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《中南大学》 2009年
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露天转地下开采过程中高陡边坡的稳定性评价与控制技术研究

左治兴  
【摘要】: 随着国家工程建设规模和力度的不断增大,在水电、铁路、公路、矿山等工程建设中不可避免会遇到岩质高边坡的稳定性问题。边坡稳定性直接关系到建设和生产安全,尤其是高陡山区露天转地下开采边坡,不仅涉及采动条件下露天边坡的稳定,还必须保证地下采矿施工过程中的作业安全。因此,开展高陡山区露天转地下开采边坡稳定性评价与控制技术研究显得非常重要。 由于岩土体介质力学性质的复杂本质,边坡稳定性在当前仍是一个研究的热点和难点,涉及岩土、地质、环境、结构等诸多学科。本文以某铅锌矿露天边坡为研究对象,针对露天转地下开采过程中边坡稳定问题展开一系列研究,具体内容如下: 开展边坡整体稳定性研究,表明地下采动引起的应力变化使边坡和一定范围内的地表产生位移变化,分为整体和局部两种,整体位移变化表现为附近地表的水平移动和下沉;局部位移变化表现为边坡岩体的崩塌和滚落。 在矿山地质资料分析的基础上,系统地总结了露天转地下开采露天边坡的变形机理。根据矿山开采爆破方案参数进行稳定性计算,结果表明地下生产爆破对露天边坡整体稳定性有影响,特别是对西部和南部边坡软弱岩组影响较大;建立该铅锌矿露天西边坡变形数学模型,采用遗传程序设计理论对边坡整体稳定性进行预测,并对比相关观测数据,证明了该方法有很好的预测精度,预测的平均相对误差小于8%。 分析了崩塌滚石的发生机制和形成条件,确定可能发生岩崩的区域为西边坡北侧松散岩组及北边坡F_(15)断层以西;利用伪随机方法结合概率统计原理对典型断面岩石滚落的路径、弹跳高度、能量分布及休止点进行模拟分析,确定滚石的影响范围为60~80m,弹跳高度及滚落过程中动能较小。分析的结果对掌握岩崩运动过程并设计防护提供了具体的数据支持。 应用颗粒流理论建立高陡边坡滚石挡墙防护模型,对防护墙受到的应力及应变进行动态数值模拟和分析,防护强度在30MPa以上时即可满足要求,实现了防护的优化设计;最后基于对具体边坡的认识,根据粗糙集理论构建了基于粗糙集的数据挖掘系统,并对边坡稳定性进行风险评估。
【学位授予单位】:中南大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2009
【分类号】:TD804

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【引证文献】
中国期刊全文数据库 前5条
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3 仪海豹;吴爱祥;韩斌;李希雯;郑禄璟;贾峰;;露天边坡稳定性加固与应用[J];矿业研究与开发;2013年01期
4 张亚民;马凤山;徐嘉谟;赵海军;;高应力区露天转地下开采岩体移动规律[J];岩土力学;2011年S1期
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中国重要会议论文全文数据库 前2条
1 张亚民;马凤山;徐嘉谟;赵海军;;高应力区露天转地下开采岩体移动规律[A];中国科学院地质与地球物理研究所第11届(2011年度)学术年会论文集(中)[C];2012年
2 赵海军;马凤山;郭捷;吴志全;张永龙;;龙首矿露天转地下开采对边坡岩体稳定性的影响[A];中国科学院地质与地球物理研究所第11届(2011年度)学术年会论文集(中)[C];2012年
中国博士学位论文全文数据库 前3条
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中国硕士学位论文全文数据库 前2条
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2 高勇;露天转地下开采边坡稳定性与防灾减灾技术研究[D];中南大学;2013年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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中国重要会议论文全文数据库 前10条
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中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 郭庆勇;非保守系统Fourier卷积型拟变分原理研究及应用[D];哈尔滨工程大学;2010年
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4 殷志伟;基于统计学习理论的分类方法研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
5 杨敬源;井壁稳定性若干力学问题的研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
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中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 张学武;基于磁控技术的TIG焊残余应力的研究[D];南昌航空大学;2010年
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【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 刘国玉;曹凤连;;姑山矿采场边坡滑坡成因分析及治理[J];安徽建筑工业学院学报(自然科学版);2008年03期
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中国重要会议论文全文数据库 前3条
1 李琦;王文景;李国平;吕能;郎佳;;马钢姑山露天采场第四系边坡研究与治理[A];全国金属矿山采矿新技术学术研讨与技术交流会论文集[C];2007年
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中国博士学位论文全文数据库 前10条
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中国硕士学位论文全文数据库 前8条
1 刘化冰;基于GIS技术的滑坡监测分析及预测研究[D];西南交通大学;2004年
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3 吴延枝;姑山矿采场边坡滑坡成因及稳定性分析[D];合肥工业大学;2007年
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8 赵丽娜;高陡山区露天转地下开采边坡稳定性研究[D];中南大学;2008年
【二级引证文献】
中国期刊全文数据库 前7条
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中国硕士学位论文全文数据库 前7条
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【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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5 郭金峰;浅析锰矿露天转地下开采的市场需求和技术问题[J];中国锰业;2001年02期
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8 朱长安;科菲丰坦金刚石矿由露天开采转入地下开采的研究[J];非金属矿;1981年02期
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中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 赵海军;马凤山;郭捷;吴志全;张永龙;;龙首矿露天转地下开采对边坡岩体稳定性的影响[A];中国科学院地质与地球物理研究所第11届(2011年度)学术年会论文集(中)[C];2012年
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6 高瑞永;;露天转地下开采境界矿柱稳定性分析[A];隧道、地下工程及岩石破碎理论与应用——隧道、地下工程及岩石破碎学术研讨会论文集[C];2007年
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8 池秀文;张海峰;;山东701矿露天转地下开采[A];第八届全国采矿学术会议论文集[C];2009年
9 南世卿;赵兴东;高瑞永;;露天转地下开采境界矿柱稳定性分析[A];2005中国钢铁年会论文集(第2卷)[C];2005年
10 万德庆;南世卿;高瑞永;;石人沟铁矿露天转地下平稳过渡措施研究[A];2005中国钢铁年会论文集(第2卷)[C];2005年
中国重要报纸全文数据库 前7条
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3 记者周军;第一季度攀枝花重大项目完成投资17.4亿元[N];中国冶金报;2010年
4 特约记者 易小雄;攀钢矿业实施“一四六”战略[N];中国矿业报;2009年
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6 张秀雷;归来庄产学研合作硕果累累[N];中国黄金报;2011年
7 本报记者 米兰;79个项目荣获2011年冶金科学技术奖[N];中华建筑报;2011年
中国博士学位论文全文数据库 前5条
1 付玉华;露天转地下开采岩体稳定性及岩层移动规律研究[D];中南大学;2010年
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4 何姣云;矿山采动灾害监测及控制技术研究[D];武汉理工大学;2007年
5 左治兴;露天转地下开采过程中高陡边坡的稳定性评价与控制技术研究[D];中南大学;2009年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
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8 朱哲;矿区再造地下水环境渗流规律及防水工程可靠性分析[D];中南大学;2013年
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