抚顺东露天矿东帮某段边坡稳定性分析.pdf

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1、露天采矿技术2010年第1期·21·抚顺东露天矿东帮某段边坡稳定性分析李爱华，张德琦2，梁浩骞(1．辽宁石油化工大学机械学院，辽宁抚顺113001；2．辽宁石油化工大学高职学院，辽宁抚顺113001)摘要：针对抚顺东露天矿东帮某段剖面边坡的变形问题，采用大型通用有限元程序ANSYS对边坡变形进行了三维数值模拟计算，通过计算分析给出边坡岩体变形、应力分布规律以及边坡的安全系数。关键词：露天矿；边坡稳定性分析；数值模拟；有限元中图分类号：TD824．7文献标识码：A文章编号：1671—9816(2010)01—0021—03AnalysisofSta

2、bilityofSomeEasternSlopeofFushunEastOpen-pit“Ai—hua．ZhangDe-qi．LiangHao—qian‘Ii．SchoolofMeeh(micdEngineeringLiaoniangShihuaUniversity，Fushunl13001；2．VocationalTechnologyCollegeofLiaoningShihuaUniversity，Fushun113001)Abstract：Thispaperistostudyproblemaboutthedeformationoftheea

3、sternslopeofFushunEastopen—pit．Tocalculatethedeformationoftheslopeinathree～dimensionalsimulationbythefiniteelementprogramANSYS，basedonanalysisofslopedeNr-mation，disciplineofthestressdistributionandSafetyfactor．Keywords：open—pit；slopestabilityanalysis；numericalsimulation；finit

4、eelement；1抚顺东露天矿矿区概况凝灰岩。细粒凝灰质砂岩、砂质页岩、泥质页岩、煤，有时也可见到可采厚煤层。上部含煤层为老虎台龙抚顺煤出位于辽宁省抚顺市区南部，地处丘陵风矿开采过的残留煤柱，采空区多为砂及废页岩所向平原过渡地带，地势自东北向西南倾斜，周同地势充填，煤层东部被泥质及煤质页岩分割成若干分层，为南高北低，地表标高+7O一十150m。煤田走向东西中、西部分层减少，整个分层延走向西厚东薄，延倾长18km，南北宽3km，面积约为36km。东露天矿斜变化不大。本层煤上赋油母页岩，遍及整个井田，田是抚顺煤田的一部分，位于抚顺煤田的东部，东西下

5、部为贫矿、上部为富矿，在上为泥灰岩，其次为绿长6km，南北宽2．5km，面积约为12km。色泥岩、石灰岩，间或有褐色页岩存在。第四系冲积2东露天矿矿区地质层覆盖全井田的岩层之上，下部为沙与卵石，中间有粗沙、细沙及沙砾，最上为表土覆盖全区。本井田基底为元古界花岗片麻岩，白垩系地层赋于元古界基底之上，与第三系岩层直接呈不整合。3东露天矿东帮N400边坡稳定性分析其中：下部无煤层为第三系的最下部岩层，本层上部(1)岩石力学指标的选取。由于东露天矿与西露为局部变质的绿色凝灰质砂岩及页岩，下部有杏仁天矿同属一个煤田，且采矿条件基本相同，相距又较状构造的玄武

6、岩，该层上部即为下部煤层，此岩层岩近，两者的地层构造基本相似，西露天矿的一些岩石石交替变化甚大，煤层不稳定，时常呈尖灭或凸镜体力学指标具有一定的参考价值。出现。岩层有煤质及粘土质页岩、砂页岩、凝灰岩及表1东帮边坡部分岩石力学指标玄武岩。凝灰岩一玄武岩层位于下部煤层之上，大部分为凝灰岩及玄武岩，凝灰岩中间有时夹有变质页岩、煤层及泥质页岩。凝灰岩一砂岩层位于上部含煤层之下，其下部层界为玄武岩层床，该层主要岩石为收稿日期~2009—09—25作者简介：李爱华(1983一)，女，硕士生，从事露天矿边坡(2)有限元模型的建立。计算采用大型有限元软稳定分析的

7、学习和研究。件ANSYS建立模型，如图1。·22·露天采矿技术2010年第1期界，东侧切面下部，南侧整个切面以及底板整个切面固定，东侧切面上部只约束和Z方向，剖面A，B面只约束z方向。加载方式：根据边坡的实际情况，这段边坡岩石只考虑各种岩石的自身重力，即在】，方向赋值9．8。刮面B4边坡变形数值模拟计算结果分析图3为剖面A水平()方向位移等值线图。从图中可以看出，水平方向位移最大值集中在边坡中间绿色泥岩区(近似椭圆的黄色区域)，即边坡的水图1边坡稳定性计算有限元模型平位移量最大区在边坡浅层中间的椭圆黄色区域，本文采用理想弹塑性模型。岩石、土壤等材

8、料属并不在坡顶区域。于颗粒状材料，此类材料受压屈服强度远大于受拉图4为剖面A的】，方向的位移等值线。从图中屈服强度，且材料受剪时，颗粒会