杏山鐵礦露天轉(zhuǎn)地下開采邊坡變形分析.pdf

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1、第20卷第2期礦冶Vo1．20，No．22011年6月MINING＆METALLURGYJune2011文章編號：1005—7854(2011)02—0001—04杏山鐵礦露天轉(zhuǎn)地下開采邊坡變形分析邱海濤，黃正均，任奮華(北京科技大學(xué)土木與環(huán)境學(xué)院，北京100083)摘要：根據(jù)結(jié)構(gòu)面與邊坡面間的組合關(guān)系及地下礦體開采影響程度的不同，將邊坡巖體分為I、Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ四個區(qū)域，并分析了各個分區(qū)邊坡巖體的穩(wěn)定性狀態(tài)。運用FLAC3D軟件，模擬地下一15m水平開采對邊坡應(yīng)力場、位移場的影響，結(jié)果表明受地下開采擾動的影響，研究區(qū)域位移沉降明顯，

2、下部巖體位移方向指向采空區(qū)，易出現(xiàn)塌落破壞以充填地下采空區(qū)，上部巖體位移方向沿坡面指向采坑底，易出現(xiàn)牽引式滑動破壞。關(guān)鍵詞：杏山鐵礦；位移；邊坡中圖分類號：TDS04；TD325．1文獻標識碼：ADOI：10．3969／j．issn．1005—7854．2011．02．001DEFORMAT10NANALYSISOFTHESL0PEDURINGTHEPR0CESSFR0M0PEN．PITTOUNDERCR0UNDMININGINXINGSHANIRONMINEQIUHai—tao，HUANGZheng-jun，RENFen—hua

3、(SchoolofCivilandEnvironmentalEngineering，UniversityofScienceandTechnologyBeijing，Beng100083，China)ABSTRACT：Accordingtothecombinationrelationbetweenstructuralsurfaceandslopesurface，conditionsofan-dergroundorebody，andSOon，thesloperockmassisdividedintofourdifferentregio

4、ns(I，II，IlI，1V)andtheslopestabilityisanalyzedineachregion．ByFLAC3D，thestressanddisplacementfieldoftheslopeissimulatedduringtheprocessofundergroundmining．Theresultsshowdisplacementsubsidenceofthestudyareaisaffectedbyundergroundmininganditislikelycausecollapsedamageinth

5、elowerrockmassandslidingfailureintheupperrockmass．KEYWORDS：Xingshanironmine；displacement；slope我國的大中型金屬礦山大多都始建于2O世紀盡管很多科研工作者對露天礦邊坡的穩(wěn)定性和破壞50—6O年代，經(jīng)過幾十年的開采，已有80％的鐵礦模式已有深入研究。，但對露天轉(zhuǎn)地下開采次生山進入了中晚期開采階段，部分礦山已在高陡邊坡應(yīng)力場對邊坡巖體力學(xué)場影響的研究還很少。下進行深凹開采?。隨著淺表資源的減少和剝采本文以杏山鐵礦露天轉(zhuǎn)地下開采巖質(zhì)邊坡為主比的增

6、加，露天開采不僅技術(shù)難度加大，而且經(jīng)濟上要研究對象，充分考慮邊坡所賦存的復(fù)雜地質(zhì)環(huán)境也不再可行，因而由露天轉(zhuǎn)為地下開采勢在必行。和各種外界條件，利用基于有限差分原理的數(shù)值模擬軟件，對杏山鐵礦露天轉(zhuǎn)地下開采巖體邊坡的變收稿日期：2011—02—23形規(guī)律進行分析，為露天轉(zhuǎn)地下開采的設(shè)計優(yōu)化和基金項目：“十一五”國家科技支攆計翅【重點項目(2008BAB32A14)；安全開采提供依據(jù)。國家自然科學(xué)基金資助項目(51034001)作者簡介：邱海濤，講師，在讀博士研究生，主要從事地下工程與邊坡穩(wěn)定性方面的研究。礦冶東低，礦區(qū)東北部有一季節(jié)

7、性河流。礦床主體呈一被1杏山鐵礦露天轉(zhuǎn)地下開采邊坡工程F9斷層破壞的向斜構(gòu)造，目前已由露天開采轉(zhuǎn)為地概況與工程地質(zhì)分區(qū)下開采階段，其露天開采已形成邊坡高度達300m，坑1．1工程概況底標高為一33m，最高標高為305m，坡度大約42。。根杏山鐵礦位于遷安鐵礦區(qū)南區(qū)，屬燕山支脈南據(jù)采場現(xiàn)場觀察，采場西南幫現(xiàn)已發(fā)生大規(guī)?；乱宦?，低山丘陵地貌。區(qū)內(nèi)總體地勢為西北、西南高，南處，并還在向南幫繼續(xù)發(fā)展，見圖1。圖1采場滑坡和頂部裂縫Fig．1Mininglandslideandcracksatthetopoftheslope1．2杏山鐵礦

8、露天轉(zhuǎn)地下開采邊坡工程地質(zhì)分區(qū)為了更加確切地反映地下開采過程中邊坡巖體滑移的客觀實際情況。根據(jù)巖體結(jié)構(gòu)特征、巖體不I423l(-連續(xù)面特征、邊坡特征、地下礦體賦存特征、地下礦F9體開采影響程度等，將露天礦邊坡分為I、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ四個區(qū)域。如圖2所示。