哈尔乌素露天煤矿北端帮边坡稳定性分析

受露天开采方式的特殊性和采场构成特征,端帮边坡角度是决定露天煤矿经济效益和生产安全的重要因素。为保证露天矿正常生产作业,边坡稳定性问题不容忽视。结合哈尔乌素工程地质及实际端帮形态,采用强度折减法和极限平衡法对哈尔乌素露天煤矿北端帮边坡角度分析,确定在目前状态下最小稳定系数为1.14,破坏模式为潜在圆弧滑动面位于最下部高台阶内部的局部破坏,基本处于稳定状态。最下部台阶高度是影响北端帮边坡稳定性的关键因素,在采剥工程位置允许的情况下可以适当降低最下部台阶的高度77 m左右,其稳定系数可提高至1.26。     

陡帮开采技术在将军戈壁二号露天煤矿的应用

将军戈壁二号露天煤矿南端帮最终边坡角取值过于保守,为了避免端帮边坡角太小造成端帮压煤,研究用陡帮开采技术采出南端帮压煤;研究时选择GEO-slope和FLAC 2种分析软件,分别采用极限平衡法、有限差分法、有限元法对南端帮边坡的稳定性进行模拟分析,寻找极限稳定状态时对应的边坡角度,将南端帮最终边坡角由35°提高到39°;在最大的陡帮开采边坡角度的基础上,调整南端帮台阶构成,布置相应的运输系统;共采出煤炭资源量为124万t,获得约1.1亿元的经济收益。     

哈尔乌素露天煤矿端帮边坡角对边坡稳定性的影响研究

为探究边坡角对哈尔乌素露天煤矿南端帮边坡稳定性的影响程度,采用FLAC/SLOPE软件对不同倾角的端帮边坡进行稳定性分析。详细地研究了边坡角从35°～55°每个角度对应的安全状态以及安全系数。研究发现,在靠帮的过程中,端帮边坡角越大,边坡岩体的位移量越大,而且随着破坏单元体数量的增加剪切破坏区域逐渐形成了贯通区域,边坡失稳的概率进一步增加。当边坡角度达到45°时,由于安全性原因已经不再允许继续靠帮开采,得到了哈尔乌素露天煤矿南端帮最优靠帮角度。     

河曲露天矿端帮陡帮开采技术可行性研究

以河曲露天煤矿为研究对象,采用极限平衡法与有限元强度折减法,分析当前开采条件下的边坡稳定性,提出最佳边坡角度及结构形态,并研究了各端帮陡帮开采方案及其稳定性情况.研究结果表明:河曲露天矿端帮边坡采用凸形边坡结构形态可以在保证边坡稳定性的同时提高煤炭回采率.东端帮的整体边坡角为28°,当前稳定系数在1左右,处于临界平衡状...     

哈尔乌素露天煤矿首采区端帮运输系统优化

为解决哈尔乌素露天煤矿端帮运输系统布置与生产实际日益不匹配,剥采重心失调的问题,结合具体地质勘探资料,以综合运距、边坡稳定性系数、长期适用性为考量,对多个端帮运输设计方案进行比选,进而得到最优技术方案。结果表明:优化方案消减了哈尔乌素露天煤矿边坡安全隐患,显著地降低了不必要的运输费用。     

端帮陡帮开采技术在哈尔乌素露天煤矿的应用

为了探索陡帮开采技术在哈尔乌素露天矿的应用前景,从经济和技术的角度进行了合理的比选。基于时效边坡理论,阐述了哈尔乌素露天矿实行陡帮开采的经济和社会意义,并根据端帮的作业参数计算了端帮的暴露面积和暴露时间。在南端帮选择每个陡帮开采方案的典型剖面,分别采用FLAC和GEO-slope软件进行数值模拟,得到了相应的稳定系数。研究结果表明:采用方案三进行陡帮开采,将底部1025平盘宽度降低25m,保留15m的安全平盘宽度,可以多回收残煤89万t,创造经济价值约2.047亿元。     

采硐影响条件下端帮边坡稳定性分析研究

当前露天煤矿端帮资源探入式开采条件下,边坡稳定性分析未充分考虑采硐影响的具体情况。笔者对原有的刚体极限平衡法进行改性,同时结合拉格朗日有限差分法分析边坡稳定性,并对边坡稳定系数的计算方法进行修正和完善,采用理论计算和数值模拟相结合的研究方法,论证了某露天煤矿端帮探入式开采的可行性和安全性,该矿实现了最高月产量为6万t的好成绩,取得了良好的经济效益和社会效益。     

胜利东二号露天煤矿采场南帮边坡稳定防控研究

基于胜利东二号露天煤矿采场南帮滑坡情况,为保证未来生产过程中南帮边坡稳定,以安全、经济性为前提,对南帮边坡稳定进行防控研究;采用极限平衡法确定南帮边坡临界安全角度,采取在下部水平留设宽平台的方式提高整体边坡稳定性;在此基础上通过有限元法对南帮边坡滑动形式进行分析,采取扩大南排土场与南帮地表境界距离的方式对南帮边坡主要变...     

季节性岩土强度差异下的靠帮开采及效益分析

为充分利用露天煤矿边坡岩土强度的季节性差异,提高冬季开采时的端帮边坡角,增加煤炭资源采出量;基于季冻土强度理论和冻融作用下的直接剪切试验,运用Geo-Slope稳定性分析软件,结合冬夏两季边坡岩层的物理力学参数,在满足规范要求的端帮稳定性系数的基础上,计算冬夏两季端帮可达到的最大安全角度和冬季端帮稳定性系数强化幅度。结果表明:相同边坡角时,夏季到冬季端帮稳定性系数Fs增大,稳定性系数平均强化幅度为7.34%;季节性靠帮开采方案可将端帮边坡角从夏季的39°提高到冬季的41°;基于岩土强度季节性差异的靠帮开采,提高端帮煤炭回收量8.11万t,增加经济效益654.05万元;利用增加内排压帮土方量3 600 m3的方式可以保障过渡期内端帮的安全性。     

端帮靠帮开采稳定性分析与经济效益研究

利用靠帮开采的相关理论,提出了端帮靠帮开采的边坡稳定性分析的2种方法,建立了由靠帮开采带来的经济效益研究模型和节约的二次剥离成本计算模型。以我国北方某露天矿为例,确定了一条区的两侧端帮边坡角可以由37°分别提高到44°和42°,由此每年可以获得的经济效益为11 692.112万元,每年可以节约一二条区之间的二次剥离成本1 662.287万元。结果表明：对我国大型近水平露天煤矿实施端帮靠帮开采,在技术上是可行的,具有很好的经济效益。     

露天矿顺层软岩边坡开挖变形特征与参数优化研究

针对露天矿含水软岩边坡在成坡后出现的蠕滑变形与顺层失稳问题,为确定极限稳定边坡角,以东明露天矿南端帮边坡为研究对象,在工程地质勘查与力学实验的基础上,采用有限差分计算程序FLAC3D研究了地下水作用下顺层软岩边坡的变形破坏特征,然后采用极限平衡法对比分析了地下水对边坡稳定性的影响程度,最后结合有限元强度折减法对边坡角进行优化设计。研究结果表明,地下水对东明露天矿南帮边坡稳定影响程度明显,考虑地下水作用时软弱岩层面位置的稳定系数比正常情况下低20.73%,综合考虑以上因素,最终确定南帮极限稳定边坡角为22°。基于有限元法和极限平衡法相结合的边坡参数优化设计方法,能够科学可靠地确定极限稳定边坡角,对于类似软岩矿山边坡角优化具有借鉴意义。     

露天铁矿边坡稳定性分析方法

采用模糊测度方法、有限元法及Bishop法对露天矿节理化边坡的稳定性进行了探讨, 分析了在地下水影响下边坡稳定性随坡角及坡高的变化规律。研究结果表明, 坡角达到45°时, 最大失稳模糊概率为0.108 8, 有限元法和简化Bishop法计算的安全系数分别为1.004 0和1.036 0。在保证合理坡角的前提下, 坡高对边坡稳定性的影响是有限的。本文提出的综合分析方法可为今后露天采场的合理坡度以及合理矿山境界的确定提供一定参考依据。     

露天采场高陡岩质边坡流固耦合稳定性研究

运用有限单元法,建立了平川铁矿露天采场高陡岩质边坡仿真模型。在分析了露天采场地下水渗流机理的基础上,建立了渗流场和应力场的两者耦合模型,对露天采场高陡岩质边坡进行了有限元二维渗流场-应力场耦合稳定性计算。采用强度折减法,对整个露天采场区域典型边坡剖面进行了稳定性分析,并给出了安全稳定系数。对有限单元法计算结果与极限平衡法计算结果进行了比较,两者计算出的边坡稳定性系数较为吻合,边坡破坏的剪出口是一致的,破坏曲线也较吻合。     

甲基卡锂辉石矿露天边坡稳定性研究

针对康定甲基卡锂辉石矿东南西北4个方位形成的高度不等的露天边坡的安全稳定问题,在开展现场工程地质调查、对边坡工程地质进行岩组划分、分区和对各个分区的破坏模式进行总结的基础上,采用极限平衡分析方法、二维有限元数值模拟分析以及强度折减法对设计情况下露天边坡稳定性进行分析。通过对2个分析剖面、3个边坡稳定性分区在3种工况下边坡稳定性的极限平衡分析得出,边坡整体安全系数均大于许用安全系数1.20、1.15和1.10,并运用二维有限元数值模拟分析得出,强度折减法计算的安全系数与极限平衡分析法的结果相近,边坡的滑动模式与极限平衡分析采用的边坡滑动模式一致,证明极限平衡分析的结果具有可靠性。最后得出在现有设计情况下甲基卡锂辉石矿露天采场最终境界边坡整体是稳定的,现有台阶坡角较为合理。     

基于靠帮开采的局部陡帮开采方式研究

基于靠帮开采下部境界外扩法和上部境界收缩法2种开采方式,结合露天边坡地层层序律和时效性特点,提出了下部边坡外扩陡帮和边坡内缩陡帮2种局部陡帮开采方法,并分别推导出剥采比计算公式。采用控制变量法研究了煤层厚度、岩层厚度、局部陡帮高度对剥采比的影响,得出上部境界收缩法与边坡内缩陡帮法对煤层厚度、岩层厚度的变化较为敏感的规律。以霍林河露天矿南区西帮为例进行分析,边坡内缩陡帮法为霍林河露天煤矿最佳陡帮开采方案,可减少5 605.95万元的生产投资。     

滑动带稳定系数的敏感性影响规律的研究

针对复杂的地质条件,运用极限平衡方法中的Janbu条分法对金属矿山露天转地下开采过渡期露天坑边坡的稳定性进行分析,并研究了滑动带稳定系数F_s的敏感性的影响因子。通过敏感性计算,确定了滑带土粘聚力C,内摩擦角φ,滑体重度γ 3个主要影响因子。分析不同工况条件下,滑带土粘聚力C,内摩擦角φ,滑体重度γ与F_s的变化规律。根据主要影响因子的变化规律比较,得出内摩擦角φ比其他2个因子敏感度最强的结论。敏感性影响因子的变化规律分析,为很好地控制滑动带和保证露天坑滑坡防治提供了一定的理论依据。     

端帮靠帮开采与搭桥内排相结合开采技术的应用

为了增加煤炭采出资源量和缩短内排土场运输距离,达到降低生产剥采比、提高经济效益和煤炭资源回收率的目的,根据河曲露天矿的开采条件,特提出端帮靠帮开采和工作帮与内排土场之间搭桥的开拓运输形式相结合的方法,主要研究不同搭桥高度产生的经济效益与靠帮开采产生的经济效益之和的对比,研究结果表明:在满足《露天矿设计规范》的前提下,靠帮开采将大幅提高经济效益,同时通过中间合适高度搭桥从技术上保证了运输系统的连贯性,验证了开采技术的有效性。     

易滑端帮掏槽式开采方案及端帮稳定性

露天煤矿端帮边坡的稳定性情况是影响其下部煤炭资源回收的重要因素,既保证端帮边坡稳定又尽大限度地回收端帮边坡下的煤炭资源,符合露天煤矿安全生产和经济高效的发展目标。为解决露天煤矿易滑端帮下的煤炭资源回收问题,基于靠帮开采理论的时效边坡基础,提出了掏槽式靠帮开采的新方法,给出了垂直和平行2种不同形式的端帮掏槽方案,分析了掏槽宽度确定的基本方式。以我国南方某露天煤矿为例,利用FLAC^3D对不同掏槽宽度下的端帮进行了边坡稳定性分析。结果表明：垂直端帮掏槽方案的端帮边坡稳定性随掏槽宽度的增大而减小,但掏槽式靠帮开采相比全宽靠帮开采,可以有效降低边坡失稳的风险,能够有效回收易滑端帮残煤,其稳定性分析方法也在一定程度上完善了时效边坡的相关理论。