断层对露天矿边坡滑移模式及稳定性的影响极为复杂,为矿山安全生产带来严重威胁;尤其在断层与顺倾弱层共同影响下,会发生滑坡事故。基于现阶段研究成果侧重于断层倾角、厚度、产状、断距等地质特征对边坡稳定性的影响,对于断层与顺倾弱层共同影响下边坡滑移模式及稳定性的研究相对较少。 斜交断层是指与地层或边坡走向不平行的断裂构造,它们与地层的倾斜方向形成一定的角度,这种特殊的地质结构对露天煤矿的开采和边坡稳定性具有显著影响。断层的存在会破坏地层的连续性,导致岩体应力重新分布,增加滑移的可能性。 顺倾层状边坡是指沿着地层倾向方向倾斜的露天矿边坡,这种边坡的稳定性受到地层倾角和岩层软弱带的影响。顺倾层状边坡的稳定性主要取决于岩层的物理力学性质、地质构造、地下水条件等因素。 滑移模式是指边坡在受力作用下发生破坏时的运动形式,通常包括剪切滑动、弯曲滑动、复合滑动等。在斜交断层和顺倾弱层共同作用下,滑移模式可能更为复杂,可能导致多种滑移面的组合,如剪切圆弧—断层—弱层的组合破坏,这将极大地影响边坡的稳定性。 边坡稳定性是露天煤矿开采中的关键问题,它涉及到矿山的安全生产。断层的存在会降低边坡的稳定性,可能导致大规模的滑坡事故。通过对断层倾角、厚度、产状、断距等地质特征的研究,可以预测边坡的稳定性,并采取相应的防护措施。本篇论文以元宝山露天矿东帮边坡为实际案例,通过现场调研、理论分析和数值模拟等方法,深入探讨了斜交断层对顺倾层状边坡稳定性的影响。研究表明,断层倾角和走向与边坡走向的交角对滑移模式和稳定性有显著影响。当断层倾角在50°~65°之间时,滑移模式以断层和弱层组合破坏为主,稳定性随着倾角增加而提高;而当断层倾角超过65°,滑移模式转变为仅由剪切圆弧和弱层构成,稳定性不再受断层倾角影响。此外,走向交角在30°~70°区间内,稳定性随交角增加而增强,超过70°时,滑移模式改变,稳定性不再因走向交角的变化而变化。这些研究结果对于理解斜交断层与顺倾层状边坡的相互作用机制,预测滑坡风险,以及制定合理的边坡设计和安全防护措施具有重要指导意义。通过优化开采方案,合理布置工程结构,如设置加固支护、实施排水工程,可以有效提高边坡的稳定性,保障矿山安全生产。
斜交断层影响下露天煤矿顺倾层状边坡稳定性研究 论文
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