倾斜碎石垫层对滚石防治理论的研究

何满潮^1,2,3，朱淳^1,2，陶志刚^2,3，谷明⁴，杨伟^2,3

1. 吉林大学建设工程学院2. 深部岩土力学与地下工程国家重点实验室3. 中国矿业大学(北京)力学与建筑工程学院4. 本溪钢铁集团南芬露天铁矿

摘 要：露天矿山边坡滚石严重威胁着下方工作人员和机械设备的安全.为有效治理高陡边坡的滚石,以南芬露天铁矿为例,建立滚石在边坡碰撞过程中速度和总动能的计算方程,利用Geoslope程序分析了共9个边坡剖面的稳定性,辨识出滚石高发区域.提出了在安全平台上反倾铺设碎石层对滚石进行消能的方法,利用Rockfall程序分别对5°,10°,15°,20°倾角的垫层情况下滚石运动轨迹和运动特征进行数值计算分析.结果表明:在安全平台上反倾铺设碎石层能够对滚石进行有效治理,随着倾斜垫层角度的增加,滚石治理效果增强,但效果相对增幅逐渐降低.故确定合理垫层倾斜角度,既可达到有效治理效果,又节约防护成本,可确保露天矿山的安全可持续开采.

关键词：露天矿山;滚石;碎石垫层;恢复系数;