露天轉(zhuǎn)地下開(kāi)采空區(qū)破壞特征及邊坡穩(wěn)定性分析

姚俊輝 劉 杰 陳 輝

(1.新疆大學(xué)地質(zhì)與礦業(yè)工程學(xué)院；2.東北大學(xué)資源與土木工程學(xué)院)

露天轉(zhuǎn)地下開(kāi)采空區(qū)破壞特征及邊坡穩(wěn)定性分析

姚俊輝1劉 杰2陳 輝1

(1.新疆大學(xué)地質(zhì)與礦業(yè)工程學(xué)院；2.東北大學(xué)資源與土木工程學(xué)院)

以某鐵礦露天轉(zhuǎn)地下無(wú)底柱分段崩落法開(kāi)采為工程背景，利用FLAC3D數(shù)值模擬方法和基于點(diǎn)安全系數(shù)方法，分析了地下開(kāi)采過(guò)程中地壓活動(dòng)規(guī)律及邊坡穩(wěn)定性。分析結(jié)果表明，回采過(guò)程中空區(qū)圍巖逐漸垮落，空區(qū)不會(huì)出現(xiàn)大面積突然崩塌；塑性區(qū)范圍并未完全破壞頂板，境界礦柱的留設(shè)較為安全；回采過(guò)程中邊坡安全系數(shù)高，較穩(wěn)定。

露天轉(zhuǎn)地下開(kāi)采 地壓 邊坡穩(wěn)定性 點(diǎn)安全系數(shù) FLAC3D

露天轉(zhuǎn)地下開(kāi)采平穩(wěn)過(guò)渡的最關(guān)鍵問(wèn)題是由于露天開(kāi)采對(duì)露天坑周?chē)鷰r體形成了較大的應(yīng)力擾動(dòng)，局部應(yīng)力集中，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行地下開(kāi)采，將形成更為復(fù)雜的次生應(yīng)力場(chǎng)，引起邊坡圍巖的進(jìn)一步變形和破壞，且隨著礦體開(kāi)采向深部延伸會(huì)更加突出，甚至出現(xiàn)滑坡失穩(wěn)和巷道變形破壞等地壓災(zāi)害[1-3]。露天轉(zhuǎn)地下開(kāi)采過(guò)程中的地壓活動(dòng)對(duì)地下采礦的安全性及礦產(chǎn)資源的損失量有直接關(guān)系，地下形成的采空區(qū)既要考慮地下采場(chǎng)的穩(wěn)定性，也要考慮對(duì)邊坡的穩(wěn)定性影響。某鐵礦首期采用露天開(kāi)采，目前，該礦已由山坡開(kāi)采轉(zhuǎn)入凹陷開(kāi)采，露天坑封閉圈標(biāo)高為+155 m，坑底最低標(biāo)高70 m，面臨著露天轉(zhuǎn)地下的生產(chǎn)接替問(wèn)題。礦山擬采用無(wú)底柱分段崩落法，礦塊長(zhǎng)為礦體水平厚度，寬60 m，高60 m，分段高度15 m，回采進(jìn)路沿礦體走向布置，進(jìn)路間距15 m，上、下相鄰分段回采進(jìn)路呈菱形布置，設(shè)計(jì)境界頂柱厚度30～40 m。……