在露天礦邊坡下進行煤層開采時,邊坡巖土體的受力與變形在地下采動的影響下會變得更為復(fù)雜,其穩(wěn)定性也會遭受較大的影響。本文以撫順西露天礦北幫邊坡為研究對象,通過現(xiàn)場調(diào)查、理論分析、數(shù)值模擬、強度折減法和極限平衡法計算穩(wěn)定性系數(shù)以及層次模糊綜合評價等多種方法,研究了地下開采條件下露天礦邊坡的變形規(guī)律和破壞機理、采空區(qū)的處理以及露天礦邊坡的穩(wěn)定性評價等問題。論文的主要研究成果如下:(1)分析以往西露天礦區(qū)的勘察設(shè)計資料,在掌握并梳理研究區(qū)地形地貌、地質(zhì)構(gòu)造、地層結(jié)構(gòu)及水文地質(zhì)情況的基礎(chǔ)上,提出了影響露天礦邊坡穩(wěn)定性的因素,重點分析了地下開采對邊坡穩(wěn)定會產(chǎn)生以下三個方面的影響:(1)地下開采降低了邊坡巖土體的強度;(2)地下開采打破了邊坡坡體內(nèi)原有應(yīng)力的平衡狀態(tài);(3)地下開采使邊坡的水文地質(zhì)條件發(fā)生了改變。(2)通過對研究區(qū)地質(zhì)條件的詳細(xì)研究并結(jié)合理論分析,確定了西露天礦北幫邊坡在地下開采的影響下會產(chǎn)生整體滑移和局部傾倒變形的破壞模式,并按其破壞模式將其變形破壞區(qū)域劃分為潛在滑移破壞區(qū)、傾倒變形區(qū)和沉陷變形區(qū)。(3)運用數(shù)值模擬對地下煤層開采條件下露天礦邊坡的變形情況進行分析,得出在地下開采條件下,西露天礦北幫邊坡巖土體的變形由露天開挖時單純的向臨空面滑移變?yōu)榱讼鲁僚c滑移組合的移動方式,并且邊坡的位移與變形量相對于單一的露天開采時明顯增大,隨著開采規(guī)模的擴大,其位移與變形量呈非線性不斷提高。(4)運用數(shù)值模擬對地下煤層開采條件下露天礦邊坡的變形情況進行分析,得出在地下開采條件下,露天礦邊坡主要表現(xiàn)出地下采動的變形特征,并且按其變形特征將邊坡分為拉張變形區(qū)、開采沉陷區(qū)和鼓脹變形區(qū)等區(qū)域。(5)綜合數(shù)值模擬、穩(wěn)定性系數(shù)計算和層次模糊綜合評判的結(jié)果,西露天礦北幫邊坡在未進行地下開采時處于穩(wěn)定狀態(tài);地下采空后,其穩(wěn)定性將大幅度降低,隨著開采規(guī)模的擴大,西露天礦北幫邊坡會產(chǎn)生滑向采空區(qū)的劇烈破壞;當(dāng)采用充填開采時,露天礦邊坡整體呈向坡內(nèi)位移的趨勢,但是采用充填開采有效控制了邊坡的位移和變形,使其整體穩(wěn)定性較好,露天礦邊坡的局部臺階可能會發(fā)生破壞。同時由于邊坡整體的位移,坡頂斷層F1上盤巖土體將沿其斷層破碎帶產(chǎn)生俯沖沉降變形,坡頂斷層F1和F1A之間區(qū)域的變形會進一步加大。
【學(xué)位單位】：中國礦業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：TD804
【部分圖文】：

2 研究區(qū)概況究區(qū)概況ic Information of The Study Area究區(qū)地質(zhì)環(huán)境條件(Geological and Environmental Che StudyArea)理位置西露天礦坐落于撫順煤田的西部，礦坑以北是為撫順市的新?lián)岬溃瑬|側(cè)為東露天礦舊采場，南臨千臺山北側(cè)山腳。礦坑?xùn)|北站，西方向 45km 即為沈陽北站。研究區(qū)周圍公路、鐵路網(wǎng)相便利，地理位置優(yōu)越。詳見航拍圖 2-1，交通位置圖 2-2。N

順西露天礦坐落于撫順煤田的西部，礦坑以北是為撫順市的新?lián)?省道，東側(cè)為東露天礦舊采場，南臨千臺山北側(cè)山腳。礦坑?xùn)|北方西站，西方向 45km 即為沈陽北站。研究區(qū)周圍公路、鐵路網(wǎng)相達便利，地理位置優(yōu)越。詳見航拍圖 2-1，交通位置圖 2-2。圖 2-1 研究區(qū)航拍圖Figure 2-1Aerial map of study area撫順西露天礦北幫比例尺0 0.5 1kmN

2.1.2 地形地貌研究區(qū)西露天礦北幫位于撫順煤田的中西部，地貌單元屬于長白山支脈西南延伸部分低山丘陵向平原過渡帶，周圍地勢由東向西傾向。地表標(biāo)高：東西向+70~+205m 東部略高，地形坡度為 2‰左右，南北向+70~+205m 南高北低。撫順煤田南部為東西向連綿起伏的丘陵地帶，丘陵山脈呈 NE、SW 走向，北部為渾河一級階地，詳見圖 2-3。研究區(qū)總體地貌類型有兩種，一種為自然地形地貌，另一種為人為地形地貌。在自然地形地貌上，研究區(qū)地處丘陵向平原過渡地帶，地貌單元為構(gòu)造剝蝕地形（低緩丘陵）、剝蝕堆積地形（坡積裙）、堆積地形（渾河沖洪積平原）。其中，低緩丘陵的地形標(biāo)高在+120~+205m，丘陵山頂呈渾圓形，主要巖性由玄武巖、凝灰?guī)r、煤系地層組成；坡積裙主要分布于丘陵北坡坡麓及坡緣處；渾河沖洪積平原主要分布于研究區(qū)北部，屬于階地后緣，并與坡積裙銜接，標(biāo)高在+70~+87m，由南向北緩傾。人為地形地貌即為由人為數(shù)十年的采礦活動形成的，東西長約 6.6km，南北寬約 2.2km，深約 400m 的西露天采坑。
【參考文獻】

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本文編號：2879986