重载卡车作用下天池能源南露天矿北帮稳定性研究

为研究重载卡车对露天矿运输道路边坡的影响,采用理论分析与数值模拟相结合的手段对常见的车辆荷载计算理论进行分析,推导了边坡坡顶受均布荷载时的安全稳定系数计算公式,将车辆荷载简化为荷载静力学分析中的线源荷载。结果表明：施加满载荷载111 t的徐工XDR85T车辆荷载时,北帮边坡稳定系数由1.258下降至1.186,边坡坡体处于稳定状态,车辆应保持道路外侧距坡顶线规定距离4 m,同时应在北帮550台阶加强边坡监测,并尽快进行压帮内排。     

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。     

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。     

露天矿迈步搭桥的桥面宽度优化研究

为了研究迈步搭桥开拓运输系统的最佳桥面宽度,对于中间桥进行受力分析,并建立了汽车荷载下的中间桥力学模型。根据中间桥的材料性质,确定其以圆弧滑动为主,加入汽车垂直荷载推导出了Fellenius和Bishop法的圆弧滑动修正公式,并对安家岭露天矿中间桥进行实例分析,得到其中间桥的稳定系数分别为1.032和1.167。研究结果表明,中间桥的边坡稳定系数随桥面宽度呈线性增长,安家岭露天矿中间桥的经济合理宽度为40m。     

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...     

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。     

新疆某露天矿端帮采煤机开采可行性研究

为了回收露天开采过程中端帮下部压覆的大量煤炭资源,采用端帮采煤机进行回采的方法,对巨厚煤层露天矿使用端帮采煤机回采的可行性进行了研究。结果表明：端帮采煤机开采强度与边坡稳定性呈负相关,在二维计算过程中,采硐深度0～100 m时稳定性系数变化较小,采硐深度超过100 m之后稳定性系数减小速度增大;单个采硐开采至300 m时,边坡稳定性系数降低至1.066;当端帮采煤机分层开采时,滑体受煤柱群影响由未开采时圆弧形向临空面滑动,改变为煤柱群上方覆岩垮塌,稳定性系数降低至1.035;当端帮采煤机位于工作帮作业时,开采结束的采硐暴露时间久、面积大,三维稳定性系数已降低至0.994,煤柱群连锁失稳,边坡垮塌;端帮采煤机位于内排土场作业时,开采后的端帮暴露时间短,三维稳定性系数为1.164,边坡稳定性较差;后期生产时需要减少端帮采煤机服务水平数量或对开采后的采硐进行适时充填。     

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。     

伊敏露天矿西端帮边坡稳定性分析

2013年露天矿半连续系统端帮胶带与转载站将布置在采区西端帮,西端帮将由工作帮转成非工作帮,持续时间10-15年。在详细分析伊敏露天矿西端帮地质资料的基础上,重新建立西端帮地质模型,对西端帮边坡稳定性进行了详细的分析、研究。最终确定:设计边坡稳定系数取1.4-1.5,西端帮整体边坡角为19°,可满足西端帮作为非工作帮需要。     

安家岭露天煤矿内排开拓运输系统优化

近水平露天煤矿汽车运输内排时传统开拓运输系统通常是采用绕两侧(或一侧)端帮建立内排运输通路,由此造成汽车的运距长,运输成本增加,而且由于在端帮布置运输通路造成压煤.提出了中间迈步式搭"桥"开拓运输系统,即在工作帮的推进过程中,对采场下部水平两侧端帮含煤台阶按边坡稳定条件靠界开采,内排运输通路通过横跨采空区的中间"桥"连接.由此可减少汽车运距、降低运输成本,提高露天煤矿端帮残煤回收和经济效益.     

端帮采场边坡稳定影响因素及其作用规律研究

受“边坡应力场”与“采硐群应力场”耦合作用的影响,端帮采场边坡稳定影响因素更加复杂,边坡稳定控制难度显著提高。为了探明端帮采场边坡稳定性的主要影响因素及其作用规律,以我国鄂尔多斯地区某露天矿端帮采煤为背景,构建数值分析模型,模拟研究了不同边坡角、不同煤柱宽高比和不同采硐深度工况条件下边坡岩土体的移动变形特征,对比分析了各关键因素对边坡稳定影响的差异性。结果表明：整体边坡角、煤柱宽高比和采硐深度对端帮采场边坡岩土体移动变形影响明显;边坡稳定性随整体边坡角增大而降低,随煤柱宽高比增大而提高;以坡顶线在煤层的正射投影位置为界,当采硐末端未超出该边界时,采硐深度的增大不利于边坡稳定,当采硐末端超出该边界时,采硐深度继续增大将有利于边坡稳定。     

安家岭露天煤矿内排开拓运输系统优化

近水平露天煤矿汽车运输内排时传统开拓运输系统通常是采用绕两侧（或一侧）端帮建立内排运输通路，由此造成汽车的运距长，运输成本增加，而且由于在端帮布置运输通路造成压煤．提出了中间迈步式搭“桥”开拓运输系统，即在工作帮的推进过程中，对采场下部水平两侧端帮含煤台阶按边坡稳定条件靠界开采，内排运输通路通过横跨采空区的中间“桥”连接．由此可减少汽车运距、降低运输成本，提高露天煤矿端帮残煤回收和经济效益．     

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。     

水-热耦合下露天矿冻结期靠帮开采边坡稳定性研究

以宝日希勒露天矿北部端帮为研究对象，建立了边坡地质模型，基于水热耦合理论，通过COMSOL有限元分析软件分析了不同温度下冻结层厚度变化，利用GEO-slope软件对不同厚度下边坡进行稳定性分析，揭示了帮坡角改变对边坡稳定性的影响规律，确定了冻结期靠帮开采合理的帮坡角。研究表明：最佳靠帮开采时期为2月中旬至3月中旬，此时最大冻结层厚度约为3.4 m；在3.4 m冻结层作用下，冻结期边坡稳定性系数相较于非冻结期稳定性系数提升了7.3%；冻结期靠帮开采的合理帮坡角为29°，可多回收煤炭8.4万t。提出了增大内排台阶宽度到40 m的过渡期措施，保障了端帮由冻结期向解冻期过渡的安全。     

高陡边坡下挂帮矿分区开采技术及其安全性分析

为了提高挂帮矿资源的回收,降低回采过程引起的边坡失稳等工程灾害,本文依托山东黄金归来庄露天矿东帮运输道路下挂帮矿回收工程,针对该挂帮矿回收面临边坡高陡、运输道路持续服务等难题,提出先治理加固边坡,后进行挂帮矿分区进路充填回收方案。在回收挂帮资源的同时,用高强度人工充填体置换运输道路下的挂帮矿。此后,基于数值分析方法,开展回收过程中边坡和运输道路稳定性的动、静力学分析。动力学计算表明,爆破后运输道路及边坡处最大振速和位移变形均满足安全规程要求,爆破作业不会影响边坡及运输道路的安全;静力学计算表明,挂帮资源回采过程中边坡产生的位移和拉应力均很小,不会导致运输道路及边坡失稳。通过以上分析,认为分区进路充填法可以安全、高效地实现挂帮的资源回收。本文的研究也可为类似条件下挂帮矿资源的回收提供借鉴。     

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。     

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。     

水和地震耦合作用下边坡稳定性变化规律

为了研究水、地震等因素对边坡稳定性的折减效应,基于极限平衡法推导了考虑水和地震等因素的稳定性计算方法,并对露天矿端帮边坡进行实例研究,得到了水对边坡稳定性的折减效应为6.35%,地震对边坡稳定性的折减效应为14.99%,水和地震耦合作用下对边坡稳定性的折减效应达到了17.52%。多因素对边坡稳定性的折减效应不是单因素影响幅度的简单叠加,影响因素越多,对边坡稳定系数的折减幅度越大。     

基于端帮开采的边坡稳定性及巷道布置形式优化研究

为高效、安全回采露天矿开采后端帮大量压煤,查明端帮开采下群巷效应所引起的边坡变形和应力重新分布特征,保证边坡稳定安全;以某露天矿为工程背景,通过分析端帮开采煤柱应力分布特征来确定合理的端帮开采煤柱设计参数;采用Midas GTS NX有限元数值模拟来研究端帮采煤所引起边坡的受力和变形特征及验证边坡稳定性;进一步通过优化采巷布置形式来提高回采率。研究结果表明:对于端帮厚煤层开采而言,煤柱强度、尺寸及采巷布置形式是影响边坡稳定性的主控因素;单、双排采巷布置下整体边坡安全系数分别为1.21、1.14,边坡安全性降低,但仍能够满足安全系数要求;端帮压煤回采率将提高5%,能够有效回收端帮压覆资源量。     

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。