露天煤矿复合煤层边坡空间形态优化

针对复合煤层软岩逆倾边坡形态优化问题,以扎哈淖尔露天煤矿北帮边坡为工程背景,基于刚体极限平衡理论,通过横采内排开采方式,从二维边坡稳定性分析角度出发,提出复合煤层边坡逐水平优化方法,确定扎哈淖尔露天煤矿北帮到界边坡参数。应用FLAC~(3D)数值模拟软件分析了优化后的北帮边坡稳定性及滑坡机理。结果表明:受横采内排压帮开采方式产生的时空效应,最终确定扎哈淖尔露天煤矿北帮不同层位边坡稳定系数从上到下依次为1.20、1.10、1.05;逐水平优化后北帮整体边坡角增大至29°,深部陡帮开采边坡角增大至34°,滑坡力学成因机制类型为推动式;边坡岩体的主要破坏形式为拉-剪复合型。     

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。     

基于FlAC~(3D)强度折减法的露天煤矿边坡稳定性分析

边坡稳定是露天煤矿实现安全生产的前提,对于存在软岩边坡的露天煤矿而言,边坡稳定问题尤为重要。以白音华一号露天煤矿为例,运用FLAC3D软件对南帮边坡进行数值模拟并分析计算结果,得出其安全系数为0.82,揭示了软岩边坡岩体的位移变形规律和滑坡模式,为后期设计边坡治理方案提供科学依据。     

胜利一号露天煤矿排土场边坡稳定性分析及评价

随着矿山开采,胜利一号露天煤矿内排土场北帮稳定性问题较为突出。结合该矿实际问题,在工程地质勘查基础上采用Bishop法计算稳定系数,采用FLAC3D数值模拟方法对稳定系数进行验证,进而对胜利一号露天煤矿排土场边坡稳定性进行分析评价,从而判断内排土场北帮边坡的稳定情况。     

红沙泉露天煤矿外排土场边坡稳定性研究

外排土场边坡稳定是影响露天煤矿生产安全的重要因素之一，为了分析评价红沙泉露天煤矿外排土场边坡稳定性情况，选取当前条件下的7个典型剖面，分别采用瑞典条分法、简化Bishop法、Janbu法结合岩体力学参数进行稳定性分析，并探索了外排土场高度对边坡稳定性影响。结果表明，当前排土高度条件下外排土场最佳边坡角度为24°，7个典型剖面的稳定系数均高于储备系数要求，随排土场高度增加其边坡角度呈减小趋势，当红沙泉露天煤矿外排土场高度增加至120m时，稳定性系数稍有增大，当增加至160m时，稳定性系数降低，在排土场160m至360m，稳定性系数变化不大，达到临界排土场高度360m时的边坡角度为22°，为红沙泉露天煤矿排土场容量释放提供了参考依据。     

白砺滩露天煤矿东帮顺层边坡稳定性分析与边坡角优化

在露天煤矿开采过程中,疏干排水和放缓边坡是提高顺层边坡安全系数的两种基本措施,边坡角的大小直接关系到矿山的安全与经济效益。以白砺滩露天煤矿东帮顺层边坡为研究对象,选取典型剖面进行稳定性分析,根据分析结果对最终边坡角进行优化。结果表明:天然水位状态下,1,2,3,4剖面边坡的边坡角分别为36°、31°、36°和34°,疏干排水后,1,2,3,4剖面边坡的边坡角分别为36°、32°、37°和36°;以安全系数1.15为安全标准,在疏干排水工程配套到位的情况下,1,2,3,4剖面边坡的边坡角分别为36°、33°～34°、37°和38°。研究结果为白砺滩露天煤矿最终边坡角的优化设计提供依据。     

露头残煤对边坡稳定性的影响及时序控制开采?

以新疆某露天煤矿为例,应用刚性极限平衡理论,采用FLAC3D数值模拟等方法,分析了残留露头煤岩质边坡的变形破坏机理,并在稳定性评价的基础上,得出边坡稳定系数远低于安全储备系数的结论,采用多种方法分析计算了潜在滑坡影响范围,进而提出了一种安全开采“时序控制”工艺。这种开采工艺可为风氧化煤的清理争取时间,同时在保证安全的前提下实现了人力、资源配置的优化。     

露天煤矿边坡失稳条件下恢复正常开采工艺

以内蒙古地区某失稳边坡露天煤矿为研究对象,以边坡变形实时监控预警为安全保障措施,划定3个开采阶段,分阶段选取不同的安全储备系数,确定各阶段开采工艺及停采位置,进而确定了恢复正常开采工艺的空间节点,其研究思路及计算方法可为露天煤矿近似问题的解决提供借鉴。     

采硐影响条件下端帮边坡稳定性分析研究

当前露天煤矿端帮资源探入式开采条件下,边坡稳定性分析未充分考虑采硐影响的具体情况。笔者对原有的刚体极限平衡法进行改性,同时结合拉格朗日有限差分法分析边坡稳定性,并对边坡稳定系数的计算方法进行修正和完善,采用理论计算和数值模拟相结合的研究方法,论证了某露天煤矿端帮探入式开采的可行性和安全性,该矿实现了最高月产量为6万t的好成绩,取得了良好的经济效益和社会效益。     

岩石变形参数测定方法的探讨

<正> 岩石的变形参数是露天煤矿边坡稳定分析需要的一个重要参数,随着露天煤矿的开采和逐步到达境界,形成了数百米高、几公里长的高大边坡,其最终边坡角的确定和边坡的稳定将成为制约生产和安全的决定因素。在这种情况下,岩石指标微小的改变就可能影响到几百万吨煤炭资源的开采。这样,岩石物理力学指标的正确测定就更显重要。例如煤矿不少岩种的变形参数,过去大多从有关资料上选用或估计,已不能满足要求。但是,露天煤矿的岩种大多为沉积岩,各向异性的结构比较复杂,层理、节理(裂隙)、劈理比较发育,一是很难制成标准试样,二是制成的样往往受到扰动产生一些次生的微小的裂     

井采方向对露井协采边坡稳定影响的分析及优化

为了得出露井协采矿山中井采工作面与露天矿边坡空间相对位置的最优布置方式,结合平朔矿区露井协采工程实践,设计了3套方案对不同井采工作面布置方向时井采对露天矿边坡稳定影响规律进行研究,研究表明:在露井协采中井采工作面与露天矿边坡面倾向平行布置时,井工开采对露井协采边坡稳定及端帮运输道路的不利影响最小。在井采工作面采取上述方式布置时,对井采工作面的推进方向进行优化分析,发现井采工作面沿背坡的方向回采时,露天矿边坡岩体受井采扰动较向坡开采时严重。故在露井协采工程实践中,建议井采工作面与露天矿边坡面倾向平行布置,采用向坡方向推进,以降低井工开采对边坡稳定的不利影响,提高煤炭资源采出率。     

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。     

露井联采下采动边坡移动规律及开采参数优化

针对安太堡露天矿南部采用地下开采后,后期露天开采边坡稳定性将受到很大影响的情况进行了研究。研究结果表明,水平煤层露井联采下露采边坡岩体破坏规律存在明显的3个破坏分区,地下开采导致上述3个分区存在不同的变形特征,其露井联采边界参数是决定3个分区稳定的关键因素。通过对边界参数的优化分析,要确保安太堡南帮边坡岩体的稳定,地下与露天之间必须协调开采：其地下矿井需重新确定地下开切眼位置,即以Y=74 160为界以南布置地下开采工作面;露天矿开采考虑到安太堡南帮上部边坡岩体受地下开采影响明显,提出了南帮露天开采应采用“组合边坡”的设计思想,即+1 375以上平台岩土边坡角度应由原来的75°降低到62.58°。     

露天煤矿边坡地质灾害及其影响因素分析

分析了露天煤矿边坡滑坡地质灾害的主要特点,确定露天煤矿边坡的主要滑坡模式。通过实际数据建立边坡模型,分析了边坡角、岩层倾角、地下水、软弱夹层对边坡稳定的影响。提出露天煤矿开采过程中,应及时调查地下水和结构面状况,采取合理措施,防止边坡地质灾害发生。     

露天煤矿边坡稳定性数值模拟分析

露天煤矿顺倾层状边坡稳定性差,在开采企业领域属于需要解决的技术难题。以乌海市露天煤矿为例,对露天煤矿的顺倾层状边坡进行优化设计分析,并对选取的工程模型边坡稳定性进行分析,确保选取的模型及数据更接近于实际。以煤矿顺倾层边坡的稳定性在断层倾角及走向交角为例,对断层倾角及走向交角进行分析,探究断层倾角及走向交角对于边坡的稳定性的影响。通过对断层倾角的8种工况模型和走向交角的7种工况模型进行数据分析,得出其倾角变化对边坡稳定系数的影响,进而提出相应的防护措施。     

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-井联采下煤层倾角对边坡稳定性影响规律研究

随着我国煤矿井下支护技术和设备的快速发展,利用井工开采露天煤矿端帮呆滞煤技术也日渐完善,为了研究不同煤层倾角条件下,露-井联采叠加扰动对露天煤矿端帮边坡稳定性的变化规律,依据煤层赋存条件及开采方式将端帮边坡下煤层倾角分为水平、水平、顺倾、逆倾3种类型,采用理论推导分析井工开采对端帮边坡的破坏原理,根据安家岭露天煤矿的岩体力学参数建立数值模型,通过数值模拟方法从端帮边坡的高应力区分布、变形破坏程度和破坏范围3个方面进行研究,得出露天煤矿端帮相同开采工艺、不同煤层倾角条件下边坡稳定性变化规律。结果表明:煤层倾角越大,工作面两侧高应力区影响范围越大,合理控制开切眼位置与边坡面的距离,可避免井采高应力区对边坡稳定性的影响;端帮下煤层倾角越大,井工开采后边坡的破坏范围越大;煤层为顺倾赋存状态时的对边坡的破坏程度大于水平赋存状态,而逆倾赋存状态破坏程度小于水平赋存状态;端帮下煤层顺倾状态不利于边坡稳定,煤层逆倾状态有利于边坡稳定。     

露天矿土-岩复合逆倾边坡空间形态优化

针对露天矿土-岩复合逆倾边坡到界边坡形态设计问题,结合达连河露天煤矿外排土场北帮-采场顶帮复合逆倾边坡的工程实际,基于刚体极限平衡与三维数值模拟的手段,研究了露天矿土-岩复合逆倾边坡的滑坡模式及稳定性规律,设计了最终边坡形态,确保北帮到界过程中煤炭资源回采的安全。研究结果表明：达连河露天煤外排土场北帮-采场顶帮复合逆倾边坡的滑坡模式为圆弧滑动;使外排土场北帮-采场顶帮复合逆倾边坡满足安全要求的采场边坡角为33°;露天矿土-岩复合逆倾边坡岩体的破坏形式为拉张-剪切复合型,岩体自重作用下的坡脚处应力集中造成的局部岩体破坏是整体边坡失稳的诱发因素。     

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。     

露井联采下井工开采顺序的优化分析

露井联采模式一般用于开采浅部煤层或矿床,以往的研究主要侧重于对露天开采下边坡的稳定研究,而对涉及井工开采问题的研究重视程度不够。本文从联采对露天边坡破坏特征分析的角度,分析不同井工开开采部位下边坡的破坏过程,并优化其开采顺序。现场实践证明,本文提出的开采顺序是合理的。