露天转地下开采边坡稳定性研究现状分析

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　　摘 要：本文首先介绍了露天转地下开采过程中露天边坡稳定性对矿山安全生产的意义，主要从边坡稳定性的分析方法和影响因素两方面对研究现状进行了分析和总结。最后，根据总结分析过程中所发现的一些问题，给矿山的安全生产提出了一些可行性建议。
　　关键词：露天转地下;分析方法;影响因素;可行性建议
　　随着露天转地下开采的进行，在露天转地下开采过程中露天边坡的稳定性问题，一直以来就是人们重点关注的对象。在没有对露天边坡进行稳定性分析和准备防护预案的情况下，当露天边坡突然失稳，会严重影响矿山的安全生产，尤其对正在进行的地下开采产生致命性的破坏，所以在露天转地下开采过程中对边坡进行稳定性分析研究，并提供一些建议，能够保证矿山生产顺利、安全的进行下去。
　　1 露天边坡稳定性研究方法
　　边坡稳定性研究方法经过长时间的发展，随着理论知识的突破和经验的积累，研究方法也越来越多，包括：定性分析法、定量分析法、不确定性分析法等。
　　1.1 定性分析法
　　定性分析方法是在进行完矿山地质调研之后，对矿山的地质结构情况和边坡稳定性变化趋势进行分析，然后根据分析结果做出相应的评价。其中包括：自然历史分析法、工程类比法、范例推理法和图解法等。
　　周春梅和李先福在对某铁矿的边坡破坏机理进行研究时，采用了工程地质类比法和自然历史分析法进行了分析，得出了该边坡发生滑移的因素。舒畅和段辉杰等应用工程地质类比法对某矿山围岩稳定性评估，为边坡岩体稳定性评价提供了依据。
　　1.2 不确定分析法
　　由于在现场调研中，岩石采样的不确定性，造成在分析岩石物理力学性质时的不确定，以及在进行数值计算的不确定性。这些不确定性在实际研究中造成了很大的麻烦，所以出现了模糊数学理论、灰度预测分析法等应用在边坡稳定性分析中。
　　刘勇健等针对某边坡的抗震稳定性，建立了神经网络系统，其中包括影响边坡抗滑稳定性的多种因素。张永兴针对某矿山的露天边坡根据遗传神经网络方法建立了相关模型，并对其边坡的变形趋势进行了分析。
　　2 露天转地下边坡稳定性影响因素分析
　　在露天转地下开采过程中，对边坡稳定性产生影响的因素有很多，通常人们根据影响形式的不同，把这些因素分为两大类：内部因素和外部因素。其中外部因素为主要因素，主要包括露天开采、地下开采以及露天地下开采的开采因素等。
　　2.1 影响边坡稳定的内部因素
　　岩体的本身岩性影响着岩石的抗剪强度，而在边坡的应力集中区，当岩体所受应力超过其最大抗剪强度时，岩体稳定性就很难保证;边坡的稳定性不仅与边坡岩性有关，还受岩石结构面的影响，当岩体中存在明显的结构面，会使其强度大大下降，从而影响了整体的边坡的破坏机理和破坏模式。
　　谢联库分别从地下水、结构面、露天转地下开采等几个方面分别分析了它们对露天边坡的影响机理，并采用FLAC等数值模拟软件对结构面、开挖、地下水等这几个地质环境方面的影响因素进行了定性、定量的分析。
　　2.2 影响露天边坡稳定的外部因素
　　在进行露天转地下开采时，露天开采已经结束，这时露天边坡已经达到一种应力平衡状态，再进行地下开采，对边坡形成二次扰动，这时露天边坡的应力状态不同于单一的露天开采和地下开采，它是一种复合状态。所以在露天转地下开采过程中对边坡形成影响的外部因素其实是复合开采扰动，它也是影响露天转地下开采边坡稳定性的主要因素。
　　2.2.1 相同水平不同开采位置
　　孙世国研究了露天转地下过程中地下开采位于不同水平位置时对露天边坡的影响，采用数值模拟和相似试验的方法，详细分析了复合开采过程中边坡的变形和移动规律，指出在露天转地下开采过程中，当地下开采为与不同水平位置时，其对边坡稳定性的影响也不相同。
　　2.2.2 不同开采水平
　　当开采深度不相同时，对露天边坡的稳定性影响不同，其中刘杰，赵兴东等，分别采用相似实验和数值模拟这两种方法，详细分析了当采场位于不同开采水平时，对边坡稳定性的影响特征，随着开采深度的增加，对边坡稳定性的影响越小，其中开采深度对坡脚区和坡内区开采的影响较大，对坡外影响较小。
　　2.2.3 采场参数
　　甘德清，李占金等都针对不同采场参数开采对边坡稳定性的影响进行了研究，设计出9种不同采场参数的采矿方法，采用ANSYS模拟软件进行了数值模拟，最终得出一个最优的采场参数方案;并且分析了每个采场参数对边坡稳定性影响的敏感度，得出矿房间柱的尺寸对边坡稳定性的作用最明显，矿房的宽度次之，矿房顶柱的影响程度最小。
　　3 总结及建议
　　在露天转地下开采过程中，进行边坡稳定性分析对矿山的生产和保证安全有重要的意义，本文通过对边坡稳定性的分析的几种方法进行分析比较和几个影响因素的研究发现：（1）研究方法的选择的对错决定了研究的成果，但是在研究方法的选择上比较单一。（2）对开采因素的研究多是单一开采对边坡的影响，没有考虑同时开采时的影响程度。
　　根据以上结论提出几点建议：
　　1）在对边坡进行稳定性分析时要根据矿山的实际情况，选用合适的研究方法，必要的情况下采用多种方法相结合，比如：室内相似物理实验与数值模拟相结合，得到的结论能够相互验证，從而结果更加可靠。
　　2）在露天转地下开采工程中，把握“时间”与“空间”的关系，要掌握在不同开采阶段的边坡稳定性的情况，并针对此情况采取一些措施，如，调整采场参数、改变开采顺序等，来保证矿山的安全生产。
　　参考文献：
　　[1]赵丽娜.高陡山区露天转地下开采边坡稳定性分析[D].中南大学，2008.
　　[2]舒畅，段辉杰，周俊.某矿山边坡岩体结构及围岩质量评估[J].土工基础，2007，21.
　　[3]高勇.露天转地下开采边坡稳定性与防灾减灾技术研究[D].中南大学，2013.
　　[4]谢联库.复杂地质环境因素作用下边坡稳定性分析研究[D].东北大学，2005.
　　[5]刘杰，赵兴东，等.露天转地下开采方案优化及边坡稳定性分析[J].东北大学学报，2013.
　　[6]甘德清，李占金，等.石人沟铁矿露天转地下过渡期采场参数及边坡稳定性研究[J].金属矿山，2007：130-134.
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