开挖扰动影响下露天矿边坡变形规律研究

为了探寻开挖扰动作用下露天矿边坡受断层破碎带影响的变形变化规律,综合考虑地层岩性、断层、开挖卸荷等因素的影响,基于相似理论建立了某露天矿边坡开挖物理模型,开展了不同开挖条件下物理模型的相似模拟实验。结果表明:岩体开挖会导致岩体应力重新分布,近坡面应力变化较大;开挖作用下位于断层构造带范围内的岩体表现出非整体移动,下盘岩体的垂直位移量较上盘岩体大,说明该处岩体在开挖扰动及上盘岩体自重力作用下有沿断层破碎带产生相对错动的趋势。

弱化后粗粒岩土力学特性及其对边坡稳定性的影响研究

为探清某露天露天矿边坡长期积水后岩土体抗剪指标弱化情况,分别对砂砾土、泥岩及两者混合样采取了固结不排水剪法进行了松散土岩大三轴剪切试验。试验结果显示:砂砾土剪切强度和内摩擦角由38 kPa和23.2°降低为7.4 kPa和18.8°;泥岩的抗剪强度和内摩擦角由136kPa和27.3°降低为7.8 kPa和20.7°。采用滑坡反分析验证了试验结果的可靠性,并对现状边坡进行了稳定性计算;结果表明,边坡长期受水浸泡及风化影响,其抗剪强度弱化明显,不利于边坡的安全,该结果可为边坡稳定评价及参数优化提供科学依据。

基于孔隙水压力消散的排土场边坡动态稳定性研究

为克服现有黄土基底排土场稳定性计算方法的局限性及控制技术针对性不强或量化困难的问题,通过基底黄土孔隙水压力消散试验,得到了孔隙水压力及消散度与消散时间之间影响规律;基于极限平衡法和孔隙水压力消散规律,提出了黄土基底排土场动态稳定系数计算方法;基于该算法,对原有静态的黄土基底排土场稳定控制措施进行优化,提出了"分段排土,控制强度,分区推进,调整程序,监测监控,增大容量"动态稳定控制措施。该成果已于同类型排土场中得到良好的应用与推广。

GPS边坡稳定性自动化监测系统

GPS边坡稳定性自动化监测系统由高精度GPS传感器子系统、数据传输子系统、数据处理和控制子系统及辅助支持系统组成,可实现对边坡(尤其是大范围边坡)敏感区域进行实时监测。系统可将监测数据可自动、实时传输至监控平台,以图表方式显示出各监测点的变形值、变形速度值及变形加速度值,并形成监测数据库。通过设置报警阀值,系统可实现边坡不同变形值时的报警通知预案,为快速、准确地控制边坡变形破坏提供依据。

大面积承载下黄土力学特性试验研究

为了研究大面积承载下露天煤矿排土场黄土基底破坏机理,对某矿排土场基底黄土进行了孔隙压力消散、不同含水率等力学特性试验研究。结果表明:黄土剪切强度随着含水率增加而大幅度下降,含水率与黏聚力的变化呈对数线性关系;黄土剪应力也随着剪切速率的增大而发生明显的降低;黄土孔隙水压力消散度随围压的增大而减小,消散系数随含水率的增大而增大,且呈现低围压脆化破坏现象。该试验成果在安太堡矿及黑岱沟等露天矿的排土场边坡治理中得到了合理有效地应用,并产生了良好的经济效益和社会效益。

弱层赋存下顺倾排土场边坡稳定性分析及防治

为了对露天煤矿软弱夹层赋存下顺倾边坡稳定性进行科学评价,以某露天矿内排土场边坡为工程背景,基于极限平衡法,以监测数据分析、滑坡反分析、现场钻探等手段为依据,研究软弱夹层赋存下对内排土场边坡稳定性的影响。结果表明,该内排土场边坡滑坡趋势已基本形成,尚处于匀速变形阶段,煤层底板下部赋存厚约2~3 m的软弱泥岩层组为本次变形的主导因素。为防止露天矿发生大面积滑坡现象,经过治理方案比选,采用"上覆削坡减载"的防治措施进行治理。露天矿采用并实施该治理方案后,边坡变形得到了控制,露天矿的安全生产得到了保证。