端帮边坡稳定性与内排压脚追踪距离变化规律研究北大核心

以河曲露天矿为工程背景,分析了不同追踪距离下端帮边坡位移云图、最大剪切应变增量云图,以及内排压脚不同追踪距离下端帮边坡稳定性变化。研究结果表明:不同内排压脚追踪距离下,端帮边坡形成了不同面积的危险区域以及沉降区域;随着内排压脚追踪距离的不断减小,端帮边坡危险区域及沉降区域逐渐向工作帮迁移,靠近端帮边坡内排土场及坑底形成底鼓区域,端帮边坡滑移形态近似呈"凸"字形;内排追踪距离与端帮边坡稳定性系数之间服从Boltzmann函数关系式,当追踪距离由150 m减小到100 m时,端帮边坡稳定性系数发生了断崖式变化;合理的内排压脚追踪距离不仅能够提高端帮边坡的稳定性,同时也能够提高矿山的经济效益,采用内排压脚措施来提高端帮边坡稳定性,也不失为一种既合适又经济的方法。     

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。     

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。     

近水平单一煤层露天矿端帮内排方案优化研究

为缓解哈尔乌素露天煤矿面临内排空间严重不足的局面,同时降低生产剥离运距,对原有端帮内排方案进行优化,提出首先将北端帮煤沟东侧掏槽区的原煤采出,然后向内排土场方向并段,待西侧并段原煤采出一定距离具备排弃条件时,最后从▽1040端帮路西端头进行排弃,采煤和排弃同时进行,结果表明:此方案可避免部分剥离物运距"舍近求远",实际综合运距缩短1 347 m,同时提前实现了端帮排弃,有效缓解了排土场面临没有空间的不利局面,保证了生产接续。     

近水平露天矿内排重复剥离量及留沟深度

分析了近水平露天矿分区开采中全压帮、半压帮及全留沟内排方式的特点,并得出了在全压帮和半压帮内排条件下计算重复剥离量的公式。运用露天采矿学的基本原理,根据矿山内排端帮单双环运输的运距,建立了以留沟深度为基本变量的经济效益数学模型,推导出留沟深度的效益函数,使压帮内排的经济效益实现最大化。最后分析了影响最佳留沟深度的因素,得出对于近水平缓倾斜露天矿田内排,开采深度、坑底宽度和端帮边坡角对最佳留沟深度影响较大。     

通过整体排土规划及搭桥节约运距

哈尔乌素露天煤矿通过整体排土规划,计划北部剥离量走北端帮,排至排土场北部;中部1025及以下平盘走中间桥,排至排土场中部;采场南部剥离量走南端帮,排至排土场南部。通过搭接中间桥、端帮排土桥,最大限度节约排弃运距。     

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。     

霍林河南露天煤矿横采内排工艺应用

针对霍林河南露天煤矿横采内排工艺应用现状,考虑到内排追踪距离、边坡稳定性等因素,采用理论分析与现场踏勘相结合的方法,确定了最小内排追踪距离,选取典型剖面分析南露天煤矿现状端帮、横采工作帮、横向内排土场边坡的稳定性,并确定了端帮边坡和横向内排土场边坡的最大稳定帮坡角。分析得出横采内排工艺端帮边坡、工作帮边坡以及横向内排土场边坡均满足安全储备系数要求,计算得出端帮边坡最大稳定帮坡角为25°,横向内排土场边坡最大稳定帮坡角为17°。     

加大排土场帮坡角 降低矿山生产成本

通过对大峰矿中槽采区当前的剥离量和内排量的测算,提出了只有提高内排土场的排土高度,加大排土场帮坡角,实现合理排弃,可缩短运距0.43km,每年节约运输费用81.46万元,有效地降低了矿山的生产总成本。     

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。     

Application of open-pit and underground mining technology for residual coal of end slopes

Given the conditions of residual coal from the boundary of a flat dipping open-pit mine,which uses strip areas mining and inner dumping with slope-covering,we propose an open-pit and underground integrated mining technology for residual coal of end slopes.In the proposal a conveyance road and ventilation conveyance near the slope are built,corresponding to the pit mining area and the surface coal mine dump,as well as an interval haulage tunnel and air-inlet tunnel.The outcome shows that such mining method m...     

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。     

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。     

某铁矿露天开采境界的优化

随着露天矿山生产的推进,剥采比变大成为露天矿山急需解决的问题。为了保证矿山的长期发展,需要对矿山露天开采境界优化以提高安全性和经济效益。基于露天境界优化的安全性和经济性,运用精矿成本比较法确定经济合理剥采比8.42,根据矿体赋存条件等确定露天境界要素,计算露天底部宽度,运用3DMine,Design-Expert软件剥采比稳定性系数作为指标研究最优采深和最终帮坡角,通过剥采比和稳定性系数等势线图上最接近边坡稳定系数1.2和经济合理剥采比8.42的公共点确定优化后的边坡角和采深,通过境界剥采比进行验证,从而建立优化后的矿体露天境界图,为矿山的生产提供技术依据。     

露天矿内排土技术在姑山铁矿的应用

露天开采比地下开采有很多的优越性,但缺点也是非常明显的,那就是在开采矿石的同时,还要剥离大量的岩石。相对于地下开采的废石场,露天开采的排土场占地面积要大得多。姑山铁矿地处长江中下游平原,排土场选址一直是困扰矿山开采的老问题。利用现有的露天采坑,合理调整采剥部位,创造条件实现内部排土,延长了姑山铁矿露天采场的服务年限。     

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。     

高边坡排土场综合管理与监测

高边坡排土场的安全排弃及日常监控是矿山管理的一项重要内容,直接关系到露天采矿的安全有序生产,因此建立健全排土场安全生产管理制度显得尤为重要。大宝山757排土场具有陡、高、险、湿滑等特点,针对影响排土场安全的主要因素（沉降、位移、裂缝及其他辅助因素等）进行科学监测与分析,对作业管理工序做统筹布置。从而保证了排土场的施工安全,实现分台阶排土的良性格局。为今后类似工程提供了宝贵的借鉴。     

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。     

露天矿排土场边坡降水入渗规律试验研究

露天矿排土边坡的水主要来自大气降水,其对边坡岩土容重,孔隙水压力的改变具有动态特征。针对大气降水条件下露天矿排土场边坡稳定性问题,通过砂土相似模拟试验模拟了雨水在边坡中的渗流过程,纪录了各个时刻雨水在边坡内部的浸润图。相似试验结果表明:露天矿排土场在形成过程中大型机械对排土台阶顶部的压实作用对整个排土场边坡渗流影响十分显著;对于多台阶边坡,降雨经暴露的压实区迅速沿压实区进入边坡内部形成浸润区,渗透速率明显快于非压实区;压实区的存在直接将大气降水对边坡的影响从边坡表层导入边坡内部,对边坡稳定极为不利。数值模拟结果进一步证实了相似试验的准确性,同时揭示了压实区与非压实区渗透速率不同的内在原因。根据试验结论提出了提高露天矿排土边坡稳定性的建议。