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本文以龙南某稀土矿边坡为研究对象。矿区采用原地浸矿法开采稀土时,部分边坡曾发生崩塌、滑坡和塌陷等地质灾害,为保证矿体的安全、高效、可持续开采,本文采用数值模拟的方法对边坡稳定性进行研究,并提出边坡失稳的预防对策和实时动态监测系统方案,主要研究内容和成果如下: (1)广泛查阅与稀土开采方法、边坡破坏方式和机理、边坡稳定性分析方法、边坡治理相关的专著和科技文献,并进行归纳和总结。 (2)查阅现场详细的地质资料,对矿区地层岩性、区域地质构造、地质概况、水文地质特征和气候特征进行分析,得出:矿区构造较简单,以山地丘陵地形为主;区内月最大降雨量可达2595.5mm;边坡经浸矿液淋滤后,质地更加松散,当遇到暴雨天气就有可能引发崩塌、滑坡和塌陷等地质灾害。 (3)对影响矿区边坡稳定性的主要因素进行分析,包括地形地貌、抗剪强度参数、地下水、大气降水和硫酸铵溶液,分析得出这些因素对边坡的稳定性产生很重要的影响。边坡的安全系数随坡度的增大线性降低,随坡高的增大也呈线性降低。边坡的安全系数随着粘聚力的增大线性增大,随着内摩擦角的增大也呈线性增大;地下水、大气降水和硫酸铵溶液分别引起边坡体的重量增加,下滑力增强,并导致岩土体的抗剪强度降低,从而降低边坡的稳定性。 (4)对边坡发生崩塌、滑坡和塌陷等地质灾害的主要原因进行分析,并运用Geostudio软件对矿区边坡在三种工况下即注液前、注液后和注液后施加暴雨条件下的稳定性进行计算,结果表明:边坡在工况一条件下,处于稳定状态;在工况二条件下,处于基本稳定状态;在工况三条件下,处于不稳定状态。由此可知,注液后的边坡在遇到暴雨情况下,即月降雨量为2595.5mm时,易发生失稳破坏。 (5)在边坡稳定性分析的基础上,提出了边坡失稳预防措施,主要包括采用优化的注液网井参数、严密监测适时调整注液量和完善坡面排水排洪系统等方法,为加强对注液量的控制管理,减少注液对边坡稳定性的影响,提出了边坡实时动态监测方案。