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.     

弓长岭矿业公司汽运六队排土场稳定性分析

比较弓长岭矿业公司汽运六队排土场边坡工程与已有边坡在岩性、结构、自然环境、变形主导因素和发育阶段等方面的相似性,确定了排土场散体、半压实体、压实体及基岩的物理力学参数,并运用FLAC3D对排土场边坡的稳定性进行模拟分析,对比Bishop法和Janbu法及FLAC3D计算的边坡稳定性系数.结果表明:排土场一台阶边坡极不稳定,潜在滑移带在距离边坡边缘约13m处;二台阶边坡稳定性较好,计算极限堆载高度为108m,达到极限堆载高度时,存在安全隐患,需采取加固措施.     

煤矿采掘场边坡角确定及其稳定性分析

为确定平朔煤炭工业公司东露天煤矿采掘场的边坡角,首先选取了计算断面,对采掘场边坡稳定性进行了估算,得出了稳定性估算结论;又对台阶塌落宽度与重型设备走行位置至台阶坡顶的安全距离进行了分析,确定了台阶坡面角;最后对影响露天矿边坡稳定的其他因素进行了分析。     

露天煤矿顺倾软岩复合边坡失稳机理

为研究露天煤矿顺倾软岩复合边坡失稳机理，采用3Dmine-Rhino-FLAC^3D耦合建模，分析了同时受到采场开挖卸载与排土场堆叠加载双重效应的顺倾软岩复合边坡的稳定性。研究结果表明：顺倾软岩复合边坡随采场开挖和排土场堆叠滑坡类型由推动式转为牵引式，滑坡模式由以第三系黏土层为底界面逐渐过渡到以弱层为底界面的切层-顺层滑动；顺倾软岩复合边坡稳定性系数与采场开挖和排土场堆叠近似呈负相关的线性关系。研究结论可为类似边坡的工程设计、治理及滑坡预测预报提供技术参考。     

基于FLAC 3D的黄土基底排土场边坡稳定性分析

 元宝山露天矿3^#线长胜排土场是典型的黄土基底排土场,在启用前须对排土场边坡的稳定性进行评价。由于排土场的形成不是瞬间堆积起来的,而是慢慢填筑,综合排土机的作业过程采用刚体极限平衡法对不同排弃高度的边坡进行稳定性计算,并采用FLAC 3D对排土场边坡的变形进行模拟;数值模拟研究了排土场的基底以及地下水等因素对边坡稳定的影响,揭示了边坡的岩体变形、移动规律及滑坡模式,对边坡稳定性做出科学评价,为矿山的安全生产提供依据。     

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。     

海州矿排土场工程复垦关键技术研究

从露天开采形成排土场的水土流失角度出发,提出了排土场工程复垦技术。其中排土场边坡水土流失控制技术主要有边坡整形设计、排土场斜坡整治技术、排水系统配置技术和排土场固土护坡技术;排土场平台径流分散措施主要有最终平台的整治和下部台阶平台的整治;排土场边坡径流分散措施主要是对于坡度>35°的台阶边坡,可适当进行缓坡措施,在边坡水平沟整地基础上建立以柠条、沙棘等耐旱固土灌木为主的等高植物篱;排土场工程复垦关键技术主要有平盘整治工程、客土回填工程和水土保持生物工程。     

元宝山露天煤矿东帮边坡稳定性评价与防治措施

为确保元宝山露天煤矿东帮边坡压煤回采的顺利进行,应用岩体结构控制理论指出影响本边坡稳定性因素主要有F1断层、坡体内赋存的顺倾弱层、弱层含水质量分数和工程因素.应用自主研发的极限平衡软件和RFPA-Slope数值模拟方法综合评价了F1断层、弱层位置以及弱层含水质量分数对东帮边坡稳定性及滑坡模式的影响,提出了疏干排水、内排压脚和边坡监测相结合的综合性防控措施.     

软岩边坡开挖高度和坡率对边坡稳定性的影响

针对随机结构面的变质软岩边坡,依托实体工程,采用离散元通用程序UDEC进行数值分析,对比分析了在不同坡高、不同坡率条件下坡体的水平和垂直位移及安全系数的变化.研究结果表明,开挖坡率对边坡稳定性的影响较开挖高度的影响更大;当总开挖高度〈30m,单级边坡开挖高度的变化〈20%时,则不必考虑每级边坡开挖高度对边坡稳定性的影响.另外,还讨论了边坡开挖的经济性,为合理的边坡工程施工提供了理论依据.     

持续暴雨作用下排土场层状碎石土边坡稳定性

为了研究排土场层状碎石土边坡在持续暴雨条件下的入渗过程及稳定性,推导了土体天然含水率、天然重度与天然体积含水量的换算公式,作为快速确定边坡土体初始基质吸力分布的依据。建立算例排土场有限元分析模型,进行降雨条件下饱和-非饱和渗流、孔压-应力耦合以及边坡稳定分析。结果表明：持续暴雨作用下排土场会在透水性最强的边坡浅层形成集中渗流通道,当坡底存在弱透水性土层时会切断渗流通道,导致雨水从坡脚涌出;排土场边坡位移在降雨期间不断增长,但增长速度越来越慢,雨后边坡位移立即开始减小;降雨初期边坡稳定性系数下降较快,边坡浅层渗流稳定后基本保持不变,雨后缓慢增大。排土场层状碎石土边坡在持续暴雨作用下容易在降雨中后期失稳。     

凹陷露天矿内排土护坡体破坏模式及关键参数

根据瑞典圆弧法积分求解原理,结合护坡体结构特征,判断护坡体破坏模式并推导其安全系数表达式,分析台阶高度h、平台宽度d以及台阶坡面角β等对护坡体安全系数F_s的影响规律及影响程度.通过护坡体数值模拟结果,分析护坡体的位移变化规律以及潜在滑移面特征,并判断其破坏特征.研究结果表明：护坡体的破坏模式是以土体-块石交界面为底界面,以土体圆弧为侧界面的顺层圆弧滑动.随着护坡体台阶高度与台阶坡面角增大,其安全系数减小,最大位移量与应变量增大;随着护坡体平台宽度增大,其安全系数增大,最大位移量与应变量减小.台阶坡面角是影响护坡体安全系数与最大位移量的关键结构参数.     

黑岱沟露天矿排土场西部变形区滑坡控制

针对黑岱沟露天矿排土场西部变形区无法在该区继续进行后续排弃工作的问题,通过对影响变形区边坡稳定的基底、水、排弃物等主要因素进行分析,得出积水入渗是导致变形区排土场边坡稳定性下降的主要因素。进一步分析了变形区边坡变形破坏的主要模式,结果表明:坡角置换与压脚的设计是边坡控制的关键,结合数值模拟计算结果,提出了对排土场西部变形区坡脚进行土岩置换及填方压脚的治理措施。     

弱膨胀性软岩对某工程边坡稳定性的影响分析

膨胀土的胀缩、裂隙等特性,对边坡稳定性具有很大的影响.针对某工程边坡实例,从膨胀性软岩的裂隙性、软化性两方面分析了滑坡形成原因,并采用FLAC/SLOP对边坡在天然状态和饱和状态下的最大剪应变率进行模拟分析.分析结果表明,边坡在饱和条件下,最大剪应变明显增加,边坡安全系数由1.01降到0.84,进一步说明了弱膨胀性软岩对边坡稳定性的影响.     

降雨条件下成层土质边坡的渗流特征

以东南沿海地区广泛分布的坡积土-强风化岩成层边坡为背景,基于饱和-非饱和渗流理论,通过一维、二维成层边坡有限元渗流计算,得到在不同降雨条件下坡积土层厚度对含水率、孔隙水压力沿高程分布的影响规律,以及坡积土层厚度、边坡坡比对二维边坡不同截面的降雨入渗深度的影响。研究结果表明:降雨入渗深度与坡积土层厚度成正比,且坡积土厚度对含水率的影响程度与降雨强度有关;降雨强度与边坡土层饱和渗透系数的关系决定孔隙水压力的分布特征;坡积土层越厚,其各个截面的降雨入渗深度越大,而且边坡坡比越大,其底部截面的降雨入渗深度越大,边坡上部及中部截面受坡比影响较小;边坡土层结构对其在降雨作用下的含水率分布变化影响显著。     

露天矿顺倾软岩边坡三维稳定性分析与形态优化

针对霍林河北矿一采区东北帮压煤的安全回采问题,借助FLAC3D,基于强度折减理论,模拟研究了不同空间形态条件下的边坡稳定性,揭示了开挖位置、开挖角度和追踪距离对顺倾软岩边坡空间破坏模式与稳定性的影响.研究结果表明:东北帮边坡沿21煤底板弱层发生以椭球面为侧界面的切层-顺层滑动;横采内排可以安全有效地回采东北帮压煤;在横采条件下,减小追踪距离对控制边坡稳定具有重要的意义,边坡的稳定系数随着追踪距离长度的增大呈负指数规律减小;能够满足边坡安全要求的东北帮横采开采位置为留设岩柱50 m,开挖角度70°,追踪距离不应超过100 m.     

弱胶结软岩巷道锚网喷架联合支护技术

为研究弱胶结软岩遇水易泥化、崩解对软岩巷道变形破坏的影响,以东胜井田某矿主斜井弱胶结软岩巷道支护工程为研究对象,通过室内试验分析弱胶结软岩遇水软化机理;通过理论计算,提出全断面锚网喷架支护方案并给出具体支护参数;利用有限元分析软件MIDAS/GTS对弱胶结软岩巷道全断面锚网喷架支护方案进行数值仿真分析.研究结果表明:较大孔隙的微观结构和较高的伊利石、蒙脱石等亲水性物质含量是导致弱胶结软岩遇水破坏变形的主要因素;全断面锚网喷架支护形式能够确保支护体系充分发挥作用,围岩变形量较小.     

临河碎石土路堤稳定性的试验研究

为了研究临河碎石土路堤的稳定性,基于相似理论,通过离心模型试验,研究了不同坡率和分台阶的情况下,碎石土路堤在坡外水位上升过程中的稳定性,测量了试验过程中路堤内的孔隙压力,分析了试验机理。结果表明:在模拟水位上升约10 m的情况下,20 m高、坡比1∶1.75、压实度96.5%的碎石土路堤没有明显的滑动破坏,但有反映其不稳定的裂缝产生。如果这种路堤发生半幅跨塌等水毁事故,可能与堤基处理不好、水对路堤的冲刷等有关。如果路堤高度大,在空间上不允许用1∶1.75的放坡时,可以考虑1∶1.5的坡比,分台阶填筑;分台阶填筑路堤时,台阶平面与上边坡交界处是应力集中部位,在设计和施工时应注意防护。     

不同水位下降模式下非均质及各向异性边坡稳定性分析

针对水位线下降会改变坡内的水力梯度,从而导致边坡失稳问题的出现,采用极限分析法和强度折减法建立二维含水边坡,通过优化迭代确定边坡安全系数Fs,并分别与稳定性图表、有限元方法得到的安全系数进行对比,同时探究水位线下降进程、非均质性、各向异性,以及坡脚等参数对边坡稳定性的影响规律。结果表明:水位高度一定时,非均质系数增加,安全系数也随之增大;各向异性系数的增大会降低安全系数,提高边坡失稳的可能性;坡度越缓,水位高度对边坡安全系数的影响越显著;同等条件下,边坡的稳定性受各向异性效应的影响更大。分析结果为水位下降过程中边坡稳定性评估及设计施工提供借鉴。     

宝日希勒露天矿端帮高位煤层靠帮回采技术研究

现阶段近水平复合煤层露天矿端帮靠帮回采建设过程中,仍然存在局限,只是研究了下部煤层的回采,对于高位煤层的回采难度较大,研究较少,因此,为了能在近水平复合煤层中进行高位煤层的回采,通过分析宝日希勒露天矿边坡工程地质情况和地层赋存特点,利用FLAC^3D构建端帮三维数值模拟模型,计算了借助内排土场平盘靠帮回采高位煤层1-2煤时换填步距与边坡稳定性的关系,设计确定了靠帮回采高位煤层1-2煤边坡稳定性控制技术及相应的靠帮回采方案。研究结果表明：端帮1-2煤高位煤层靠帮回采换填步距不超过80 m,端帮1-2高位煤层靠帮回采时,借助于发展到1-2煤台阶底板上的内排土场平盘布置设备进行靠帮回采,回采方式为分层捣运、内排追踪回填。全区靠帮回采可多回收1-2煤2.260×10⁷ t,取得49.72亿元的经济效益。     

基于修正的传递系数法的粉土质边坡冻融稳定性分析

为了给冻融边坡的稳定系数计算方法提供更多的有效途径,以G580线和田至康西瓦公路段K81+100粉土边坡为研究对象,从冻融边坡的特征入手,考虑边坡融化后的渗透力,以及热流量对融化深度的影响。对传递系数法进行修正,推导出冻融边坡稳定系数的计算公式。通过具体条件分析不同温度变化下融化深度与稳定系数的关系,得出融深1.2 m时边坡稳定性最差。基于日气温变化正弦函数公式分析,得出上午7~10时稳定系数降低幅度最大,约7.2%;14时的时候达到每日最大融深,稳定系数降至最小值1.255。通过改变粉土含水率发现当含水率大于20%,边坡开始处于最不稳定状态。最后利用Flac3D建立温度场模拟土体冻结融化的情况,得出边坡稳定系数为1.281,在水的渗流和自重情况下,竖直方向在坡体上缘发生约53.5 mm的最大位移,水平方向在滑体中下部发生约82.6 mm的最大位移。模拟数据与现实情况吻合良好,为冻融区粉土边坡稳定性研究提供了理论依据。