扩容后尾矿库各个坝体的稳定性进行了分析,重点分析研究了采场爆破对邻近尾矿坝体的安全影响,为矿山采场爆破和尾矿库的增高设计提供了依据。主要研究内容及成果如下:(1)根据设计参数建立分析模型,采用毕肖普法对主坝、1#副坝、2#副坝和3#副坝在最终的堆积标高均为80m的情况下的边坡稳定性进行了分析,主坝计算后的坝体安全系数K=1.335,1#副坝计算后的坝体安全系数K=1.423,2#副坝计算后的坝体安全系数K=1.423,3#副坝计算后的坝体安全系数K=1.926。(2)为了归纳和总结采场爆破地震波对尾矿坝的影响,探求各爆破参数对尾矿坝稳定性的影响程度,共进行了4次不同爆破参数的采场爆破试验,结合尾矿坝的空间形态受力特征,共布置4个爆破地震波监测点,监测采场爆破对尾矿坝的稳定性影响。采用萨道夫斯基爆破振动经验公式对监测数据进行线性拟合,得出该矿山的萨道夫斯基爆破振动经验公式为:v(28)60.8(Q1/3/R)1.2;对不同振动速度控制标准下的起爆炸药量和最小安全距离关系进行了预测估算。(3)将第四次爆破试验的振动信号作为本次数值模拟的动荷载信号,动力信号从模型底部输入。为了使得分析结果与现有的爆破试验进行对比分析,在主坝动力分析模型的顶部设置2个监测点,分别编号为1#监测点和2#监测点,对动力信号输入后的坝顶振速度进行监测。通过对数值模拟结果进行分析,水平径向和水平切向速度比垂直方向的速度大,坝体在受到爆破振动时,易发生剪切破坏。1#监测点的振动合速度峰值为5.28mm/s,2#监测点的振动合速度峰值为2.29mm/s,坝顶距爆源最近点的振动合速度峰值为9.00mm/s,均处于规范要求的安全限值以内。
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