露天转地下挂帮矿开采边坡稳定性及失稳模式研究

宋朝阳^1,2，马庆福³，纪洪广¹，兰舟⁴，王大润⁴

1. 北京科技大学土木与资源工程学院2. 煤炭科学研究总院建井研究分院3. 鄂尔多斯市营盘壕煤炭有限公司4. 海南矿业股份有限公司

摘 要：为研究露天转地下挂帮矿的开采工作面倾角的布置方式对工作面上覆岩体应力与边坡失稳破坏模式的影响,以海南矿业公司露天边坡挂帮矿井采为例,采用理论计算和数值模拟相结合的方法对其进行了分析。结果表明:露天边坡下开采时工作面倾角的布置对边坡稳定性影响显著;工作面倾角由30°到-30°逐渐减小的过程中,工作面上覆岩体及露天边坡台阶变形量越大,边坡内上覆岩体内剪切应力集中程度和最大主应力集中程度越来越高,边坡失稳破坏的趋势增强;边坡围岩上部压力拱成拱机制较弱,开采工作面右端位移临界区域岩体的抗剪强度对边坡整体稳定性起到关键作用;露天边坡下开采边坡岩体不同区域可能发生的失稳破坏模式主要为张拉破坏—垮落破坏—剪切滑移破坏—剪切错动破坏—挤压鼓胀破坏。

关键词：破坏模式;数值模拟;稳定性;露天转地下开采;挂帮矿;