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2021年第06期
2021-06-25
25

露天矿多软弱夹层边坡变形机理与形态优化研究

  • 作者:

    田宇
    张波
    刘博文
    王振伟
    魏真
    闫杰
  • 关键词:

    露天矿
    顺倾边坡
    边坡变形
    边坡形态
  • 作者单位:

    中煤西安设计工程有限责任公司
    华能伊敏煤电有限责任公司 伊敏露天矿
    中国矿业大学(北京)能源与矿业学院
    北方工业大学
    煤炭科学技术研究院有限公司 安全分院

摘要

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摘要:

针对露天矿多弱层顺倾到界边坡形态设计问题,结合现场实际情况,通过对地质构造、岩层岩性、软弱夹层赋存情况等工程地质特征进行分析,基于刚体极限平衡理论与数值模拟的手段,研究了含多弱层-断层构造复合顺倾边坡的变形破坏特征、滑坡模式以及不同弱层对边坡稳定性影响程度;采用分段优化方式对到界边坡最终形态进行优化,确保了端帮到界开采过程中煤炭采出的安全高效,为类似边坡工程的滑坡防治提供参考。研究结果表明:露天矿含多弱层-断层构造复合顺倾边坡中,上部岩体含多弱层且岩层风化严重,强度较低,随矿坑深度增加,下部断层带处岩体对上部岩体的约束作用减小,露天煤矿端帮多弱层顺倾边坡的潜在滑坡模式为下部牵引致使沿弱层发生顺层滑动,软弱泥岩是滑坡的主控层,泥岩弱层和断层破碎带的相对位置关系是滑坡的主控因素;当F5断层以上区段坡角为12°,F5断层以下区段坡角为18°,整体坡角为14°时,边坡能够处于稳定状态。

  • 最终边坡优化模型示意
  • 下区段坡角与Fs关系曲线
  • 整体坡角与Fs关系曲线
  • 边坡应力场
  • 边坡位移场
  • 最大不平衡力曲线
  • 边坡计算模型
  • 边坡工程地质简化模型
田宇,张波,刘博文,等.露天矿多软弱夹层边坡变形机理与形态优化研究[J].煤炭科学技术,2021,49(6):189-194. TIAN Yu,ZHANG Bo,LIU Bowen,et al.Study on deformation mechanism and shape optimization of multi-weak interlayer slope in open-pit mine[J].Coal Science and Technology,2021,49(6):189-194.

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