厚松散层下矸石充填开采地表移动规律研究

为分析厚松散层下矸石充填开采地表移动规律,采用FLAC3D数值模拟软件,利用正交均匀设计试验校正室内岩样力学参数,分别建立不同松散层厚度条件下矸石充填开采数值计算模型.通过对相同基岩层厚度、不同松散层厚度条件下与相同采深、不同松散层厚度条件下矸石充填开采地表移动规律的研究得出:①在相同基岩层厚度的条件下,随着松散层厚度的增大,矸石充填开采地表最大下沉量、最大水平移动以及主要影响角正切均增大;②厚松散层下充填开采地表下沉系数随松散层厚度与采深之比呈线性递增;③采深是厚松散层下矸石充填开采地表移动范围的主要影响因素,而松散层厚度对地表移动范围的影响较小.     

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。     

复合边坡影响因素敏感性分析

以某露天矿东帮与外排土场构成的复合边坡为研究背景,为研究东帮帮坡角、排土场帮坡角、东帮与排土场距离以及开采深度4个因素对复合边坡安全系数的影响性大小,利用正交设计进行方案设计,并利用极限平衡法进行理论分析。通过统计计算对影响因素进行敏感性分析,建立四元一次方程,得出各因素对边坡稳定性的影响大小,有利于边坡后期稳定性分析及边坡防治方案的建立。     

五沟煤矿1013工作面地表沉陷规律

厚松散层条件下煤层开采地表沉陷,有其自身的特点和规律。文章分析了厚松散层在综放开采条件下地表移动参数的特点,得出了地表移动参数与地质、采矿因素之间的关系,为研究厚松散层下煤层开采地表移动规律提供理论依据。     

弃采高变质煤下火烧蚀变岩内摩擦角对露天矿边坡稳定的影响研究

火烧区煤层开采通常采取火烧高变质煤不进行剥采工作,只剥采原煤的方式开采,因此,弃采高变质煤下火烧蚀变岩内摩擦角对露天矿边坡稳定的影响研究具有必要性。以别斯库都克露天煤矿KT2剖面为例,在弃采高变质煤方案下,研究火烧蚀变岩内摩擦角对露天矿边坡稳定性的影响,得到不同火烧蚀变岩内摩擦角条件下露天矿边坡的稳定系数,进而对边坡稳定性进行评价,为露天煤矿安全开采和边坡治理提供可靠依据。     

厚松散层下开采地表动态移动参数研究

针对厚松散层覆盖地区地表动态移动变形剧烈的现象,首先分析了松散层深部黏土与基岩在力学性质方面的差异,进而对地质和采矿技术因素进行线性相关性分析,然后运用多元线性回归预计模型对厚松散层动态移动参数进行回归分析,最后验证了预计模型的有效性和准确性。结果表明:由于深部黏土和基岩的强度差别较大,势必造成在厚松散层覆盖地区地表移动变形剧烈;影响地表最大下沉速度滞后角正切值的主要因素是煤层上覆岩层的岩性强弱,而地表最大下沉速度的影响因素主要是工作面的开采强度;厚松散层地表动态移动参数的预计模型与实际吻合程度较好,预计结果合理可靠且具有较高的预计精度,能够对厚松散层地区地表构筑物的保护和治理措施的制订提供参考依据。     

厚松散层下深部开采地表沉陷的复合介质模型

以龙固矿巨厚松散层下深部开采为研究背景,分析了煤矿深部开采地表沉陷机理,建立下部离散介质-中部弹性薄板-上部松散层随机介质的耦合模型,对地表沉陷规律进行研究。通过分析各层位岩层的移动特征,推导出其弯曲下沉方程,分别求出各分层的下沉值,再通过线性叠加,得出厚松散层下深部开采的地表下沉值。分别把运用该方法得出的预计结果和运用整体模型进行地表沉陷预计的结果与实测结果进行比较,发现此模型对厚松散层下深部开采地表沉陷的预计结果更为准确。     

相邻顺倾弱层对露天矿开采边坡稳定性影响的数值模拟

顺倾弱层对露天矿开采边坡稳定性影响很大,尤其存在相邻顺倾弱层条件下边坡稳定性问题更加复杂,且对稳定性影响的研究难度更大。采用有限元数值模拟的计算方法,对含相邻顺倾弱层的露天矿开采边坡进行稳定分析,得到露天矿开采过程中边坡岩体应力状态和边坡变形运动趋势,研究结果为露天矿开采边坡稳定性评价提供可靠依据。     

露井联采条件下井工矿对露天矿边坡影响的范围

井工扰动条件下对覆岩破坏与地表移动规律是伴随时间和空间的复杂问题。大范围井工开采必然会造成上覆岩体应力重新分布,造成局部应力集中,从而导致岩体塑性变形。在露井联采条件下,井采扰动对露天矿的边坡和排土场以及各种工程设施都会带来不安全的影响。文中通过利用有限元ANSYS分析得出了某露天矿端帮受井工矿采动影响的范围,得出了采空区的边界角和松散层的边界角。通过对塑性区的发育和主应力分布情况及质点矢量位移综合确定了井工矿距该矿端帮的安全距离,也给出外排土场距离最上部端帮的安全距离。     

基于GA-LSSVR的露天矿边坡稳定性预测

针对露天矿边坡稳定性问题的小样本、非线性等特点,利用遗传算法的全局搜索能力优势,提出了基于遗传算法的最小二乘支持向量回归参数寻优方法,并建立基于遗传最小二乘支持向量回归(GA-LSSVR)的露天矿边坡稳定性预测模型。通过遗传算法对LSSVR进行优化,提高了预测精度和速度。实验结果表明,与BP神经网络、LSSVR模型相比,GA-LSSVR的精度更高,基于GA-LSSVR的露天矿边坡稳定性预测模型更有效。     

露天矿最终帮坡角及采深协同优化研究

最终帮坡角和采深是露天矿境界设计中2个相互影响的关键参数,其取值与露天矿的安全经济性密切相关。为探讨上述2个参数的合理取值,以西藏某露天铜矿12#典型勘探线剖面为研究对象,按经验类比法初步确定该剖面西、东边帮的最终帮坡角取值范围为38°~44°,选取不同的两帮坡角度值组合,根据境界剥采比小于经济合理剥采比的原则,计算得到底部标高取值范围为+ 4 135~ + 4 108 m。构建了该剖面的露天境界最终边帮有限元数值模型,采用强度折减法计算得到西、东帮的稳定安全系数,根据实际工程设计需要的边帮安全系数以及开采的经济性,得到该剖面合理的最终帮坡角与采深。研究表明：露天边帮稳定性随着最终帮坡角和采深的增加逐渐降低,且最终帮坡角的变化对本侧边帮稳定性的影响远大于对侧边帮,两参数之间互相影响,共同决定露天矿的安全经济性;计算得到该剖面合理的西、东帮最终帮坡角分别为42°、43°,底部标高为+ 4 117 m,总采深为920 m。所采用的露天矿最终帮坡角及采深的协同优化思路可为露天矿山科学确定相关参数提供参考。     

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。     

基于Morgenstern-Price法的露天边坡稳定评价

露天矿山的边坡稳定性一直是露天采矿经济与安全的重要课题。本文以国内某露天矿山边坡为例,采用极限平衡理论中较为常用的Morgenstern-Price法,借助Geo-studio软件中的SLOPE/W模块对该露天边坡进行三种不同工况下的稳定性分析及安全系数的计算,最后通过对标相关规范及标准,对该露天边坡进行了稳定性评价,认为该边坡是稳定的,即选取的边坡角是合理的。     

新疆准东露天煤矿单一巨厚煤层复合边坡空间形态优化

针对单一巨厚煤层露天矿土-岩复合边坡稳定性及空间形态问题,以新疆准东露天矿为工程背景,采用刚体极限平衡和FLAC3D数值模拟相结合的方法,研究了露天矿复合边坡的稳定性及空间形态,分析了复合边坡的潜在滑动模式及稳定性规律,确定了采场与排土场的最大安全距离。研究结果表明:新疆准东露天矿采场最终边坡角为34°,排土场边坡角为23°,排土场与采场安全距离为150 m时满足安全性与经济性要求;单一巨厚煤层露天矿土-岩复合边坡的滑坡模式为沿排弃物内部的圆弧滑动和以坡体出露弱层面为底界面的组合滑动;在岩体自身重力作用下,单一巨厚煤层露天矿土—岩复合边坡破坏形式为拉张—剪切复合型。     

云南某露天矿山边坡稳定性影响因素敏感性分析

边坡稳定性对于露天矿山工程十分重要。为深入研究云南某矿山边坡稳定性影响因素敏感性,根据现场勘探、岩石力学室内试验等工作准确地确定出了对该矿山边坡稳定性影响最大的四个因素,然后通过正交试验设计试验组,而后基于强度折减法计算边坡安全系数,最终先后运用极差分析法以及方差分析法对实验结果进行了对比分析以及验证,充分保证了分析的全面性和准确性。最终结果表明：四种因素均对该矿山边坡具有显著影响,该矿山边坡稳定性影响因素敏感性由大到小的排序为黏聚力＞水平地震加速度＞内摩擦角＞最终边坡角;极差分析与方差分析所得敏感性大小顺序一致,可做相互校核;本研究可为相似露天矿山边坡设计、加固工作提供一定的参考依据。     

不同开采条件下露天矿火烧区边坡参数优化研究

针对弃采高变质煤和全煤层开采条件下火烧区边坡不稳定的问题,以别斯库都克露天煤矿KT3剖面为例,对边坡参数进行优化分析,采取不同的边坡参数调整方案后,进行边坡参数修正后的稳定分析,计算结果表明边坡稳定系数达到安全储备系数的要求,研究结果为露天煤矿安全开采和边坡综合治理提供科学指导。     

基于强度折减法的大型露天矿东端帮稳定性分析

拟建大型露天镍钴矿区,东西长1 670m,采深一般在300m以上,最高边坡高度超过600m。根据边坡不同位置的边坡高度、工程地质岩组分布特征、各岩组岩石质量等级、边坡面倾向与各岩体优势结构面的关系、边坡岩体完整程度等多项指标将边坡分为五个区。为研究该大型露天矿高陡边坡稳定性与开挖坡角及地下水位的关系,本文在考虑地下水位以上的岩土体饱和度变化的前提下,结合夏日哈木镍钴矿区高陡边坡实际工况,通过有限元软件ABAQUS和抗剪强度折减法模拟计算得到不同开采坡角的边坡稳定系数与地下水位的关系,从而确定出同一水位下的最小开采坡角,以及不同开采坡角下的最高地下水位。最终对本研究结果的分析得到开采坡角及地下水位对高陡边坡稳定性的重要性,并对该露天矿东端帮开挖提出了一系列建议,该研究对该露天矿的其他区域以及周围相似工程的开挖具有重要的借鉴意义。     

基于混合交叉赋权—可拓理论的边坡稳定性分析

随着开采深度的增加,露天矿山边坡的稳定性逐渐降低,对矿山安全造成严重影响.对此,目前尚无准确的评价方法.以边坡岩层内聚力、岩石内摩擦角、大气年降水量、边坡坡高、坡角等五个影响因素为评价指标,采用变异系数法(C V)、G1法、乘法组合、混合交叉组合四种方法确定权重,而后引入物元可拓法,对国内外具有代表性的13类露天矿山边...     

曼家寨采场露天开采境界收益与边坡风险关系研究

基于曼家寨采场的数字化矿山开采模型,利用3DMine软件进行境界优化,得到不同最终边坡角的开采境界方案。采用极限平衡分析法对曼家寨采场不同边坡角方案的露天境界进行稳定性分析,计算边坡的稳定性系数,对各方案的稳定性系数进行对比分析,在确保边坡安全的前提下使露天开采境界收益最大化,寻找露天开采收益与边坡风险之间的平衡点,为该露天矿山境界设计提供参考。     

高寒地区露采高边坡合成孔径雷达在线监测预警研究

露天矿山边坡稳定性是安全可持续开采的关键,且边坡稳定状态随着采动影响不断发生变化,采用先进实用的监测技术对大范围露天边坡稳定性进行不间断监测和实时预警对于保障矿山安全生产意义重大。本文在高寒地区的露采高边坡构建合成孔径雷达监测系统,并对露采高边坡表面位移在线监测预警研究。监测数据表明,合成孔径雷达监测预警技术相对于传统的GNSS等点监测技术具有明显的技术优势,较少受到高寒地区恶劣气候和天气条件的影响,能够实现对边坡表面位移形变的高精度面监测,并且可对边坡形变进程进行不间断持续跟踪,能够准确识别出边坡滑移的重点区域,及时发出预警信息,为高寒地区露采高边坡的安全管理提供准确的数据依据和有益的技术参考。