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要保证露天矿的安全生产,维护边坡的稳定性是至关重要的。如果边坡失稳破坏,则可能造成极大的的经济损失或者人员伤亡,导致重特大事故的发生。石宝露天铁矿现有东、中、西三个采场,东采场南帮边坡原先只是简单地做过稳定性分析,没有详细深入的探讨过,另外,该区域的地质构造也有一些复杂,同时存在着节理和断层破碎带,有必要对该处边坡的稳定性进行进一步的研究和分析。 本文首先查清了石宝铁矿采场边坡的工程地质、水文地质情况,分析了影响边坡稳定性的岩性、构造等地质特征。并且在内蒙古科技大学岩石力学实验室,将从采场边坡采集的岩石试件样品加工处理,进行岩石试件的单轴抗压、抗拉、抗剪强度和弹性模量、泊松比、容重等试验,得到了岩石的物理力学参数,并根据转换公式和有关规范的规定,将其转化为FLAC3D模型所需要的岩体力学参数。 然后采用FLAC3D软件对石宝铁矿东采场南帮边坡进行分析研究。首先以该区域的工程地质剖面图和开采终了地质结构分析图为依据,建立东采场南帮边坡的FLAC3D模型,再以最大不平衡力的不收敛性和塑性区的贯通性作为判断边坡失稳破坏的依据,采用FLAC3D强度折减法求得边坡的稳定性系数为1.1。对边坡的剪应变率云图、位移云图、应力云图,最大剪应变增量云图及最大主应力云图、最小主应力云图进行分析,得到了边坡的潜在滑移带,结果发现在断层破碎带处出现应力集中和主应力突变现象,其附近的台阶产生了塑性变形,说明边坡的稳定性主要受到断层破碎带的影响。边坡整体较稳定,但稳定程度不够高,需要采取相关的措施以提高边坡稳定性系数。 最后对东采场南帮边坡进行最终边坡角的敏感性分析。首先根据关于安全系数Fs值的规定,综合考虑后,本文将安全系数限值取为1.3,然后对FLAC3D内嵌的强度折减程序模块“solvefos”进行改进,编写了强度折减FISH命令流,逐步放缓最终边坡角,运用FLAC3D软件分别计算出相应的稳定性系数,当最终边坡角减缓4°时,能够满足边坡安全系数限值,保证边坡的稳定,利于安全生产。