露天矿爆破荷载等效施加方式的探究-矿业114网 
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露天矿爆破荷载等效施加方式的探究
2014-07-17
为了较为准确数值模拟爆破荷载的等效施加方式,基于强度折减法基本理论分析边坡稳定性,针对露天矿爆破开采时的特殊爆破荷载,提出了能够仿真模拟实际爆破荷载的等效加载方式。该等效加载方式首先对露天矿爆破荷载进行分析,爆破荷载是由爆源中心环向向四周传递,将爆破荷载等效加载到粉碎区外边界上,与实际的炮孔爆破荷载形式较为吻合;利用FLAC3D建立露天矿边坡数值模型,分析在爆破动载下边坡的动态响应特征,运用强度折减法计算得到露天矿边坡的动力安全系数。最后与以往将爆破振动施加到模型边界的等效施加方式进行对比,验证了此等效施加方式应用于爆破动载下露天矿边坡稳定性分析中的可行性与合理性。
SJeurineesꢀN2o014456ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ !ꢀ ꢀ "ꢀ ꢀ #ꢀ ꢀ $ 20%14&(4&566'' ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ METAL MINE tuI6'vwxyz{d|1}3 [ ꢀ U ꢀ * ꢀ \ ( 67qr<=#xCD=E, 67 Ú$ 114051) - ꢀ .ꢀ ‹ØÂ5—¸¹º»¼õSRTÏBňÒ, '!Kܼòª'1Ûꢀ“”efbc\, Ît¸ Ã=¼õÃ6¶Tƒ½¼õSR, qœ‹]뎯º»ê´¼õSRTÏÅRˆÒ。 ŸÏÅRˆÒi±t¸Ã = ‰ ¼ ¼õSRŠQ“”, ¼õSR^}¼é-±R®®¡{•ì, Á¼õSRÏÅRLš‡óme‘s, ’ê´T, 3 D ¼õSRÍÒت³; æX FLAC #ä¸Ã=ef¸¹ºä, “”A¼õpRNefTpT`‚ƒ‡, DXKÜ òªb:\L¸Ã=efTp[J¡à¸。 mô’Ï’Á¼õúpBÅLºäe‘TÏBňҊQtZ, § ЋځÏBň҂X!¼õpRN¸Ã=efbc\“”-TÿQ\’³Û\。 / 01ꢀ çè#ꢀ „ꢀÞßà‚ƒꢀ ~^éêꢀ éêe”ꢀ ë´ì†ž ꢀ ꢀ 23456ꢀ TD854, TD235ꢀ ꢀ 789:;ꢀ Aꢀ ꢀ 7<=6ꢀ 10011250( 2014) 0603705 Exploration for Openpit Mine Blasting Load Equivalent Way Hu Junꢀ Zhong Long ( School of Mining Engineering, University of Science and Technology Liaoning, Anshan 114051, China) Abstractꢀ In order to obtain more accurate numerical simulation of blasting load equivalent way, based on the basic theo ry of strength subtraction analysis on slope stability, and aiming at special blasting load in the openmine blasting, a equivalent loading method to accurately simulate the actual blasting load is proposed Then, the equivalent loading method is used to ana lyze the openpit mine blasting load Blasting load is transmitted by the explosion source center to around, and the blasting load is equivalently loaded to the border of crush zone, which are more consistent with the actual hole blasting load With FLAC3D software, the numerical model for openpit mine slope is established to analyze the dynamic response of the slope under blasting dynamic load characteristics With application of the strength subtraction, the dynamic safety factor of openpit mine slope is calculated Finally, through comparing with past equivalent method that imposes the blasting vibration to the boundary of the model, it is verified that this equivalent method applied to the slope stability analysis under blasting dynamic loading is feasible and rational Keywordsꢀ Openpit mine, Slope stability analysis, Blasting load, Load equivalent, Strength subtraction ꢀ ꢀ Œ 20 de 90 fgL1deµ, ·péTû èÃꢀæX, ®¾¸Ã=]Âd‘s¸Ã=ËTꢀ¬ µ, }ÚÍ]T¸Ã=/|efbc\—˜FýË oJ。 ¼õ랟A¸Ã=Ã6-\L¤¥‚X, at!¼õSRNefbc—˜T2;, F¬VX &YTdñ。 @N#¿[ 1] /ÎtcdA¼õS ;Ñ^¼õmìWXLÕ4ãUTÍÒ, @âÁ¼õ ú><T¼õ:;ѳۭÏMÏWXLãUs, ^2;¼õtÚY_`Ï^Taq。 *a, X°&Y t¼õSRNefbc\ŠQ“”¶, ]^6XÁ¼ õSR›»ÏÂM7úp[ 45] , §BÅL¸Ã=e ‘s™“”efTpTbcœ。 ÷ØZªTaq ^eA¼éÀefØÕ, ¼õrs/, ÷¶ÿÏÁ¼ õSRÏÂM7úp, ÁúpÑ0BÅL¸Ã=e f, “”efTbc。 ×ê´?@-, }!¸Ã=± MN½TH3, iò^¨™º、 ¿ÀefاT¼õ, 1Á÷íT¼õSRÏÂM7úp, 2;—^’ê ´ * ° RNp[‚ŠQ¡¦P“”; òꢁË[ 2] tA¼õ SRNTƒ/|efbc\_`™šP¼õÈ+ž Z‹ØÂÀ±T2;; Œ´ꢀ[ 3] A2;=Uef A¼õSRWXNTbc\¶, Á¼õ><TM7Ñ ÅRLefsŠQ2;。 ¼õÎ@-><T¼õ: Ÿ ! % ) "#$ꢀ 20140204 &'(ꢀ !"#$%&'(( +,: 50979014) , !"#$%&'(( +,: 51274503) 。 *+,ꢀ dꢀ É( 1977— ) , 8, 9:, T¸¹。 · 37· % & 456 'ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ !ꢀ ꢀ "ꢀ ꢀ #ꢀ ꢀ $ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ 2014 (& 6 ' ´ TœûSª³。 fÚA2;¸Ã=¼õ¶, ?e Áøƒ­T¼õÍҳہÏ, ¼ø2;—˜’ê´ @œ­ÅÁ§。 !¼õ¸Ì\P-¶\Tƒþ, 2;øWX2 ? } ÛP¼ér§TõöÍÒØ·, 1­iؼõS RÏˆÒÿÏÁ¼õSRÏL¼õš‡óÏm, ûXS”¼ér§-¶T¼õWXPš‡ó¸ÌT õöÍÒ, <]ëêŽÁ¼õSRd+。 ¸Ã=¼õ 3 1ꢀ ^KCqrXWLW‘ Fig 1ꢀ Triangle blasting load curve 2 2( γ + 1) , ^ Ϫ‰³â¼õTÍÒ°, 1ÁSR›»ÅRL ρ D e PD = ( 1) P,‰ÍÒiíT¼õWX‰s, <ÿϼŸÅRS R’ê´¼õSRWXn&。 —³s“”, 12; Á¼õSRÄòLš‡óme‘s, ÏÂ|¥ÍÑ SRBÅLš‡óme‘T®%ÍWX‰s, ÷’ê Ò-, P Â,‰>µ¶Iy; ρ Â)â³Ü; D Â) D e â¼ÆÀÜ; γ ¾.T)â\UP³â³ÜnoT I¸, iò γ [¹Â 2 ~ 3, 12;[ 3。 ‰>s:;ѹ¹ ´ ,‰T¼õSRÍÒ_Iný, ¼ø¸Ã=T¼õ SR]ëºLŽ¯º»TÏ^。 §’kmiØAà ÏBżõúpÅÀܙ“”efbc\TÅ , 2 γ r l l e e Pb = PD ( r n, ( 2) ) ( ) ‰ b b RˆªŠQtZ, :%12;ÏÅRˆÒA¸¹º b:-TÿQ\, º»b:T—^ÿÏØÂ5—M Âê´¼õ?@q4­BTRS#'。 Ò-, P Â,‰>sT:;y[¹¹, r Ââ%„ b e » Ç, r Â,‰„Ç, l ³âaÜ, l Â,‰aÜ, n  b e b CDà¸。 1 ꢀ GH§¨pôõ ϼõSRÄòÛꢀÂ'r, b:œ¸Ã=¼õ OÞ Mises 5ê, Á2;T—˜;W½‰‚Ì— , d+b:ºä, =ëDKiþT‚[T[ 8] ˜ SRÄòLš‡óme‘sTSR, ÏÂ|¥ÑS R, b:œš‡óme‘|¥ÑSRT¹¹PWX¶ G, 6X FLAC Kܼò­Hb:¸Ã=ef TJ¡à¸, XÏPQ¸Ã=efA¼õWXbc σi = 槡 σr [ ( 1 + b) 2 - 1 2 0 5 2 μd ( 1 - b) 2 ( 1 - μd ) + ( 1 + b) 2 , ( 3) ( 4) ] \ 。 Ÿˆªÿ“©«y: ①¼õSRÏ; ②KÜ òª@J¡à¸。 μ d b = , ¼ 1 - μ d 1  1ꢀ qrXWIJ Ò-, σ ÂDKþ i ‚[T; σ ÂÇ®‚[; μ Âp i r d A¸Ã=¼õ-, =ë°eTõöÍÒ¼õ­ T§EZ, ÿ§ý[FT§EZT 0 8 Ò。 1b:œ Ñ><Tyõö, ÷ØõöJ¼\=ë4­íŠŒ ‰>®#}‰ˆ®ÄJꢀ¬。 ¸Ã=TÃ6±M Pef(^}=ëÊ], =ëTÛyKÜÕÕD!Û ™ T σ D!=ëTpTÛyKÜ σ , ÇȟþßT i cd , = ëꢀ<y‡õö。 [ 9] š ‡óme‘T¼õ:;¹¹  -  ¼ KÜ, Aõö¶=¹E$ŽÂ€õö, ¼õÎ@ =ë³ËL‚[V¶ÖËLy‚[, õ=ëßA y½³|®‚[TN, š‡óT=ëËL/yT õWX•õö, =ëíî^}!€WXÍ]T。 α , Pm = σr = Pb ( r ( 5) b c ) r Ò-, r š‡ó„Ç; α ¼õ:;ÑÄòà¸, õ c α = 2 + b。 1 2;6X|¥Í¢:SRT¼õÅRÍҙ — ³Ò( 1) ~ ( 5) ŠÛ\ t¼õ7pŠQ¸¹º», no_—tÚZ‹D5â Pm = 2σcd [ ( 1 + b) 2 - 槡 t [ 67] , |¥Í¢:SR@2 1 úò。 ø- pm š 0 5 ‡ ómeÅSR¹¹, t = 1 ms, t = 5 ms。 1 2 , ‰>µ¶¼õSR¹¹­©Ø, i^¼õ¶Í TIYy[WXL,‰>TmD¹, ³¼õIy¹ , ^¼õ¶,‰>:;ѹ¹。 ‰>µ¶Iy[ 8] μd ( 1 - b) 2 ( 1 - μd ) + ( 1 + b) 2 2  ( 6) ] ꢀ ꢀ OÞÒ( 1) ~ ( 6) ÿÏ燜š‡ó„Ç Tb ] ¹ :ºÒ, Œ•—cš‡ó£ 1 / α , P b rc = ( P rb ( 7) ) m · 38· ꢀ ꢀ ꢀ íꢀ îe: çè#~^éêe”ïðñiòkꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ 2014 (& 6 ' 1  2ꢀ æMXFNLA›C¨pO[PKQÜƼ“òª 9] b:J¡à¸¶, 8Ap[b:˜“ûV。 FLAC F[b:˜“XF [ Te‘N½PÐ\ºä, §A#dœN:œµ¶‚ [PÇ#, µ¶+ôæX FLAC Kܼò­H b:F[œNŸefTJ¡à¸Pn‚T‚[、 Ç #。 2 3 Ÿ¸Ã=efºLÊí2H¶TO½Ç #Ì2, 2 4 ÂefT}~‚ÌC5Ì2, ™/Le f{˜。 t¸Ã=ef=YÈqR¸ŠQKܼò, ¼òÎ@ - S”L¼õpRú¬Võö, V¶tef=YT ÛK܊Qn‚T¼ò[ 10] , KܼòªºÒ@N: τ c , φ′ = arctan( tanφ , στ′ σ c′ = = , ( 8) ) ω ω ω τ Ò-, c′、 φ′、 σ ′ “¯Â¼òôTl.[、 l/0¥、 τ ÛKÜ; c、 φ、 σ “¯Â=Y¼òaTl.[、 l/ 0 ¥、 ÛKÜ; ω ÂKܼòà¸。 2 ꢀ HRp4† 2  1ꢀ GH‚ph“ AŠQ¸¹º»b:-, efZ[øPe‘N½ 3 3ꢀ P2ꢀÛU3 ( Á_`Lb:—^T5—\, iòÔÂf0Lºä ïe‘T¿À^ef–/T 1 5 Ò, ef{4Lºä Fig 3ꢀ Nephogram of horizontal displacement ! e‘T¿À^ef–/T 2 5, sNe‘û\¨! 2 ÒTef–/, Ú¶b:œ™T—^PžÜØÂÛ [ 11] 。 ,‰¿Àef¥ 20 m, ©”©9, ³S”‹ É ¼ õ¶Z'ˆ®sTnàWX_`。 12;ºä[ ø&³#ºb:e@, ¸¹ºäC,‰Ç´@2 2 ú ò。 3 4ꢀ _`JBVyU3 Fig 4ꢀ Nephogram of the shear strain increment }Kܼòªb:TefAŸØ’“TÈqR ¸ l.[Â0 069 44 MPa, l/0¥Â34 854 1°, } KܼòÒ( 8) \efF[œNTJ¡à¸ F = s 1  44。 ;¼òศ! 1 44 ¶efT8p‰û™ / : # , efûꢀ<8p, ;¼òà¸D! 1 44 ¶efb Î@ûjÐ, Ú8p‰“À™/, f{8p‰ßÇ ꢀ<œÌ, efFH;bõö。 fÚ, Ÿ¸Ã=e 3 2ꢀ ST£€‚( Uꢀ: m) Fig 2ꢀ Model of the openpit mine slope Ã=efÈqb:R¸Ù$ 1。 z 1ꢀ ST£€ÉÊGHh“ Table 1ꢀ Openpit mine slope material calculation parameters fF[œNefTJ¡à¸ Fs = 1 44。 ¸ ÅR¼õSR¶Á¼õSRÏL,‰š‡ó eÅBÅ, ø¼õSRÏb:@Ò( 1) ~ Ò( 7) , Á õSRTZ¹¹P„Çb:œ™, 12;[,‰„ Ç 0 125 m, ,‰G¿Â 6 m。 /Ît¼õR¸Tá bPb:T,‰š‡óeÅ¿,‰-±T¿À ¼ Ð\º5 l.[ l/0¥ ÛKÜ R¸Œ §EZ / GPa / MPa / ( °) / MPa 0 18 0  75 m, ÷í<^Ï,‰-±Â®±, Ï 0 75 m „ ¸ ꢀ ¹ 4 0 0 24 0 1 45 Ç, ³âÇ´Â,‰-G|“hi/ß, AŸ®%Y m$‰BÅi'ª®T‰SR, SRË52@2 5 ú ò。 2  2ꢀ GHœûp4† OÞs_úTÅRÍÒP,‰ºä, º»ê´ T¼õÍÒ, t¼õpRœN¸Ã=efŠQb: ”, \LefA¼õpRNT`‚ƒ‡PJ¡à 。 ‹ŠQtZ2;, ÁÚÅRˆÒ’•áTÁ¼ “ ¸ õúpTÅÀÜÅRAefºäe‘sŠQtZ, æ X­H½ FLAC3D b:, ŠQ 2 ØÅRˆÒT tZ“”。 3 5ꢀ XWWy3 Fig 5ꢀ The load vector diagram 2 ;¼õSRNTefJ¡à¸¶, °etef 2 ØpRÅRˆÒAF[b:ˆ‰(^iíT, · 39· % & 456 'ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ !ꢀ ꢀ "ꢀ ꢀ #ꢀ ꢀ $ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ 2014 (& 6 ' A¼õÎ@-Tû\ó£TÌ+ŠQSf, efsû \ó£ ^ ¦ ™ / ^ 6 5 e f ^ ¦ b c T d e ƒ 5[ 12] , AÚ'rs§t8p‰sTÇ#( ÉÀÜ) P b:^¦jЌ³“”S”, \LefTJ¡à¸。 1 ꢀ Œ 2;6XKܼòª±Á¼òà¸ò¨, ¼efû <;bÉ2H½6T, Ú¶efTû\ó£[­ f0™/Lf{, §A,‰sÅRs¼õSR, 3 9ꢀ F =1 435 €ÓŒ s b:‰]ôêefsTû\ó£^¦™/, ¸sŠ Fig 9ꢀ F =1 435 the speed of the top s ¼ / < ¼ òà¸, ›¾Å‰¼õSRôefû\ó£!€™ ( õ§CD¼òà¸b:ôf{û\óßÇ#ꢀ œÌ, b:ûjÐ) , Ú¶T¼òà¸ÂefAÚ õSRNTJ¡à¸。 @2 6 P2 7 “¯Â¼ò A¼õSRBň‰, iòœ•¸(^Á¼õ ¶Aefr§¡\T¼õúpÀÜÉÅÀÜÏM7 ÑTÍÒBÅA¡þúATÉs。 AsºäP ¼õSRTœN, Aeff0 5 m ß»´©.þ, ©.þ¿À,‰-±¿ÀûV\L©'ûVTÅÀ Ü2Ì, @2 10 P2 11, §Á÷©'¡\TÅÀÜ “¯ÅRLef 5 m ß, b:œ©'ÅÀܜNT efJ¡à¸, ø-2 10 ^¿À,‰-±ØÕTÅ ÀÜ, ÅRôb:\LTJ¡à¸Â 1 445, 2 11  ¿À,‰-±Ø§TÅÀÜ, ÅRb:\LJ¡à¸  1 415。 ภ1 43 ׿õSRefû\ó£™/œPÅ ¼ õSRôû\ó£™/œ。 2 7 û\ó™/õ Af{ÂËõö; ;¼òà¸D! 1 43 ¶, û\ó =¿™/, õb:ûjÐ, Ç#ꢀ<œÌ, :%ef £ FH;bõö, J¡à¸ûD! 1 43; ¼òศ! 1 8  43 ¶efA¼õSRNû\ó£×‰¡™/。 2 、 2 9 “¯^A¼òà¸Â 1 43 P 1 435 œN¡ \ Tf{Àܶ@2, ¼òà¸Â 1 43 ¶, mìÀÜ jÐÂ5, efmìFÜ, ¼òà¸Â 1 435 ¶mì Àܤ™¤D, efꢀ<8p, fÚefA¼õSR NTJ¡à¸‚ŸÂ 1 43, Ÿ®cˆªPno—ꢀ [ 13] 。 FÀ¤¥DX 3 10ꢀ ìYB{eLŒ Fig 10ꢀ Acceleration at near measuring point 3 6ꢀ F =1 43 XLqrXWeÜÝÞ s Fig 6ꢀ F =1 43 plastic zone without blasting load s 3 11ꢀ ìZB{eLŒ Fig 11ꢀ Acceleration at farther measuring point ÷ØiòIXTÏÅRˆÒJ·¡þTÇ ´ûV•¡LûVTÅÀÜ, eÉ5—¡‰T¡L 5 m ßè‰Tú­t3þTÅÀÜ^i½ZØ·T mœ, MN¡þûÿ]5—¡œ, •õÁŠ'‰sT ÅÀÜábP“”œ™š“·。 iòAê´T? 2 7ꢀ F =1 43 żõSRTû\ó s Fig 7ꢀ F =1 43 plastic zone with blasting load s @ -, 2;Òâ^AÀefاTMˆJÔ¼õúp ãäÜ, ¡\Ÿ¡þTÅÀÜÉÀܙ“”efTb c\, @súT“”ˆª, ÷؈ªQA=DÍî, 8]Á¡\¸Þ/ÎH§65efTbc\ •û] Ø5—TŠQ¸¹º»。 3 8ꢀ F =1 43 €ÓŒ , s Fig 8ꢀ Fs =1 43 the speed of the top · 40· í îe: çè#~^éêe”ïðñiòk (& ' , ( ) : , 3 ꢀ œ( ꢀ) 12;-¸Ã=¼õÃ6¶tefTbc [ ] : , , ( ) : \ _`ûD,<1ºä•¸efJ¡à¸ÇntF[ [ [ ] ] , , J¡à¸N*ب,×,‰r§ó£}!¼õÍ]û [ ] , \ óØD。 ( ) : 7#c,ŒdÔ,Ti, ¼)ð%¸¹º»C“”[ ] %žD&&#: #$%&{, ( ) : ( ) 12;Ît¸Ã=efA¼õSRNbc ˜ ™ , \ ˆ , š ´ œ 2;qœ‹iؒ괼õSR­Åª³TÅR Ò,/μõSRÄò™šÁ¼õSRÏBÅL ‰š‡óeÅ,¼\ÅRˆÒ’ê´¼õSRÍÒ “ný,ÿÏA¸¹º»2;-ØÂ5—Tº»ê ¼õSR,ØÂ5—“”efA¼õSRNTbc 。 , , , [ ] : , , ( ) : [ ] ŒÅ½,þeÒ,Œc, ÕÖ×ÆÎMNWèؼõM7 ςT2;[ ] =ë[&’?@&#, ( ) : , , , , ( ) ¸¹º»¶¡t3þÅÀÜ,ÁÅÀÜÅR Lºäs“”efTbc,¡\اþTÅÀÜÅR Lºäsb:œ™TefJ¡à¸<JZê´TJ [ ( ] , , ) : ¡ à¸Î¨;¡\ØÕþTÅÀÜ,b:œTJ¡à êJÎD。 /ΡÅÀ܁ÏÅRLºäsTÅ RˆÒ’12;ÅRˆÒnZQAicÍî。 [ ] ÙÚ$ ¸ÃZ~¼õM7ς[ ] úk: i(H<ÛED & œ{D, ¸ [ ] : , [ [ [ ] ] ] XYÒ,Põ}, efM7bc\“”ât[ ] M7?@ h i 7 8 ’ ?@úp, , ( ) : , [ ] N#¿,6‹µ,X„w, Ïs|[d¨Ð¿cd¼õúp ¦’“” [ ] =ë[&’?@&#, ( ) : , [ ¡ , ] , , ( ) : , , , XYÒ,êåÜ, ­Hý2H“”ªꢀ¬CøA=>?@ T‚X[ ] -!?@%&, ) : - , ( [ ] , , , , ( ) : [ ] òꢀË ƒ/|efë¼õžŸCøtefbc\T_` [ ] , , ( ) : [ ] ³Ñ: -!%&žŸD&, ÝÞ6,˜RÉ,fߪ Kܼò­Hýª-ef;bTû ó®ÞCø‚X[ ] ð2ò2?@&#, ( ) : \ , [ ] : , , , [ [ ] ] Œ´ꢀ ¼õM7Ñt=Uefbc\T_`[ ] ¼õ, ( ) : [ ] , , , ( ) : [ ] [ ] ò™„,5 à,/¹ efM7bc\¶@“”ˆª[ ] , , ( ) : :,Œe@,ŒõÑ, ¼õSRWXN=Yúpƒ‡T ¹º»[ ] =ë[&, ( ) : = >[&, , ( ) : , 6 ¸ , , [ ] , , , , , ( ) : [ ] ( ´D+µ lmn) , , ( ) : [ ] l Ò,XÓ/ ¼õ7pÏSRºä[ ] -!%&: µ, · ·
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