露井联采下边坡体变形机制的研究

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以紫金山金铜矿开采实践和工程地质为工程背景,利用数值模拟和极限平衡等方法,探索露天转地下开采影响下边坡岩体变形规律,总结露井联采条件下的边坡变形机制,并进行相关稳定性评价。主要研究成果如下:1)应用数值模拟方法对+100m水平以下矿体开采进行了系统的数值模拟分析,揭示了相对开采相对位置变化及开采空间尺寸大小变化诱发上覆岩层移动规律与边坡岩体滑移机制。提出了边坡体与地下采区在不同相对空间位置分布条件下三种滑动破坏模式,即坡脚区、坡中区和坡外区。井工开采区处于坡脚时,随着开采宽度的变化,井工采动效应促使主断面向下山方向偏移,两种采动引起的位移矢量叠加效果加大,由此诱发整体坡角增大,这对边坡稳定性产生不利影响,稳定性系数减小。当井采区位于坡外区时,两种采动效应叠加后表现为边坡下山边界线与主断面间区域的变形移动特征,合成位移矢量减小;单独考虑开采尺寸时,整体采动效应将有利于边坡的稳定,稳定性系数增加。开采区位于坡中区时,采动对边坡稳定性影响程度主要表现为主断面两侧影响方向相反,具体影响大小需要结合工程实际进行计算确定。2)依据岩体的抗拉强度为衡量标准,根据地下采区动态开挖过程中上覆岩体移动与变形过程中应力场的演变属性,界定出不同开采空间尺寸对上覆岩体及边坡的破坏范围。3)基于滑移场理论与极限平衡方法,对露井联采条件下边坡稳定性进行了评价,得出边坡处于不稳状态,并提出了相应的工程治理措施。4)对开采已到界边坡区域,提出了马尾松与河滩草相结合的生态恢复治理方案;以便使矿山处于绿色和谐的生态环境中。
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