大冶鐵礦露天采場(chǎng)高陡巖質(zhì)邊坡破壞機(jī)理及穩(wěn)定性研究.pdf

1、大冶鐵礦東露天采場(chǎng)地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜，斷層節(jié)理發(fā)育。經(jīng)過(guò)近50年的開采，大冶鐵礦東露天采場(chǎng)形成了國(guó)內(nèi)外罕見的裂隙巖質(zhì)高陡邊坡，自2005年轉(zhuǎn)入地下開采以來(lái)，采場(chǎng)北坡時(shí)常出現(xiàn)規(guī)模不等的崩塌、滑坡等地質(zhì)災(zāi)害。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，1972年至今，采場(chǎng)高陡邊坡內(nèi)發(fā)生大小不等的崩滑災(zāi)害達(dá)20多次，特別是發(fā)生在F25斷裂帶兩側(cè)的就有11次，嚴(yán)重影響到采礦人員與設(shè)備的安全。因此通過(guò)對(duì)大冶鐵礦露天采場(chǎng)高陡巖質(zhì)邊坡變形破壞機(jī)理的研究，對(duì)邊坡的地質(zhì)災(zāi)害的防治及應(yīng)急救援

2、系統(tǒng)的設(shè)計(jì)均有著重要的意義。
　　 本文結(jié)合大冶鐵礦東露天采場(chǎng)的實(shí)際工程情況，在對(duì)大冶鐵礦東露天采場(chǎng)巖體結(jié)構(gòu)特征分析基礎(chǔ)上，以典型坡段Ⅱ區(qū)為例，對(duì)該區(qū)巖質(zhì)邊坡變形破壞機(jī)理進(jìn)行研究，并對(duì)邊坡現(xiàn)狀穩(wěn)定性進(jìn)行了分析。論文的主要研究工作與結(jié)論主要有以下幾點(diǎn)：
　　 （1）大冶鐵礦區(qū)域工程地質(zhì)環(huán)境研究。主要包括區(qū)域巖石地層、構(gòu)造樣式、巖漿活動(dòng)等研究。其中重點(diǎn)對(duì)東露天采場(chǎng)象鼻山北幫Ⅱ區(qū)的工程地質(zhì)特征進(jìn)行研究，為邊坡巖體結(jié)構(gòu)分析和變形

3、破壞機(jī)理數(shù)值模擬研究提供依據(jù)。
　　 （2）礦區(qū)巖體結(jié)構(gòu)特征分析。重點(diǎn)是通過(guò)對(duì)露天采場(chǎng)巖組的劃分與巖體結(jié)構(gòu)特征的調(diào)查，以此來(lái)分析東露采場(chǎng)巖性特征、斷裂及節(jié)理構(gòu)造特征。主要包括F25斷裂帶滑脫帶內(nèi)滑坡的物質(zhì)組成、變形特征等。
　　 （3）Ⅱ區(qū)高陡邊坡失穩(wěn)機(jī)理研究
　　 首先從幾何學(xué)的角度出發(fā)，對(duì)Ⅱ區(qū)滑坡的基本特征進(jìn)行了深入調(diào)查及研究，然后采用赤平投影分析方法研究了該區(qū)邊坡巖體結(jié)構(gòu)，最后建立研究區(qū)域邊坡三維地質(zhì)模型，

4、使用數(shù)值模擬軟件FLAC3D對(duì)邊坡開挖后的應(yīng)力、應(yīng)變進(jìn)行計(jì)算，重點(diǎn)模擬礦山開挖、應(yīng)力釋放條件下巖體結(jié)構(gòu)面漸進(jìn)破裂-失穩(wěn)的動(dòng)態(tài)演化過(guò)程。其中模擬了開挖至▽+108m、▽+60m、▽+36m及▽+18m水平時(shí)邊坡的最大及最小主應(yīng)力、剪應(yīng)力及塑性區(qū)分布情況。模擬結(jié)果表明，最大和最小主應(yīng)力隨著開挖深度的增加其變化較小，坡腳處剪應(yīng)力隨著開挖深度增加而增加。邊坡塑性區(qū)變化過(guò)程表明，北幫邊坡由于F25斷層破碎帶的存在，在斷裂帶附近出現(xiàn)因受剪和受壓作用