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。     

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。     

依兰露天煤矿内排土场边坡稳定分析

随着近几年来煤炭企业进入市场,露天矿为了适应市场的需要,对原依兰煤矿设计的一些开采程序和开采参数作了适当的调整。经过近几年的生产实践证明,这些调整为企业带来了一定的前期经济效益。本文主要针对露天矿内排土场存在的安全问题,以预防为主,制定并实施了内排土场边坡稳定性分析评价,以确保内排土场的安全运行。     

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。     

露天矿排土场相似材料模型实验研究

为了对元宝山露天矿排土场边坡稳定性作出客观评价，采用相似材料模型实验的方法对排土场进行物理模拟。结果表明：随着排土工作线发展，荷载增加，测点的位移和应力变化特征为：应力趋向负值．出现拉应力，岩体在变形，并且容易破坏，同时位移明显增大。该结论为元宝山露天矿排士场下一步排土方案、边坡监测方案和边坡整治防滑措施的制定提供决策依据。     

露天矿非工作帮红黏土顺层边坡稳定控制对策

针对顺倾红黏土层严重影响露天矿端帮边坡稳定甚至引发边坡变形失稳的问题,采用数值分析与极限平衡分析相结合的方法,并以平朔东露天矿北帮滑坡灾害防治为背景,对边坡的变形破坏模式及稳定性进行分析计算,结合现场实际情况,提出坡脚反压、削方减载两种控制措施.研究结果表明:坡脚反压治理措施可以有效提高端帮边坡的稳定性,增大露天矿内排空间,缩短排土运距,社会效益与经济效益显著.研究结论为实际开采过程的安全高效生产提供参考.     

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。     

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.     

干钻成孔及取样在滑坡勘察中的应用

根据滑坡勘察原理,结合安太堡露天矿南排土场滑坡工程勘察,对滑坡勘察中施工难度大较的无水干钻孔及取样进行阐述,并针对施工中出现的不同问题提出了相应措施。     

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.     

内排压脚合理追踪距离的确定

为宝日希勒露天矿实行内排压脚滑坡防治措施,须确定合理的追踪距离,运用二维刚体极限平衡和FLAC3D数值模拟计算方法研究内排台阶与采矿台阶的跟踪距离对端帮的钳制作用的影响.分析端帮边坡应力、位移变化云图,可以看出随着跟踪距离三增大应力场、位移场发生变化的规律,即跟踪距离￡越小,边坡位移越小,边坡变形范围越小,边坡越稳定.从而确定了合理的追踪距离,证明了内排压脚、煤台阶支挡对提高边坡稳定性的积极作用.因此随着采矿工程的发展,内排土场同步发展,利用内排压脚滑坡防治方法不失为一个即经济又合适的好方法.     

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。     

含水弱胶结外排土场边坡稳定性研究

弱胶结软岩物料具有强度低、胶结差的特点,对边坡稳定性具有重要影响。为了分析含水弱胶结软岩对排土场边坡稳定性的影响,依据五林油页岩露天矿地质及实际生产情况,结合边坡稳定性计算的Bishop方法,分析了台阶坡面角、含水率、平盘宽度和台阶高度4个主要因素对含水弱胶结软岩排土场边坡稳定性的影响,并采用正交试验方法建立了4因素3水平正交试验模型,通过数值模拟确定了不同因素对边坡稳定性的影响程度,最后对排土参数进行了优化。结果表明:台阶坡面角、含水率、台阶高度与边坡稳定系数呈负相关,平盘宽度与边坡稳定系数成正相关,且平盘宽度对弱胶结外排土场边坡稳定性影响的敏感程度最高,其余依次为台阶高度、台阶坡面角、含水率,确定最佳排土参数为:台阶高度18 m,台阶坡面角23°,平盘宽度15 m.     

多排土场间土岩物料流向流量动态规划模型

为进一步优化露天矿山排土场土岩堆置结构,降低排土运输成本,针对现阶段尚未有效解决的多排土场间物料堆置问题展开研究,提出一种面向多排土场的、考虑其内部自身发展建设的物料块体堆置次序优化算法。首先以阶段间物料流运输功最小化为目标函数建模,将排土场设计参数、空间形态以及位置关系作为约束条件,构建堆置次序规划模型;然后以排土程序设计为基本空间约束构建先验条件,提出一种多排土场间决策阶段动态生成算法;最后采用0 1整数规划对整个规划问题进行阶段性求解,得出多排土场内块体模型的最优化堆置次序,并给出排土场内部详细的土岩流向流量规划方案。针对神华新疆黑山露天煤矿随着开采深度加大、卡车排土场运距过大等现实排土运输问题,以运输功最小化为优化目标,运用所提出的算法对该矿排土场内部堆置结构进行了优化。确定了该矿未来11年南、北两外排土场内部结构最优的堆置方案;相比原设计有效的控制了运输能耗,可节省该矿每年1~2亿元的排土运输成本。     

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。     

沿山坡排土场稳定性控制

针对沿山坡排土场边坡经常发生滑坡灾害的现象,提出了增加排土场排弃高度、增加容量等工程措施来增强排土场的稳定性,以元宝山露天矿225机道排土场为工程背景,应用Flac3D数值模拟和刚体极限平衡法,揭示了排土场沿山坡黄土基底变形、移动规律、破坏机理和滑坡模式,取得了显著的经济效益。     

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。     

基于未确知测度理论的排土场滑坡风险评价模型

应用未确知测度理论,建立露天矿山排土场滑坡的评价模型。根据影响排土场稳定性的因素的重要程度,建立排土场滑坡评价三级指标体系,选取地基坡度、边坡高度、边坡角、防排水设施、爆破质点振动速度、日最大降雨量、月累计降雨量、最大地震烈度、下游人数、下游财产和乱采乱挖等11项三级指标作为未确知测度模型的判别指标,构建指标的未确知测度函数,采用信息熵理论确定评价指标权重,依据置信度识别准则对滑坡危险性等级进行判定。最后,利用该模型对国内一典型露天矿排土场的滑坡危险性进行评价,评价结果与实际情况较吻合。     

受控于软弱结构面的矿山软岩边坡稳定性

为了解决沉积岩体露天开采时的边坡稳定问题，根据岩体中软弱结构面的力学特性，分析总结了受软弱结构面控制的矿山软岩边坡稳定性的研究方法。探究了受控于软弱结构面的边坡的滑坡模式、计算方法以及强度指标的选取原则。对伊敏煤电公司露天矿南帮边坡稳定情况进行了实例分析，变形区边坡稳定性主要受四个泥岩弱层控制，采取内排压脚等控制开采的方法是有效的。