顺兴露天煤矿北排土场北帮边坡稳定性分析

以顺兴露天矿北排土场北帮边坡为研究对象,应用简化Bishop法和传递系数法相结合,对排土场边坡稳定性进行了系统研究,揭示了坡角对边坡稳定性的定量影响,确定了不同排弃高度条件下的合理边坡形态与参数。研究结果表明,当边坡角增大时,顺倾露天煤矿北排土场北帮边坡稳定性近线性降低;滑坡模式为当排弃高度40 m时,稳定边坡角为22°,最终平盘宽度为37.4 m;当排弃高度60 m时,稳定边坡角为20°,最终平盘宽度为36 m。     

伊敏露天矿内排土场排土参数优化研究

为解决伊敏露天矿地下水渗流对排土场边坡稳定的影响,采用Geo-Studio 2007 SEEP/W软件分析矿东端帮201605剖面的土体渗流规律,确定了各岩层的岩性及渗透参数。以此为基础,利用极限平衡分析方法优化了排土参数:排土场最小工作平盘宽度由95 m缩小至90 m,总体边坡角由11°增大至12°,排土容量增加约3 000万m~3。实践表明,优化参数有效保障排土场边坡的稳定性。     

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。     

大峰露天矿边坡稳定性分析与治理措施研究

边坡失稳破坏是露天矿山开采重大灾害之一。以大峰露天矿为背景,对终了边坡的稳定性进行研究,根据层理的分布特征,将边坡的潜在破形态分为2类:非工作帮为例的顺层滑坡与端面为例的圆弧形滑坡。采用理论分析方法,分析了影响2类边坡稳定性的主要因素有台阶高度、台阶坡面角、平台宽度,通过数值模拟对边坡潜在的破坏形态进行了验证。同时,采用正交试验分析了3种影响因素的主次顺序,确定了最优终了边坡结构参数:非工作帮终了边坡为台阶高度10 m,台阶坡面角70°,台阶平盘宽度5 m;端帮边坡为台阶高度15 m,台阶坡面角70°,台阶平盘宽度3 m。大峰露天矿最终无边坡失稳现象发生,为此类边坡稳定性维护提供一定参考价值。     

黄土基底排土场排土参数的优化

为科学的对黄土基底排土场排土参数进行优化,提出了排土参数优化流程。该流程充分考虑到黄土基底排土场固有特性,在满足排土工艺及稳定性要求的前提下确定台阶高度和平盘宽度,然后通过对组合台阶及边坡总体的稳定性进行循环分析,逐步优化排土场的排土参数。     

倾斜基底内排土场边坡稳定性分析

研究倾斜基底对边坡稳定性的影响,以受到芦子沟背斜构造影响的安太堡露天矿内排土场边坡为研究对象,基于刚体极限平衡法,分析了在1 420 m排弃标高下,平盘宽度分别为60、70和80 m时以200 m为步距向东推进到不同工程位置的边坡稳定性,并得出其变化规律。根据强度折减理论,使用FLAC3D对倾斜基底的内排土场边坡进行数值模拟,确定了以背斜构造为基底的内排土场边坡的滑坡模式。研究表明:安太堡露天矿内排土场边坡受到倾斜基底的影响,其稳定性随平盘宽度的增加呈近线性增加,随工程位置的东移呈现出先减小再增大之后趋于稳定的规律。排弃标高为1 420 m时,内排土场能安全通过背斜区域的平盘宽度为80 m;内排土场边坡的滑坡模式为以危险圆弧为侧界面、以基底为底界面的切层—顺层滑动,背斜构造导致的倾斜基底是边坡稳定性的控制因素。     

安太堡露天煤矿南寺沟排土场排土参数优化研究

针对安太堡露天煤矿南寺沟排土场的增高扩容问题,分析了影响该排土场稳定性的主要因素及可能的滑坡模式,介绍了排土参数的优化方法及工作程序。通过优化分析,使南寺沟排土场最小工作平盘宽度由65m缩小至60m,总体边坡角由17°增大至19°,增加排土容量约5000万m~3,在保证露天矿生产安全、增加排土场容量、缓解排土压力等方面具有借鉴意义。     

露天煤矿排土场边坡参数优化

针对露天煤矿排土场的特点,考虑排土场边坡稳定、排土工艺及土地利用率等方面的因素,提出了适合排土场边坡参数的优化方法。该方法主要采用极限平衡计算、数值模拟分析对边坡的稳定状态进行分析,不断调整单台阶排土段高、平盘宽度,得出最优排土参数,并对边坡的极限堆高进行分析,在保证边坡稳定的前提下,最大化地增加排土场的收容能力,提高土地利用率。     

东露天矿带式输送机安装准备场地设计

为了使东露天矿半连续工艺设备能够顺利安装运行,根据露天矿面临的实际困难,研究半连续设备安装准备场地的规划,通过优化黄土剥离台阶工作平盘宽度,可以使主采台阶平盘宽度满足带式输送机安装要求,而且也为下部水平提供了120 m的推进量,同时还给出了带式输送机端帮出入沟和排土场场地准备方案,以及半连续系统形成后开拓运输系统和排土场的发展情况。     

基于运输平盘宽度优化的靠帮开采与经济效益

端帮运输平盘宽度过大,导致设计的端帮边坡角小于满足稳定性要求的角度,部分煤炭资源因端帮压覆无法采出。出于提升经济效益的目的,提出了基于端帮运输平盘宽度优化的靠帮开采方案,并分析其成本和收益。若端帮运输平盘优化措施增加的成本小于靠帮开采的收益,则该方案合理可行。结果表明：通过改变挡墙与排水沟的途径,分别采用“主墙辅挡”形式和“管沟耦合排水”形式,减小了端帮运输平盘宽度共30.8m,增加了优化措施成本520.80万元;实行靠帮开采,增加了煤炭资源的采出量373060t,获得了2766.10万元的收益。基于端帮运输平盘宽度优化的靠帮开采方案,增加经济效益2245.30万元。     

露天矿顺倾软弱基底内排土场边坡空间形态优化

针对顺倾软弱基底内排土场边坡的空间形态问题,以白音华三号露天矿为工程背景,基于刚体极限平衡与三维数值模拟的手段,分析了内排角度及内排土场发展至不同工程位置对内排土场边坡稳定性的影响。研究结果表明:白音华三号露天矿内排土场边坡滑坡机理为基底弱层在排弃物料自身重力作用下产生塑性屈服,与排弃物料内部产生的滑面贯通,形成以剪切圆弧为侧界面、基底弱层为底界面的切层-顺层滑动;内排土场边坡参数为内排推进距离1 000 m,内排角度14°,平盘宽度67 m时满足安全要求;顺倾软弱基底内排土场边坡随着内排边坡角的减小及推进距离的增加,内排土场边坡稳定性近线性增加,且内排边坡角对边坡稳定性的影响较显著,据此可确定顺倾软弱基底内排土场边坡的空间形态。     

霍林河南露天煤矿沿帮内排土场边坡稳定性分析及优化

为了进一步减小霍林河南露天煤矿沿帮内排土场复合边坡的滑坡风险,基于边坡工程学、土力学、岩体力学、工程地质学等基础理论,综合运用现场调研、边坡表面位移监测、理论分析以及极限平衡法等方法,对沿帮内排土场复合边坡的稳定性进行分析、评价,并针对有潜在滑坡危险区段进行形态优化。结果表明:南露天煤矿沿帮内排土场复合边坡潜在滑坡模式为以17#煤夹矸弱层为底界面的切层-顺层滑动,将950 m水平削坡16 m后,边坡稳定系数满足要求。     

排土场边坡增高方案比选及稳定性研究

以黑岱沟排土场增高扩容工程为依托,通过现场勘探及实验建立岩土体物理力学评价体系,并结合有限元分析现状边坡变形演化规律,得出该排土场潜在破坏模式为"坐落滑移式"。在此基础上提出2种增高方案,经比选后,建议选取方案Ⅱ,即从1260平盘增高2个台阶至1290平盘,1260平盘宽度40 m,1275平盘宽度20 m。最后通过Morgenstern-Price法分析边坡稳定性,进而确定排土场边坡单台阶边坡角为38°。     

元宝山露天煤矿内排土场边坡稳定性分析及参数优化

主要研究了元宝山露天煤矿内排土场的工程地质特征,分析了内排土场滑坡的破坏模式,确定了满足河流通过的内排土场稳定系数,利用刚体极限平衡法对不同排弃平盘宽度的内排土场稳定性进行分析,确定了最优排弃平盘宽度为55 m。     

露天煤矿不稳定工作帮边坡治理方案研究

为避免魏家峁露天矿工作帮边坡持续变形导致更大范围的滑坡灾害,基于地质勘察及地表-地下联合监测手段,确定了潜在滑体的滑面形态,采用差分计算方法对滑面形态的合理性进行了论证,并分析了边坡的变形机理和破坏模式。综合考虑矿山开采现状及规划,采取滑体清方减载的方案进行滑坡治理,从台阶高度、平盘宽度两方面进行了边坡参数优化,并对设计边坡的稳定趋势进行了预测,结论表明工作帮边坡经治理后将处于稳定状态,研究成果对于指导后期采矿设计和同类型矿山滑坡治理具有指导意义。     

露天矿土-岩复合逆倾边坡空间形态优化

针对露天矿土-岩复合逆倾边坡到界边坡形态设计问题,结合达连河露天煤矿外排土场北帮-采场顶帮复合逆倾边坡的工程实际,基于刚体极限平衡与三维数值模拟的手段,研究了露天矿土-岩复合逆倾边坡的滑坡模式及稳定性规律,设计了最终边坡形态,确保北帮到界过程中煤炭资源回采的安全。研究结果表明：达连河露天煤外排土场北帮-采场顶帮复合逆倾边坡的滑坡模式为圆弧滑动;使外排土场北帮-采场顶帮复合逆倾边坡满足安全要求的采场边坡角为33°;露天矿土-岩复合逆倾边坡岩体的破坏形式为拉张-剪切复合型,岩体自重作用下的坡脚处应力集中造成的局部岩体破坏是整体边坡失稳的诱发因素。     

白音华三号露天矿内排土场排土参数优化

以白音华三号露天煤矿首采区为研究对象,利用3DMine软件建立白音华三号露天矿三维模型,确定达产各年末采场与内排土场工程位置,通过对内排土场边坡稳定性进行分析,对排土场在不同工程位置时的排土参数进行优化。在内排容量、完全内排时间、外排量及所需外排土场面积方面与原设计排土参数下的排土设计进行对比分析。研究结果表明:排土参数优化后可提前1年实现完全内排。     

复合边坡影响因素敏感性分析

以某露天矿东帮与外排土场构成的复合边坡为研究背景,为研究东帮帮坡角、排土场帮坡角、东帮与排土场距离以及开采深度4个因素对复合边坡安全系数的影响性大小,利用正交设计进行方案设计,并利用极限平衡法进行理论分析。通过统计计算对影响因素进行敏感性分析,建立四元一次方程,得出各因素对边坡稳定性的影响大小,有利于边坡后期稳定性分析及边坡防治方案的建立。     

露天矿端帮采煤机开采参数设计方法

为了提高端帮压煤回采率,保证端帮采煤机作业安全,分析了平朔东露天煤矿端帮压煤开采可行性,提出了端帮压煤开采参数设计方法,包括端帮采煤机工作区域参数设计方法以及煤柱参数计算方法,并验证了煤层上覆岩体安全厚度,采用Midas GTS NX有限元软件模拟了端帮压煤开采后的边坡稳定性情况。研究结果显示,东露天矿端帮压煤采用端帮采煤机开采方案可行,设计端帮采煤机工作区域长度80m,宽度40m,端帮采煤机水平最大开采深度300m。单排采巷条件下设计4煤支撑煤柱宽度50m,隔离煤柱宽度20m,9煤支撑煤柱宽度60m,隔离煤柱宽度24m。上覆岩体厚度满足安全要求,端帮压煤开采后端帮边坡较为稳定。     

安太堡露天矿排土场增高扩容边坡参数优化研究

以安太堡露天矿排土场为例,采用基底承载力分析与极限平衡分析相结合的方法,研究了背斜构造影响下增高扩容方案的可行性。通过优化分析,排土场一般平盘宽度进一步缩小至65m,总体边坡角进一步增大至17°,剩余排土空间增加至33480万m~3,有效缓解了安太堡矿过背斜期间内排不能及时跟进、排土空间严重不足等问题,保证了超前剥离工作的正常进行,研究方法与成果可供借鉴。