基于有限元的井工采动下露天矿边坡稳定性分析.pdf

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1、l墨圈露天采矿技术2015年第8期·27·DOh10．13235~．cnki．hcm．2015．08．009基于有限元的井工采动下露天矿边坡稳定性分析闫杰(煤科集团沈阳研究院有限公司，辽宁抚顺113122)摘要：采用有限元方法，研究位于安家岭露天矿北帮下部井工采动，对露天边坡的影响和稳定性变化规律。结果表明，井工采动过程中，露天边坡出现渐变型蠕动变形，变形区域在1330水平以上，表现为向边坡临空面的位移；模拟过程中极限平衡方法稳定性为1．280，有限元方法中稳定性从1．333降低至1．1l9，所以极限平衡方法分析由应力引起边坡变

2、形时存在不足。关键词：边坡稳定性；露天矿边坡；井工采动；有限元方法中图分类号：TD824．7文献标志码：A文章编号：1671—9816(2015)08—0027—04Slopestabilityanalysisbasedonfiniteelementunderundergroundmininginopen‘。pitmineYANJie(ChinaCoalTechrmlogyandEngineeringGroupShenyangResearchInstitute，Fushun113122，China)Abstract：Theart

3、icleadoptsthefiniteelementmethodtoresearchtheeffectofundergroundminingunderthenorthslopeontheopen—pitslopeandthechanginglawofstabilityinAnjialingOpen—pitMine．Theresultsshowthatduringundergroundminingprocess，theopen-pitslopeeme~esgradientcreepdeformation，whosedeformat

4、ionareaisabovethe1330levelanditsphonomenonisdisplacementtotheslopefreeface．Intheprocessofsimulation，thestabilityoflimitequilibriummethodis1．280．Inthefiniteekmentmethod．thestabilityreducedfrom1．333to1．119．Thelimitequilibriummethodanalyzingslopedeformationcausedbystres

5、shasshortcomings．Keywords：slopestability；open—pitmineslope；undergroundmining；finiteelementmethod露天矿开采破坏了岩层原始地应力状态，露天边坡在各种自然应力或人类活动影响下，可能矿边坡形成后，原地应力将重新分布，应力重分布受引起坡体结构及应力状态的改变，进而引发边坡变到露天矿开采深度、边坡角、坡面形态以及边坡临空形或破坏。内部因素包括：边坡的岩土体类型、岩土面等条件影响和决定，这些因素将确定坡体内部应体性质、地质构造、边坡形态、地下水等

6、条件；外部因力分布规律和边坡稳定性，而在应力重分布中边坡素包括：振动作用、气候条件、风化作用、坡体植被、岩体将产生不同程度的变形与破坏。边坡初期变形人类工程活动等条件[1-2】。当井工开采位于边坡下方表现为松动和蠕动变形，松动会形成露天矿崩塌及时，井工采动采空区上方将出现垮落带、断裂带、弯局部片帮现象，蠕动变形是坡体在应力长期作用下曲带，致使边坡围岩应力发生改变、应力出现重新分向边坡临空方向的缓慢而持续的变形，边坡蠕动变布，致使边坡岩体完整性发生破坏，原岩体强度降低形3阶段可分为：①初始变形阶段；②匀速变形阶造成边坡出现变形；井

7、工开采除引起古滑坡体的“复段；③加速变形阶段。蠕动变形类型可分为：①稳定活”，也可能会引起新的滑坡。井工矿诱发边坡出现蠕变；②渐变型；③非稳定蠕变；④突发型等4类蠕滑动因素，主要为井工采动引起边坡软弱地层发生动变形，滑坡一般出现在加速变形阶段。位移形成滑坡，或特厚黄土层发生因重力失稳的滑坡灾害。而井工采动位于露天矿边坡下部时，可能降收稿日期：2015—03—21低露天矿边坡的稳定性，严重时甚至导致边坡的失基金项目：国家自然科学基金面上资助项目(51274122)；稳，给露天矿的正常运营带来不利影响，造成巨大的国家自然科学基金煤炭

8、联合基金资助项目(U1361211)作者简介：闰杰(1985一)，男，2012年毕业于辽宁工程经济损失。滑坡发生破坏失稳是一件复杂的地质灾技术大学，现就职于煤科集团沈阳研究院有限公司，主要从害过程，是坡体在某种或多种因素耦合下发生的变事露天矿开采安全研究工作。形