爆破震动作用下露天采场边坡稳定性分析

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矿山的安全问题是矿山生产中的首要问题,露天矿爆破时引起的边坡失稳是影响矿山安全生产的重要因素,且目前针对其系统研究的相关文献很少,高陡边坡的爆破动载研究还很欠缺。本研究课题通过先探究爆破荷载的等效施加方式,将爆破荷载合理施加到爆破作用介质上,然后计算出露天矿边坡在爆破震动作用下的动态响应,得出爆破震动作用下边坡的位移、应力和振动速度的分布特征,最后综合分析得到爆破震动作用下露天矿边坡的稳定程度,从而为露天矿的安全爆破提供参考意见。露天矿时常用爆破的方式来破岩开采,而爆破过程中引起的震动传到露天矿的高陡边坡上,影响边坡的稳定性,而且露天矿的高陡边坡失稳滑坡成为露天矿生产的重大安全隐患。本文运用科学可行的理论方法如下:1.利用爆破震动在岩石边坡中传播的特征,将爆破动载等效为三角地震波施加到露天矿岩石边坡上;2.采用设置减震缝的措施来减小爆破冲击波对边坡的破坏程度,减缓爆破荷载直接作用于边坡上;3.运用以快速拉格朗日差分法为基础的FLAC3D数值模拟软件来进行计算分析。数值模拟计算时首先利用强度折减法计算静力条件下边坡的应力分布、水平和竖向位移分布及位移最大值,再模拟爆破震动作用下露天矿边坡的动态响应情况,并用FLAC3D完全动力法对其进行计算,分析露天矿边坡在爆破震动下的位移、各关键控制点的速度和加速度以及爆破震动下的边坡安全系数,归纳总结出爆破震动情况下影响边坡稳定的主要因素。然后与实际工程相结合,用工程实际测得的数据来验证该计算方法的准确性。最后再将该数值计算方法运用到生产实践中去,为露天矿的安全生产提供有效的科学保障和安全爆破措施。
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