安太堡矿运煤系统改造研究

自矿以来安太堡矿一直采用矿坑边帮一侧留沟进行矿坑煤的外运,随着矿坑的向前推进,运距逐渐增大,2002年从选煤场到坑口又建了胶带运煤系统,但破碎站合理移动步距为1 200 m(周期为3～4年),破碎站移设前一年运距仍较大,况且在排土场予留运输道路,一方面占用大量的内排空间,增加了外排量,同时增加了剥离卡车运输距离,使露天煤矿的生产成本增加,为了降低成本,在此对运煤系统做进一步的改进研究。     

安家岭露天矿内排土场南帮边坡稳定性控制措施研究

排土场边坡稳定是确保露天矿持续、正常生产和周边作业人员及设备安全的前提和基础。如何针对排土场边坡实际条件,对其稳定性进行科学评价,并提出合理的边坡稳定性控制措施是采矿工程领域工程技术人员致力于解决的技术问题。论文针对安家岭露天煤矿实际条件,运用岩土力学试验、极限平衡分析等方法和手段,对首采区运输主出入沟北侧、破碎站以东的内排土场南帮边坡稳定性及其相关问题进行了较为深入的研究。通过大三轴剪切试验,确定了排弃物料的物理力学指标;在排土场边坡稳定性及潜在滑坡模式分析的基础上,应用极限平衡分析法优化了内排土场南帮的边坡形态;制定了基于地表位移监测的内排土场边坡稳定性控制方案。研究成果对于安家岭露天矿排弃工程的发展具有一定的指导意义。     

黑岱沟露天矿首采区南端帮失稳破坏模式分析

基于黑岱沟露天矿边坡工程背景和工程地质现状,针对首采区端帮排弃物复合边坡开挖卸荷问题,采用数值模拟和现场监测相结合的方法进行研究。数值模拟分析表明,开挖卸荷影响区域集中在端帮局部区域,后缘排弃物料区域影响较小;端帮边坡形成高陡临空面,岩体破碎,破坏模式以圆弧破坏为主。监测结果表明,后缘排弃物料边坡呈现自重沉降,端帮区域边坡呈现局部抬升变形,验证了复合边坡圆弧滑动破坏模式。结果为露天矿首采区端帮边坡滑动破坏防治提供了依据。     

宝日希勒南端帮时效边坡稳定性研究

针对宝日希勒南帮边坡变形现状,对边坡进行压脚治理,并根据内排压脚参数与煤层回采参数,建立了三维数值分析模型,并对不同内排跟踪距条件下南端帮边坡的变形破坏规律进行了模拟与分析,研究工作面推进过程中南帮边坡的应力与位移变化规律,从而确定了合理的内排跟踪距离,这对该矿生产实践具有重要的指导意义。     

近水平露天矿内排重复剥离量及留沟深度

分析了近水平露天矿分区开采中全压帮、半压帮及全留沟内排方式的特点,并得出了在全压帮和半压帮内排条件下计算重复剥离量的公式。运用露天采矿学的基本原理,根据矿山内排端帮单双环运输的运距,建立了以留沟深度为基本变量的经济效益数学模型,推导出留沟深度的效益函数,使压帮内排的经济效益实现最大化。最后分析了影响最佳留沟深度的因素,得出对于近水平缓倾斜露天矿田内排,开采深度、坑底宽度和端帮边坡角对最佳留沟深度影响较大。     

并行露天矿追踪式开采端帮留沟搭桥内排方案研究

针对并行开采露天矿留沟内排"得利在后"、"失利在前"的特点,提出了搭桥方式连同端帮与内排土场开拓运输通道,以降低部分剥离物内排运距。根据端帮排土桥几何形状,设计桥的主要参数,提出桥移设步距准则,建立移设步距经济效益方程。并结合哈尔乌素和黑岱沟露天矿实例,计算得出留沟端帮内排土桥最优移设步距为260.7m。     

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。     

哈尔乌素露天煤矿首采区南端帮留沟高度优化

为了降低哈尔乌素二采区开采时的二次剥离量,对首采区南帮内排留沟高度进行优化研究。以留沟内排条件下的单环运输和内排搭桥2种方案为前提,分析了各种成本费用变化情况,构建了基于最小成本费用的内排留沟高度优化模型。研究结果表明:内排搭桥为留沟内排条件下的最佳运输方案,最佳留沟高度为37 m。     

安家岭露天矿排土场过破碎站以东留沟方案优化研究

针对安家岭露天煤矿采场工作帮现已推过端帮半固定破碎站系统,内排土场随即跟进并跨过破碎站,随着工作帮继续向东推进,卡车运输距离将会逐步增大,由此导致的开采成本大幅度增加的情况,利用SMCAD软件建立露天煤矿三维地质实体模型,通过理论分析及计算比较,得到安家岭露天煤矿排土场过破碎站以东最优留沟方案,达到降低开采成本,提高经济效益的目的,为新时期露天矿开拓运输系统优化提供理论支持和决策依据。     

露天矿支撑—回填动态作用下有限边坡力学模型研究

近水平内排露天煤矿其端帮演化是典型的有限边坡开挖-回填反复推进的过程,根据露天煤矿边坡特点,通过FLAC3D数值模拟软件揭示了压力拱动态发展规律,建立了有限边坡组合压力拱模型,给出了组合支撑拱失稳判据,结果表明：边坡地应力朝采掘槽中心卸载,表现为时效性的非对称压力拱形状,压帮内排及时跟进可以提高端帮边坡稳定性,其主要机理是内排台阶提供了有效支撑力,阻止了端帮边坡的蠕变发展,限制了地应力的卸载空间,掩埋了变形较大的坡脚位置,并使应力集中区域转移到内排台阶表面。     

某地铁深基坑变形控制技术分析

广州市轨道交通三号线市桥站是广州市地铁工程的主要车站,其主体结构基坑深达17.8m。经勘察发现此基坑为软土深基坑,因此深基坑的变形控制是工程施工的重点和难点。事前经过精心策划,过程中严格控制,及时调整控制手段,使基坑变形得到控制。特别是在A8弧形楼段,经测算,A8弧形楼段的沉降量不能超过40mm。因此及时的在A8弧形楼南、北方向各30m的基坑段底部增加了一排内支撑,确保了基坑及周边建筑物的安全。     

充水软弱基底排土场稳定性分析及排弃参数优化

针对烧变岩含水层水体入渗排土场基底诱发露天矿排土边坡变形失稳的问题,以新疆某露天矿内排土场边坡为背景,采用数值模拟方法研究了烧变岩含水层水体在排土场边坡内部的渗流规律和边坡岩土体变形移动规律,基于极薄表土与薄表土层基底极限承载力估算方法确定了内排土场极限排弃高度,采用极限平衡分析方法对内排土场排土参数进行了优化。通过研究,确定了地下水入渗影响下充水软弱基底内排土场的排弃参数。     

降雨作用下和尚桥铁矿内排土场边坡稳定性分析

孔隙水压力是表征内排土场边坡渗流及稳定性演化的重要参数之一。为验证现有边坡设计参数的合理性，以和尚桥铁矿内排土场边坡为工程背景，基于Biot固结理论的直接耦合方法，运用Geo Studio软件进行数值模拟分析，研究内排土场边坡在降雨条件下的渗流规律及稳定性，分析降雨强度及降雨持时对边坡孔隙水压力的影响，得出不同降雨强度下边坡内孔隙水压力分布规律及其安全系数。结果表明：降雨入渗范围主要在排土场边坡表层以下3~5 m内；降雨入渗速率主要受到土体渗透系数与降雨强度相对大小影响；和尚桥内排土场边坡设计参数在持续强降雨期间仍能保持安全稳定，但需通过排水沟及时排出边坡表层未入渗的降雨。     

降雨条件下多级台阶排土场边坡渗流及稳定性分析

降雨是导致边坡失稳的主要因素之一。以滇中地区某磷矿排土场边坡为例,研究持续降雨对6^#排土场边坡的稳定性影响,基于饱和-非饱和土渗流理论,使用室内非饱和土静力三轴试验结合GeoStudio有限元方法,对持续强降雨条件下的饱和-非饱和渗流场的动态变化、变形破坏和稳定性进行数值模拟和计算。结果表明：降雨初期基质吸力越大边坡安全系数越高,但是降雨12 h后边坡岩土体趋于饱和后,安全系数基本不受基质吸力的影响,并与理论计算结果基本一致,边坡整体稳定性良好,与排土场实际情况相符;雨水不断入渗时多级台阶排土场塑性变形区域主要集中在坡脚台阶处。模拟结果总体可靠,可为持续强降雨地区多级台阶排土场以及对滇中地区矿山排土场安全生产提供参考。     

金堆城露天矿排土场稳定性分析

研究了金堆城钼业公司露天矿排土场工程地质特征，分析了矿山生产爆破震动对排土场边坡稳定性的影响，并对排土场边坡变形破坏特征进行了有限元数值模拟和稳定性分析计算，提出了排土场边坡的综合治理措施，得出如下结论：①排土边坡有2种整体破坏方式和3种表层浅部破坏方式；②日常生产爆破对边坡影响不大；③建议做好排土场安全监测工作、排水工作及局部支挡工作。     

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。     

高应力条件下排土场非线性强度参数及稳定性分析研究

通过在实验室内开展排土物料的大型高压静力三轴剪切试验,研究了高排土场物料应力-应变关系及非线性强度指标,为排土场稳定性分析提供基础力学数据。在此基础上建立了能够反映排土场实际边界条件的计算模型,并充分考虑高围压颗粒破碎现象对边坡稳定性的影响,其研究成果对高排土场堆排及加固具有一定的指导意义。     

软弱倾斜复合基底排土场边坡失稳机理与控制

针对露天矿软弱倾斜基底排土场边坡变形失稳问题，以蒙东西二露天矿排土场边坡为工程背景，基于刚体极限平衡与三维数值模拟方法，揭示了不同基底倾角条件下排土场边坡稳定性变化规律，分析了软弱倾斜复合基底排土场边坡失稳机理，并讨论了治理措施。研究表明：①排土场边坡稳定性与顺倾基底倾角呈负相关关系，与逆倾基底倾角呈正相关关系；②排土场边坡基底失稳过程可分为排土场沉降、局部剪切错动、局部剪切破坏、剪切裂缝扩展和贯通5个阶段；③排土场潜在滑坡模式是以排弃物料内部拉裂的圆弧形态为侧界面，以基底剪切滑移为底界面的切层-顺层滑动；④排土场边坡基底逆倾时的稳定性明显优于基底顺倾时的稳定性，极限平衡法分析结果与数值模拟研究结果具有良好的一致性，充分体现了软弱倾斜复合基底排土场的边坡失稳特征。在上述分析的基础上，进一步讨论了排土场边坡稳定性控制方案。针对顺倾基底明显不利于排土场稳定的问题，通过调整局部区段排土线的布置及发展方式和改变剥离物的排弃顺序有助于提高顺倾基底条件下排土场的稳定性。     

将军戈壁二号露天煤矿外排土场软弱基底坐落-牵移式滑坡机理

以新疆天池能源有限责任公司将军戈壁二号露天煤矿外排土场软弱基底为研究对象,通过对研究区岩土进行常规力学实验及流变试验,确定了该露天矿排土场基底及排弃物料物理力学指标。结合理论分析,确定排土场边坡滑坡模式为坐落-牵移式并对滑坡机理进行分析。建立排土场稳定性分析数值模拟模型,模拟排土场边坡变形破坏形式,计算分析了排土场边坡稳定性,结果表明,排土高度为120 m时,潜在的滑移面贯穿排土场内部及软弱基底层,边坡稳定系数略低于安全储备系数。     

露天矿含断层与顺倾弱层群边坡形态分段优化研究

针对横采内排追踪压帮条件下露天矿含断层与顺倾弱层群边坡稳定性分析与形态设计难题,顾及露天矿层状边坡垂直方向上的地层岩性、工程发展过程中的服务时间、要求的稳定程度等方面的差别以及深部边坡稳定性的三维效应,以胜利东二号露天煤矿首采区南帮为工程背景,采用二维极限平衡法与三维数值模拟相结合,对露天矿含断层与顺倾弱层群边坡形态进行了分区段优化。研究表明,胜利东二号露天煤矿边坡稳定性主要受坡体内一系列顺倾弱层控制,断层可能作为滑体的边界,其潜在滑坡模式为以圆弧或断层为侧界面、以弱层为底界面的切层-顺层滑动或切层-顺层-鼓胀破坏|随着追踪距离的增大,边坡的破坏模式由浅部大范围破坏逐步过渡为深部破坏,是深部边坡稳定性下降的根本原因|分段优化后的边坡应划分为三个阶段,整体边坡角14°,横采工作帮与内排土场间的追踪距离应为50m。