露天矿山在即将达到设计境界范围时,如果深部还有资源存在,则需要转入地下开采,这样可以有效地解决矿山可持续发展的问题。露天转地下开采过程中,露天矿边坡的稳定性直接关系到矿山的安全生产和经济效益。一些露天矿山因边坡失稳引发了一些灾害事故。本文对拉拉铜矿露天转地下开采过程中,边坡的稳定性进行了系统研究。主要研究内容及取得成果如下:(1)在分析矿山已有的地质勘查资料基础上,通过现场地质调查,确定拉拉铜矿露天采场最终形成的边坡属于典型的岩质高边坡。边坡岩体属于微风化状态,节理裂隙较为发育,但边坡岩体强度较高;基于SURPAC软件,利用矿区地形图、地质钻孔数据和矿山设计资料,建立了矿区三维开采模型,圈定铜矿矿体32个,总体积为15724657m~3。(2)按照国家试验标准,通过单轴压缩试验,得到了矿区最具代表性的片岩岩石的单轴抗压强度为150.75MPa,弹性模量为29.50GPa,泊松比为0.185;采用点荷载试验测试得到了片岩不规则试件的点荷载强度为5.0268MPa,并得出了岩石饱和单轴抗压强度和点荷载强度的转换系数K=30。(3)选用三种工程岩体质量评价方法,对矿区岩体进行了质量评价及分类,获得了边坡岩体的级别;将RMR分级法与Hoek-Brown经验公式结合,对矿区岩体力学参数进行估值,为边坡稳定性定量分析提供了基础数据。(4)在矿区现场进行了爆破振动测试,结果表明露天采场爆破作业产生的振动对边坡稳定性的影响较小;岩体质点振动峰值速度随着离爆源距离的增加而减小;爆破产生的主振频率大于边坡固有频率,爆破振动不会引起边坡岩体产生共振。从回归分析得出的爆破振动衰减函数方程可以看出,各区边坡岩体的特性以及地质条件存在差异。(5)采用极限平衡法,通过Geo-studio软件,得出露天采场终了条件下四个代表性边坡剖面的最小安全系数分别为1.193、1.105、1.684以及1.755。结果表明东部边坡未满足规范要求,需要进行加固处理,其他三个区域的边坡稳定性良好。(6)采用FLAC3D有限差分软件,对矿区露天转地下开采过程进行了数值模拟研究,结果表明,地下开采对边坡岩体的稳定性影响不大;地下开采选用充填采矿法,对边坡及采场围岩的稳定性非常有利。