超高台阶排土场散体块度分布规律及其强度变化特性研究

超高台阶排土场散体物料具有典型的空间分级特征,其堆体的强度特性及稳定性主要受堆积物料块度空间分布特性的控制。因此,考察超高阶排土场堆积散体块度分布规律,研究其堆体物理力学性质,分析其发生失稳破坏的模式,是确定排土场稳定性的基础。紫金山北口排土场总高520 m,属典型的超高台阶排土场,在现场测定并分析其散体物料块度分布规律的基础上,制定了堆积散体物理力学性质测试实验粒度的级配方案,探究了排土场堆积体强度特征与散体物料块度组成的直接关系,揭示其内部演化规律,为该排土场制定合理的排土规划设计提供指导。     

考虑粒径分级的弓长岭某排土场稳定性分析研究

针对超高单台阶排土场存在明显的粒径分级这一特点,以弓长岭某排土场为实例,利用元胞自动机模型模拟现场粒径分布,并借助FLAC~(3D)软件,构建了考虑超高单台阶排土场边坡模型,对比分析了均质边坡和考虑粒径分级边坡的稳定性。结果表明:采用元胞自动机与FLAC~(3D)软件相结合的分析方法,能较好模拟排土场的粒径分级现状,得出粒径分级情况下,可能滑动面位置上移,安全系数增加,有利于排土场稳定性的结论。     

基于分形理论的全覆盖式多台阶超高排土场边坡稳定性研究（增刊）

以广东省粤东地区某全覆盖式多台阶超高排土场为工程背景,基于分形几何理论对排土场散体物料的粒度分布规律进行研究,在此基础上,借助多维度稳定性分析方法对该排土场进行边坡稳定性开展研究,结果发现:排土场散体物料的分布具有良好的分形结构,且对于全覆盖式多台阶超高排土场的每个台阶其散体粒度分布规律相似,可以用一个剪切强度值来代替整个排土体的剪切强度;采用多维度边坡稳定性分析方法能更清晰的反映出排土场的稳定性情况。     

某排土场散体物料力学性质的试验

排土场散体物料力学参数除受本身性质决定外,主要还受排土工艺和排土速度等参数影响。针对某排土场散体物料的砾石含量和尺寸影响因素,采用粗粒土大型三轴试验,配置多组不固结不排水试样,分析散体物料力学的性质。结果表明,散体物料的应力-应变曲线在几何形式上表现为近似双曲线型,在物理形式上表现为硬化型曲线;当应变量为15%对应的强度峰值时,散体物料的摩擦角随砾石含量和尺寸增大而增大,黏聚力随砾石含量和尺寸减小而增大,主要因为摩擦角受砾石"二次啃断"而表现为增加,黏聚力受土相对含量增加,胶结作用表现明显而增加。通过对散体物料在台阶上的自然滚落堆积规律进行试验研究,将较高的排土场台阶分为2层或3层,取不同的岩土强度参数进行稳定性计算是符合实际情况的。     

考虑粒径分级的珲春露天矿排土场扩容稳定性分析

排土场在矿山生产中有着不可或缺的作用,排土场的库容大小直接影响着矿山生产的效率。以珲春露天矿超高排土场为工程背景,考虑排土场的粒径分级,建立3层台阶分层模型,利用极限平衡法(Geo-studio/slope)和有限差分法(FLAC~(3D))对原排土场和扩容后排土场的稳定性进行研究,确定了排土场扩容的可行性,分析了排土场整体边坡和各台阶的稳定性;并以此为依据,提出了以治水为主、拦截为辅的边坡防治措施。     

高台阶排土场岩石块度分布规律研究

本文通过对永平铜矿高台阶汽车排土场岩石块度分布规律的现场测定,着重研究了排土场自上而下岩石块度分布规律及其对散体物料物理力学特性的影响,并将岩石块度分布规律首次应用于排土场稳定性分析计算,得出了符合矿山实际的结论.     

排土工艺对排土场的稳定性影响分析

排土场在自然堆放过程中,排土顺序、单阶台阶高度、堆积平台预留宽度以及整体边坡角是影响排土场稳定性的几个关键因素。针对紫金山金铜矿排土场的实际情况,室内实验获得了堆积散体材料的力学强度参数,通过数值模拟分析,研究了这几种因素对排土场稳定性的影响。结果认为：排土过程中,采用多台阶排土比单台阶一坡到底排放方式更有利;单阶台阶高度不超过30 m,平台宽度在20~30 m时,既可保证排土场的整体稳定性,又能最大限度增加排放库容。     

本钢歪头山矿下盘排土场滑坡机理及高台阶排土合理参数

本文在歪头山矿下盘土场滑坡、排土工艺调查基础上，分析了排土场形成的三种滑坡模型，并对影响土场滑动的主要因素地形、表土、散体力性质及台阶高度、推进速度等进行了分析和敏感度计算。根据综合分析，提出了排土场台阶的合理高度及在考虑排土场稳定性，不影响排土场生产能力前题下，确定各排土线的有效长度。     

排土场散体物料强度对边坡潜在滑动面的影响

高台阶或超高台阶排土场的散体物料块度分布呈现明显的粒径分级特征,物料强度力学特性随块度布组成不同而发生显著变化。通过室内直剪试验揭示排土场散体物料强度参数C、φ与块度组成规律。在此基础上,应用强度折减法,通过对排土场采取逐级分层的方式,研究其强度参数随高度变化时的边坡潜在滑动面及安全系数变化趋势。试验与数值模拟研究表明：其内摩擦角随粗颗粒含量的增多而不断增大,并呈现线性关系;黏聚力呈曲线变化,其总体变化趋势是不断减小的;边坡潜在滑动面随着散体物料分层的不断细分,潜在滑动面出口位置不断向上抬升,塑性区不断向上扩展,最终呈现稳定状态;安全系数随着层数的增加逐渐减小,减小到一定数值（1.125左右）后,随着层数的增加,安全系数又出现一定上升,但变化趋势趋向稳定。     

排土场散体物料抗剪强度的安全系数反演分析

在初步判断排土场边坡所处的稳定状态的基础上设定一个安全系数,利用安全系数反演计算排土场散体物料的抗剪强度参数。以常用的Bishop圆弧法和余推力折线法作为排土场边坡稳定性计算的基本方法,构建非线性方程组,迭代求解,同时反演出排土场散体物料的抗剪强度参数。针对西南地区某个大型露天矿排土场边坡进行了实际反演分析,得出：含第四系表土较多的细粒散体岩石,反分析黏聚力c比三轴试验小0.026 MPa,而摩擦角φ则大3.94°;以粗粒土为主的坚硬辉长岩,反分析黏聚力c比三轴试验大0.021 MPa,而摩擦角φ则小4.06°。虽然2种散体岩土反演分析与试验结果都有差异,但是通过安全系数反演分析的结果,更能从整体上把握排土场散体物料的力学强度参数。该方法不像室内试验和现场试验那样受排土散体物料不均匀和离散性的影响,同时获得的抗剪强度参数可以作为后期动态排土规划稳定性分析的依据。     

南芬铁矿大东沟排土场稳定性分析与治理对策

研究了南芬铁矿大东沟排土场的工程地质特征,分析了排土场滑坡的破坏模式,在此基础上对目前排土场稳定性进行了分析,并对排土场继续以目前单台阶排土方式排土前推200 m之后的稳定性进行了分析,由分析得到排土场稳定性与目前排土场稳定性相比,变化不大.遂从排土方式的角度,对分台阶排土的情况进行了稳定性分析.进而提出了排土场边坡的综合治理措施,得出结论:①在雨季或融雪季节,当排土场内地下水来不及及时排出时,排土场的稳定性将大幅度降低,有很大的安全隐患;②改用分台阶排土方式对稳定性没有明显改善,作用不大;③建议做好排土场安全监测工作、排水工作及支挡工作.     

德兴铜矿西源排土场高台阶排土稳定性研究

针对德兴铜矿西源排土场排土量大，排土台阶高达200m以上，300m台阶局部在尾矿库水中排土，排土台阶多次发生大规模沉降的状况，开展了不同部位排土场的稳定性评价，分析了引起排土场沉降、滑坡的不稳定因素，对300m排土台阶滑坡引起的尾矿库水涌很进行了估算，提出了控制排土场安全的综合治理措施，对西源排土场的生产具有指导意义。     

露天矿背斜区内排土场边坡基底处理方式优选研究

露天矿内排土场边坡的稳定是露天矿顺利生产的重要保障,而排土场基底的岩层赋存条件是影响排土场边坡稳定性的重要因素。安家岭露天矿开采进入背斜影响区,现有内排空间无法满足排土需求,需要在背斜区进行排土。为解决露天矿背斜倾角较大区域倾斜基底排土场稳定性问题,以安家岭露天矿内排土场为研究对象,提出了针对背斜区倾斜基底进行处理的3个方案:基底麻面爆破处理,跟踪排弃台阶坡脚处拉抗滑沟处理以及背斜区倾角12°位置留设抗滑煤柱;使用Geo-studio软件Morgenstern-Price法研究在不同基底处理方式下进行背斜区单台阶跟踪排土,排土台阶的滑移模式以及稳定性变化情况。通过计算各个方案的经济成本,跟踪排土台阶稳定性系数以及背斜区域的单位排土量,构建了成本、稳定性系数、排土量3个评价指标,采用基于熵权TOPSIS法对所选指标进行加权,并根据方案与理想解的贴近度大小确定基底处理的最佳方案。研究结果表明:背斜区单排土台阶滑移模式为以排弃台阶坡顶至排弃物料内部的圆弧滑面为侧滑面,以沿着基底平面为底部滑面的切层-顺层滑动;相同排弃参数的排弃台阶,在基底坡度从陡变缓的过渡区域,排土台阶的基底平面接近于圆弧面,且单台阶排弃量增加,台阶稳定性发生突变,安全系数较上部台阶显著降低;通过基于熵权TOPSIS法对3个方案进行优选,确定麻面爆破方案为基底处理的最优方案。     

露天矿排土场堆置参数优化

设计合理的排土场堆置参数可以达到降低露天矿的排岩成本并保持排土场的稳定性的目的。在建立通用的堆置参数优化的多目标规划模型基础上,结合国内某露天矿实际情况,首先确立单排岩台阶稳定性、总排土场的稳定性与堆置参数的关系,之后在考虑碎岩的运输过程及排土场随排弃任务推进的空间几何演化规律下,建立排岩工作的运输成本及管理费用与堆置参数的函数关系表达式,从而得到该矿以排土场稳定性及排岩成本为优化目标的排土场堆置参数优选模型;对该模型求解得到最佳的排土场堆置参数：台阶数目为4,平盘宽度取最小平盘宽度57 m,单个排岩台阶高度30 m,排土场总堆置高度为120 m,排土场边坡角为26°,该结果与矿山实际情况相符合。     

南芬铁矿2号排土场稳定性分析及治理措施

运用极限平衡法就本钢南芬铁矿2号排土场现状进行了稳定性分析,并对排土场前推200 m和分台阶排土的情况进行了预测分析,得出如下结论:排土场目前处于稳定状态,雨季或融雪季节,当排土场内地下水来不及及时排出时,排土场的稳定性将大幅度降低,有很大的安全隐患;改用分台阶排土方式对稳定性没有明显改善,意义不大;建议做好排土场安全监测、排水及支挡工作。     

露天胶带排土最大段高及排土机安全距离的确定

针对国内矿山排土场胶带排土机广泛使用的现状,为最大限度地发挥排土机的排岩能力,减少排土机轨道的移动次数,降低矿山生产成本,对胶带排土最大段高和胶带排土机距排土场坡顶线的安全距离进行研究分析。通过对基础资料研究及渗流稳定性分析、抗滑稳定性分析,并采用FLAC^3D对某露天矿排土机的安全距离进行了模拟研究,通过工况分析确定了设备载荷作用下排土场台阶边坡的潜在垮落形式,建立了该露天矿排土机排弃台阶的安全距离模型,数值模拟结果表明,排弃台阶高度为75 m时,排土机的安全距离不小于10 m。最后结合经验,综合确定排土机排土的最大台阶高度和排土的安全距离,对铁矿胶带排土生产具有指导意义。     

高台阶排土在兰尖铁矿的应用

总结了兰尖铁矿采用高台阶排土的生产实践、高台阶排土的安全技术要求、保障安全生产的技术措施及经验教训。实践表明，高台阶排土可实现岩土的就近排放，有着显著的经济效益，但从设计阶段就应做好排土场工程水文地质、排土场稳定性评价及安全防范工作，以避免安全事故的发生。     

某露天矿排土场高台阶排土工艺优化治理

结合某露天矿排土场现状,针对现存高台阶排土场的安全隐患,通过调整排土工艺的方式,将现排土机排土的单台阶大段高排土场调整为由2个以上台阶组成的多台阶排土场。对形成下部台阶的4种排土工艺方案(重力溜放与汽车倒排、汽车直排、排土机下行转场排土、排土机与电铲倒排结合),重点从各方案的安全可行性、投资费、运营费等方面进行了分析、比选。得出结论:上部台阶仍然采用现有排土机排土工艺及设备,下部台阶采用溜槽溜放—汽车倒排工艺,最终达到排土场安全稳定的要求。