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。     

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。     

基于稳定性分析的靠帮开采不动境界研究

以靠帮开采理论及实践为基础,对危险滑动面仅存在于边坡局部地区的边帮进行了研究,结合滑面的分布情况,提出了重新确定靠帮开采不动境界的方法。利用GEO-studio软件对靠帮开采时不同境界高度、坡面角度的边坡稳定性进行分析,验证了压帮内排的积极效果,并得出了三道岭露天矿靠帮开采不动境界的位置为距坡底50 m高程处,下部边坡角可提高至46°等结论。研究结果表明:结合边坡稳定情况确定靠帮开采不动境界,可以在片帮边坡有效地实施靠帮开采,剥采比降至1.84 m3/t,走向长每米可增加煤炭回收量273.376 t。     

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。     

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。     

露天煤矿靠帮开采端帮稳定性关键影响因素研究

为了提高煤炭资源回收量,更多地采出露天矿端帮下的压煤,论文在充分获取端帮地质资料的基础上,对影响端帮靠帮开采的因素——边坡角、岩层倾角和水位高度进行了理论分析,并利用FLAC／SLOPE软件,分别分析各个因素对边坡稳定性系数的影响,建立了边坡稳定性分析模型,得出了相关的函数图像关系。结果表明：边坡角、岩层倾角及水位高度对端帮稳定性影响明显,采取相应措施可更好地维护端帮稳定,并有利于端帮下的采煤。     

胜利东二号露天矿首采区推进方案边坡稳定性分析

针对胜利东二号露天矿首采区西推方案及西北推方案的边坡稳定问题,结合现场揭露的泥岩弱层等工程地质情况,建立了西推、西北推方案中各端帮、非工作帮不同帮坡角条件下的边坡计算模型,利用极限平衡法进行边坡稳定性计算,得出2种方案各帮在不同帮坡角条件下的边坡稳定性系数。     

高陡边坡开挖卸荷位移演变规律及边坡稳定性研究

为研究高陡岩质边坡在逐级开挖卸荷下的边坡稳定性，选取位移和边坡稳定性系数作为评价指标，以某建筑用花岗岩矿为工程实例，设计两种开挖方案进行分析，揭示高陡边坡形成的位移演变规律和边坡稳定性系数变化规律，并确定边坡稳定性系数，最大位移、边坡高度与开挖最终边帮角之间的定量关系。研究结果表明：花岗岩类矿靠帮开采模式一般选用境界在地表的开口端保持不变，坑线由外向内靠帮；随着卸荷降段的增加，竖直位移及水平位移均呈增大趋势；随着最终端帮角由44°增至52°,可多采花岗岩矿石量701.72×10⁴ t,多剥离风化层及表土154.56×10⁴ t,有效增加了花岗岩矿的开采，降低了平均剥采比，增加了矿山企业效益；同时，边坡稳定性系数由1.93降至1.60,边坡稳定性系数与端帮角度呈三次函数负相关。研究结果可为高陡岩质矿山设计及参数优化提供借鉴，为边坡监测监控提供一种思路。     

黑山露天矿浅部火烧区边坡稳定性研究

为了研究黑山露天矿浅部火烧区边坡稳定性的变化规律,确保开采过程有序安全进行,采用Geo-Studio分析软件计算不同深度时端帮火烧区边坡的边坡安全系数,并进行了在非自燃状态下和关键层控制状态下的稳定性分析。分析结果表明:火烧煤层对端帮边坡稳定系数的折减幅度为36%;火烧区端帮边坡稳定系数随开采深度的增加呈线性规律递减,当端帮高度达到170 m时,边坡稳定性下降至极限平衡状态;最危险滑面始终从火烧煤层切出,可以通过改变火烧煤层这一关键层的力学参数来提高边坡稳定性。     

时效边坡下的端帮易滑区靠帮开采方法

为了解决端帮易滑区难以有效实施靠帮开采造成大量压煤的问题,基于时效边坡理论和靠帮开采技术,提出了垂直和平行端帮走向推进的2种条分式靠帮开采方案,并建立了确定最佳采掘带宽度的分析系统。根据系统流程,对三道岭露天矿端帮易滑区实行条分式靠帮开采进行了数值模拟,得到了最佳条带宽度为60 m,并推荐采用垂直端帮走向推进的方案。结果表明：东端帮边坡角可从34°提高到41°,回收端帮残煤19.31万t。易滑区边坡实行条分式靠帮开采,可以保证边坡稳定,同时回收残煤,降低剥采比。     

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。     

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...     

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°。     

露天煤矿靠帮开采下的时效边坡稳定性分析

靠帮开采情况下,时效边坡的稳定性一方面要考虑开挖后的时效性,另一方面还要考虑边坡岩体的正常受力分析,且边坡角应根据自身岩层特点合理选择,通过对宝利煤矿靠帮开采下的时效边坡进行稳定性研究,以此能对相关露天采矿工程技术人员提供时效边坡的稳定性研究方法与监测手段。     

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。     

平朔东露天煤矿端帮陡帮开采方案

以平朔东露天煤矿端帮边坡现状为研究背景,基于岩质边坡土力学理论,结合端帮边坡因上下岩石风化程度以及自身岩性不同的特点,根据陡帮开采理论以及相关应用案例,提出下部边坡外扩陡帮开方法和边坡内缩陡帮开采方法。利用GEO-Slope数值模拟软件,计算得出陡帮边坡的稳定性系数,并对危险边坡提出滑坡防范性措施,证明下部边坡外扩陡帮法开采方案的可行性。形成了适合该露天矿端帮陡帮开采的技术体系,为后续陡帮开采推广奠定了基础。     

白音华一号露天煤矿非工作帮合理帮坡角确定

为了确保白音华一号露天煤矿开采时的边坡安全,对非工作帮边坡稳定性进行了分析与评价。根据白音华一号露天煤矿非工作帮边坡各分层物料的物理力学性质,应用边坡数值计算软件、数值模拟软件模拟了白音华一号露天煤矿非工作帮边坡的稳定性。结果表明非工作帮最终帮坡边坡角为22°,能够确保开采时边坡的安全性。     

基于边坡时效性的露天煤矿端帮靠帮开采

文章从内排露天矿的内排特点和露天矿边坡断面形式入手,通过比较不同边坡角、不同断面形式的端帮边坡稳定性及最下一个台阶的掩埋高度和时间来分析边坡时效性对露天煤矿端帮靠帮开采的影响。安家岭露天矿充分利用排土场边坡的内排时效性及凸形边坡的边坡设计方法,获得端帮煤量26.56万t,提高了经济效益。     

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。     

露天矿端帮边坡形态优化

针对露天矿端帮产生裂隙时的边坡形态设计问题,以宝日希勒露天矿东帮为工程背景,根据现场实际情况并结合岩土物理力学参数反分析方法确定了东帮弱层的物理力学参数,应用刚体极限平衡软件定量分析了东帮地表向东推进距离与边坡稳定性的关系及其潜在滑坡模式。结果表明:该露天矿东帮的边坡稳定性主要受610平盘处弱层的控制,潜在滑坡模式为以610平盘处弱层为底界面的切层-顺层滑动;参照以往的地质成果与传统反分析方法,分别计算不同内摩擦角时的边坡稳定性,确定弱层的黏聚力为0 kPa,密度为1.9 t/m3,内摩擦角为8°;东帮边坡稳定性随推进距离增加而更为稳定,最终确定当东帮地表向东推进100 m时,边坡稳定系数Fs=1.251,满足安全储备系数的要求,此时的东帮边坡形态为最优形态。