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。     

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。     

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。     

西藏某高陡露采边坡稳定性分析与优化

为探讨西藏某高陡露采边坡稳定性,利用数值模拟和极限平衡法对西藏某露天矿高陡边坡稳定性进行评价,并考虑暴雨荷载劣化因素,采用FLAC~(3D)边坡稳定性进行定性计算,并对露采边坡不同开采方案进行对比分析,选定最佳设计方案后,利用slide选择最终露采边坡角。结果表明:原设计方案安全平台15 m,清扫平台15 m,接渣平台20 m;岩质台阶坡面角75°,碎石土覆盖层坡面角75°虽能保持边坡整体稳定,但碎石土区边坡欠稳定,且剥采量较大;建议修改方案为安全平台6 m,清扫平台12 m,接渣平台30 m;岩质台阶坡面角70°,碎石土覆盖层坡面角40°,一期最终边坡角38°,能使碎石土区域边坡及整体边坡保持稳定,且能减少剥离量,在保证安全的情况下能实现效益的最大化;最终露采边坡角为38°,此时边坡稳定性可满足自然开挖和暴雨载荷下的边坡稳定性要求。     

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。     

准东煤矿靠帮开采南端帮稳定性动态分析

为了研究露天煤矿靠帮开采过程中端帮边坡的动态稳定,保证节地减损开采的安全实施。根据几何学基本原理分析了靠帮开采过程中下部台阶外推距离与端帮边坡角度的函数关系。采用FLAC3D建立边坡模型,并分析了端帮在靠帮开采过程中边坡的稳定性及位移变化,综合不同靠帮角度以及内排跟进后的端帮边坡稳定性分析结果,确定了最佳的端帮边坡角为38°。分析结果表明:除533 m台阶外,其它台阶的开采均会导致边坡稳定性降低,内排作业的及时跟进对边坡稳定性具有显著的提高效果,当排土台阶达到492 m水平时,端帮边坡安全系数达到了1.42,满足安全需求。     

含软弱夹层露天矿高边坡台阶宽度及台阶坡面角协同优化研究

采用工程类比法建立露天矿开采中台阶宽度及台阶坡面角协同优化循环流程图,采用强度折减法,以含软弱夹层的四川黄山石灰石露天矿山高边坡为例,计算不同台阶宽度及台阶坡面角方案下边坡稳定性系数,探讨软弱夹层对边坡稳定性的影响,最终确定合理的台阶宽度及台阶坡面角取值。结果表明,循环流程图更为清晰直观地展示了台阶宽度及台阶坡面角协同优化的整个过程,可直接获得台阶宽度及台阶坡面角组合大小; 软弱夹层大大降低了边坡稳定性,且易成为潜在滑动面; 该矿山边坡3-3'剖面的最优安全平台宽度、清扫平台宽度及台阶坡面角分别为4 m、8 m和64°。研究成果可为矿山实现安全经济生产提供新思路和指导作用。     

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°。     

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。     

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。     

白云鄂博西矿排土场优化方案设计与论证

排土场在自然堆放过程中,物料性质、单台阶高度、堆积平台预留宽度及整体边坡角是影响排土场稳定性的关键因素。针对白云鄂博西矿排土场的实际情况及基于排土工艺的要求,进行了排土场优化设计并进行了稳定性分析。结果表明:基于特定岩性,单台阶高度为20 m,可保证排土场的整体稳定性,同时可节约运距,达到降本增效的目的。     

扎哈淖尔露天矿含软弱夹层边坡稳定性与形态优化

为了准确评价露天煤矿含软弱夹层边坡稳定性,实现边坡形态优化设计,对露天煤矿地质资料调查分析,确定了露天煤矿潜在滑坡模式,基于边坡稳定性计算结果分析,确定了边坡最优形态。结果表明:含软弱夹层边坡潜在滑坡模式为由地表裂纹剪断至第四系底板,与各弱层相接,最后按45°-φ/2剪切角剪出的组合滑动;风化带以上稳定边坡角为14°;剖面20、A10、B21、B24可以按台阶高度24 m、运输平盘宽度30 m的采掘参数向下降深至IV煤;剖面11仅可降深至III煤;剖面B19、B20可以降深至IV煤,但需减缓风化带以下、III煤以上边坡角度。     

胜利西二号露天矿内排土场边坡稳定分析

通过对影响胜利西二号露天煤矿内排土场边坡稳定因素分析,确立可能的滑坡模式。运用Bishop法、剩余推力法,定量分析了不同排土场基底形态、不同排弃高度和不同边坡角条件下的排土场边坡稳定性。结果表明:影响内排土场边坡稳定性的因素主要有基底形态、排弃物料和基底岩层的物理力学性质、大气降水以及边坡形态。当基底岩层倾角3°时,排弃高度130 m,其稳定性边坡角为12°。     

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。     

高台阶排土场滑坡机理研究及稳定性计算分析

当前中国矿山排土场大多采用高台阶排土方式,高台阶排土场的稳定性成为矿山建设中的关键问题。在高台阶排土场滑坡机理研究的基础上,结合某排土场高台阶排土现状,对排土场边坡稳定性进行分析,优化单台阶高度及平台宽度。计算结果能对优化下一步排土方案起到较好的指导作用。     

平朔东露天矿局部超高段排土边坡稳定性研究

平朔东露天矿开采过程中,由于各种因素影响,经常会造成最下部煤台阶推进滞后,导致内排土场跟进慢,排土空间紧张;合理提高内排土场排土台阶高度,可有效缓解排土空间紧张问题,同时可降低卡车运距与排土场排土重心高度;通过分析自变量内排土场基底倾角与平盘宽度,得出超高段排土时局部边坡与整体边坡稳定临界参数.实践表明:基底倾角在-8...     

高海拔地区金属矿排土场稳定性分析及关键参数优化

针对高海拔地区金属矿排土场稳定性问题,以西藏甲玛矿区角砾岩排土场边坡为依托,采用FLAC3D数值模拟软件,基于有限差分法并结合强度折减理论,利用冻融损伤修正后的岩体力学参数,得出了在当前排土工艺下边坡的位移变化规律、应力变化特征、剪应变速率和塑性区的分布特征,分析了其稳定性,并进行了关键参数优化。研究表明:①高海拔这一因素易导致岩体在冻融循环作用下损伤劣化;②滑坡产生的过程可归纳为:当排土场形成之后,坡体内部出现塑性破坏区,伴随着剪应变带逐渐扩大,边坡内的塑性破坏区面积也增加,剪切塑性区将会大面积出现在斜坡的前缘上,其塑性区基本贯通,滑坡产生;③角砾岩排土场边坡在当前排土工艺下有沿着近似圆弧滑面向坡脚滑动的趋势;④确定的最优关键参数为单台阶高度40 m,组合台阶宽度40 m。模拟结果与现场破坏情况具有显著的一致性,且优化后的排土工艺提高了排土场的稳定性,对于类似排土场边坡稳定性研究具有一定的借鉴意义。     

顺倾基底高段排土场边坡失稳模式 与控制对策

为了解决顺倾基底高段排土场边坡沿物料与基底接触面发生顺层滑动的问题,以安太堡露天矿背斜影响区内排搭路边坡为例,建立工程地质模型,采用数值模拟与极限平衡分析相结合的方法,研究了运输干道外侧高边坡剪应变增量、塑性区分布、位移特征及边坡稳定性。通过研究,探明了顺倾基底高段排土场边坡变形失稳模式为"圆弧-顺层"组合滑动,提出了基于反向排土的顺倾基底排土场高边坡稳定控制方法,通过分阶段排土施工,将运输干道外侧边坡高度由75 m减小至30 m,在保证边坡安全的同时有效缩短了内排运距。     

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。     

顺倾软弱起伏基底内排土场边坡稳定性影响因素分析

为了更有效地指导内排土场边坡参数的动态优化设计，最大限度利用内排空间，结合霍林河南露天矿工程实际，应用刚体极限平衡法，分析了边坡形态、基底倾角、断层落差等因素对内排土场边坡稳定性的影响，获得了规律性认识；将得到的规律应用于霍林河南露天矿内排土场边坡参数设计，并应用数值模拟手段进行验证。研究结果表明：顺倾软弱起伏基底内排土场边坡稳定性与边坡高度、边坡角、基底倾角呈负相关，与断层落差呈先降低后升高、与断层相对坡脚距离L呈先升高后降低关系；随着内排土场推进距离的逐渐增加，边坡滑坡模式由上部边坡沿下盘基底切层–顺层滑动转变为从下部边坡沿上盘基底切层–顺层滑动；霍林河南露天矿内排土场边坡高度216 m、边坡角20°、基底倾角5°的工况下，断层落差为30 m时，其稳定性系数最小。