露天矿土-岩复合边坡形态优化设计

合理设计采场及排土场边坡角是优化露天开采境界、保证露天矿安全生产、提高露天矿经济效益的重要前提。针对土-岩复合边坡这一类复杂特殊的边坡,以宝日希勒露天煤矿二采区西帮边坡为工程背景,应用刚体极限平衡软件定量分析了二采区西帮采场边坡及内排土场边坡的潜在滑坡模式;优化设计了二采区西帮1-2煤底板以上内排边坡形态及1-2煤至3煤之间采场边坡形态;确定了二采区西帮采场与排土场之间的安全距离。采用有限差分数值模拟软件FLAC~(3D),基于强度折减理论,对土-岩复合边坡稳定性进行了数值模拟,揭示了二采区西帮土-岩复合边坡的变形破坏机理及其稳定性。结果表明:宝日希勒露天煤矿二采区西帮土-岩复合边坡滑移模式及稳定性主要受采场与排土场之间的安全距离和3煤顶底板弱层控制;边坡形态优化后1-2煤底板以上内排边坡角为12°,1-2煤至3煤之间采场边坡角为22°,采场与排土场之间的安全距离为120 m,土-岩复合边坡整体边坡角为13°。     

非煤矿山典型灾害致灾机理和防治技术专栏特约主编寄语

矿山资源的开发利用支撑着国民经济的快速发展,随着回采技术不断提高,探矿技术快速发展,选矿工艺日臻成熟,超大规模、超深井地下矿山以及高陡边坡露天矿山不断增多,尾矿砂的产生量也急剧攀升,大库容、高坝体尾矿库不断涌现,随之也带来一系列的技术挑战和科学问题.由于我国尾矿库具有数量大、坝体结构复杂、浸润线高及易受极端天气影响等特...     

降雨引发排土场滑坡的预警准则研究*

为降低降雨引发排土场滑坡的风险,提出更加科学、实用的降雨滑坡预警准则,以贵州某矿山排土场的实际情况为例,建立排土场在线监测预警系统,并基于FLAC3D软件,对安全系数与边坡位移的关系以及降雨与边坡位移的关系进行数值模拟。结果表明:降雨是影响排土场滑坡的主要因素,且降雨影响具有滞后性,降雨量可作为排土场滑坡的预警指标;排土场滑坡预警等级与排土场安全系数存在密切相关性,可根据排土场安全系数确定滑坡红、橙、黄、蓝预警等级;可根据模拟结果确定降雨引发排土场滑坡的预警准则。研究结果具有较强的实用性,为排土场滑坡事故的预防和控制提供科学指导。     

排土场与爆破荷载共同作用下的露天矿边坡稳定性分析

目前排土场对露天矿边坡稳定性的影响和动力荷载对露天矿边坡稳定性的影响,大多是被分别研究的。这样做难以真实反映露天矿边坡实际受力状态。基于此,对排土场和爆破荷载共同作用下露天矿边坡稳定性进行研究。首先,通过室内试验确定岩体参数,分析露天矿边坡在排土场和自重情况下的变形特征,并以此为初始状态,采用Ansys/ls-dyna的隐式-显式分析功能,研究其在爆破荷载作用下的岩体的响应特征。其次,验证新疆某露天矿排土场距离设置是否满足开采要求。结果表明:该露天矿边坡未出现明显破坏特征,整体处于稳定状态,该排土场距离设计合理;研究结果与工程类比分析结论一致。     

露天矿边坡检测探讨

露天矿的有效与合理开采深度随着露天开采的延伸而不断增加,边坡暴露的高度、面积以及维持时间不断增加。因此,影响稳定的因素也随之增加。加上一些矿山企业对边坡管理不善,最终可能导致露天矿边坡岩体滑坡或崩落坍塌,给国家财产、矿产资源和人员生命安全带来严重的损失和危害。     

露天矿边坡稳定性检测的几个问题

随着露天矿有效和合理的开采深度的不断增加,边坡的暴露面积、高度以及维持时间也不断增加,造成边坡不稳定因素的增加。加上一些矿山对边坡管理不善,最终可能导致露天矿边坡岩体滑动或崩落坍塌,给国家财产、矿产资源和人员生命安全带来严重的危害和损失。 为了贯彻“安全第一,预防为主”的安全生产方针和国家有关安全法规,加强矿山安全监察,开展边坡稳定性定期检测很有必要。     

露天转地下开采对复合边坡稳定性影响的评价

露天矿深部资源开采因受到剥采比等因素的制约需要转为井工矿开采;从采掘空间位置分布关系来看,边坡体位于地下采动影响域内,由此造成了两种采动效应的相互作用,并构成复合叠加效应,使得边坡稳定性受到严重影响,一旦产生滑坡将严重影响周边环境的安全或诱发次生灾害。以某矿的开采工程实践为背景,针对地下开采作用下山体与露天边坡的稳定性进行了研究,系统分析了露天坡和山峰外侧边坡的稳定性,并对滑坡可能产生的后果及其次生灾害进行了分析,从而为矿山安全生产和防控提供了决策依据     

“十二五”国家科技支撑计划项目“矿山典型灾害预测控制关键技术装备及示范工程”项目顺利通过验收

<正>2015年6月29日,科技部社会发展科技司和资源管理与配置司在北京召开"十二五"国家科技支撑计划项目验收会。中国安全生产科学研究院牵头实施的"十二五"国家科技支撑计划项目"矿山典型灾害预测控制关键技术装备及示范工程"顺利通过验收。"矿山典型灾害预测控制关键技术装备及示范工程"项目自2012年立项实施以来,通过3年科技攻关研究,在矿山尾矿库溃坝、露天边坡和排土场滑坡、采空塌陷、冲击地压、深井岩爆等动力性灾害辨识、探测、     

科技博览

<正>中国安全生产科学研究院2项技术验收成功6月29日,由中国安全生产科学研究院牵头实施的"十二五"国家科技支撑计划项目"矿山典型灾害预测控制关键技术装备及示范工程""化工园区安全生产保障关键技术及装备研究与工程示范"2个项目通过验收。"矿山典型灾害预测控制关键技术装备及示范工程"项目在矿山尾矿库溃坝、露天边坡和排土场滑坡、采空塌陷、冲击地压、深井岩爆等动力性灾害辨识、探测、监测、控制与防治关键技术方面取得显著进展。项目     

露天矿边坡监测与加固技术概况

从露天矿形成边坡开始,由于岩体应力原始平衡条件被破坏,就使边坡存在变形、破坏以至滑坡的潜在因素。滑坡事故对露天矿生产来说,轻则影响采掘工作的正常进行;重则造成人身设备事故,恶化采掘技术经济指标,缩短露天矿的开采年限,甚至使整个矿山生产中断。1970年,美国西南部某矿发生一次严重的边坡破坏事故,极大地破坏了生产;在南美某矿,一次严重的滑坡事故,使该矿的铁路运输系统干线遭受破坏而中断了全矿生产;澳大利亚的一个大型露天铁矿,由于长达1公里的边坡破坏,使其采矿工作中断了三年多。     

露天矿山高陡边坡稳定性分析及滑坡预警技术

我国露天矿山的开采深度不断加大,导致了高陡边坡及滑坡事故增多.在分析边坡稳定性影响因素的基础上,对目前边坡稳定性分析常用的方法进行了总结,介绍了极限平衡分析法和可靠性分析法.从滑坡的空间、时间、强度三方面对滑坡预报预警的十余种模型的应用类型、使用方法及预警判据进行了详细归纳,并对Verhulst模型法和人工神经网络法做了重点介绍,为滑坡预警技术的研究提供重要的依据和理论支持.最后,分析并总结了露天矿山高陡边坡滑坡预警的研究趋势.     

边坡滑动体稳定性分析计算方法

铁路路堑,大坝坝基,煤炭、有色、黑色露天矿山均存在边坡稳定性分析计算问题。对新设计的露天矿,边坡稳定性分析的目的在于提供合理的阶段边坡角及最终边坡角,尤以后者最为重要,因其直接影响剥采比值及露天矿合理开采境界线位置。国内外大量统计资料说明,对大型露天矿,将最终边坡角提高1°,可减少数百万米~3的废石剥离量。对已投产的矿山,边坡稳定性分析是为寻求合理的边坡加固或整治措施提供依据。     

软弱基底排土场变形破坏治理措施研究

针对软弱基底露天矿排土场普遍存在的变形破坏问题,结合胜利东二露天矿南排土场南帮边坡的工程实际,基于极限平衡理论,给出了通过探槽及滑坡变形反分析综合确定基底赋存条件及抗剪强度指标的方法;提出了对软弱基底排土场的变形治理措施;根据已有监测数据,对南帮边坡治理效果进行了评价。结果表明:在实施削坡减载措施后,各地表监测点的累计位移趋于平缓,边坡治理措施效果明显,解决了胜利东二露天矿迫切的安全问题,为同样具有软弱基底的其他露天矿排土场变形及破坏治理提供了指导。     

略谈对乡镇露天矿边坡稳定性的检测

劳动部颁发的《乡镇露天矿边坡稳定检测规定》,是针对我国乡镇露天矿普遍存在的开采规模小,装备条件差,技术力量薄弱,坍塌、滑坡事故频繁的实际状况提出的重要措施,是赋予各级矿山安全监察技术中心和检验站的主要工作职责之一,也是采矿发达国家为减少露天矿重大事故,降低生产成本,提高经济效益而普遍采用的技术措施。在开展露天矿边坡稳定检测之前,了解检测工作的意义,范围及方法等是十分必要的。 一、乡镇露天矿边坡失稳破坏的特点 乡镇露天矿是为适应近几年经济建设发展的需要而大量产生的,主要分布在城市附近以及交通方便、开采条件较好…     

尾矿库上覆排土场工程危险源辨识及安全评估技术研究

随着我国对尾砂及尾矿库场地综合利用的更高要求,尾矿库上覆排土场工程的数量不断增多。尾矿库上覆排土场工程是金属非金属矿山高危、典型并涵盖许多关键安全科学问题的特殊工程。提出了“尾矿库上覆排土场工程”的定义,总结了尾矿库上覆排土场工程的结构特点,具备隐蔽工程复杂、尾矿库固结程度难以判断、排土场变形趋势复杂等特点,提出了尾矿库上覆排土场工程危险有害因素的辨识方法;研究了工程中尾矿库固结程度、排土场结构的探测技术和方法,利用图像处理技术分析了尾矿库上修建排土场工程的隐蔽工程质量。基于上述分析结果,提出了尾矿库上覆排土场工程的灾害防治措施。上述成果可为今后在闭库尾矿库上修建排土场的安全鉴定提供重要依据。     

露天煤矿边坡相对稳定性判据研究与应用

针对软岩露天矿边坡滑坡数量多、规模大、难于防治的问题,以白音华1号露天矿东南帮顺倾软岩边坡为工程背景,基于极限平衡理论,确定边坡滑体几何形态,通过滑坡变形反分析获取弱层指标参数;采用FLAC3D数值模拟,揭示边坡岩土体应力-应变演化规律及破坏机制,提出边坡相对稳定性判据,进而确定合理的横采内排追踪距离与降深位置。结果表明:该矿东南帮边坡稳定性随留煤柱宽度的增加逐渐增大,随追踪距离的增加逐渐降低;当留煤柱宽度大于或等于180 m,追踪距离在50~300 m范围内时,东南帮可以安全降深;留煤柱宽度取180 m,追踪距离取50 m,可实现资源采出最大化。     

井工开采影响下的露天矿边坡沉陷规律研究

许多露天煤矿通过井工开采回收了边坡下的煤炭资源,但也不同程度地加剧了露天矿边坡的失稳和沉陷问题。其引起的岩层移动及地表下沉是一个复杂的物理、力学变化过程,本文以安家岭露天煤矿及其一号井工矿作为研究背景,首先分析了该矿山采空区的塌陷现状、特点、成因机制以及对露天煤矿生产带来的影响;并应用概率积分法与FLAC数值模拟方法对采空区塌陷进行模拟和预测分析,研究了露井共采作用下边坡变形及破坏机理,揭示了井工采动影响下,露天矿台阶式边坡特有的变形形态、应力分布特征、形成机理与采动沉陷规律。本文研究结论对于同类露井共采的矿山有着重要的借鉴意义。     

从设计上改善露天矿边坡的稳定性

露天矿山具有开采量大、生产安全等特点。但若边坡设计不当,随着开采深度的不断加深,开采年限的不断增长,由于边坡地质、天然雨和地下水、生产爆破等因素的影响,将会产生滑坡,严重地妨碍生产和威协人员设备的安全。     

金川公司露天矿东采场边坡的危险评价

金川公司露天矿东部采场边坡发生严重变形、坍塌、滚石,威胁采场作业人员和设备的安全。对东部采场进行安全评价,在确认短时间内不会发生大的边坡滑落的前提下,确认继续回采的可能性,并提出强化开采的具体措施. 自1990年2月以来,东部采场的上盘边坡变形破坏显著加剧,3月下旬连续降雨几天后,引起大规摸的滚石,造成多起砸坏设备事故:一段长约250m的边坡,岩体松动、碎裂,坍塌和滚石时有发生;下盘边坡的岩体,倾倒与裂缝日趋严重,给露天矿生产带来一定困难。经过近一个月的处理,目前上下盘边坡基本处于相对稳定(和以前对比)状态。     

扎哈淖尔露天煤矿南帮压煤回采边坡稳定性分析

针对露天矿边帮普遍存在的压煤问题,基于极限平衡及强度折减理论,从控制边坡稳定性角度出发,结合扎哈淖尔露天煤矿南帮软岩边坡工程实际,通过定量计算与定性分析,提出横采内排压帮开采方式。采用二维刚体极限平衡与三维数值模拟相结合的方法分析了横采深部开挖角度及内排跟踪距离对边坡稳定性的影响及其程度,优化设计了扎哈哈淖尔露天矿横采南帮边坡形态。结果表明:南帮边坡滑坡模式为以IVC煤层底板弱层为底界面的切层-顺层滑动;横采内排压帮开采方式可借助边坡三维效应提高露天矿边坡角度及其自身稳定性,进而达到安全、高效地回收边帮压煤,提高露天矿煤炭资源回收率;扎哈淖尔露天煤矿横采南帮边坡稳定性随内排跟踪距离增大呈负指数降低;最终确定横采开挖位置为+908水平,内排跟踪距离为100 m,深部开挖角度为42°,可累计为扎哈淖尔露天煤矿多采出IV煤4 701.39万t,经济效益显著。