張鵬

摘 要：本文首先介紹了露天轉(zhuǎn)地下開采過程中露天邊坡穩(wěn)定性對礦山安全生產(chǎn)的意義，主要從邊坡穩(wěn)定性的分析方法和影響因素兩方面對研究現(xiàn)狀進行了分析和總結(jié)。最后，根據(jù)總結(jié)分析過程中所發(fā)現(xiàn)的一些問題，給礦山的安全生產(chǎn)提出了一些可行性建議。

關(guān)鍵詞：露天轉(zhuǎn)地下;分析方法;影響因素;可行性建議

隨著露天轉(zhuǎn)地下開采的進行，在露天轉(zhuǎn)地下開采過程中露天邊坡的穩(wěn)定性問題，一直以來就是人們重點關(guān)注的對象。在沒有對露天邊坡進行穩(wěn)定性分析和準備防護預(yù)案的情況下，當(dāng)露天邊坡突然失穩(wěn)，會嚴重影響礦山的安全生產(chǎn)，尤其對正在進行的地下開采產(chǎn)生致命性的破壞，所以在露天轉(zhuǎn)地下開采過程中對邊坡進行穩(wěn)定性分析研究，并提供一些建議，能夠保證礦山生產(chǎn)順利、安全的進行下去。

1 露天邊坡穩(wěn)定性研究方法

邊坡穩(wěn)定性研究方法經(jīng)過長時間的發(fā)展，隨著理論知識的突破和經(jīng)驗的積累，研究方法也越來越多，包括：定性分析法、定量分析法、不確定性分析法等。

1.1 定性分析法

定性分析方法是在進行完礦山地質(zhì)調(diào)研之后，對礦山的地質(zhì)結(jié)構(gòu)情況和邊坡穩(wěn)定性變化趨勢進行分析，然后根據(jù)分析結(jié)果做出相應(yīng)的評價。其中包括：自然歷史分析法、工程類比法、范例推理法和圖解法等。

周春梅和李先福在對某鐵礦的邊坡破壞機理進行研究時，采用了工程地質(zhì)類比法和自然歷史分析法進行了分析，得出了該邊坡發(fā)生滑移的因素。舒暢和段輝杰等應(yīng)用工程地質(zhì)類比法對某礦山圍巖穩(wěn)定性評估，為邊坡巖體穩(wěn)定性評價提供了依據(jù)。

1.2 不確定分析法

由于在現(xiàn)場調(diào)研中，巖石采樣的不確定性，造成在分析巖石物理力學(xué)性質(zhì)時的不確定，以及在進行數(shù)值計算的不確定性。這些不確定性在實際研究中造成了很大的麻煩，所以出現(xiàn)了模糊數(shù)學(xué)理論、灰度預(yù)測分析法等應(yīng)用在邊坡穩(wěn)定性分析中。

劉勇健等針對某邊坡的抗震穩(wěn)定性，建立了神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，其中包括影響邊坡抗滑穩(wěn)定性的多種因素。張永興針對某礦山的露天邊坡根據(jù)遺傳神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法建立了相關(guān)模型，并對其邊坡的變形趨勢進行了分析。

2 露天轉(zhuǎn)地下邊坡穩(wěn)定性影響因素分析

在露天轉(zhuǎn)地下開采過程中，對邊坡穩(wěn)定性產(chǎn)生影響的因素有很多，通常人們根據(jù)影響形式的不同，把這些因素分為兩大類：內(nèi)部因素和外部因素。其中外部因素為主要因素，主要包括露天開采、地下開采以及露天地下開采的開采因素等。

2.1 影響邊坡穩(wěn)定的內(nèi)部因素

巖體的本身巖性影響著巖石的抗剪強度，而在邊坡的應(yīng)力集中區(qū)，當(dāng)巖體所受應(yīng)力超過其最大抗剪強度時，巖體穩(wěn)定性就很難保證;邊坡的穩(wěn)定性不僅與邊坡巖性有關(guān)，還受巖石結(jié)構(gòu)面的影響，當(dāng)巖體中存在明顯的結(jié)構(gòu)面，會使其強度大大下降，從而影響了整體的邊坡的破壞機理和破壞模式。

謝聯(lián)庫分別從地下水、結(jié)構(gòu)面、露天轉(zhuǎn)地下開采等幾個方面分別分析了它們對露天邊坡的影響機理，并采用FLAC等數(shù)值模擬軟件對結(jié)構(gòu)面、開挖、地下水等這幾個地質(zhì)環(huán)境方面的影響因素進行了定性、定量的分析。

2.2 影響露天邊坡穩(wěn)定的外部因素

在進行露天轉(zhuǎn)地下開采時，露天開采已經(jīng)結(jié)束，這時露天邊坡已經(jīng)達到一種應(yīng)力平衡狀態(tài)，再進行地下開采，對邊坡形成二次擾動，這時露天邊坡的應(yīng)力狀態(tài)不同于單一的露天開采和地下開采，它是一種復(fù)合狀態(tài)。所以在露天轉(zhuǎn)地下開采過程中對邊坡形成影響的外部因素其實是復(fù)合開采擾動，它也是影響露天轉(zhuǎn)地下開采邊坡穩(wěn)定性的主要因素。

2.2.1 相同水平不同開采位置

孫世國研究了露天轉(zhuǎn)地下過程中地下開采位于不同水平位置時對露天邊坡的影響，采用數(shù)值模擬和相似試驗的方法，詳細分析了復(fù)合開采過程中邊坡的變形和移動規(guī)律，指出在露天轉(zhuǎn)地下開采過程中，當(dāng)?shù)叵麻_采為與不同水平位置時，其對邊坡穩(wěn)定性的影響也不相同。

2.2.2 不同開采水平

當(dāng)開采深度不相同時，對露天邊坡的穩(wěn)定性影響不同，其中劉杰，趙興東等，分別采用相似實驗和數(shù)值模擬這兩種方法，詳細分析了當(dāng)采場位于不同開采水平時，對邊坡穩(wěn)定性的影響特征，隨著開采深度的增加，對邊坡穩(wěn)定性的影響越小，其中開采深度對坡腳區(qū)和坡內(nèi)區(qū)開采的影響較大，對坡外影響較小。

2.2.3 采場參數(shù)

甘德清，李占金等都針對不同采場參數(shù)開采對邊坡穩(wěn)定性的影響進行了研究，設(shè)計出9種不同采場參數(shù)的采礦方法，采用ANSYS模擬軟件進行了數(shù)值模擬，最終得出一個最優(yōu)的采場參數(shù)方案;并且分析了每個采場參數(shù)對邊坡穩(wěn)定性影響的敏感度，得出礦房間柱的尺寸對邊坡穩(wěn)定性的作用最明顯，礦房的寬度次之，礦房頂柱的影響程度最小。

3 總結(jié)及建議

在露天轉(zhuǎn)地下開采過程中，進行邊坡穩(wěn)定性分析對礦山的生產(chǎn)和保證安全有重要的意義，本文通過對邊坡穩(wěn)定性的分析的幾種方法進行分析比較和幾個影響因素的研究發(fā)現(xiàn)：（1）研究方法的選擇的對錯決定了研究的成果，但是在研究方法的選擇上比較單一。（2）對開采因素的研究多是單一開采對邊坡的影響，沒有考慮同時開采時的影響程度。

根據(jù)以上結(jié)論提出幾點建議：

1）在對邊坡進行穩(wěn)定性分析時要根據(jù)礦山的實際情況，選用合適的研究方法，必要的情況下采用多種方法相結(jié)合，比如：室內(nèi)相似物理實驗與數(shù)值模擬相結(jié)合，得到的結(jié)論能夠相互驗證，從而結(jié)果更加可靠。

2）在露天轉(zhuǎn)地下開采工程中，把握“時間”與“空間”的關(guān)系，要掌握在不同開采階段的邊坡穩(wěn)定性的情況，并針對此情況采取一些措施，如，調(diào)整采場參數(shù)、改變開采順序等，來保證礦山的安全生產(chǎn)。

參考文獻：

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