平庄西露天煤矿滑落区回采关键技术研究

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滑坡是露天开采过程中潜在的最大地质灾害。滑坡的发生会造成全部或局部生产中断及滑坡体压煤,给露天矿造成一定的经济损失。因此,如何针对露天矿滑坡区工程地质条件,对滑坡体进行安全高效地清理,尽早实现压煤回采及煤炭产量接续,最大限度减小露天矿经济损失的研究凸显重要。本文以平庄西露天煤矿南采区Ⅱ区2013年4月17日滑坡为研究背景,结合前人研究成果,综合运用现场勘查、数据统计、理论分析、FLAC3D数值模拟等技术方法,对滑坡区回采关键技术进行了研究,提出了合理的滑坡区回采压煤方案。论文主要工作及研究成果如下:(1)文章以AutoCAD二次开发的SMCAD软件为平台,建立了滑坡前、后露天矿采场现状三维地质模型,为后续工作所需剖面的提取、滑体体积量、清理工程量计算提供基础三维地质模型;(2)本文系统分析了诱发滑坡的综合因素以及滑坡区域内各监测点滑坡前109天的监测数据,阐明了此次滑坡形成的演化机制机理。(3)利用强度折减理论,对滑坡区进行岩土物理力学参数进行了反演,经过大量强度折减试算,确定了内聚力和内摩擦角分别为原有室内试验得到的内聚力和内摩擦角的0.476、0.952倍;(4)基于极限平衡理论,运用geo-slope软件对稳定性安全系数进行了分析计算,确定了滑坡区辉绿岩顶板以上滑坡体按28°边坡角,下部按60°边坡角进行回采;(5)运用FLAC3D分别对滑坡区回采过程进行了数值模拟以及边坡稳定性安全系数计算,模拟结果揭示了回采过程中对边坡产生扰动影响方式以及边坡潜在的二次滑坡模式;稳定性系数模拟结果与极限平衡法计算结果基本吻合,验证了极限平衡法所确定边坡最终形态的可靠性;(6)综合上述分析结果,结合滑落区回采过程边坡空间形态,提出了采用边坡岩体位移监测与内排压脚相结合的安全防护措施。
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