稀湿废石土边坡的堆排方法及稳定性研究

依托龙桥排土场工程,因排土场边坡堆排物中含水量较高,其无法堆积成高边坡排土场。针对稀湿废石土排土场边坡运用临界滑移场法搜索了边坡最危险滑面,提出了稀湿废石土的堆排方法,并结合Geo-Slope软件分析得出Ordinary、Janbu和Bishop 3种边坡稳定性评价下的安全系数。研究结果表明:采用钢筋石笼加固后的稀湿废石土边坡具有较高稳定性,解决了稀湿废石土安全堆排问题,为矿山安全开采提供了保障。     

排土场边坡区域稳定性及整体安全度分析研究

露天矿排土场边坡的安全受场址地形及地质条件、排土边界形态、堆置方式及排土物料特性等因素的综合影响,其稳定性呈现多区域多因素影响的空间效应。以国内某复杂条件下大型高排土场边坡为例,基于空间和平面数值分析相结合的方法,对排土场开展多区域下的边坡稳定性、滑坡失稳破坏机制及整体安全度等研究工作。研究结论表明:(1)特定地形、地质、边界及堆置方式下,排土场各区域空间稳定性差异较大,整体安全度受关键部位的局部稳定性控制;(2)排土体滑移失稳过程中,三维空间滑移体形态及特征明显;表现为排土体顶部下滑产生拉裂缝,底部剪出呈坡脚底鼓现象,对应于数值计算,则表现为边坡整体塑性区贯通,并发生坡脚位移突变;(3)排土场边坡整体安全度应以空间稳定性结果为准,与空间破坏区域相近区域下的平面安全度结果亦可近似反映排土场的整体安全度,其安全度结果约低于空间稳定性安全系数0.10~0.20。     

某矿山排土场加高扩容分析与工程应对措施

厄瓜多尔米拉多铜矿排土场物料以黏性土和粉土为主，加之区域降雨量大、地震烈度高等因素影响，原设计排土场边坡无法满足安全要求，优化后排土场整体边坡角被放缓，导致堆排容积减少了1 500万m3；将排土场最大堆排标高由+1 500 m提升至+1 550 m后，新增堆排容积1 705.9万m3，可以有效解决容积不足问题，但边坡整体稳定性欠缺。针对该问题，采用加高的办法对排土场进行扩容分析，从边坡稳定性的角度，分析了加高后存在的安全不足问题，并提出了相应的工程应对措施。在排土场坡脚位置采用块石稳固的方法，有效提升了边坡在不同工况下的安全稳定性.     

抚顺东露天矿排土场边坡稳定性研究

由于东露天矿的排土场主要是西露天矿坑,其深度达480 m,排土作业需要自下而上逐渐形成排土台阶,这样就需要将东露天矿的剥离物从东露天矿坑内运输到地表,再从地表将剥离物反向运输至西露天矿坑下部进行排土。通过对西露天矿内排土场边坡稳定性研究,合理的对排土场进行排土,保证排土场边坡的稳定,为我矿的安全生产提供保障。     

紫金山北口排土场排土工艺探讨

紫金山北口排土场采用多台阶顺排工艺,运行中出现单段特高台阶,导致排土边坡不稳定、坡脚软弱基底产生圆弧滑动危害。为此,提出覆盖式多台阶排土工艺,采用排水固结、堆载预压处理软弱基底,经过稳定性演算符合规范要求,保证排土场的安全运行。     

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。     

安全稳定性约束下的排土场优化设计

在保证露天矿排土场边坡安全稳定的情况下,优化排土场几何参数,达到在有限排土场范围内排土量最大的目的。根据排放物的物理性质,选择边坡平面滑动和圆弧滑动的安全稳定性系数为安全评价指标,利用排土场底面内接半径把排土场的边坡倾角、台阶高度与宽度联系到一起,分析三个指标之间的制约关系,将台阶宽度转化到台阶高度和边坡倾角的函数,分别对边坡倾角和台阶高度进行分段求取,多次模拟计算,得出一组接近于最优解的值作为排土场设计的最佳模型。实验结果表明,和其他方法比较,本文算法考虑了安全稳定性约束条件下,实现排土场设计尽量多排土、少占地的目的。     

露天煤矿排土场边坡稳定性分析与治理技术

为了掌握阴湾排土场边坡变形破坏规律,基于边坡地质资料和现场地表GPS位移监测结果,运用FLAC3D数值模拟软件分析了阴湾排土场边坡变形破坏机理。结合工程实践,分析了在滑坡区域继续排土对边坡稳定性的影响,并通过对2种排土压脚方案下边坡稳定性进行极限平衡分析,提出阴湾排土场滑坡治理措施及后续排土方案,治理后的阴湾排土场2个典型剖面的稳定性系数分别达到1.24、1.38,满足稳定性储备要求。结果表明:结合稳定性分析及工程实际综合考虑后的排土压脚方案对边坡的治理效果较好,对于指导后期排土工作和同类型矿山排土场边坡稳定治理具有指导意义。     

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。     

弓长岭露天铁矿排土场稳定性分析及参数优化

露天矿排土场稳定性关系着矿山生产安全和人员生命财产安全,是矿山安全管理的重点。为了更全面准确地了解排土场边坡稳定性情况,提高排土场容量和稳定性。运用极限平衡法和有限差分法的原理,对弓长岭某排土场在正常工况下的稳定性进行分析计算,剖析排土场破坏机理,并利用MATLAB优化工具箱对排土参数进行优化。得出如下结论:正常工况下,排土场边坡整体处于稳定状态;滑坡模式为上部受拉剪破坏,圆弧滑面至表土层,沿表土层剪切破坏;定量得出该排土场边坡角、台阶高度与稳定性系数关系式:Fs=2.5528-0.0239x1-0.0122x2,并得出边坡最优化参数。     

矿段内排土场方案优选及设计参数优化

以矿段内排土场为研究对象,通过对单台阶全段高排土法、压坡脚式多台阶排土法和覆盖式多台阶排土法3种排土工艺的模拟计算实现内排方案的优选,并设计正交试验模拟分析边坡角、台阶高度2因素3水平的排土场边坡稳定性,以此得到了安全系数随2因素水平的变化规律,进而实现设计参数的优化。     

某露天矿东排土场边坡稳定性分析

为查明某露天矿东排土场现状边坡稳定性状态,为后续排土工程发展提供指导,基于对东排土场边坡工程地质条件分析与认识,首先采用有限差分数值模拟手段对东排土场边坡的最危险破坏模式进行分析,然后采用极限平衡分析法对东排土场现状边坡进行安全评价。结果表明:该露天矿东排土场的最危险破坏模式为单台阶圆弧滑动;鉴于边坡稳定性较好,且现有边坡角度和高度都小于设计值,可满足矿山排弃要求;提出了配套安全措施,为露天矿排土工程发展提供了指导。     

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。     

尾矿库内山谷型排土场扩能的探索

结合攀钢矿业公司白马铁矿Ⅳ#排土场扩能的实际问题,分析了尾矿库内排土场扩能的影响因素和可行性,运用极限平衡法进行了尾矿库水体上升情况下排土场的稳定性分析,发现排土场的稳定性系数先降后升,尾矿库水位上升对排土场基底岩土有软化和压坡脚的作用,提出采用块石固脚,做好扩能区域局部地基处理,完善排土场内外截排水系统,强化堆置过程中堆排物料的合理分配,严格控制土场堆载速度和排土强度,采取在土场的上、中、下部开辟多个排岩点以及专门的山谷排土场推进工艺等安全技术措施,保证尾矿库内排土场扩能的安全。     

尾矿库条件下排土场稳定性分析及治理研究

排土场的稳定性不仅与岩土物料的力学性质、排土工艺、排土场参数、地表水和地下水等因素有关,而且受基底岩土性质的影响较大。将部分或全部基底为尾矿坝的排土场定义为尾矿库条件下排土场。以某尾矿库条件下排土场为工程实例,借助SURPAC和FLAC3D软件建立该排土场的三维地质模型,采用试验的方法获得各组别岩土的物理力学参数;再借助FLAC3D软件分析或计算现状边坡的稳定性和安全系数。结果表明,排土场的边坡存在两处滑移风险区,降雨工况条件下边坡的安全系数为1.10,安全系数储备不足。制定了“滑移风险区卸荷+完善内部排水系统”的排土场治理方案,运用FLAC3D计算治理后排土场的安全系数,计算结果表明,治理方案实施后,排土场的边坡安全系数得到较大的提升,即治理方案的实施可提高排土场稳定性。     

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。     

高海拔地区金属矿排土场稳定性分析及关键参数优化

针对高海拔地区金属矿排土场稳定性问题,以西藏甲玛矿区角砾岩排土场边坡为依托,采用FLAC3D数值模拟软件,基于有限差分法并结合强度折减理论,利用冻融损伤修正后的岩体力学参数,得出了在当前排土工艺下边坡的位移变化规律、应力变化特征、剪应变速率和塑性区的分布特征,分析了其稳定性,并进行了关键参数优化。研究表明:①高海拔这一因素易导致岩体在冻融循环作用下损伤劣化;②滑坡产生的过程可归纳为:当排土场形成之后,坡体内部出现塑性破坏区,伴随着剪应变带逐渐扩大,边坡内的塑性破坏区面积也增加,剪切塑性区将会大面积出现在斜坡的前缘上,其塑性区基本贯通,滑坡产生;③角砾岩排土场边坡在当前排土工艺下有沿着近似圆弧滑面向坡脚滑动的趋势;④确定的最优关键参数为单台阶高度40 m,组合台阶宽度40 m。模拟结果与现场破坏情况具有显著的一致性,且优化后的排土工艺提高了排土场的稳定性,对于类似排土场边坡稳定性研究具有一定的借鉴意义。     

露天煤矿内排土场台阶高度优化与稳定性研究

露天煤矿排土场台阶高度的提高对矿山有着积极意义,但排土场所容纳的物料非均质且离散性极强,并在高度增大后下部物料表现出的力学特性存有差异,因此在提高排土台阶高度的同时需要评价边坡安全稳定性,从安全的角度出发优化台阶高度。通过对新疆天池能源南露天煤矿内排土场所取得的散体物料进行室内试验与数值模拟,得到物料在不同固结压力下的力学特性。通过离散元数值模拟的手段,得到了不同区域不同高度下的排土场台阶安全稳定系数的变化规律。研究结果表明:固结压力的增大,试样内部的胶结程度会提高,力学强度增大;内排土场边坡失稳会出现圆弧形滑坡,初期表现为坡顶处不均匀沉降,后期为坡面颗粒大量滚落;强度折减在超过安全稳定系数后,坡面的颗粒会出现速度突变;安全稳定系数与台阶高度呈对数函数变化,最下部排土台阶稳定性均优于普通排土台阶,且在高度在75 m时都无法保持稳定。     

黑岱沟排土场边坡安全性研究

针对哈尔乌素露天矿黑岱沟黄土基底排土场边坡的安全性,开展工程地质调查,建立相应地质模型,运用拉格朗日差分法和极限平衡法进行数值模拟与稳定性计算,揭示黑岱沟排土场边坡变形破坏模式为排弃物内部滑动与复合滑动;边坡稳定系数亦不能满足安全储备系数1.3的要求,建议立即开展行之有效的滑坡治理工作,提高排土场的稳定性、保证露天矿安全生产。     

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°。