模糊数学在宝日希勒露天矿边坡稳定分析中的应用.pdf

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1、露天采矿技术2013午第3期-15·模糊数学在宝日希勒露天矿边坡稳定分析中的应用李雁飞。，李江’，刘光伟z(1．神华宝日希勒能源有限公司露天煤矿。内蒙古呼伦贝尔021025；2．辽宁工程技术大学矿业学院，辽宁阜新123000)摘要：针对露天矿边坡稳定性问题，分析了影响露天矿边坡稳定性的主要因素，并应用模糊数学中的综合评判法对露天采场边坡的稳定性进行了综合评判，所得结果较好的反映了边坡的实际稳定程度，为边坡安全稳定性评判提供了有效方法。关键词：露天矿边坡；模糊数学；模糊综合评判；稳定性分析中图分类号

2、：TD824．7+1文献标识码：B文章编号：1671—9816(2013)03—0015—04小，坡度越缓，边坡越稳定；而坡高越小，对边坡稳定越有利，坡高越大，对边坡稳定越不利。边坡稳定性评价是一项较为复杂的综合性工2)岩性的影响。岩性指组成边坡之岩石的基本作。影响边坡稳定性的因素多而复杂，各因素的影响属性，它是决定岩体强度和边坡稳定的重要因素。岩程度也不尽相同且不易确定，而且作为划分边坡稳性的影响包括：岩石结构与构造的影响，岩石孔隙度定级别的各因素标志和界限又相当模糊，很难做出的影响，岩石强度的

3、影响。经典的数学模型和力学模型加以统一度量。因此，对3)结构面的影响。结构面是指在地质发展的历这样的复杂大系统问题，采用模糊数学方法，把许多史中，岩体内形成的具有一定方向、一定规模、一定资料、判断及各种定性描述转化为定量的模糊语言，形态和特性的面、缝、层、带状的地质界面。它是影响对边坡稳定性进行综合识别和判断，将会得到更为边坡稳定的决定因素，直接制约着边坡岩体变形、破符合客观实际的解答。坏的发生和发展过程。岩体的结构面都是弱面，比较2影响边坡稳定性因素破碎，易风化，结构面中的缝隙被易风化的次生矿物

4、所充填，抗剪强度较低，所以，岩体的失稳往往也是随着露天开采的不断延深，边坡岩体的原始应力沿着结构面发生的。受到破坏。由于边坡表面倾斜，在坡体自身重力及其4)水文地质条件的影响。露天矿山的滑坡多发生他外力的作用下，整个坡体有从高处向低处滑动的趋在雨季或解冻期，地表水的渗入和地下水的活动是导致势，同时，由于坡体土岩自身具有一定的强度，加上人滑坡的重要因素之一。通过静水压力及动水压力的作用、为的工程措施，它会产生阻止破裂下滑的抵抗力。如水的软化作用等，使边坡的稳定性降低，导致滑坡。果边坡土岩体内部某一个

5、面上的滑动力超过了土岩5)爆破震动的影响。在矿山生产中，爆破作业是体抵抗滑动的能力，边坡将产生失稳，导致滑坡发生。经常进行的，它会使露天矿边坡长期经受反复的爆1)地形特征的影响。地形特征是露天矿边坡的破震动。当爆破地震波通过边坡岩体时，给岩体的潜整体形态，地形特征对边坡的稳定性是一个至关重在破坏以附加的动力，可使原生的结构面和构造结要的因素。边坡的形态是指边坡的高度、长度、坡角、构面的规模增大，条件恶化，并可以产生次生结构平厩形态、剖面形态以及边坡的临空条件等。其中，面，从而破坏边坡。至关重要不容

6、忽视的因素是坡角和坡高的大小关系，6)风化作用的影响。风化作用会使原生结构面通常坡角越大，坡度越陡，边坡越容易失稳，坡角越和构造结构面的规模扩大、条件恶化，并可产生风化裂隙次生结构面，长期的风化还会使岩石自身的强收稿日期：2012--09—20度有所降低，对边坡稳定产生不利影响。基金项目：辽宁省教育厅一般项目(L20llo51)。作者简介：李雁飞(1983一)，男，辽宁抚顺人，助理工程师，3模糊综合评判的基本原理2006年毕业于辽宁工程技术大学，现任神华宝日希勒能源有限公司露天煤矿技术科副科长。设

7、露天矿边坡稳定性评判指标集合：U={／21：·16·露天采矿技术2013年第3期⋯}，式中⋯为边坡稳定性的影响因子。各再利用GIOWA算子对t位专家给出评价方案单项指标的评语集V=。，V2o-．】，式中施的综合属性评估值‘(ttJ)(i∈Ⅳ，

8、i}=1，2⋯￡)进为边坡稳定性评判分级。评判指标集与评语集之间行集结。的模糊关系可以用评判矩阵表示：最后利用zl(()(∈Ⅳ)对边坡稳定性进行评判。5工程实例R=5．1工程概况宝日希勒露天矿采场边坡主要由腐植土、风成给予中各～因素～不；同的～权重，它可表示

9、为上砂，砾石、粘土及亚粘土，泥岩、粉砂质泥岩、细砂岩，8；煤层底板岩性为泥岩、碳质泥岩、粉砂质泥岩、细砂的一个模糊子集A=(口¨啦⋯aB)，并且规定∑儡=’i=l岩组成。各种岩土的抗剪、抗压强度都较小。第四系l，则综合评判为：B=A·R，记B=(b，6⋯6，)，它是孔隙含水层和煤层含水层，其含水量较大，对边坡稳9定影响较大。造成边坡失稳的主要因素为软岩、边坡V上的一个模糊子集。如果评判结果∑≠1，应将=1内存在炭质泥岩弱层、第四系和煤层含水、断层构它归一化。造、边坡荷载(排土场)和