基于荷载扰动深度的矿山采动场地稳定性分析

荷载扰动下的安全临界深度作为判别矿山采动场地稳定性的关键指标,对矿山地质安全与变形控制具有重要指导意义。采用极限平衡法分析壁式开采采空区破裂岩体自然平衡应力拱结构特征,利用角点法计算矩形均布荷载作用下地基中附加应力影响深度,推导了地下开采工作面与上方荷载扰动下的临界深度计算公式。以山东省济宁市某矿山采动场地稳定性评价为工程实例的研究结果表明:顾及上覆荷载附加应力的采空区活化的临界深度为159.5m,与采用开采条件判别法和地表移动变形判别法得到的场地稳定性评价结果一致。研究成果可为相似地质采矿条件下采空区破裂岩体结构特征分析与矿山安全地质危险性评价提供理论指导。

综放工作面区段煤柱合理宽度及巷道支护研究

为解决常村煤矿综放工作面准备阶段沿空巷道的支护难题,综合运用经验公式计算、数值仿真模拟、现场调研实测等方法,开展沿空巷道最优煤柱尺寸及支护方案的研究及应用。研究表明:依据弹塑性极限平衡理论计算表明,沿空巷道煤柱宽度不应小于29.14 m,数值模拟表明当煤柱宽度大于30 m时,掘巷期间煤柱内存在稳定的弹性核区,确定最优煤柱宽度为30 m;在2106运输顺槽原支护基础上设计4个优化方案,通过数值模拟选出最优方案,沿空巷道支护效果良好,确定的煤柱宽度和支护方案较科学合理。

某露天矿反倾岩质边坡稳定性分析研究

为研究反倾岩质边坡对露天矿边坡变形的影响,本文基于刚体极限平衡法,利用GeoStudio软件进行不同工况条件下的稳定性计算,结合合成孔径边坡雷达监测数据,对反倾岩质边坡的稳定性进行分析。结果表明:反倾岩质层状边坡对露天采场边坡的稳定性影响较小,采场边坡在自然、地震及爆破3种工况下,采区现状及年度计划均满足安全系数要求;采用合成孔径边坡雷达监测,结合现场监测数据情况,受冻土融化影响,区域受到自然沉降的影响而产生变形,刚体极限平衡法和合成孔径边坡雷达监测技术相互验证采场区域稳定性较好。研究成果可为该类边坡的灾害防控提供理论支撑。

地震对边坡失稳滑动面积的影响研究

提出采用SPH方法和极限平衡法计算的边坡失稳滑动面积来量化地震对边坡失稳后果的影响。首先在Geo-Studio软件建立典型边坡模型,然后通过改变折减系数得到不同的最小安全系数,在此条件下对比分析了同一最小安全系数下地震和非地震边坡的最终和最初滑动面积,并进一步考虑了边坡坡高和临界位移取值对边坡失稳后果的影响。结果表明:地震对边坡的初始滑动面积提升幅度较小,对最终滑动面积随最小安全系数的减小而快速增大;随边坡坡高的增加,边坡最终滑动面积急剧增加,而对初始滑动面积增幅不大;临界位移值增大,对非地震边坡失稳后果影响不大,而地震边坡失稳后果随着最小安全系数的减小而愈加严重。因此在考虑地震对边坡失稳后果的影响时,建议综合考虑最小安全系数、坡高和临界位移值的影响。

岩溶洞穴土质盖层稳定性分析方法及应用

为进一步探讨岩溶洞穴盖层稳定性分析方法,运用ANSYS软件对不同尺寸共36个洞穴模型进行了模拟分析,得到了关于地表拉压应力区范围的线性拟合公式;根据地表压应力区范围和洞穴跨径大小将其分为Ⅰ型和Ⅱ型洞穴,并对塌落体周界水平应力分布进行了修正,采用极限平衡理论得到了岩溶洞穴盖层塌落体稳定系数计算式。实例分析表明,跨径为6 m的Ⅰ型洞穴盖层塌落体稳定系数随半径呈先减小后增大的趋势,稳定性最差的塌落体半径约1.4 m,即该洞穴容易局部失稳发生坛形塌陷,计算结果与现实情况较为吻合,表明本文中提出的岩溶洞穴土质盖层稳定性计算方法具有一定的理论参考价值。

库区滑坡稳定性二维、三维分析与应用

库区滑坡的地形、滑床及其地下水位面等几何形状复杂,具有典型的三维特征,为了更合理地分析评价其稳定性,在同等条件下选取二维剩余推力法和三维极限平衡法同时进行计算对比分析。以某库区滑坡作为实例,分别运用二维、三维方法反演确定其强度参数,计算各典型库水位下的滑坡稳定系数,并对滑坡稳定系数在水库水位变化(包括上升和下降变化)的情况下进行了敏感性对比分析。结果表明,三维方法的计算分析结果更为客观、合理;而且综合二维、三维计算结果进行分析,可得到符合实际的结论,为分析评价库区滑坡稳定性提供了一条好的途径。

准东露天煤矿首采区提前转向边坡稳定性

为解决露天煤矿采区转向时的合理边坡工程位置、超前降深水平及合理边坡形态问题.结合准东露天煤矿首采区提前转向工程实例,运用刚体极限平衡法及数值模拟,探讨边坡降深水平与合理边坡角的关系,提出超前降深水平位置,并分析了边坡的破坏形式及其塑性贯通区形状,为确定转向境界,提前实现横采内排提供有力依据.结果表明:边坡降深到286水平后合理边坡角变化不大.建议西帮北部边坡超前降深到350水平处.边坡岩体的破坏方式为张拉-剪切复合型破坏,边坡开挖后在坡脚形成的应力集中造成的局部岩体破坏是滑坡发生的诱因.

3．5～10m大倾角煤层巷柱式放顶煤阶段高度的确定

根据3．5～10m大倾角煤层巷柱式放顶煤开采巷道布置方式，建立顶煤体力学模型。采用弹塑性理论分析和FLAC^3D数值模拟相结合的研究方法，确定了该采煤方法合理的阶段高度。

某水电站雾化区古崩滑坡体稳定性分析

水电站雾化边坡的稳定性已成水电建设的重要问题之一。通过对雾化区古崩滑坡体工程地质条件的调查,已有变形破坏现象和边坡稳定影响因素的综合分析,认为堆积体边坡可能发生蠕滑-拉裂的变形破坏模式。采用数值计算分析了在天然和泄洪雾化条件下的变形破碎模式,分析表明:边坡变形破坏主要受控于堆积体内部的最大剪应力,在泄洪雾化条件下古滑坡极可能出现复活。最后,通过刚体极限平衡理论对边坡进行了稳定性分析。

强采动影响下碎裂煤柱合理留设及支护技术研究

为了探究强采动影响下沿空巷道合理煤柱宽度的留设问题,综合采用极限平衡理论、FLAC数值模拟和工程实践的方法对煤柱宽度及支护设计的适应性进行了详细阐述。综合分析得出合理煤柱宽度为15 m,并依据围岩的应力和破碎的非对称特性,建立高强预应力锚杆索耦合作用下的非对称支护技术,并在试验段得以工程检验。

掘进工作面卸压区宽度及其主控因素研究

针对煤巷掘进过程中易发生煤与瓦斯突出的问题,对煤巷掘进工作面煤体的卸压区宽度范围进行了理论分析,得出了卸压区宽度受煤层界面摩擦因数、煤体抗拉强度、煤层厚度、煤岩容重、侧压系数及煤层开采深度等多种因素的影响,采用灰色关联分析法确定了煤体的侧压系数为卸压区宽度的主控影响因素,并采用现场实测的方法验证了卸压区宽度数值分析的正确性。提出了煤巷掘进工作面进行煤与瓦斯突出防治措施应用时,应主要以施加外部荷载的防突措施为主,提高煤体的侧压系数以破坏煤体完整性并增大卸压区宽度,使卸压煤体厚度增大从而抵御煤与瓦斯突出。研究结论可以为煤巷掘进面煤与瓦斯突出的研究提供理论指导。

山区高等级公路高填石路堤稳定性研究

近年来山区高等级公路得到迅速的发展,高填石路堤作为其重要的结构形式越来越受到人们的重视。为了分析高填石路堤的稳定性,结合沪蓉西高速公路高填石路堤工程,应用GEO-Studio专业软件中的SLOPE模块对4种工况进行分析研究,总结4种因素对高填石路堤稳定性的影响。

水库区均质边坡安全可靠度实用分析方法

在水库建设和运行期,库区边坡安全对水库施工和运行影响显著,合理评价水库区边坡的安全性,在保证水库安全和评估环境影响等方面均有重要意义。通过合理简化水库区边坡的强度参数不确定性和水位变化随机性,建立了水库区边坡安全可靠度的实用分析方法。该方法包括2个算法:(1)通过分析,提出了基于土强度参数二维正态分布的边坡安全系数概率分布算法;(2)采用Weibull分布描述水位变化规律,提出相关算法,得出了水位变化条件下边坡安全系数的一维先验分布;该方法共有6个参数。采用提出的方法对典型算例进行了计算分析,结果验证了该方法的有效性。该方法对水库区边坡安全评价等方面的研究具有参考意义。

降雨条件下的节理化露天矿高边坡稳定性分析

露天矿的开采形成了许多节理化的人工高边坡,这些边坡的岩土体结构破碎且复杂,因而在考虑边坡的整体稳定性时,地震力和地下水的作用不可忽略。为最大限度地减小开挖量及保证开采过程中的边坡整体稳定,结合青海省某大型露天镍钴矿开采后形成的节理化高陡边坡,在考虑地下水和地震力作用下,通过GeoStudio软件中的几大模块对研究区域整体边坡稳定性进行定量计算分析,并得到降雨条件下边坡稳定性及表面水平位移变化规律。之后通过对计算结果的分析得到研究区域内最佳开采坡角为44°,持续降雨状况下,坡中点的表面水平位移变化最大。最终得到开采坡角的角度对露天矿边坡整体稳定性影响巨大,且对该露天矿的开采提出了一些实用性建议。

厚煤层工作面区段煤柱留设尺寸的合理确定

根据雄山煤矿15303工作面煤层的埋藏特征、煤体强度等工程地质条件,运用极限平衡理论得出巷道一侧煤柱塑性区的宽度为4.37 m,采空区一侧煤柱塑性区宽度为4.68 m,弹性核宽度为2倍的煤柱高度7.74 m,15303工作面煤柱的合理宽度为16.79 m;运用辅助面积理论计算出15303工作面煤柱合理的宽度为14.56 m。综合考虑围岩的受力状态、巷道顶底板变形量、安全状况以及资源回收率等客观因素,确定雄山煤矿15303工作面区段煤柱合理宽度为17 m。

胜利东二号露天矿首采区推进方案边坡稳定性分析

针对胜利东二号露天矿首采区西推方案及西北推方案的边坡稳定问题,结合现场揭露的泥岩弱层等工程地质情况,建立了西推、西北推方案中各端帮、非工作帮不同帮坡角条件下的边坡计算模型,利用极限平衡法进行边坡稳定性计算,得出2种方案各帮在不同帮坡角条件下的边坡稳定性系数。

高地震烈度下的高路堤稳定性影响因素研究

为研究地处地震动峰值加速度达到0.4 g地区的高路堤的稳定性,文中以云南某高速公路为例,采用极限平衡法,设置对比实验组,以稳定性系数F_(s)为表征,定量研究在边坡高度、填方坡比、路基加筋影响下的高路堤边坡稳定性。结果表明,边坡坡率对填方稳定性的影响程度最大(F_(s)=1.05~1.29),路基加筋次之(F_(s)=1.04~1.17),在填方体填筑质量有保障的情况下,填方高度的影响最小(F_(s)=0.99~1.08)。

木瓜煤矿10-215工作面运输顺槽支护设计

合理的巷道支护是保障工作面高产高效生产的重要因素,直接影响着巷道围岩的变形程度及井下的安全。以木瓜煤矿10号煤层10-215工作面实际地质情况为背景,利用多种理论计算的方法确定合理的锚杆支护方案,并在生产实践中取得了良好验证,为类似条件下的回采巷道支护设计提供了一定的借鉴意义。

内蒙古黄土地区高路堤边坡稳定性规律研究

基于高路堤边坡稳定性在断面形式上的相似性,为研究内蒙古黄土地区高路堤边坡的稳定性规律,以内蒙古准格尔旗某高速公路为研究对象研究了区域概况及工程地质条件,讨论了研究区的计算工况划分,选取了典型断面,统计了全线50处高填方边坡段落,归纳了4种典型的断面形式,对高边坡断面建立模型后进行稳定性分析。结果显示:全线高路堤边坡稳定性在天然及暴雨工况下均满足规范要求,研究区填料及地基土工程特性均较好。该方法系统的考虑了公路工程高填方边坡稳定性在断面形式上的相似问题,可为内蒙古黄土地区高路堤边坡稳定性分析研究提供参考。

桂北山区含碎石粘土边坡变形破坏机制及生态防治

以桂北山区含碎石粘土边坡的野外地质勘查资料为基础,分析含砾石粘土边坡的地质背景、基本特征以及形成因素,阐述该地区含碎石粘土边坡的变形破坏机理。总结一般工程防治措施。结合典型工程实例,运用极限平衡法,对含碎石粘土边坡的稳定性进行了对比分析和评价。根据边坡变形特征及稳定性分析,提出采用生态坡面防护、地表排水、预应力锚索、抗滑桩、钢管桩、挡土墙相结合的综合治理方案,对相关研究具有参考价值。