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兰伯特角露天矿边坡稳定性分析及边坡角优化研究

作　者: 杨凯
导　师: 陈建宏
学　校: 中南大学
专　业: 采矿工程
关键词: 露天矿高陡边坡稳定性分析边坡角优化
分类号: TD854.6
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
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内容摘要

兰伯特角露天矿是一座大型露天矿山,开采形成的最终边坡将高达400多米。露天矿的边坡角是影响矿山投资、成本及生产安全的重要因素,边坡角的确定直接影响露天境界剥采比的确定,最终影响到露天矿整个生产过程中的经济效益。开展合理边坡角的研究目的在于优化开采设计,分析提高边坡角的可行性,减少开采成本,保证开采安全。露天高陡边坡稳定性分析及边坡角优化是一个复杂的系统工程,其根本是如何保证露天矿的生产能力和安全性,既要保证露天矿剥离量的经济,又要保证边坡的安全稳定。本论文的主要研究工作与内容如下：①根据地质勘查的地质地形图,利用CAD软件建立边坡模型,为边坡稳定性分析和边坡角优化奠定基础；②通过工程地质调查和岩石力学测试结果,利用FLAC3D对兰伯特角铁矿边坡角方案进行数值模拟并进行稳定性分析,利用强度折减法计算边坡的安全系数；③利用FLAC3D软件和理正岩土系列软件对兰伯特角铁矿各边坡角方案进行对比分析,确定经济合理、安全可靠的边坡角。取1.3作为安全系数的设计限值,得到优化结果为：北区上盘台阶坡面角可取为74。,中区上盘台阶坡面角可取为71。,南区上盘台阶坡面角可取为70。,各区下盘都采用初步设计的65。

全文目录

摘要  4-5
ABSTRACT  5-8
第一章绪论  8-19
  1.1 研究目的与意义  8-10
  1.2 边坡稳定性研究现状  10-11
  1.3 边坡稳定性分析方法研究现状  11-17
    1.3.1 定性分析方法  11-13
    1.3.2 定量分析方法  13-17
  1.4 本文主要研究内容与技术路线  17-19
    1.4.1 主要研究内容  17-18
    1.4.2 技术路线  18-19
第二章矿区概况  19-32
  2.1 矿区位置及交通  19
  2.2 矿区气候条件  19-20
  2.3 矿区地质  20-30
    2.3.1 地层  21-22
    2.3.2 构造  22
    2.3.3 矿体地质特征  22-25
    2.3.4 岩体分类  25-27
    2.3.5 岩层分布  27-28
    2.3.6 水文地质  28-30
  2.4 矿床开采技术条件  30
  2.5 矿物成分及矿石化学成分  30-32
第三章基于FLAC3D的边坡稳定性分析  32-62
  3.1 FLAC3D计算原理  32-35
    3.1.1 摩尔库伦力学模型  32-33
    3.1.2 强度折减法的基本原理  33
    3.1.3 边坡破坏的判据  33-35
  3.2 模型建立及参数选取  35-39
  3.3 上盘稳定性分析  39-50
    3.3.1 模拟结果分析  40-45
    3.3.2 安全系数的计算  45-50
  3.4 下盘稳定性分析  50-60
    3.4.1 模拟结果分析  50-55
    3.4.2 安全系数的计算  55-60
  3.5 小结  60-62
第四章露天矿边坡角优化  62-80
  4.1 极限平衡法原理  62-66
    4.1.1 瑞典条分法原理  62-64
    4.1.2 Sarma法原理  64-66
  4.2 边坡稳定性分析及边坡角优化  66-79
    4.2.1 北区稳定性分析及边坡角优化  67-75
    4.2.2 中区稳定性分析及边坡角优化  75-77
    4.2.3 南区稳定性分析及边坡角优化  77-79
  4.3 小结  79-80
第五章边坡防护与治理  80-87
  5.1 常用的边坡防护措施  80-81
  5.2 边坡防护与治理的原则  81-83
  5.3 边坡防护与治理的措施  83-86
  5.4 小结  86-87
第六章结论与展望  87-89
  6.1 本文结论  87
  6.2 存在的不足与展望  87-89
参考文献  89-94
致谢  94-95
攻读硕士期间发表的学术论文及成果  95

兰伯特角露天矿边坡稳定性分析及边坡角优化研究

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