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。     

含基底软弱层的露天煤矿内排土场边坡形态动态优化

为了合理评价含基底软弱层的露天煤矿内排土场边坡稳定性,实现内排土场边坡形态动态优化设计,根据对露天煤矿内排土场地质资料调查分析,确定了露天煤矿内排土场潜在的滑坡模式,分析了内排土场排弃至不同位置时的边坡稳定性。基于内排土场边坡稳定性计算结果,确定了不同时期内排土场边坡的排弃高度与边坡角度。实现了内排土场在动态的排弃过程中边坡形态的动态优化。     

将军戈壁二号露天煤矿外排土场软弱基底坐落-牵移式滑坡机理

以新疆天池能源有限责任公司将军戈壁二号露天煤矿外排土场软弱基底为研究对象,通过对研究区岩土进行常规力学实验及流变试验,确定了该露天矿排土场基底及排弃物料物理力学指标。结合理论分析,确定排土场边坡滑坡模式为坐落-牵移式并对滑坡机理进行分析。建立排土场稳定性分析数值模拟模型,模拟排土场边坡变形破坏形式,计算分析了排土场边坡稳定性,结果表明,排土高度为120 m时,潜在的滑移面贯穿排土场内部及软弱基底层,边坡稳定系数略低于安全储备系数。     

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°。     

黄土基底排土场基底土岩物理力学性质及软弱层演化规律

以安太堡露天煤矿南排、西排和新排为研究对象,对黄土基底排土场不同排弃阶段基底土岩进行大量的物理力学试验,得出基底黄土物理力学性质随排弃高度增加而有规律变化的结论,并得出软弱层演化规律,为类似地质条件排土场稳定性评价及控制提供依据。     

软弱倾斜复合基底排土场边坡失稳机理与控制

针对露天矿软弱倾斜基底排土场边坡变形失稳问题，以蒙东西二露天矿排土场边坡为工程背景，基于刚体极限平衡与三维数值模拟方法，揭示了不同基底倾角条件下排土场边坡稳定性变化规律，分析了软弱倾斜复合基底排土场边坡失稳机理，并讨论了治理措施。研究表明：①排土场边坡稳定性与顺倾基底倾角呈负相关关系，与逆倾基底倾角呈正相关关系；②排土场边坡基底失稳过程可分为排土场沉降、局部剪切错动、局部剪切破坏、剪切裂缝扩展和贯通5个阶段；③排土场潜在滑坡模式是以排弃物料内部拉裂的圆弧形态为侧界面，以基底剪切滑移为底界面的切层-顺层滑动；④排土场边坡基底逆倾时的稳定性明显优于基底顺倾时的稳定性，极限平衡法分析结果与数值模拟研究结果具有良好的一致性，充分体现了软弱倾斜复合基底排土场的边坡失稳特征。在上述分析的基础上，进一步讨论了排土场边坡稳定性控制方案。针对顺倾基底明显不利于排土场稳定的问题，通过调整局部区段排土线的布置及发展方式和改变剥离物的排弃顺序有助于提高顺倾基底条件下排土场的稳定性。     

软弱倾斜复合基底排土场边坡失稳机理与控制

针对露天矿软弱倾斜基底排土场边坡变形失稳问题，以蒙东西二露天矿排土场边坡为工程背景，基于刚体极限平衡与三维数值模拟方法，揭示了不同基底倾角条件下排土场边坡稳定性变化规律，分析了软弱倾斜复合基底排土场边坡失稳机理，并讨论了治理措施。研究表明：①排土场边坡稳定性与顺倾基底倾角呈负相关关系，与逆倾基底倾角呈正相关关系；②排土场边坡基底失稳过程可分为排土场沉降、局部剪切错动、局部剪切破坏、剪切裂缝扩展和贯通5个阶段；③排土场潜在滑坡模式是以排弃物料内部拉裂的圆弧形态为侧界面，以基底剪切滑移为底界面的切层-顺层滑动；④排土场边坡基底逆倾时的稳定性明显优于基底顺倾时的稳定性，极限平衡法分析结果与数值模拟研究结果具有良好的一致性，充分体现了软弱倾斜复合基底排土场的边坡失稳特征。在上述分析的基础上，进一步讨论了排土场边坡稳定性控制方案。针对顺倾基底明显不利于排土场稳定的问题，通过调整局部区段排土线的布置及发展方式和改变剥离物的排弃顺序有助于提高顺倾基底条件下排土场的稳定性。     

基于SIGMA/W的露天矿软弱基底排土场安全距离研究

以内蒙古某露天煤矿软弱基底排土场为研究对象,应用GeoStudio有限元分析模块SIGMA/W,揭示出顺倾和逆倾不同基底形态、边坡角及排弃高度条件下周边地表面的变形规律,并最终确定了合理的排土场安全距离。     

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。     

黄土沟壑基底排土场滑坡的空间演化机制

外排土场是露天采矿的必然产物。由于特殊的地形地貌，我国中西部的一些露天煤矿将排土场建立在沟壑发育的黄土基底上，形成了基底软弱、形态极其复杂的黄土沟壑基底排土场，其稳定性将成为影响露天煤矿安全高效生产的重要因素。因此，为揭示黄土沟壑基底排土场变形破坏的空间演化规律，以准能公司黑岱沟排土场为工程背景，基于断续结构面理论和强度折减理论，并考虑起伏结构面的啃断与爬坡效应，分析了黄土沟壑基底和排土场的破坏机理；采用FLAC3D数值模拟手段，研究了排土场变形破坏的空间演化过程，并通过分析黄土沟壑基底排土场和各剖面的最大位移云图及临界失稳时变形区位置，确定了黄土沟壑基底排土场的滑坡模式及滑坡区域。研究结果表明，黄土沟壑基底面可视为一起伏无充填结构面，在排土场载荷与剪切作用下会形成啃断与爬坡效应，即排土场将发生剪断部分凸起的非规则曲面滑坡；黑岱沟排土场易在排弃物载荷作用与沟壑基底形态的双重影响下，边坡上部岩体先发生变形，并挤压中、下部岩体发生变形，位于南北中轴线两侧的变形区向北部坡底扩展，形成类椭球形变形区，最终演化成推动式滑坡。研究结果可为黑岱沟排土场滑坡预警和边坡治理提供技术参考，为类似排土场边坡...     

端帮开采煤柱应力分布动态演化过程研究

为了解决目前露天煤矿端帮探入式开采工艺中，留设煤柱应力随时间和空间位置不同，分布特征与规律不明确的问题，以源通长富露天煤矿为研究对象，采用理论研究与FLAC3D数值模拟相结合的研究方法，分析采深与煤柱宽度对临界载荷影响、单侧煤壁与支撑煤柱的应力动态分布、区段内煤柱应力分布特征与永久煤柱的应力分布特征，得出相关规律。研究结果表明：随采深的增加，临界载荷呈类似于幂函数逐步降低，初采50m以内减弱较为迅速|随着煤柱宽度的增加，临界载荷呈类似于指数型函数关系增加|单侧煤壁处于工作面侧向支承压力增高区内|支撑煤柱前方出现应力集中，应力分布呈现“驼峰”型|区段开采结束后，区段间内的煤柱应力随采深的增加，应力呈逐渐减低|永久煤柱在开采过程中应力分布呈现“峰型”趋势，煤柱中部存在弹性核区。     

内排土场几何参数对端帮稳定性的影响

为了研究当露天矿山的剥离量不能保证内排土场及时跟进采场的进度，不同的排土方案对端帮稳定性的影响。先从理论上分析了内排土场压帮原理和时效边坡微观机理下的临界破坏准则，并结合内蒙古某露天煤矿为研究对象，采用数值模拟方法，建立不同的模型，分析了不同几何参数下的内排土场对端帮稳定性的影响程度。结果表明:当剥离量不足、不能保证矿山内排土场的跟进，常规排弃方案致使坑底宽度越来越大时，内排土场排弃顺序应在满足露天矿坑底最小宽度的安全前提下，优先满足最下部台阶的排弃，能更好地提高端帮的稳定性，进一步保证矿山的安全生产。     

露天煤矿破碎站粉尘无组织排放治理方案研究

以神华北电胜利能源有限公司胜利煤田西一号露天煤矿3000 t/h破碎站为例,对露天煤矿破碎站无组织排放的粉尘产生原因以及运动规律进行了分析,对比现有的破碎站粉尘治理技术,提出了“一降、二封、三控、四抑”的大型露天煤矿破碎站粉尘无组织排放综合治理方案。该方案经过在神华北电胜利能源有限公司胜利煤田西一号露天煤矿3座3000 t/h破碎站进行实际生产验证表明,采用该治理方案后,胜利煤田西一号露天煤矿破碎站无组织排放粉尘浓度由453 mg/m3下降至68 mg/m3,对保护生态环境起到了至关重要的作用,具有极高的应用和推广价值。     

近距离煤层群采空区下回采巷道合理布置研究

近距离煤层群下行开采中,上位煤层开后造成下位煤层采场围岩力学环境发生改变,回采巷道的合理布置是下位煤层安全高效开采的关键。因此,本文以甘沟煤矿为工程背景,采用理论分析、数值计算、现场实测等手段,对上位煤层开采后,残留煤柱对底板影响进行分析。研究结果表明:利用滑移线理论确定B4-2号煤层开采后对底板影响的最大深度为18.7 m,选取内错式布置,内错距不小于6.03 m;采用UDEC数值模拟软件对B4-2煤层的残留煤柱下方底板应力分布规律分析,得到煤柱影响下的底板应力演化特征,煤层开采后残留煤柱造成底板破坏深度达20 m左右,理论部分计算符合;通过对不同内错距下塑性区域分布进行分析,得到内错距为15 m时,对下位煤层的影响最小。     

露天采矿机在胜利一号露天矿的应用研究

露天采矿机作为一种新型的露天采矿设备,经国外实践证明能有效地开采薄煤层,有选择性地进行煤、矸分采,减少矸石混入量,能最大限度地提高回采率。作业过程中能将钻孔、爆破、采装、破碎等环节集于一身,极大地简化了生产环节并获得良好的经济效益。本文针对胜利一号露天矿5#复杂煤层夹矸层数多、煤层薄、发热量低的特点,提出使用露天采矿机有效地进行煤层及其矸石的分采,以提高回采率、降低含矸量,简化作业流程,提高经济效益。     

胜利一号露天煤矿排土场植物多样性研究

以内蒙古锡林郭勒盟胜利一号露天煤矿排土场为研究对象,通过对排土场植物群落组成的调查,利用应用值计算露天煤矿排土场植物丰富度指数、多样性指数、均匀度指数,分析排土场物种的多样性,为胜利一号露天煤矿排土场生态修复提供理论和技术依据。结果表明,胜利一号露天煤矿排土场的总共物种数为82种,隶属28个科,禾本科、菊科、豆科是排土场植物群落的主要物种；在人工恢复措施下,排土场植物群落逐渐由一年、二年生草本植物为主的群落演替为多年生草本植物为主的群落。排土场Margalef丰富度指数、Shannon-Wiener多样性指数、Pielou均匀度指数、Simpson多样性指数数值南排土场最高。     

安家岭露天矿排土场及排土流向流量优化研究

通过对安家岭露天煤矿排土场及排土流量的研究,探讨了安家岭露天矿内外部排土的作业程序和排土方式,在稳定的排土边坡角条件下,达到缩短运距,增加效益的目的。     

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。     

厚煤层留窄煤柱沿空掘巷巷道支护设计

针对某矿2502采区250206上工作面轨道巷,提出采用留窄煤柱沿空掘巷技术进行采掘。通过FlAC3D建模分析留设窄煤柱掘巷支护的方案,理论上研究了锚杆、锚索各个参数对巷道围岩变形控制的影响,确定了最优的参数。通过对250206上工作面轨道巷进行现场应用,对巷道围岩多个测点进行数据监测,证明采用最优参数支护对巷道围岩起到了很好的支护效果。