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°。     

昆阳磷矿采掘场与排土场边坡稳定性分析

通过理论分析、现场调研、数值计算分析等方法,对昆阳磷矿采掘场与排土场的边坡稳定性进行了分析。结果表明:1自燃区域采掘场最终帮坡角为38°时,边坡稳定系数为1.24,端帮最终帮坡角为40°时,边坡基本稳定,其余部位的最终帮坡角为32°时,边坡稳定系数为1.25;2露天矿外排土场的排弃高度为60 m,最终帮坡角为22°时,边坡稳定系数为1.26,内排土场的排弃高度为100 m,最终边坡角为22°时,边坡稳定系数为1.28。上述分析成果对于确保昆阳磷矿安全生产有一定的参考价值。     

哈尔乌素露天煤矿内排土场破坏机理研究

哈尔乌素露天煤矿内排土场面临内排空间不足需要进行增高、端帮出水渗入排土场、基底倾向与排弃物倾向相同等诸多边坡稳定性不利因素。通过研究内排土场基底岩性和影响内排土场的不良地质条件,并根据排土场存在的破坏类型,分析了内排土场7种潜在破坏模式,确定了内排土场滑坡模式为沿排弃物料滑动与沿基底弱层滑动,控制内排土场增高主要因素为基底下部5~10 m之间的弱层。     

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。     

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。     

端帮压帮的陡边坡开采技术分析

以安太堡露天矿端帮为研究对象,运用极限平衡法、FLAC~(3D)数值模拟法,结合岩石力学参数,对端帮压帮前和压帮后的边坡稳定性和滑坡模式进行了深入分析,得出:减缓边坡角和内排压帮是提高边坡稳定性的2种有效措施;边坡压帮前,边坡稳定系数与边坡角近似呈反比关系,压帮前南帮NB1402剖面的稳定边坡角为29°;压帮后的滑坡模式为圆弧滑动,不受内排土场约束的浅部岩体位移明显,边坡稳定系数与压帮高度近似呈正比关系,且压帮至4个台阶水平时满足安全要求;压帮前后的垂直与水平应力均随着埋深的增加近线性增大,内排压帮可缓解边坡坡脚处的应力集中现象,进而提高边坡稳定性。     

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。     

并行露天煤矿压帮内排回采三角煤留沟深度研究

针对并行露天矿压帮内排二次剥离费用高的问题,提出了端帮倒三角留沟、排土场倒三角留沟、端帮水平留沟三种内排方案,根据端帮水平留沟方案,以二次剥离费用减少值、内排容量费用增加值、两矿单环内排运输费用增加值为变量,建立关于内排留沟高度的一元三次函数,并在黑岱沟露天矿进行了现场应用研究。结果表明,选用合理的留沟深度,可使矿区间端帮下三角煤回采经济效果最优。     

基于车辆荷载的露天矿道路边坡稳定性分析

为了研究车辆荷载作用下露天矿道路边坡稳定性,对露天矿道路及车辆特点进行总结,基于极限平衡法推导出车辆荷载作用下的露天矿道路边坡稳定性分析方法,并对安家岭露天矿运输道路进行分析。研究结果表明:端帮道路边坡稳定系数为1.042,内排土场运输道路稳定系数为1.120,中间桥的稳定系数为1.173。将端帮路边坡角降低至70°时,稳定系数提高至1.120,中间桥宽度增大至40 m以上时,稳定性可提高至1.20以上,可满足运输安全要求。     

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。     

哈尔乌素露天煤矿南端帮边坡角度优化

露天煤矿边坡是构成采矿场形状的重要要素,合适的边坡角度对维持露天煤矿边坡稳定和经济效益具有重要意义。以哈尔乌素露天煤矿南端帮边坡为例,分别采用数值有限元法和Fellenius、Bishop、Janbu等3种极限平衡法相结合的方法,分析了哈尔乌素南端帮边坡在37°现有的条件下端帮边坡最小稳定系数为1.341,潜在圆弧滑动面贯穿整个坡体,南端帮边坡处于稳定状态且有进一步提高的可能。充分结合目前南端帮平台构成特征并考虑端帮运输系统的情况下,提出4种提高端帮边坡角度方案,并采用有限元法和Janbu极限平衡法对4种可行方案进行对比和稳定性分析。结果表明：边坡角度可以提高至40°,最低稳定系数能达到1.135,可增加原煤产量近43.8万t,增加岩石剥离量18.15万m³,可提高经济效益7 382万元。     

岩体蠕变对露天矿边坡稳定性的影响

为了研究岩体蠕变对边坡稳定性的影响,评价露天矿边坡服务周期内的安全性,根据时效边坡理论及岩体蠕变规律,分析了边坡岩体力学参数的长期强度表达式;基于极限平衡法中的简化Bishop法,推导出了圆弧滑坡时效稳定系数的计算公式;得出了稳定系数随蠕变时间增长呈指数递减的规律。对哈尔乌素露天矿端帮靠帮开采过程的时效稳定性进行研究的结果表明：在相同岩性参数的基础上,随着边坡角的不断增大,端帮边坡的整体稳定系数呈线性下降,剪应变及应力集中于高陡台阶底部,塑性贯通区呈圆弧状;随着蠕变时间的增长,不同几何形状边坡的稳定系数均呈现相同的衰减规律。岩体蠕变特性会造成岩体抗剪强度及边坡稳定系数随时间延长而呈指数规律衰减。准确把握岩体蠕变特性,可预测边坡的有效服务时间,具有非常重要的工程价值。     

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。     

某露天矿排土场高台阶排土工艺优化治理

结合某露天矿排土场现状,针对现存高台阶排土场的安全隐患,通过调整排土工艺的方式,将现排土机排土的单台阶大段高排土场调整为由2个以上台阶组成的多台阶排土场。对形成下部台阶的4种排土工艺方案(重力溜放与汽车倒排、汽车直排、排土机下行转场排土、排土机与电铲倒排结合),重点从各方案的安全可行性、投资费、运营费等方面进行了分析、比选。得出结论:上部台阶仍然采用现有排土机排土工艺及设备,下部台阶采用溜槽溜放—汽车倒排工艺,最终达到排土场安全稳定的要求。     

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。     

露天胶带排土最大段高及排土机安全距离的确定

针对国内矿山排土场胶带排土机广泛使用的现状,为最大限度地发挥排土机的排岩能力,减少排土机轨道的移动次数,降低矿山生产成本,对胶带排土最大段高和胶带排土机距排土场坡顶线的安全距离进行研究分析。通过对基础资料研究及渗流稳定性分析、抗滑稳定性分析,并采用FLAC^3D对某露天矿排土机的安全距离进行了模拟研究,通过工况分析确定了设备载荷作用下排土场台阶边坡的潜在垮落形式,建立了该露天矿排土机排弃台阶的安全距离模型,数值模拟结果表明,排弃台阶高度为75 m时,排土机的安全距离不小于10 m。最后结合经验,综合确定排土机排土的最大台阶高度和排土的安全距离,对铁矿胶带排土生产具有指导意义。     

尾矿坝外排土压坡对尾矿坝稳定性影响研究

顺达矿业公司选矿厂尾矿库排土压坡的外坡坡比为1∶5,坡角为11°。排土压坡后,使尾矿库的安全系数由1.628提高至1.915,尾矿坝浸润线仍保持在合理范围内。为使压坡土体有良好的排渗效能,清理排土范围内的植被及第四系软弱层,并在其上铺设2~3 m块石层是保证排土压坡成功的关键所在。研究表明,尾矿坝外排土压坡在安全上是可行的,可供类似尾矿坝加固工程参考。     

孝义铝矿革新剥采方法的探讨

孝义铝矿采剥方法的初步设计存在着较多的弊端，致使剥岩运距远，运输道路坡度大，外排场地不足而内排条件不成熟。针对这一情况，该矿对初步设计进行了大幅度调整，改变了原来条带式整体剥采，条带式顺序排放的方法，确立了合理分区，重点突破的剥采方法，对影响运距，坡度、内排进程较大的地段进行强剥强采，因而从根本上解决了所存在的问题，取得了较好的经济效益。