论文部分内容阅读
城门山铜矿经过近三十年的开采,目前已进入三期开采阶段,至三期结束时边坡高度最高将超过四百米。通过对边坡进行现场调查,岩石和土的相关力学测试确立了岩体力学参数,基于DIMINE-AutoCAD-SLIDE分析流程,综合考虑地下水、爆破和岩土自重的影响采用极限平衡法对边坡进行稳定性分析,运用自动搜索方法搜索最危险滑动面和最小安全系数。最后对露采边坡进行了详细的参数优化。论文的主要研究工作有: (1)通过对现状边坡进行多次调研,对矿区多个地方进行了节理调查,绘制了节理等密度图。在现场调研过程中对城门山典型岩性和湖泥进行了采样,经过诸多岩石力学实验,测试了岩石的基本力学性质,结合前人的研究成果对城门山存在的几乎所有岩体的力学性质进行了整合与修正。 (2)对湖泥进行了原状土直剪实验和固结实验,得出湖泥的力学参数。并在此基础上对湖泥边坡和第四系边坡的边坡角与边坡高度作了相关性分析,最后取湖泥边坡高度为19~23°,第四系边坡角取25°。 (3)结合DIMINE数字矿山建模软件、AutoCAD和Slide计算软件,建立了DIMINE-AutoCAD-SLIDE分析流程,采用数值计算软件Slide中内置经典极限平衡法:简化Bishop法、Spencer法和Morgenstern-Price法对露采边坡进行计算,采用自动搜索圆弧滑动面的条分法搜索最危险滑动面和计算边坡安全系数,得出城门山铜矿最终境界边坡滑动破坏多为整体滑动,为边坡角优化提供理论依据。 (4)对原设计边坡进行四种工况(自重,自重+动载,自重+地下水,自重+地下水+动载)的稳定性计算,对于最不利荷载工况下的稳定性系数大多在1.1左右,有的甚至处于极限稳定状态,考虑到城门山露天矿开采的复杂地质条件,按照许用安全系数1.20对边坡角进行了详细的参数优化。