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首页大顶铁矿露天采场边坡稳定性分析与优化设计研究
"大顶铁矿露天采场边坡稳定性分析与优化设计 (2012年)" 这篇论文详细探讨了大顶铁矿露天采场的边坡稳定性问题,这是一个在矿业工程中至关重要的议题,因为边坡不稳定可能导致严重的安全事故。论文的作者们来自北京科技大学土木与环境工程学院,他们在实地调查和实验室研究的基础上,对大顶铁矿的地质、水文地质条件以及岩体结构进行了深入研究。 大顶铁矿的边坡特征是岩石强度低且稳定性差,这增加了开采过程中边坡崩塌的风险。为了解决这个问题,研究人员采用了结合现代岩石力学原理的数值模拟和极限平衡分析方法。数值模拟允许他们预测边坡在不同条件下的行为,而极限平衡分析则帮助确定边坡的安全临界状态。这种双管齐下的方法确保了更准确的边坡稳定性评估。 通过这些分析,作者们提出了优化的边坡设计方案,旨在提高边坡的稳定性,同时最大化可开采区域。结果显示,采用新设计方案后,总体边坡角平均增加了3°以上,这意味着可以更陡峭地切割边坡,从而增加采矿效率,同时保持足够的安全性。 论文中的关键词“铁矿”、“露天采场”、“边坡稳定性”和“优化设计”揭示了研究的核心内容。"TD214+.1"的分类号表明这属于矿业工程领域,特别是露天开采技术。这篇论文对于其他面临类似挑战的矿山提供了宝贵的理论依据和技术参考,有助于提升矿山开采过程中的安全性和经济效益。 这篇2012年的研究工作在解决特定地质条件下露天矿边坡稳定性问题方面做出了显著贡献,其方法论和结果对于整个矿业工程领域都具有指导意义。通过细致的地质调查和科学的分析手段,论文为提高矿山边坡的安全性和生产效率提供了实际可行的解决方案。
资源详情
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第
34
卷第
3
期
2012
年
3
月
北京科技大学学报
Vo
l.
34
No.3
Mar.
2012
Journal
of
University
of
Science
and
Technology
Beijing
大顶铁矿露天采场边坡稳定性分析与优化设计
蔡美峰回朱青山乔兰李长洪王金安谭文辉
北京科技大学土木与环境工程学院,北京,
100083
因通信作者,
E-mail: caimeifeng@ustb.edu.cn
摘 要
针对大顶铁矿露天采场边坡岩体强度低、稳定性差的特点,在系统的现场工程地质、水文地质、岩体结构与岩性分布
调查和岩石物理力学性质试验基础上,采用符合现代岩石力学原理的数值模拟和极限平衡相结合的方法,进行边坡稳定性和
设计优化研究,并推荐了该矿的边坡设计方案.总体边坡角比原设计平均提高
30
以上.
关键词
铁矿;露天采场;边坡稳定性;优化设计
分类号
TD214+.1
Slope stability analysis
and
optimum
design
in
Dading
open-pit
iron
mine
CAI
Mei
作
ng
园
,
ZHU
Qing-shan , QIAO
Lα
n
,
LI
Ch
α
ng-hong
,
WANG Jin-an , TAN
Wen-h
山
School
of
Civil and Environmental Engineering , University
of
Science
and
Technology Beijing , Beijing 100083 , China
囚
Corresponding
author , E-mail: caimeifeng@ustb.edu.cn
ABSTRACT
The
slope
of
Dading
open-pit
iron
mine
in
south
China
has
the
characteristic
of low rock strength
and
bad
stability.
1ts
basic
information
on
engineering-geological
conditions
, hydro-geological
conditions
and
rock
mass
structures
together with
physical
and
mechanical
properties
of
rock
mass
was
derived
from
systematical
field
and
laboratory
investigations ,
experiments
and
tests.
Stability
analysis
and
optimum
design
were
done
for
the
slope by
using
a
combined
method
of
numerical
modeling
and
limit
equilibrium
analysis.
The
slope
angle
increases
more
than
30
compared
with
the
original design.
KEY
WORDS
iron
mines;
open-pit
mining;
slope
stability;
optimum
design
大顶铁矿位于广东省河源市东源县境内,东南
距河源市
73
km
,西北距广州一梅州一汕头铁路
57
km
,西距京九铁路
70
km
,均有高等级公路相连,
交通便利.
该矿是一座大型含锡、镑的磁铁矿床,具有矿石
储量大、品位高、埋藏浅以及便于露天开采的特征.
但是,由于该铁矿属高温热液接触交代(砂卡岩)型
矿床,铁矿体赋存于接触带或接触带附近的镜质砂
卡岩中,严格受外围蚀变带的控制,导致边坡岩体结
构疏松,强度较低,稳定性较差.
矿山于
1989
年完成一期露天开采设计,设计规
模为原矿
100
万
t-a
m1.
进入
21
世纪后,随着外部
运输条件的全面改善,广东及周边省份对大顶铁矿
的铁矿产品需求不断增加.为了满足用户不断增长
的对大顶铁矿产品的需求,大顶铁矿集团决定开展
收稿日期:
2011-02-10
基金项目:国家自然科学基金资助项目
(51034001)
二期扩建工程,实现年产矿石
300
万
t
的规模.
大顶铁矿自建矿以来,没有进行过专门的露天
采场边坡稳定性研究,严重缺乏开采设计所必需的
边坡地质和岩石力学基础资料.为了保证二期开采
设计的合理性和可靠性,该矿委托北京科技大学进
行了"广东大顶铁矿露天采场边坡稳定性分析及设
计优化"的试验研究.
1
边坡稳定性分析与优化设计方法
露天矿采场边坡设计是一个两难的问题:边坡角
太大,边坡过陡,将引起边坡的失稳破坏,严重影响矿
山正常生产;边坡角太小,边坡过缓,将增加边坡剥岩
量,显著增加生产成本.为了解决这一难题,必须进行
边坡设计优化的研究,在保证开采安全的前提下,尽可
能提高边坡角,减少剥岩量,降低生产成本[叫.
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