资源描述：
《FLAC3D在平庄西露天矿陡帮边坡稳定性分析中的应用.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、采矿工程露天采矿技术2008年增刊·29·FLAC3D在平庄西露天矿陡帮边坡稳定性分析中的应用112曹兰柱,贾兰,韩志华(1.辽宁工程技术大学资源与环境工程学院,辽宁阜新123000;2.平庄煤业集团西露天煤矿,内蒙古赤峰024000)摘要:随着采矿技术的进步和边坡检测技术的突破,陡帮开采在国内外的许多露天矿得到成功应用。陡帮开采经济效益十分明显,因而高陡边坡的稳定性分析与控制就成为问题的关键。本文运用FLAC3D数值模拟对工作帮基底等主要影响因素进行研究,揭示了高陡岩体变形、移动规律、滑坡机理并提出防治措施,保证露天矿安全生产并获得最大经济效益。关键词:边坡;数值模拟;稳定性分析中图分类号:
2、TD824.7文献标识码:B文章编号:1671-9816(2008)增刊-0029-031概述域合力的影响。如果合力不等于零,结点就具有了失稳力,就要产生运动。假定结点上集中有连接该结点边坡的稳定性主要受岩体中结构面、夹层、夹层的质量,于是,在失稳力的作用下,根据牛顿定律,结中充填物的物理力学参数控制。目前边坡的稳定性点就要产生加速度,进而可以在一个时步中求得速分析方法有很多种,最常规的是极限平衡分析法,其度和位移的增量。对于每一个区域而言,可以根据其特点是方便快捷,很多工程单位都采用该方法来计周围结点的运动速度求得它的应变率,然后根据材算、设计。极限平衡分析法不能解决分析边坡应力和料的本构关
3、系求得应力的增量。应变的问题。后来出现了有限元分析边坡的稳定性。有限元在解决小变形方面有其优越性,但通常的边3工程实例坡破坏为大变形问题,有限元在解决大变形方面不3.1工程概况十分方便。因此本文采用FLAC3D来分析边坡的大西露天矿位于平庄镇西南4km,行政区划属于变形问题。当然参数也是决定边坡稳定性分析结果内蒙古自治区赤峰市元宝山区,地理座标:东经的重要依据,正确分析或评价岩体边坡的稳定性首119°15′52″,北纬42°03′48″。平庄煤田为一单斜构先要查明相关的地质资料。造,走向北东,倾向北西和正西,倾角10°～45°,煤田2FLAC3D简介内北东向大断层较发育,多为正断层是控矿构造。
4、此外有第三纪辉绿岩的侵入和玄武岩喷出,因玄武岩FLAC3D是由美国ItascaConsultingGroupLnc抗风化力较强,在煤田内形成北东向山丘。开发的二维显式有限差分法程序,它可以模拟岩土根据“632”方案设计,平庄西露天矿于2012年或其它材料的二维力学行为。FLAC3D软件的基本采场至+374标高已到界。如继续按顶帮边坡稳定帮原理是拉格朗日差分法。拉格朗日差分法是一种利坡角28.5°扩帮、降深开采深部煤炭,由于顶帮边坡用拖带坐标系分析大变形问题的数值方法,并利用高度已达168～326m,剥离量大,经济上明显不合差分格式按时步积分求解。随着构形的不断变化,不理。因此,要实现对深部煤炭
5、的露天开采,必须在上断更新坐标,允许介质有较大的变形。模型经过网格部到界平盘以下进行陡帮开采。划分,物理网格映射成数学网格,数学网格上的某个3.2岩体物理、力学指标确定结点就与物理网格上相应的结点坐标相对应。对于西露天矿一直重视地质工作,建立了岩土力学某一个结点而言,在每一时刻它受到来自其周围区实验室,长期以来进行了大量的岩土力学试验,先后收稿日期:2008-06-03与抚顺煤研所、俄罗斯国立矿山力学与测量研究院、作者简介:曹兰柱(1962-),男,内蒙古四子王旗人,教中国矿业大学和辽宁工程技术大学合作,对西露天授,1984年毕业于阜新矿业学院,主要从事露天开采和边矿岩体力学性质进行了深入的研
6、究,取得了一大量坡稳定教学、科研工作。能够指导实践的研究成果。本次研究综合确定岩体·30·露天采矿技术2008年增刊采矿工程物理、力学指标如表1所示。表1岩体物理、力学指标单位体积质粘聚力内摩擦角弹性模量岩组泊松比量/kN·m-3/MPa/(°)/MPaN2β玄武岩25.40.05341000.3N1砂岩21.00.00226200.355-1J泥岩19.00.0418500.3535-2图2走向x方向位移J泥岩、砂泥岩22.10.17311700.33砂岩、砂泥岩22.40.15311700.3βu煤层12.80.14352000.25辉绿岩26.70.261483400.25弱层C20.0
7、0.00815.5弱层A19.00.0510弱层MD120.00.00214.5弱层B0.0419.7弱层A40.0715.2图3倾向z方向位移煤12.80.14353.3空间分析凸边坡理论上稳定性最差,辉绿岩层变薄并向南倾斜,主要弱层A、A4和F02、F03正断层,节理、裂隙发育,岩体破碎,稳定性差。(1)应用三维分析软件FLAC3D分析。采用当前国际上非常流行的岩土工程三维分析软件FLAC3D
