季冻区露天矿山边坡稳定性分析及加固措施研究

季节性冻土区露天矿边坡受不良地质作用影响及恶劣环境影响,不断出现变形、裂缝、滑移等病害,严重威胁矿山开采安全。基于图木尔廷—敖包锌矿东边坡失稳,开展了季冻区露天矿山边坡稳定性影响因素的研究,主要包括不良地质作用、冻融循环作用、开采爆破振动、水的直接作用等4个方面。在分析计算基础上,提出了包含削坡减载、边坡加固、疏排水工程及坡表喷涂和覆土的综合加固整治方案。经验算,按照设计方案进行加固后,能够有效提高东边坡的稳定性,解决困扰多年的东边坡稳定难题。达到从根本上消除安全隐患、保障矿山可持续开采的目的。

露天矿山边坡稳定性影响因子敏感性分析

露天矿山边坡的稳定性对于采矿安全非常重要,为深入研究露天矿山边坡稳定性的影响因素,基于极限平衡法和强度折减法,对影响边坡稳定性的4种关键因素(水平地震加速度、最终边坡角、内聚力、内摩擦角)下的边坡安全系数进行了计算和对比分析,结果表明:4种因素对边坡稳定性的影响程度由大到小依次为内聚力、内摩擦角、水平地震加速度、最终边坡角;两种方法在不同水平地震加速度条件下算得的边坡安全系数差距较大,另外3种因素下算得的安全系数相近,这与两种计算方法的假设条件以及计算原理有较大关系,同时与重力加速度的取值精度以及模型形状的复杂性也有一定关系。

露天矿山边坡稳定化治理与生态修复技术探究

矿产资源是国民经济发展的基础,但伴随着矿产资源的开采,必然会出现生态系统的损坏,特别是部分露天矿山“半边山”、“一面墙”的粗放式开采,常常导致生态环境破坏达到无法逆转的地步。因此,加强露天矿山高陡边坡生态修复技术的研究和应用势在必行,统筹开展高陡边坡生态修复,不仅能够消除矿山开采遗留的矿山地质灾害隐患,改善自然生态环境,对提高人们生态文明意识具有重要意义。基于上述,本文笔者以高陡边坡为例,就露天矿山边坡稳定化治理与生态修复技术展开探究。

拖车式合成孔径边坡雷达监测站在金属露天矿山边坡监测预警中的应用

陇南紫金矿业有限公司露天采场边坡岩体破碎、易风化,人工位移监测无法精确及时获取边坡位移变化情况,为加强露天矿山边坡在线监测,及时对边坡变形情况进行预警,有效掌握边坡运行情况,通过引进高精度、全天候的合成孔径雷达边坡在线监测预警系统,对采场边坡进行实时监测。研究结果表明:合成孔径雷达边坡在线监测技术集成化、智能化和自动化程度高,可实现高精度全天候在线监测预警,能够有效防范边坡事故发生,极大地提高露天采场边坡变形监测和地质灾害预防装备水平。

由点到面的变形监测技术在露天矿山边坡中的应用研究

随着露天矿山的不断开采,边坡处于不稳定状态,矿山边坡监测已成为保证矿山作业安全不可缺少的重要手段。本文以广州某露天矿山边坡作为研究场地,采用测量机器人监测技术,辅以三维激光扫描技术和近景摄影测量技术实现对边坡由点到面的全面监测,并通过对监测数据的整合分析,实现各种监测方法的优势互补,为边坡的稳定性分析和科学决策提供参考依据。

露天矿山边坡的安全问题及治理方法探究

露天矿山边坡问题一直都是专业难点,为提高矿山开采作业安全性,必须要基于边坡实际情况,确定科学合理的处理方案,避免其在施工过程中出现失稳现象.文章主要围绕露天矿山边坡的安全问题进行分析,并提出相关治理方法.

预应力锚固洞在露天矿山边坡治理工程中的应用研究

预应力锚固洞由传统锚固洞与预应力锚索共同组成,是一种复合抗剪主动支护结构,兼顾传统锚固洞的优势,实现了高预应力、深层加固的功效。以内蒙古某露天矿山边坡治理工程为例,论述了其采用预应力锚固洞,取得了良好的加固效果,为类似边坡工程问题提供参考与借鉴。

露天矿边坡裂隙智能识别与信息解算

节理裂隙是影响露天矿边坡稳定性的重要因素之一,随着图像处理技术以及机器视觉技术的发展,采用智能算法进行识别已成为热点.为快速获取节理裂隙几何信息,通过ResNet系列算法对U-net的骨架构网络进行改进,提出了一种露天矿边坡裂隙识别及几何参数解译方法.利用无人机综合考虑视角、距离、重叠率以及飞行速度等因素对露天矿边坡裂隙航拍获取高清图像,使用全局阈值分割技术进行预处理,并运用随机旋转、随机亮度及对比度调整等方式进行数据增广形成裂隙图像数据集;采用残差网络(ResNet)对U-Net网络的骨架构网络进行改进,提出基于改进U-net网络的边坡裂隙识别模型,基于像素二分类问题采用准确率(Accuracy)、交并比(IoU)和F1分数(F1 Score)作为评价指标,结合裂隙图像数据集对提出模型进行训练和评估,输出裂隙二值图,并与传统裂隙识别方法识别结果进行对比;对裂隙二值图进行裂隙几何参数信息解算,获得裂隙长度、宽度统计分布规律和参数.结果表明:ResNet模型对U-net模型改进可以提高模型的评价指标,随着网络层数加深,评价指标有先增高,后趋于稳定的趋势,在网络层次达到101时评价指标达到最优,Res101-Unet模型的Accuracy、IoU、F1 Score分别为95.12%、60.13%、79.53%,对于简单和复杂裂隙的识别完整度都有提升;利用训练好的Res101-Unet模型对目标边坡上的裂隙进行识别,所得裂隙数量与现场测线方式所得结果一致,证明本模型识别结果与工程实际相符.

大型露天矿山边坡稳定性等精度评价方法

我国既有露天矿山边坡失稳绝大多数发生在台阶边坡或组合台阶边坡,这种总体边坡普遍偏安全、台阶边坡或组合台阶边坡普遍偏不安全的事实说明,用相同的设计安全系数标准评价总体边坡稳定性与台阶边坡稳定性的传统方法有待完善。提出边坡稳定性评价精度概念,建立稳定系数误差与边坡设计安全系数相关关系,在此基础上构建近期静态精度与评价期静态设计安全系数、长期动态精度与服务期动态设计安全系数的关系,为边坡设计安全系数的不确定性问题提供一种确定性解决方案。提出大型露天矿山边坡稳定性等精度评价方法,按照结构面空间位置与边坡部位相匹配、结构面规模与边坡规模相匹配的原则,系统全面地找出控制边坡稳定的关键性结构面及其组合,开展边坡稳定性分级分析,将边坡划分成"稳定的"和"可能破坏的"两种类型;针对可能破坏的总体边坡、组合台阶边坡和台阶边坡,建立边坡稳定性计算模型,找准边坡潜在滑移面所对应的结构面及其潜在滑移方向,开展岩体结构面抗剪强度精细取值,进行边坡稳定性定量计算,实现大型露天矿山边坡稳定性等精度评价,消除稳定系数随机误差以降低边坡稳定性计算的误差水平,提高边坡稳定性评价精度;统一边坡稳定性评价标准,采用相同的设计安全系数评价不同级别边坡的稳定性;均衡不同级别边坡的稳定协调性,确保总体边坡、组合台阶边坡、台阶边坡达到相同的稳定状态。研究表明,大型露天矿山边坡稳定性等精度评价的综合效果,台阶边坡最好、组合台阶次之。

天-空-地协同的露天矿边坡智能监测技术及典型应用

露天开采是我国矿产资源开采的主要方式之一,长期高强度、大规模开采形成了众多高陡边坡,由此带来的边坡失稳及灾害现象十分严重,对其进行有效监测和灾害预警,是边坡治理、安全保障和绿色矿山建设的关键。由于大型露天矿山地形复杂、观测条件困难、影响因素众多,传统的、单一的监测手段均难以奏效。在讨论智能监测相关概念的基础上,介绍了露天矿边坡智能监测的思想、内容和内涵;指出大型露天矿边坡智能监测的核心是天-空-地多平台多模式协同观测,包括时间协同、空间协同、参数协同和智能分析;介绍了目前大型露天矿边坡智能监测的7项关键技术,即导航卫星GNSS在线监测技术、雷达卫星D-InSAR监测技术、光学卫星高分影像监测技术、无人机与TLS联合监测技术、地基红外热像监测技术、顾及大气折光的测量机器人监测技术、基于WiFi的监测信息多终端显示技术。这些手段不仅要强调监测仪器的先进性、鲁棒性和精度,更要发挥多手段的时空互补性和过程协同性,而稳定可靠的通讯网络、快速自动的数据处理和智能综合的分析模块,是实现矿山滑坡智能监测和智能应急的关键。最后,以辽宁抚顺西露天煤矿特大滑坡、鞍钢鞍千铁矿大型排土场和鞍钢弓长岭铁矿滑坡的天-空-地协同观测为典型案例,介绍了适合不同矿山特点和任务需求的露天矿边坡智能监测技术方案及其取得的实效。

考虑软弱夹层蠕变特性的某矿山边坡稳定性研究

以往研究含软弱夹层的边坡稳定性时,多将软弱夹层视作弹塑性体,而忽略其蠕变特性。但在实际工况中,软弱夹层的蠕变特性对边坡稳定性存在极大的影响。为研究软弱夹层的存在状态对岩土体强度变形特性的影响,选用PFC3D离散元软件进行不同条件下的复合岩样标准三轴试验模拟,深入分析其强度变化规律、变形破坏特征以及裂缝分布特性;选用FLAC3D软件建立了依托实际工程的三维模型,选用考虑蠕变特性的Burgers模型,对露天矿山边坡的稳定状态进行深入分析,得到如下结论:1)软弱夹层的倾角、厚度、层数等参数均对复合岩样的强度有显著影响;2)不同软弱夹层倾角下的试验均为剪切破坏,而夹层厚度增大使得试样逐渐转变为张拉破坏,随着夹层层数增加,试样出现更明显的张拉破坏;3)考虑露天矿山软弱夹层的蠕变特性所得强度折减系数比不考虑时降低了约10%,为工程提供了更高的强度储备,可供其他工程参考。

无人机载雷达在露天矿边坡位移监测中的应用

将无人机载雷达技术应用在露天煤矿边坡位移监测中,通过对机载激光雷达系统组成和测距原理的研究,以及数据生成环节和数据处理流程的研究,获取露天矿边坡的数字高程模型。通过对点云数据的分析表明,该技术可获取矿山边坡的数字高程模型及边坡形态,为矿山边坡变形监测与灾害预报提供有效的预警信息。

机载激光雷达技术在边坡监测中的应用

本文采用了一种机载激光雷达技术,用于对露天矿山的边坡形变进行了实时监测,主要是对该技术的构成、测距的工作机理进行了深入的分析,并对该技术进行了详细的分析,得出了该技术在边坡监测中的应用。对点云资料进行了综合处理,结果显示:利用本方法可以得到采场边坡体面的三维立体地形,可以为边坡体形变化的监测和预测、预测等工作奠定基础。

RAGA-PPC云模型在边坡稳定性评价中的应用

为精确评价露天矿边坡稳定性,预防边坡事故发生,首先选取黏聚力、内摩擦角、边坡角、边坡高度、孔隙水压力比、天然容重等6个指标,建立边坡稳定性评价指标体系;其次基于20组样本数据,采用投影寻踪聚类(PPC)算法将多维数据投影在一维平面上,以基于实数编码的加速遗传算法(RAGA)优化投影指标,并计算各指标的权重值;然后采用正向云发生器得到边坡各稳定性等级的隶属度,并据此计算边坡稳定性等级的加权隶属度;最后构建定性与定量相结合的RAGAPPC等级评价云模型,并用5组样本数据验证RAGA-PPC云模型的评价结果。结果表明:影响边坡稳定性的最主要因素是边坡高度;RAGA-PPC云模型评估的20组样本数据准确率为95.0%,检测5组样本数据准确率达到100%。

四川攀枝花某岩质边坡稳定性研究

边坡是露天矿山最主要的结构要素,露天矿山边坡稳定性研究与建筑、公路、水利、铁路等工程边坡对比,具有鲜明的特色、复杂性。本文首先介绍了四川攀枝花某露天矿山岩质边坡工程概况,依次从地形地貌、地层结构、结构面情况、构造分布情况、水文地质条件五个方面分析了研究区地质背景情况,并简要分析了爆破对边坡稳定性的影响,根据《非煤露天矿边坡工程技术规范》(GB 51016-2014)对研究区露天矿山岩质边坡进行了等级划分;最后对该岩质边坡进行稳定性分析研究并提出了相关建议。

边坡雷达在露天矿山高陡边坡监测预警中的应用

随着露天矿山开采活动向深部推进,形成的高陡边坡增加了矿山露天采场边坡崩塌、滑坡的风险。在此背景下,采用地基合成孔径雷达监测系统对矿山高陡边坡进行了监测应用。基于边坡雷达监测数据面覆盖,数据密度大的特点,提出了基于面积和速率的双指标滑坡预警方法,并成功触发了滑坡预警。此外,通过对触发预警的边坡区域的整体变形数据分析,较为准确地预测出了可能发生滑坡的时间。