基于不同二维极限平衡法的边坡稳定性研究

边坡稳定性是露天矿开采安全评价的重要影响因素,基于不同二维极限平衡法,对露天矿边坡工程地质条件进行分区,初步确定采掘场工作帮、端帮的坡角、地表境界,为矿山边坡稳定性研究提供地质依据。通过对不同的边坡滑移破坏模式进行了分析,采用STAB2009分析验算边坡稳定性,简化Bishop法计算,整体单形法优化。结果表明,非工作帮、西端帮可能的破坏模式为顺层滑移破坏模式,东端帮、工作帮可能的滑移破坏模式为圆弧滑移破坏模式,推荐了各边坡的最终帮坡角。勘察边坡稳定性揭示了露天矿开采过程中帮坡破坏模式规律。     

含隐伏空区的露天矿边坡稳定性及参数优化研究

某露天矿在设计的露天采场境界内存在一定数量的隐伏空区,将给露天矿的生产带来较大的安全隐患。为此本文根据遗传算法理论,采用MATLAB语言编制了改进遗传算法的计算程序,对任意形状的边坡滑动面进行搜索,找出其最危险滑面和安全系数,分析隐伏空区对边坡稳定性的影响,并对边坡参数进行优化,为矿山的安全生产提供依据。     

平朔安家岭露天矿东部境界优化

根据安家岭露天矿东部境界的现实情况,对东部地表境界进行多方案对比分析,得出最优的东部靠界边界,对安全爆破位置进行合理划分,对靠界边坡进行优化设计提高了边坡的稳定性,研究保证了安家岭露天矿东部靠界安全可靠、技术可行、经济合理。     

基于Surpac的某露天矿境界优化浅谈

矿床的境界优化就是使矿山企业利润最大化,在满足经济和边坡角几何约束的条件下,设计一个最终开采境界,利用Surpac软件在某露天矿已建立的三维地质模型的基础上,以不同于传统境界优化的方法,进一步探讨了该矿的境界优化问题。     

基于Surpac的某露天矿境界优化浅谈

矿床的境界优化就是使矿山企业利润最大化,在满足经济和边坡角几何约束的条件下,设计一个最终开采境界,利用Surpac软件在某露天矿已建立的三维地质模型的基础上,以不同于传统境界优化的方法,进一步探讨了该矿的境界优化问题。     

露天矿境界优化LG算法初始有向图生成研究

最终境界对露天矿开采效益至关重要,初始有向图生成是露天矿境界优化LG算法的关键环节,对境界优化算法的准确性及效率都有重要影响。对初始有向图生成方法的研究,有助于为境界优化过程中的参数选取及结果分析提供科学依据。基于矿床离散方法和单元块空间拓扑关系,以单元块为节点、块体开采净价值为节点权值,构建了带权初始有向图,进一步采用图论法求解最大闭包,获得了最优露天境界。为使初始有向图既满足最大允许边坡角要求,又避免冗余有向弧段产生,引入了最小搜索模式(MSP),并对MSP方法进行了改进。改进后的MSP方法可针对不同方位角、不同高程、不同岩石类型,设置不同的边坡角,在设定的角度容差范围内,生成满足要求的初始有向图。基于改进的MSP露天矿境界优化初始有向图生成算法采用C++语言编程实现,实践证明该算法是合理、高效的。     

利用NPVScheduler软件进行露天境界优化

<正>圈定露天开采境界的方法可以分为传统手工法和计算机优化法两大类。传统境界优化采用人工法,主要流程包括确定经济合理剥采比、选取露天矿最终边坡角、确定露天矿最小底部宽度和位置、确定露天矿开采深度等,通过利用地质横、纵剖面图,根据境界剥采比小于等于经济合理剥采比的原则,进行境界圈定,利用平面图线段比法、面积比法等近似确定开采深度。这些都是近似确定最优境界的平面方法。计算机优化法是将地质矿块模型结合经济技术参数转     

安家岭露天煤矿东部开采边界优化

为有效提升矿井的生产效益,根据安家岭露天矿原有设计开采边界,通过具体分析矿井东部开采边界端帮优化影响因素,结合露天矿东帮现状,提出3种边界优化方案,分别为:东帮地表境界与重要建(构)筑物的安全距离分别取200 m和50 m及在安全距离取50 m的基础上对东部靠界边界形状进行优化。通过技术指标分析和经济指标分析进行方案的优选,最终确定东部境界靠界优化方案将距地面建筑物的安全距离由200 m缩短至50 m,能够多回收煤炭资源2 280万t,有效提升了矿井的经济效益。     

基于支持向量机的露天矿边坡地表变形预测

在充分考虑露天矿边坡地表变形影响因素复杂性的前提下,基于丰富的地表变形监测资料,建立了露天矿边坡地表变形预测的支持向量机（SVM）模型,并采用遗传算法对核函数和惩罚因子进行确定.将该模型应用于抚顺露天矿边坡地表变形的预测,预测结果最大误差为3.014 cm,表明该模型是定量预测露天矿边坡坡肩地表变形量的一种有效方法.     

金属露天矿境界和采剥计划同时优化研究

针对露天矿境界和采剥计划单独优化得到的不是全局最优解问题,提出了境界和采剥计划同时优化方法。通过给定地表约束、帮坡角约束、采剥总量、境界增量等条件构建了一系列地质最优候选境界,对每个候选境界做采剥计划优化,以净现值最大为目标函数,得到了境界和采剥计划同时优化的最优境界。通过建立地表标高模型和矿床数值模型,以及设置帮坡角和技术经济参数约束条件,对某露天铁矿分别采用境界、采剥计划单独优化和境界、采剥计划同时优化的方法进行优化,得到单独优化时最优境界净现值为25.8亿元,同时优化时最优境界净现值为45.7亿元,实现利润净现值增加19.9亿元。结果表明:境界、采剥计划同时优化方法优于境界、采剥计划单独优化方法,能够为露天矿生产决策者提供有利的手段和可靠的参考。     

露天矿三维境界参数优化与应用

为得到更优的露天矿开采终了境界,提出了集优化参数预测、矿岩块体属性赋值及动态经济效益分析为一体的三维境界优化方法。首先运用经济时间序列方法对未来市场钼精矿售价进行科学预测; 在大量已存矿山边坡数据基础上利用神经网络方法预测矿山边坡角; 在预测参数和建立的矿床地质模型基础上利用图论学方法获得批量境界方案,并对各境界方案编制生产计划,计算各方案投资、成本及效益,比较各净现值并确定最优方案。将该优化方法应用于某矿山设计中,结果表明,在以参数预测为基础的条件下矿山开采境界三维优化与矿山实际生产结合紧密,可指导矿山设计及生产,该方法具有推广应用价值。     

考虑生态成本的南芬露天矿最终境界优化

依据矿山生态足迹定义,基于生态足迹模型,建立了生态成本分配模型,将生态成本分摊到某露天矿的开采成本中,从生态的角度出发,将外生成本内生化进行最终境界的设计,进行境界优化迭代,得到考虑生态成本下的最终境界,并分析了生态成本对最终境界的影响。优化结果表明：考虑生态成本下圈定的矿山最终境界缩小了11.29%;开采出的矿岩量较未考虑生态成本下圈定的最终境界的矿岩量少,矿石量减少15.38%,岩石量减少了30.45%;将矿山生态成本内生化圈定的境界得到的净利润,比未考虑生态成本圈定的境界,并以该境界核算出对应的生态成本进而得到的矿山综合利润多出了13.46%,生态成本内生化对最终境界优化有很大影响。     

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。     

基于岩体结构数字识别技术的露天矿山边坡生态修复方案优选

露天矿边坡生态恢复是绿色矿山建设的重要组成部分,目前露天矿山边坡生态修复方案选取存在影响因素多、方案配置差和评价体系不健全的问题,开展露天矿边坡生态修复方案优选研究,对于我国绿色 矿山建设具有重要的推动作用。以铜山口矿山露天边坡为研究对象,采用三维重构和理论分析相结合的方法,利用高精度三维激光扫描技术,构建了铜山口矿山地表精细化数字模型,结合矿山边坡工程地质情况进行 边坡分区研究,得到7个边坡分区图;基于岩体结构数字识别技术获得各分区的边坡角度、高度和岩体节理裂隙密度参数,采用岩体BQ分类法对各个分区进行了岩体质量分级评价,结果表明：5区和7区边坡岩体质量等 级为Ⅰ级,1、2、4、6区边坡为Ⅱ级,3区边坡等级为Ⅲ级。在此基础上围绕边坡分区的岩体质量分级开展了边坡生态修复方案优选,研究表明：5区和7区边坡推荐采用厚层基材喷播技术,1、2、4、6区边坡推荐采用 三维网植被技术,3区边坡推荐采用客土喷播技术。上述分析进一步表明：通过采用岩体结构数字识别技术实现边坡科学分区、实现各区生态修复方案优选的方法,对于提高露天矿山边坡生态修复工作效率和质量有一 定的参考价值。     

基于Whittle的露天境界动态优化研究

开采境界圈定是露天矿山开采设计的基础，境界优化结果的优劣直接制约着矿山的整体发展效益。露天开采过程中面对的是复杂多变的地质岩体、无序的品位分布、多变的经济参数等一系列非线性动态问题，现有的主流境界优化方法未能有效考虑该类问题。为实现对露天矿山境界优化的经济动态评估以及矿山剥采均衡，将露天境界优化与地质品位、矿体赋存状态相结合，根据地质数据库采用SURPAC软件建立了矿体三维实体模型和块段品位模型。借助境界动态优化分析软件Whittle，并根据某矿山实际情况，将浮动圆锥法和LG图论法相结合，在一定的技术、经济指标条件下，生成了一系列不同价格对应的露天境界优化方案。根据矿山设计生产规模，对各个境界方案进行进度计划排产，同时考虑了资金的时间价值，引入贴现率指标，获得了各个方案的最大净现值，确定净现值最大的方案为最优方案。研究表明：该方案的提出，实现了动态条件下该矿山露天境界的高效动态优化，为露天矿山开采境界优化提供了新思路。     

露天矿生产规模优化的经济动态评估方法

为实现经济动态评估、采剥总量均衡的露天矿生产规模优化,将露天境界优化与生产规模相结合,建立矿床地质数据库、矿床三维地质实体模型和块段品位模型,综合考虑矿床品位分布不均、资金时间及矿石价格的可变性等因素对境界优化和生产规模的影响,借助境界动态优化分析软件Whittle的Milawa算法,快速生成高质量批量的露天境界,并计算出不同境界方案下的矿山动态经济指标,选择出最优境界,模拟矿山经济运营情况,从技术经济角度优化出矿山生产规模和采剥顺序;在项目依托矿山包钢白云鄂博东介勒格勒铁矿的应用结果表明：该矿山最优生产规模为130万t/a,但在当前的市场环境下,投资收益率为7.58%,矿山开采经济风险很大。为矿山企业的决策提供了科学依据。     

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。     

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。     

霍各庄南矿段地下开采中露天境界顶底帮稳定性分析

针对霍各庄矿区南矿段从露天开采转入地下开采时已有露天边帮的稳定性问题, 选取霍各庄矿区南矿段典型勘探线剖面处露天境界最终边帮建立了模型, 运用有限元强度折减法找到了已有露天边帮的潜在滑移面, 采用边坡稳定矢量分析法对该露天境界顶、底帮在各个工况下的稳定性状态进行了分析。分析表明:边坡稳定矢量分析法可同时求解露天境界顶、底帮在潜在滑移面方向的安全系数; 该矿段露天边帮在露天开采结束时状态稳定; 露天境界顶帮的安全系数随地下开采向下延伸不断变小, 并在地下开采首中段时产生失稳破坏; 整个地下开采过程中, 露天境界底帮的安全系数受采动影响较小, 边帮一直处于稳定状态。