案例探究-使用RS2发展安全采矿重返计划

2021-06-16 15:36:22 4

理想状态下是工程师不需要去考虑边坡的破坏。然而,即使有雷达监测和预测模型软件等先进技术,也可能发生边坡破坏。

      本案例详细描述了加拿大阿尔伯塔省某露天煤矿发生的两起墙体破坏事故,一起发生在2017年7月9日,另一起发生在2017年8月5日。在制定并实施安全的计划之前,该地点的采矿工作暂停。

      在一个时间就是金钱的行业中,强大的岩土工程技术工具确保您可以高效地获得结果,从而按时完成项目,或者在这种情况下,采矿可以尽快恢复。利用我们的2D有限元分析程序RS2进行反分析,首先确定两种边坡破坏的原因。然后,采用前向分析方法,对两种安全再入恢复采矿方案进行了建模。

 

露天矿南高墙

       矿区南墙高约60m,为砂岩、粉砂岩、页岩、泥岩、灰岩、砾岩等互层状沉积。这些沉积物在华氏50度到65度之间沉积形成了高墙。还有两个平行的断层在失坡的趾部和岩壁斜交。

       南墙的雷达监测是在初始失效前3天建立的,因此没有足够的信息来预测失效的发生。然而,第二次故障在事故发生之前就被雷达识别出来了。

       在这两次破坏发生后,高墙的东部被认为有潜在的岩崩危险,而高墙的西部有一个巨大的倾倒的岩体,但没有完全破坏。

 

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失稳区段(左),二次开采的危险面(右)。

 

RS2分析

       该方法包括弹塑性材料,扰动因子D= 0.7,平面内水平与垂直应力比k= 1.5。根据附近的直剪试验估计剪切刚度,法向刚度估计为剪切刚度值的3倍。

       采用RS2对南墙进行反分析,充分了解边坡破坏的原因。结果表明,初始破坏是由坡脚过度开挖引起的。这导致了材料内部的循环失效。

 

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7月9日失效(左),8月5日失效(右)。

 

重新计划

       采用抗剪强度折减法(SSR)计算强度折减系数(SRF)。设计可接受标准(DAC) 1.3是设计重新计划的目标。采用正向分析对两种不同的再入情况进行建模。

       方案一包括岩崩偏转或破坏边坡底部的围护堤,且顶部无卸载。在坡脚以下设置台阶。

       方案二建议通过两块10米高、20-25米宽的台阶对破坏的材料进行台阶卸顶。这将使边坡稳定,并部分减轻西部倾倒的危险。用一辆装载好的小松830卡车作为最坏情况下的卡车装载,装载量为2MN/m,间距为7m。 


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场景1:无顶卸(左)。场景二:卸载Crest(右)。

 

       SSR分析结果如下表所示。当强度折减系数低于1时,情形1有再次发生失败的可能性。场景一也没有解决柏林墙西部倒塌的可能性。方案2确实解决了塌方危险,实现了采矿至1805米的1.3 SRF和最终出矿的1.1 SRF的目标。

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剪切强度折减结果

       基于这些SSR分析结果,选择情景2作为实施方法。

       无论是预测模型还是边坡破坏的反分析,RS2都再次证明了它是分析露天矿问题的有效工具。对于更详细的分析,RS3,我们的3D有限元分析程序可以处理项目,需要更深入地查看您的模型。RS3的最新版本已经到来,充满了新的功能,以确保您正在使用市场上最好的3D FEM程序之一。


注:以上案例研究基于Bidwell A.等发表于《Slope Stability 2020》的全文。


       您可以开始为期两周的RS2免费试用,以考虑软件是否能满足您项目的特定需求。如果您有任何问题或想了解更多信息,请联系我们:


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