露天矿内排土场滑坡成因及治理措施分析

在露天矿开采作业中,排土作业最后一个环节,其通常需要会采用分区开采、内部排土的设计方案,并沿岩层倾向设置内排土场,但由于露天开采过程中会出现倾斜角较大的二次剥离边坡,稳定性相对较差,而国内对于此类排土场的稳定性控制又缺乏经验,因此很容易出现内排土场滑坡的问题,并导致一系列的安全事故。为此,该文以云南尖山磷矿石马哨排土场滑坡为例,对露天矿内排土场滑坡的原因进行了分析,并在此基础上围绕内排土场滑坡的治理措施展开了探讨。     

浅谈矿山排土场设计及优化治理

排土工序是露天矿开采的基本工序之一,作为露天矿山接纳废石的场所,是露天矿组织生产不可缺少的一项永久性工程建筑。因此,排土场在矿山整个生产时期以及闭坑后相当长时期内能否长期保持安全运行是矿山经营管理者必须考虑的重大问题。排土场一旦发生重大变化,就会对矿山生产和周围生态环境产生严重影响。本文将从环境保护角度出发,谈谈矿山排土场的设计和日常的管护治理。     

元宝山露天矿内排土场压脚挂帮并行建设方案

针对内排土场发展建设速度与收容量问题,以元宝山露天矿内排土场为工程背景,基于露天矿开拓开采设计理论和边坡稳定性分析理论相结合的方法,建立内排土场形态的动态控制思路及流程,分析元宝山露天煤矿内排土场边坡动态稳定性,优化设计内排土场发展过程中各工程位置的空间形态,提出一种有利于快速占据内排空间的内排土场压脚挂帮并行建设方案.研究结果表明:采场南帮到界边坡从局部到整体均能满足安全储备系数1.2的要求,可实行挂帮排土;南帮到界边坡挂帮排土至471水平,且平盘宽度为180 m时为挂帮内排的极限位置;内排土场压脚挂帮并行排土方案能够加快内排土场建设速度,且在排土初期时可排弃空间远远大于正常排土方案.     

基于协调开采技术的相邻露天矿开采程序优化

针对相邻露天矿实施协调开采带来的长期经济效益与开采程序变化影响短期经济效益之间存在矛盾的问题,运用露天采矿学的基本原理,研究相邻露天矿开采程序优化。分析协调开采技术的特点及采场贯通的影响因素,提出采区划分方案优化准则;建立采场、排土场形态优化模型,给出相邻采场贯通时间的计算方法,并提出贯通后采场、排土场形态优化方法。笔者结合工程实例对模型进行了验证,结果表明:通过优化采场、排土场形态,可有效减少剥离量,增加内排空间,提高贯通采场期间两矿经济效益。     

露天矿软岩基底内排土场变形、破坏规律

针对近水平露天矿山尽早实现内排,缩短运距,而且内排土量越大经济效益越显著,那么内排土场帮坡角和内排土场稳定性就成为问题的关键。本文结合宝日希勒露天矿工程背景,运用FLAC~(3D)、Ansys数值模拟方法对内排土场基底、地下水等主要影响因素进行研究,揭示了软岩基底内排土场岩体变形、移动规律、滑坡机理并提出防治措施,保证露天矿安全生产并获得最大经济效益。     

露井联采条件下黄土基底排土场变形演化规律

为了解决井采影响下黄土基底排土场边坡的治理问题,采用理论研究与现场课题相结合的方法,对露井联采条件下黄土基底排土场变形演化规律进行了研究与探讨.结合多个矿区开采历史,根据开采煤层赋存情况以及井工矿、露天矿矿坑与排土场的空间形态,将露井联采分为两种类型;通过对露井联采条件下黄土基底排土场边坡变形破坏机理的研究并结合现场实际总结了露井联采条件下黄土基底排土场边坡变形破坏的一般规律,为黄土基底排土场下井工开采可行性提供依据.     

露井联采下岩体变形规律

在研究露天开采浅部煤层时,为了研究深部煤层进行井工开采情况下岩体的变形规律,建立了露天与井工开采岩体移动模型,对露井联合开采条件下岩层变形、破坏过程进行理论描述并求解;应用数值模拟的方法研究露井联采条件下露天矿与井工矿相互影响时的岩层活动规律,同时考虑露天矿排土场大面积、高载荷、高强度排弃等特点,研究在井工开采影响下的变形特点等;并选取典型矿区,对露井联采条件下的岩层、矿坑边坡或排土场演化过程和变形发展趋势进行评价并对灾害进行预报;为排土场边坡、矿坑边坡稳定性分析与评价及露井联采条件下的开采寻找合理的方案,为预测和防治灾害发生提供理论依据。     

乔灌草生态模式在准格尔煤田植被恢复中研究

以内蒙古准格尔煤田排土场植物被恢复试验研究为例，阐述了解决露天矿排土场植被恢复方法和效果，通过大量的实地试验和观察分析筛选出了适宜于黄土高原地区，尤其是该区露天矿排土场区域植被的植和种类和配置方法，指出：将乔灌草生态结构模式与工程措施结合起来应用于矿区植被重建，可在较短的时间内达到矿区植被恢复的目的。     

变水压强作用下顺斜基底排土场破坏机理

针对沟谷河道地带的顺层倾斜基底露天矿排土场开展研究,基于多孔介质流体力学,土力学等基础理论,以河道内作用于排土场一侧的静水压力为研究变量,分析排土场在不同水压作用下及考虑流固耦合效应下的变形破坏机理。对复杂地质条件下的排土场边坡进行建模和网格划分,应用FLAC3D软件计算自重条件下排土场边坡的稳定状态;并在此基础上对排土场在不同压力水头(汛期)作用下的渗流场、应力场分布规律进行计算和比较分析,研究其变形和破坏机理,分析排土场的稳定性与作用静水压强之间的关系。并结合哈尔乌素露天矿排土场工程实例,对所得结论进行分析验证。分析了排土场不同水压情况下的流固耦合效应和稳定性状况,为沟谷地区建设排土场的工程实践提供了理论依据。     

露天矿含断层复合边坡稳定性

针对露天矿在开采到界过程中边坡含有断层,到界边坡上部存在外排土场,边坡在到界过程中存在的边坡稳定性具有复杂性问题,结合乌兰图嘎露天矿一采区西帮边坡的工程实际,基于极限平衡理论和数值模拟手段,研究了断层位置对露天矿采场以及采场-排土场复合边坡的滑坡模式及稳定性的影响规律,确保了西帮到界过程中煤炭资源的安全回采.结果表明:断层的存在导致西帮到界边坡的稳定性明显降低,但断层与到界边坡的相对距离对采场边坡稳定性的影响并不明显;当断层存在时,复合边坡的稳定性随着煤柱留设长度的增加,呈现先减小后增加的趋势,到达一定距离后,断层对边坡的影响消失.     

露天矿排土场边坡稳定性分析

为了更全面准确地了解露天矿排土场边坡稳定性情况,从而保证露天矿能健康安全的生产,以边坡稳定性分析的理论为基础,对在排土场边坡稳定研究中应用的极限平衡法,有限单元法进行分析与探讨,分析各种方法的适用条件,结合简单排土场算例进行分析和模拟,结果表明:当不存在软弱基底和弱层时传统的极限平衡法是评价边破稳定的首选方法,但当排土场坐落在软弱基底或存在弱层时,对边坡进行有限元强度折减法与极限平衡法结合分析得到的结果更为可靠。该成果通过理论研究和试验得到能够最贴合实际的排土场边坡稳定分析算法的构想。     

露天矿内部排土模拟优化研究

针对露天矿内部排土场的开辟特点，建立了岩石扩充内排和分区内排的模拟模型和运输功最小的线性规划模型。并结合矿山实际，分别对岩石的内排进行了多方案的模拟优化计算。     

宝日希勒露天矿边坡稳定性的ANSYS分析

为了对宝日希勒露天矿边坡稳定性进行分析,结合宝日希勒露天矿边坡的实际问题,利用ANSYS提供的非线性弹塑性模型,对边坡稳定性进行分析计算,得出了边坡内岩体应力变化规律,揭示宝日希勒露天矿采场、排土场滑坡机理,确定边坡变形破坏形式,从而为正确的和科学的评价边坡稳定性、优化确定边坡参数以及制定综合治理与控制方案等提供依据.     

露天矿排土场植被恢复的小气候变化效应

结合阜新海州露天矿排土场土地复垦工作的进行,通过现场调研与测试,分别对排土场区域不同生态类型条件下的气温、地表温度、地温、土壤水分等实际情况进行了观测,进一步分析得出排土场植被恢复后的小气候变化的生态效应得到明显改善.     

霍林河露天矿排土场生态复垦决策研究

通过对霍林河露天矿的排土场露天坑现状的研究,设计了两种排土场生态复垦模式,选择了大果沙棘作为主要复垦植被,并采用模糊决策中的Borda数法对众多而零散的排土场进行复垦排序,为煤矿区的生态复垦决策提供理论依据.     

露天矿数字开采过程仿真及其应用

 为了实现露天矿三维数字化虚拟开采,提出了一种基于层间组合和定位显示技术驱动开采模板、动态切割实体模型的数字开采方法。在建立露天矿数字化三维地形模型、三维地质模型的基础上,根据矿山工程发展状态及几何约束关系,定义了以台阶为单元的分层式开采模板和驱动开采模板,从而实现露天矿的开采过程仿真。以不规则实体构模技术及实体间布尔切割运算技术作为矿岩量快速分类计算的技术手段,快速形成多个开采方案,使多方案设计对比择优成为可能,提高了采矿设计的速度和质量。研究结论为露天矿进行长远规划及定制长期计划提供了技术支撑。     

解析大型露天煤矿采区转向过渡开拓运输系统

本文以安太堡露天矿转变为例,探讨了大型露天煤矿采区转向过渡期间开拓运输系统优化的若干问题及对策。安太堡露天矿采用的搭桥方案、反向高段内排方案及"树枝形"运输系统等措施,从实际出发,解决了生产中的问题,带给了企业可观的经济效益,同时安太堡露天矿与其他的近水平矿床露天矿的分区有普遍的共性,在进行安太堡露天矿转变时积累的经验也对其他的大型露天煤矿开采过渡运输系统有着积极的促进作用。     

露天矿相邻采区间内排压帮高度及 重复剥离深度的综合优化

分析了不同压帮方式的内排运距特点与计算原理,建立了内排压帮高度及重复剥离深度的数学模型,得出通用的计算公式并给出有效判据。以黑岱沟露天矿为例,采用费用补偿法确定最优的内排压帮高度,利用最小重复剥采比确定最佳的重复剥离深度。研究结果表明:分区开采露天矿相邻采区间内排压帮高度与重复剥离深度需同时确定,以费用补偿法建立的数学模型简单且可靠,研究成果对露天矿相邻采区间生产设计具有指导意义。     

露天矿基础地理信息系统的建立

为了实现露天矿整体生产过程的监督、控制,提高露天矿信息化管理水平,降低矿山综合生产成本,达到提高矿山经济效益的目的,以地理信息系统技术为核心,建立数字化地形模型、矿山地质模型,建立露天矿基础地理信息系统.在此基础上可开发生产进度计划编制设计系统、测量验收系统、排土场土地复垦规划系统、生产数据统计分析系统,实现集成露天矿剥、采、排及土地复垦优化管理预控.     

露天矿排土场不同恢复措施土壤种子库生态特征

采用种了萌发法研究了海州露天矿排土场五种恢复措施的十壤种子库,共发现16种植物,分属5科,16属,以草本植物为主.排土地上植被与土壤种子库物种组成的相似性较低.随着恢复类型、恢复时问的不同,土壤种子库的种类、密度各不相同.选择正确的恢复措施,有利于土壤种子库自我更新能力的增加和排土场生态系统稳定,对排土场的土地恢复和生态重建具有重要意义.