露天矿开采中边坡的稳定性研究
露天采矿学露天矿边坡稳定性分析与维护
露天采矿学露天矿边坡稳定性分析与维护概述露天矿边坡与其他岩土工程边坡相比具有如下特点：）露天矿边坡的规模较大边坡高度一般为～m最高可达～m边坡走向延伸可达数公里因而边坡揭露地层多边坡各部分的地质条件差异大变化复杂。
）露天矿边坡一般不维护故易受风化作用的影响。
）露天矿场频繁的爆破作业和车辆运行使边坡经常受到动荷载的作用。
同时随着采掘、运输及其他设备日益大型化边坡台阶的负荷有日益增大的趋势。
）露天矿的最终边坡由上至下逐渐形成上部边坡服务期长下部边坡服务期则相对较短。
）露天矿边坡的不同地段要求有不同的稳定程度。
边坡上部地表有重要建筑物不允许变形时要求的稳定程度高。
边坡上有站场、运输线路下部有采矿作业时要求的稳定程度较高。
对生产影响不大的地段稳定程度可要求低一些。
露天矿边坡稳定性分析与维护涉及岩体工程地质、岩体力学性质试验、边坡稳定性分析与计算、边坡治理和监测、维护等工作。
影响露天矿边坡稳定性的主要因素和边坡破坏形式影响露天矿边坡稳定性的主要因素影响露天矿边坡稳定的因素较多其中岩体的岩石组成、岩体构造和地下水是最主要的因素此外爆破和地震、边坡形状等也有一定影响。
现将其主要影响因素介绍如下：）岩石的组成岩石的矿物成分和结构构造对岩石的工程地质性质起主要作用通常强度高的岩石边坡稳定性也高片理、层理发育的岩石边坡稳定性相对较差。
）岩体结构边坡岩体的破坏主要受岩体中不连续面（结构面）的控制。
影响边坡稳定的岩体结构因素主要包括下列几方面：结构面的倾向和倾角一般来说同向缓倾边坡（结构面倾向和边坡坡面倾向一致倾角小于坡角）的稳定性较反向坡差。
同向缓倾坡中岩层倾角愈陡稳定性愈差水平岩层稳定性较好。
结构面的走向当倾向不利的结构面走向和坡面平行时整个坡面都具有临空自由滑动的条件对边坡的稳定不利。
结构面走向与坡面走向夹角愈大对边坡的稳定愈有利。
结构面的组数和数量当边坡受多组相交的结构面切割时整个边坡岩体自由变形的余地大切割面、滑动面和临空面多易于形成滑动的块体而且为地下水活动提供了较好的条件对边坡稳定不利。
露天矿山边坡施工稳定性的研究
d o i :10.3963/j .i s s n .1674-6066.2021.03.023露天矿山边坡施工稳定性的研究闫永平,尹 超,姜 南(兖州中材建设有限公司,济南250100)摘 要: 针对新桥硫铁矿及萧县牛头山两个矿山出现的边坡滑坡,分析了影响边坡稳定性的因素㊂由于地质结构㊁岩石性质的不同,其构造极其复杂,加上人为和自然界的因素,就会导致边坡失稳,出现山体垮塌㊁滑坡㊁塌方等灾害的发生㊂通过分析,总结出了制度管理㊁技术管理㊁人员管理㊁水的防治及边坡的防治等措施㊂在露天矿山施工过程中,根据地质结构㊁岩石情况等,制定出合理的爆破方案,将边坡稳定性控制到最佳效果㊂关键词: 露天矿山; 边坡; 稳定性S l o p e S t a b i l i t y S t u d y i nO p e n -pi tM i n e s Y A N Y o n g -p i n g ,Y I N C h a o ,J I A N GN a n (S i n o m aC o n s t r u c t i o n Y a n z h o uC oL t d ,J i n a n250100,C h i n a )A b s t r a c t : I n r e g a r d t o t h e s l o p e l a n d s l i d e i n c u r r e d a t P y r i t eM i n eX i n q i a o a n dM o u n t a i nN i u t o u s i t e s ,t h i s a r t i c l e d e -v e l o p e d t h e a n a l y s i s o n s t a b i l i t y f a c t o r s o no p e n -p i tm i n e s .S l o p e l a n d s l i d e c a u s e sm o u n t a i nc o l l a p s e .T h e r e a r e s e v e r a l f a c t o r sw h i c ha t t r i b u t e t o t h e o c c u r r e n c e o f s l o p e l a n d s l i d e d i s a s t e r s ,s u c h a s g e o l o gi c a l s t r u c t u r e s ,r o c km a s s ,a sw e l l a s m a n -m a d e a n dn a t u r e f a c t o r s .T h es t u d y s u mm a r i z e d m e a s u r e ss u c ha ss y s t e m m a n a g e m e n t ,t e c h n i c a lm a n a g e m e n t ,p e r s o n n e lm a n a g e m e n t ,w a t e r c o n t r o l a n d s l o p e c o n t r o l .T h eb l a s t i n gp l a nw i l l b em a d eb a s e do n g e o l o g i c a l s t r u c t u r e s a n d r o c km e s s a n a l y s i s i no r d e r t oo p t i m i z e t h e s l o p e s t a b i l i t y c o n t r o l .K e y w o r d s : o p e n -p i tm i n i n g ; s l o p e ; s t a b i l i t y 收稿日期:2021-01-20.作者简介:闫永平(1966-),高级工程师.E -m a i l :694202084@q q.c o m 1 影响露天矿山边坡稳定性的因素分析1.1 新桥矿边坡不稳定因素分析矿山为下盘单斜地层的山坡,岩层为顺层边坡,岩性为石英砂岩,同时岩层间赋存有泥灰岩等软弱结构面,岩层倾角在30ʎ~40ʎ之间㊂台阶坡面角为47ʎ和50ʎ,大于岩层倾角,将坡脚切断㊂因该矿地处长江南岸,常年雨水多,地下水丰富,大气降水和地下水都对边坡的稳定形成了危害㊂20世纪70年代,该矿进行过一次较大的硐室爆破,造成了矿山边坡不稳定,同时形成了4个滑坡体的存在,比较大的滑坡体就是2#滑坡体㊂滑坡体存在对下部采矿生产造成了极大的安全隐患㊂下部采坑㊁上盘采场㊁下盘剥离时频频的爆破震动,对边坡的稳定影响也很大㊂1.2 萧县牛头山滑坡体不稳定因素岩层结构西北东南向层状发育(每层厚约5~6m ),地层产状角约46ʎ,边坡角60ʎ,且岩层中含有软弱夹层,边坡角切断㊂下部台阶频繁爆破,爆破震动对边坡有一定的影响㊂夏季雨水较多,大气降水浸蚀了岩层内部的夹土层,导致边坡失稳,出现滑坡㊂68建材世界 2021年 第42卷 第3期1.3自然因素影响1.3.1地质构造矿山的地质构造复杂,岩性多,如含有软弱夹层,节理㊁层理㊁裂隙㊁断层等都比较发育时,边坡稳定性较差;如矿山岩体单一,完整性较好,软弱夹层㊁节理㊁层理㊁裂隙㊁断层等很少或不发育,边坡稳定较好㊂当岩体结构面与边坡面呈现逆层时,边坡比较稳定;当岩体结构面与边坡面呈现顺层时,边坡稳定较差,尤其是含有软弱夹层时,其内部本身就是一个滑坡面,极易出现边坡失稳㊂正如经常遇见的土夹层,边坡稳定性较差,出现滑坡㊁塌落或倾倒的概率较大㊂1.3.2水文地质当矿山地下水丰富时,经过长时间的侵蚀,边坡就会有落石,出现小面积滑坡或塌落;如果岩体内含有软弱夹层时,经过地下水长期的浸蚀,易出现边坡滑移㊂在南方的一些矿山,大多属此类状况;而在北方的一些矿山,由于雨水较少,对软弱夹层的影响较小;只有连续的强降水过程,会使软弱夹层边坡面出现滑坡现象,例如萧县牛头山滑坡体就和这类情况有关[1,2]㊂1.3.3风化作用长时间的风化作用会使一些抗风化性能较差的松软岩石自身强度降低,整体性较差,易出现滑坡㊁塌方㊂在同一个露天矿山,同样的岩性,上部边坡因开采时间较早㊁暴露时间长,比下部边坡风化程度大,稳定条件也相应降低㊂1.4人为的因素影响1.4.1爆破震动的影响矿山日常爆破对坡的持续扰动,增加了边坡的不稳定性㊂尽管已采用毫秒爆破技术,有时也采用逐孔起爆或两孔起爆,或尽可能地降低单位炸药消耗量,但对边坡形成的震动影响仍然较大,导致边坡表面岩体进一步破碎,诱发边坡滑动,坡面岩石滚落,台阶局部崩塌等㊂1.4.2施工的影响不按设计施工开采,台阶坡面角大于设计,或平台的开采不按设计推进,导致边坡不规整,坡脚被破坏,边坡形成伞檐状,造成边坡失稳,形成滑坡㊁塌方等㊂当操作人员不遵守爆破设计,穿孔质量不高,爆破作业后造成坡脚破坏,引起边坡失稳㊂当操作人员不听从指挥,挖装过程中,随意挖装,都将引起边坡不稳定㊂2露天矿山边坡稳定安全的措施在露天矿山的施工过程中,边坡稳定性随着穿孔㊁爆破㊁挖装㊁运输等作业的进行而变化㊂即使矿山规模并不相同,但是边坡稳定的防范措施都是一样的㊂为防止边坡事故,减少或控制边坡破坏所产生的严重后果,可采用以下措施:2.1制度管理加强矿山的安全生产监督管理与安全教育工作,加大矿山安全技术与管理人员的安全培训力度,建立专门边坡维护队伍,建立安全规章制度,实行安全生产责任制㊂对边坡应进行定点定期观测,对重点部位和潜在滑坡危险的地段,发现险情应及时处理㊂2.2技术管理首先要加强水文㊁地质调查;其次,确定合理的矿山开采要素㊁开采顺序和推进方向,做到科学合理地开采;第三,在施工开采中选择合理爆破方法㊁孔网参数,减少坡脚超挖;第四,要运用数码雷管,可以大幅降低爆破对边坡的扰动;最后,在施工过程中综合运用预裂爆破等措施,减少爆破震动对边坡的影响[3]㊂2.3人员管理加强矿山安全教育与业务培训,加强技术人员的专业培训与指导,以提高技术管理人员的专业素质㊂加强对操作人员的技术交底和质量管理,以保证施工质量㊂2.4水的防治对于露天矿山特别是凹陷露天矿,水的防治尤为关键㊂可在最终边界外修筑截洪沟或排水沟,防止地表泾流进入矿体,将水尽可能地排出矿界以外地带,减少水对边坡的危害[4]㊂782.5边坡结构面防治措施对已形成的边坡,视情况,可采取挂网㊁喷锚㊁边坡种植權木或爬山虎等绿植进行边坡加固和绿化㊂2.6新桥矿边坡技术措施针对新桥矿边坡的施工,根据马鞍山矿山研究院的研究设计,采取预裂爆破,将一次爆破药量控制在400k g以内㊁每次爆破总药量控制在4000k g以内,减少爆破震动,尽可能地减少对边坡的扰动㊂2.7萧县矿山滑坡体处理措施借鉴新桥矿预裂爆破施工方法和经验数据,对萧县牛头山滑坡体进行处理㊂3对边坡施工的建议1)矿山施工前,一定要进行详致的地质调查,充分了解水文地质条件;2)在未进行大范围施工开采时,针对矿山不同地质结构等,先进行爆破参数的试爆,选择出不同岩体结构㊁不同岩性合理的爆破参数;3)企业要加强制度建设,强化人员管理和技术交底,加强边坡的稳定性监测;4)施工单位㊁建设单位㊁地质勘探单位及设计单位等四方要紧密联系,发现边坡失稳,要及时整改㊁处理㊂4结语通过对露天矿山边坡稳定性分析,明确了边坡失稳的影响因素㊂在以后的露天矿山施工中,针对影响边坡稳定性的因素采取相应的技术和管理措施,不断探索确保边坡稳定的新方法㊁新工艺,以确保矿山边坡稳定,安全生产㊂参考文献[1]王运敏.现代采矿手册(中册)[M].北京:冶金工业出版社,2012.[2]于庭安,戴兴国.露天矿边坡稳定性的安全因素分析[J].矿业安全与环保,2008,35(1):73-76.[3]汪旭光.爆破设计与施工[M].北京:冶金工业出版社,2011.[4]徐九华.地质学[M].4版.北京:冶金工业出版社,2008.88。
露天转地下开采边坡稳定性研究现状分析
露天转地下开采边坡稳定性研究现状分析露天转地下开采是一种常见的矿山开采方式，其特点是将原本露天矿山的开采工作转移到地下进行。
这种开采方式带来了许多新的挑战，其中之一就是开采边坡稳定性的问题。
由于地下开采对地表的影响，容易导致开采边坡的破坏和失稳，因此研究和分析露天转地下开采边坡稳定性的现状非常重要。
一、露天转地下开采的影响因素露天转地下开采对边坡稳定性的影响受到多种因素的影响，其中包括地质条件、采矿方法、开采深度、水文地质条件等。
这些因素综合起来影响了边坡的稳定性，因此在研究边坡稳定性时需考虑这些因素的综合影响。
1.1地质条件1.2采矿方法不同的采矿方法对开采边坡的稳定性有着不同的影响。
传统的露天开采和地下开采的方法不同，对边坡的破坏和稳定性影响也不同，在研究边坡稳定性时需考虑不同采矿方法的影响。
1.3开采深度开采深度是另一个影响边坡稳定性的重要因素。
开采深度的增加会加大对地表边坡的影响，因此在研究边坡稳定性时需要考虑开采深度对边坡稳定性的影响。
水文地质条件对边坡稳定性有着巨大的影响，地下水的涌出对边坡稳定性的影响尤为显著。
因此在研究边坡稳定性时需要充分考虑水文地质条件。
二、边坡稳定性研究方法在研究露天转地下开采边坡的稳定性时，通常采用的研究方法主要包括野外调查、数值模拟、物理模型试验和数学分析等方法。
2.1野外调查野外调查是最直接的方法，可以通过对现场的观测和测量来了解边坡的状况和变形过程，为后续的分析提供真实的数据基础。
2.2数值模拟数值模拟是在现有数据的基础上通过计算机仿真来模拟边坡的稳定性状况，可以快速有效地对边坡稳定性进行分析。
有限元法和离散元法是两种常用的数值模拟方法。
2.3物理模型试验物理模型试验是利用实验室的模型来模拟开采边坡的情况，通过对模型进行实验来研究边坡的稳定性。
2.4数学分析数学分析是使用数学方法对边坡的稳定性进行分析，通常包括力学分析、地质力学分析等方法。
三、国内外研究现状分析国内外对露天转地下开采边坡稳定性的研究已经取得了一定的进展，下面分别对国内外的研究现状进行分析。
露天矿山边坡稳定性研究
露天矿山边坡稳定性研究摘要：随着我国基础建设的大力发展，水泥及砂石料的需求量一路攀升，市场竞争日趋激烈的今天，为实现资源的充分利用，矿山边坡问题日益突出。
边坡稳定性不仅影响矿山的自身稳定和安全，而且直接影响开采成本。
因此，对边坡稳定性的分析就显得格外重要，它为矿山的安全开采、资源充分利用提供科学的依据。
关键词：露天；矿山；稳定性；分析前言石灰石矿山普遍为露天矿开采，共性的问题是随着深度的加深和开采范围的扩大，加上复杂的工程地质条件、水文地质条件及爆破的影响，必然引起边坡的位移，位移的大小直接反映了边坡的稳定程度。
露天矿边坡在其服务年限内的稳定性，-直是矿业生产部门及地质人员最为关心的课题。
因为它不仅直接关系到作业人员及设备的安全，同时也影响着生产的顺利进行。
为此，对边坡进行破坏模式和边坡稳定性计算分析，确定边坡角的推荐值成为矿山开采工作的首要任务。
云南永保特种水泥有限责任公司金山分公司石灰石矿山，许可开采标高介于2500~2916m，高差为416m，为高边坡，边坡的危害等级为Ⅲ级，边坡安全等级为Ⅱ级。
稳定性分析采用收集资料、工程地质测绘、工程地质钻探、原位测试、三维地形测量等手段，通过不平衡推力传递系数法校核萨尔玛法得到的边坡稳定系数，按正交试验法进行边坡最优边坡角的选取。
1项目概况矿山位于丽江古城西南水泥有限公司厂区北侧，地理坐标北纬26°58′02″～26°58′34″、东经100°20′32″～100°21′01″。
开采方式为露天开采，采矿方法采用浅孔爆破。
依据设计，台阶高度15m，最小工作平盘宽度45m、最小工作线长度90m、台阶坡面角50°、55°、60°、采场内运输平台宽度9.5m、安全平台宽度4.0m，清扫平台宽度6m。
2勘察方法及手段云南永保特种水泥有限责任公司金山分公司石灰石矿山边坡勘察工作主要采取了如下的勘察方法及勘察手段：2.1收集资料搜集和研究了场地区域地质、地震资料及场地已有的工程勘察、设计技术资料。
露天矿开采边坡稳定性影响因素和防治措施
露天矿开采边坡稳定性影响因素和防治措施摘要：随着科学技术发展,露天采矿工程边坡已经成为困扰矿山安全生产的重要问题,其稳定性是保证矿山正常生产的先决条件。
露天矿山开挖后在一定程度上破坏和扰动原来较为稳定的岩体而形成新的人工边坡,随着回采工作的逐年推进,大量的永久性边坡随之形成。
它们的稳定性随着时间的延长逐渐降低,对生产、生活的安全威胁将会随之增大。
因此,对露天边坡稳定性影响因素的分析也就变得尤为重要。
本文就露天矿开采边坡稳定性影响因素和防治措施进行了分析。
关键词：露天矿开采；边坡稳定性；影响因素；防治措施一、露天矿边坡的特点第一，边坡坡度高的特点。
露天矿边坡一般较高，高度从几十米到几百米不等,边坡走向从几百米延伸可达数公里,因而边坡揭露的岩层多，边坡各部分地质条件差异大、变化复杂。
第二，易受荷载影响较大的特点。
露天矿因大型机械作业设备施工频繁，边坡容易受到荷载力的影响，使得边坡的稳定性逐渐降低，长此以往，边坡必将坍塌。
第三，易滑坡的特点。
露天矿的边坡稳定性具有下端稳定性强、上端稳定性差的特点，并且上下区间软夹层是比较多的，长时间受到分化作用或者不同水质条件侵蚀作用，产生滑坡问题。
露天矿在实际开采过程中上部边坡的服务时间长于下部边坡的服务时间，因此，下部边坡的稳定性要求要高于上部边坡的稳定性。
第四，易破碎的特点。
因露天矿的边坡主要采用爆破的形式或者机械采掘的形式形成的，严重破坏了岩体的稳定性，使得露天矿的边坡岩体受到外力作用的条件下易产生破碎的情况，如露天矿开采中经常出现爆破活动，使得边坡很容易受到震动，整体性较差的岩体就会产生破碎。
二、露天矿开采边坡稳定性影响因素1、地质因素。
影响露天矿边坡稳定性的地质因素主要包括岩石性质、结构面、岩体孔隙度和地应力等四个方面。
（1）岩石性质。
露天矿施工场地的岩石性质是影响边坡稳定性最直接的因素，通常情况下，岩石的强度越高，露天矿边坡稳定性越好，反之，岩石的强度越低，露天矿边坡稳定性越低。
219528727_露天矿开采过程中边坡稳定性分析
世界有色金属 2023年 4月上40采矿工程M ining engineering露天矿开采过程中边坡稳定性分析李书敏（武汉荣璟工程有限公司，湖北 武汉 ４３００５０）摘 要：针对露天矿开采过程中边坡稳定性进行分析，提出了圆弧法、应力云图等边坡稳定性判断方式，解决了边坡稳定性分析难的问题，实现对边坡稳定性的精准辨识，确保边坡符合开采条件的要求。
基于边坡稳定性的研究成果表明：在稳定的边坡开采环境下，不仅可以提高作业安全性，还能够准确地控制边坡的规模，提高露天矿开采的规范程度。
研究成果可应用于露天矿边坡稳定性的判断，保证边坡稳定性控制的严格性，保障露天矿开采过程顺利进行。
关键词：露天矿；边坡；稳定性中图分类号：ＴＤ８０４ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００２－５０６５（２０２３）０７－００４０－３Analysis of slope stability during open-pit mining processLI Shu-min（Ｗｕｈａｎ Ｒｏｎｇｊｉｎｇ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｃｏ．， Ｌｔｄ，Ｗｕｈａｎ ４３００５０，Ｃｈｉｎａ）Abstract: Ｉｎ ｖｉｅｗ ｏｆ ｔｈｅ ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ ｓｌｏｐｅ ｓｔａｂｉｌｉｔｙ ｉｎ ｔｈｅ ｐｒｏｃｅｓｓ ｏｆ ｏｐｅｎ－ｐｉｔ ｍｉｎｉｎｇ， ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ｐｒｏｐｏｓｅｓ ａｒｃ ｍｅｔｈｏｄ， ｓｔｒｅｓｓ ｎｅｐｈｏｇｒａｍ ａｎｄ ｏｔｈｅｒ ｓｌｏｐｅ ｓｔａｂｉｌｉｔｙ ｊｕｄｇｍｅｎｔ ｍｅｔｈｏｄｓ， ｗｈｉｃｈ ｓｏｌｖｅ ｔｈｅ ｐｒｏｂｌｅｍ ｏｆ ｓｌｏｐｅ ｓｔａｂｉｌｉｔｙ ａｎａｌｙｓｉｓ， ａｃｈｉｅｖｅ ａｃｃｕｒａｔｅ ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ ｓｌｏｐｅ ｓｔａｂｉｌｉｔｙ， ａｎｄ ｅｎｓｕｒｅ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｓｌｏｐｅ ｍｅｅｔｓ ｔｈｅ ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓ ｏｆ ｍｉｎｉｎｇ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ． Ｔｈｅ ｒｅｓｅａｒｃｈ ｒｅｓｕｌｔｓ ｂａｓｅｄ ｏｎ ｔｈｅ ｓｌｏｐｅ ｓｔａｂｉｌｉｔｙ ｓｈｏｗ ｔｈａｔ ｕｎｄｅｒ ｔｈｅ ｓｔａｂｌｅ ｓｌｏｐｅ ｍｉｎｉｎｇ ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ， ｎｏｔ ｏｎｌｙ ｔｈｅ ｏｐｅｒａｔｉｏｎ ｓａｆｅｔｙ ｃａｎ ｂｅ ｉｍｐｒｏｖｅｄ， ｂｕｔ ａｌｓｏ ｔｈｅ ｓｃａｌｅ ｏｆ ｔｈｅ ｓｌｏｐｅ ｃａｎ ｂｅ ａｃｃｕｒａｔｅｌｙ ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ， ａｎｄ ｔｈｅ ｓｔａｎｄａｒｄ ｄｅｇｒｅｅ ｏｆ ｏｐｅｎ ｐｉｔ ｍｉｎｉｎｇ ｃａｎ ｂｅ ｉｍｐｒｏｖｅｄ． Ｔｈｅ ｒｅｓｅａｒｃｈ ｒｅｓｕｌｔｓ ｃａｎ ｂｅ ｕｓｅｄ ｔｏ ｊｕｄｇｅ ｔｈｅ ｓｔａｂｉｌｉｔｙ ｏｆ ｔｈｅ ｏｐｅｎ ｐｉｔ ｓｌｏｐｅ， ｅｎｓｕｒｅ ｔｈｅ ｓｔｒｉｃｔｎｅｓｓ ｏｆ ｔｈｅ ｓｌｏｐｅ ｓｔａｂｉｌｉｔｙ ｃｏｎｔｒｏｌ， ａｎｄ ｅｎｓｕｒｅ ｔｈｅ ｓｍｏｏｔｈ ｐｒｏｇｒｅｓｓ ｏｆ ｔｈｅ ｏｐｅｎ ｐｉｔ ｍｉｎｉｎｇ ｐｒｏｃｅｓｓ．Keywords: ｏｐｅｎ ｐｉｔ ｍｉｎｅ； Ｓｌｏｐｅ； ｓｔａｂｉｌｉｔｙ收稿日期：２０２３－０２作者简介：李书敏，女，生于１９９１年，汉族，湖北黄石人，本科学士，工程师，研究方向：地质灾害危险性评估及勘察设计。
矿山露天开采境界优化及边坡稳定性分析
矿山露天开采境界优化及边坡稳定性分析摘要:矿山露天开采是一种重要的矿产资源开采方式，然而，开采过程中存在边坡稳定性问题。
本文以矿山露天开采境界优化及边坡稳定性分析为研究对象，通过对该问题进行分析和研究，提出了一种改进的方法。
关键词:矿山露天开采；境界优化；边坡稳定性；分析引言矿山露天开采是对地下矿产资源进行开采的重要方法之一。
然而，露天开采存在着边坡稳定性问题，这将对开采过程的安全性和效率产生重大影响。
因此，对矿山露天开采境界优化及边坡稳定性进行研究具有重要意义。
一、矿山露天开采境界优化方法矿山露天开采境界优化一直是矿业领域的关键问题之一。
在传统的开采中，通常采用直线或曲线境界来界定矿山开采区域，但这种方法忽略了矿山周围的地质条件和边坡稳定性。
因此，为了提高开采效益和确保边坡的稳定性，矿山露天开采境界的优化研究迫在眉睫。
矿山露天开采境界优化的方法可以从多个角度进行分析。
地质条件分析是十分重要的一步。
通过详细地调查矿区的地质条件，包括岩性、倾角、断裂带等因素，可有效地评估边坡的稳定性，并进而确定最佳的开采境界。
其次，结合现代技术手段，如遥感、地理信息系统等，可以更加准确地分析地质数据，进而优化矿山的开采境界。
此外，矿山露天开采境界优化还需要考虑经济效益和环境保护的因素。
通过评估不同境界下的矿石开采量和成本，可以找到最佳的开采境界，实现最大化的利润。
同时，要充分考虑开采对周围环境的影响，如水土保持、水资源管理等，以确保开采对环境的破坏最小化。
矿山露天开采境界优化是一个复杂而关键的问题，旨在实现矿石开采的高效率和边坡的稳定性。
通过综合考虑地质条件、现代技术手段、经济效益和环境保护等因素，可以找到最佳的开采境界。
这将为矿业企业提供更可靠的决策依据，并为矿区的可持续发展奠定坚实基础。
二、边坡稳定性分析方法在矿山露天开采境界优化和边坡稳定性分析中，边坡稳定性的分析是一个关键环节。
边坡稳定性分析的方法可以分为定性分析和定量分析两种。
露天矿山边坡稳定性研究
露天矿山边坡稳定性研究摘要：露天矿边坡具有的失稳和变形行为通常与露天矿周边的地质条件及外部环境等很多因素有关，而这些因素具有的随机多变性和复杂性，会直接导致地理位置不同的边坡其变形和位移的发展方向不同。
为此，了解边坡稳定性的失稳影响因素与防治措施对于指导露天矿边坡的稳定工作及矿山的未来发展有着重要的意义。
关键词：露天矿山；边坡；影响因素；稳定性1露天矿边坡稳定性影响因素1.1内部影响因素（1）地质分布情况。
露天矿山的地质成分组成主要由裂隙层结构、软夹层结构、节理、软面结构、破碎带结构等。
这些结构的实际分布情况直接决定了边坡的稳定性，此外，山体岩石的力学性质与边坡稳定性的关系也非常密切。
通常情况下，山体岩石硬度越高，边坡稳定性就越强，大多数边坡崩塌滑坡等现象都是发生在灰岩、砂质岩或者泥岩岩层中。
（2）岩体结构和结构面。
岩体的结构体与结构面，共同决定了岩体特性，对边坡稳定性的影响也至关重要。
沉积岩是露天边坡的重要组成部分，其含有大量软弱岩层与断层破碎带，遇水变塑性，岩体的流变特性是导致边坡受损的最根本原因。
1.2外部影响因素（1）后天自然因素影响边坡稳定性。
在金属矿山边坡工程中，影响其稳定性的后天自然因素主要包含地下水侵蚀、风化、温度变化以及来自自然环境的压力因素。
其中风化对于岩体表面结构会产生一定程度的破坏，在自然风的影响下岩体表面层会在扩张力的作用下产生裂纹，一旦裂纹数量超过了限制便会极大的降低岩体结构稳定性。
而温度的急剧变化则会使岩底内部和外部受力不均，在膨胀和收缩的作用下便会导致岩体开裂。
而地下水侵蚀对于岩体结构和矿山边坡的稳定性影响是最为严重的，水体在破碎的岩石结构及裂纹中流动，时间久了便会造成裂纹的扩张和岩石颗粒的流失。
这种侵蚀变化虽然缓慢，但是对于边坡结构稳定性的长久影响确是值得研究人员重点关注的。
（2）人为因素破坏了边坡稳定性。
人为活动对于露天金属矿山边坡稳定性造成的影响也是非常显著的，而大部分影响因素都来自于矿山开采过程中的爆破和机械设备运行。
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露天矿开采中边坡的稳定性研究
摘要：近年来，科学技术的发展迅速，我国的采矿工程建设的发展也有了相应的进步。
露天矿的开采设计工作中最为关键的环节就是边坡的设计工作，其中露天边坡角的择取工作更是重点工作中的关键内容。
如果边坡角太大便会极易出现边坡失稳等不良情况；而如果边坡角太小的话，虽说能够充分确保边坡的稳固性，但是会大程度降低可露天开采资源的面积，不利于矿产企业的经济效益。
在地下开采转变成露天开采的过程中，极易受到多方面因素的干扰，在露天采掘环境中通常会潜存着大量形状各异、成因不详的采空区域。
地下改露天采掘属于非常繁杂且多变的工作项目，在各种因素共同影响的情况下，露天开采边坡的位移改变与应力情况和单一情况下的采掘工作相比，属于更为复杂的体系。
关键词：露天矿开采；边坡；稳定性研究
引言
在露天矿山生产中，露天采场开采境界参数的合理选择对矿山企业的安全具有重要意义。
因此，选择经济合理的剥采比尤为重要。
在露天开采境界众多参数中，最终边坡角的影响最直接，而最终边坡角对边坡最大影响是其安全稳定性。
因此，判断边坡参数设计是否合理的重要手段是进行边坡稳定性分析，优选出既能保证边坡安全又能取得更多经济效益的露天边坡参数。
1重要性
边坡体的变形以及稳定状况是实际施工过程中的重要监测指标，其对于工程的安全有着极其重要的作用，因此影响边坡稳定状况的因素分析则成了相关研究领域中不容忽视的课题。
经相关学者所做的研究发现：内摩擦角、黏聚力、台阶高度、台阶宽度、坡度、卸载平台宽度、原地基处理是否合格、填筑体的压实程度、地面水位等对边坡稳定状况均存在着不同程度的影响，其中原地基处理是否合格更是直接对边坡稳定状况起着决定性的作用，其余因素也对边坡稳定状况有
着显著影响。
因此，施工过程中以及竣工后都应该加强对边坡土体竖向以及水平向位移的监测，以便及时采取相应措施以规避严重安全事故的发生。
2露天采场边坡稳定性分析
2.1边坡破坏类型
露天矿边坡稳定性分析是一项复杂的工程，其影响因素复杂多变。
不同矿山具有不同的工程地质条件，露天矿山边坡工程具有明显的时效性、变形性和动态变化特征。
因此，露天矿边坡明显不同于其他工程地质边坡。
其岩质边坡是一个复杂的地质组合，导致其变形破坏的因素和模式也是复杂多样的。
然而，一般来说，工程实践中最常见的边坡破坏类型主要有平面滑动、圆弧滑动、楔体破坏、倾倒破坏和屈曲破坏。
由于露天矿边坡岩体结构相对完整，在数值模拟过程中边坡破坏模式主要为圆弧滑动。
2.2边坡稳定性分析方法
随着计算机技术的迅猛发展，边坡稳定性分析方法亦呈现出多样性，归结起来其计算原理都是一致的。
目前，应用较多的计算方法主要包括：强度折减法、极限平衡法、毕肖普法、余推力法、有限元法及非连续介质力学等。
采用极限平衡法对露天矿边坡进行稳定性分析，以安全系数作为评价指标。
计算时采用边坡稳定性分析软件Geo-Slope进行计算，根据边坡各岩层的不同内摩擦角与黏聚力，模拟边坡潜在滑移面在不同条件下的破坏过程，计算出边坡稳定性安全系数。
3优化措施分析
3.1边坡稳定性分析
影响边坡稳固度的因素是多种多样的，例如，矿山地质问题、水文条件、边坡形状、采掘工艺、经济情况等等。
各种因素间都有密不可分的联系性，互相影响互相作用。
以下主要总结了三种分析边坡稳固性的方式：第一，弹塑性力学核算方式。
经过对微元的应力进行核算来评判微元是不是能够进行拉伸、屈服、弯折和断裂等，通过这种方式来评判是不是能够使材料的部分或者全部进行损坏。
第二，极射赤平投影辨识方式。
之所以会出现不同类型坍塌情况，重点是因为地
质间断面和采掘面间存在差异性的几何关联导致的，这类断面几何体可以用极射赤平投影方式来展现。
现阶段，应用最为普遍的极射赤平投影包括：施密特网以及吴尔福网。
第三，刚体极限平衡分析方式。
一帮能够假设成任何一个滑移面，在滑移面中的屈服部分所遭遇的损坏无法满足所有局部，但是能够满足整体性。
是不是会出现滑移问题，重点是滑体的滑动强度、滑动速度和滑床决定的。
3.2防治措施
第一，治理水害。
地表排水方式一般会在边坡的坡面处开设适用的排水沟槽，另外针对裂缝来讲，可实施深度充填处理，从而达成密封的目的。
第二，优化生产。
对于开采期间造成的爆破震荡情况，一般可优化爆破的方法，对爆破数值进行持续调节，在缩减炸药的适用量期间可利用预裂爆破法和缓冲爆破法等方式，以充分降低对于边坡的损坏程度。
第三，其他方案。
一般来讲，露天煤矿边坡要比煤炭裸露在环境中的时间长很多，所以应该利用一些方法对边坡煤炭进行遮盖，以免产生煤炭自燃问题，进而降低了边坡的稳固度。
在工作环境良好的状态下，可利用靠帮内排的方法实施处理工作，进而充分降低边坡外露的时长，最终有效提升边坡的稳固性。
第四，露天开采场地边坡设置参数的推荐。
露天采掘最后的边坡角度、台阶边坡角度和边坡采掘各个部分的岩石情况，构造面生产情况、综合状态和边坡之间的空间联系、采掘扰动详情与边坡出现时长等具有较大关联性，当前计划的边坡角主要是按照现在项目地质情况与煤矿采掘详情明确的，在后续生产过程中，煤矿企业可以综合深处暴露的岩石地质详情，在存有不稳固因素的区域对边坡进行放缓设置，确保采掘工作的安全性。
3.3边坡监测手段
第一，对边坡应力进行监测。
现阶段，通常会将监测设备安置在锚杆上，由此使用的监测方式主要有三种，包括：（1）锚杆尾部监测法。
（2）锚杆杆体串接振弦监测法。
（3）锚杆表层贴片监测法。
用到的传感器种类也很多，包括：机械方式、电气方式、广弹方式和液压方式等。
第二，渗流监测。
在实际工作中总结导致边坡垮塌的因素非常多，而水和边坡角度的设置是其中最大的干扰因素，所以需要对自然降水和地下水开展充分的监督控制工作。
就地下水渗漏的问题来讲，孔隙水压力对边坡的稳固度具有关键的影响力，现阶段，国内在对裂痕水压
和孔隙水进行监控时均是采用水压计来进行的。
原地基处理是否合格直接决定着边坡是否稳定，其他因素也对边坡稳定状况有显著影响。
在实际施工过程中，要做好对边坡体竖向以及水平向位移的实时监测，以便及时采取相应措施进行处理以免产生安全事故。
结语
（1）在矿山正常生产过程中，应加强岩石力学试验、工程地质调查、水文地质调查等相关研究工作；（2）加强边坡稳定性管理措施，对有裂缝或错位的边坡岩体及时加固，并根据现场实际情况采取预应力锚索锚固、钢筋网+喷射混凝土或土工格栅等支护措施；同时，建议矿山每3~5年进行一次专门的边坡应力应变监测，确保矿山安全生产；（3）为减少爆破震动对露天边坡稳定性的影响，露天台阶爆破实施过程中采用预裂爆破技术，减少爆破震动对边坡的扰动和破坏；（4）加强边坡防排水处理措施，做好台阶边坡的截洪沟和排水沟，及时排除空气、降水和地下水，确保边坡稳定。
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