充填站荷载作用下露天坑边坡稳定性分析

某铁矿生态修复工程采用尾砂胶结固化方式对露天采坑进行回填,计划在露天坑周边建设充填站,为论证边坡及充填站安全可靠性,本文采用极限平衡分析和数值模拟方法,对充填站荷载作用下的边坡稳定性进行了计算分析。计算结果显示,该充填站所处的边坡在回填至-354 m时为基本稳定,在充填至-300 m工况下处于稳定状态,为确保边坡及充填站安全,建议加强该充填站所在区域边坡监测,确定所在区域边坡稳定前提下进行建设。

复杂隐伏空区群露天坑尾砂胶结充填方案

为了解决复杂隐伏采空区群露天坑地质环境亟需治理修复与矿山尾矿库逐年容量减小、尾矿排放困难的现实难题,以大冶大红山矿为例,首先对露天坑底隐伏采空群进行综合探测,制定采空区安全治理措施;然后重点围绕露天坑尾砂充填方案和充填体强度参数进行综合论证,提出采用全尾砂胶结充填技术方案,从安全性和经济性角度综合分析,构建了露天坑不同高度范围充填体强度结构模型,为类似矿山开展复杂隐伏空区群露天坑尾矿充填生态治理提供参考。

露天坑充填治理过程边坡稳定性分析

某露天矿山由相邻的南、北两个露天坑构成,北露天坑设计最低开采水平为-350 m,南露天坑设计最低开采水平为-50 m,南露天坑计划一年后闭坑。为实现南露天坑的生态恢复,拟计划在南露天坑闭坑后进行尾砂胶结充填,为保证南露天坑充填后不影响北露天坑的正常安全生产,需要对露天坑充填治理过程的边坡进行稳定性分析。采用Geo-Studio软件对南露天坑充填前后的边坡稳定性进行了分析,并考虑充填护坡层厚度、堆排高度、地下水、地震荷载条件等不同工况,研究结果可为南露天坑充填治理及北露天坑安全生产提供依据。

露天坑固化回填与地下开采相互影响模拟研究

某铁矿为大型深凹露天矿,露天开采结束后将转入地下开采。为阻断露天坑与地下的水力通道,同时保持高陡边坡稳定,计划采用尾砂胶结固化回填露天坑。本文采用数值模拟的方法,对露天坑固化回填与地下开采的相互影响进行了模拟研究。结果表明,露天坑固化回填与地下开采之间基本上不存在相互影响。研究结果可为类似开采条件下的矿山提供参考。

某矿露天坑改建排土场后稳定性分析及评价

排土场是露天矿山的重要组成部分,其稳定性问题是露天矿安全生产最为关注的安全问题之一。根据某露天矿实际情况,为减少占地资源,提出将露天坑改设为排土场的方案。通过FLAC^(3D)数值软件进行改建后排土场的稳定性模拟分析,探究改建后的安全性及方案的可行性。研究结果表明,露天坑改建排土场具有较强的可行性,具备突出的社会效应和经济价值;除解决了矿山中排土场的用地问题,节约大量土地,同时为矿山复垦奠定了基础;对比模拟计算结果,考虑自重及地下水条件的安全系数为1.5,考虑自重、地下水及爆破振动影响的安全系数为1.31,均满足三级排土场的稳定性要求。本文为露天坑改建排土场的可操作性提供了可借鉴的技术方案。

某露天坑尾矿胶结体充填方案研究

拟用于某露天坑充填的尾砂平均密度为2.89 g/cm^(3),d_(10)=1.074μm、d_(50)=21.27μm,颗粒不均匀系数为34.96,属细—极细粒级配不均匀尾砂;某露天坑边坡单台阶高度为12 m,按层高24 m计可分为7层。为确定尾砂胶结体充填露天坑的可能性进行了试验研究。结果表明,随着灰砂比降低,尾矿胶结体粘聚力显著下降,密度、摩擦角不同程度降低,渗透系数提高;尾砂胶结体充填露天坑,可以显著提高边坡的安全系数;依据A—A’剖面、B—B’剖面充填尾矿胶结体的安全系数,并结合充填经济成本因素,建议第1层充填灰砂比1∶4的尾矿胶结体,第2层充填灰砂比1∶8的尾矿胶结体,其余层均充填灰砂比1∶12的尾矿胶结体,从而达到安全和效益的最大化。

程家沟铁矿露天坑排尾后地下采场参数的研究

针对程家沟铁矿利用废弃的露天坑排放尾矿这一现状,从分析矿山工程地质、水文地质、矿岩物理力学参数入手,并结合矿山的实际情况,采用ANSYS三维有限元数值模拟方法,对排尾后的地下采场稳定性进行了模拟研究,从而确定了排尾高度和排尾后的地下采场参数,并针对可能出现的问题提出了具体的工程控制措施。

干堆排尾对露天坑坑下采场稳定性的影响

针对铜绿山露天转地下矿山利用露天坑干堆尾砂技术,采用FLAC3D数值软件,运用强度折减法及拟合函数位移突变特征法,对露天坑尾砂堆积过程进行破坏判定及稳定性安全系数求解,从而分析露天坑排尾的可行性。研究结果表明:当尾砂堆高h=0 m时,最优境界顶柱高度H=20 m,可允许的采场跨度D>34 m,主要破坏形式是空区顶板两端剪切破坏;当h>0 m和D>30 m时,采场有垮塌现象,露天坑台阶塑性区明显;当h>160 m时,空区塑性区面积及顶板位移迅速增大,堆积对空区的破坏程度大为增加,采场的合理跨度进一步减小。

露天坑排尾对采空区影响的数学预测及其稳定性

为揭示露天坑干堆排尾堆高(H)对采空区跨度(D)与境界顶柱高(h)的影响,采用FLAC3D对不同跨度的双空区在尾砂回填过程中进行开挖模拟,并结合曲线拟合、传统破坏判据及厚度折减法,分别对地下双空区的受力、塑性区及关键点位移等特征进行分析及数学预测.研究表明:当D不变时,拉、压应力及塑性区面积均随H的增大而增加,且在D>20 m后位移变化率明显增大;当H不变时,监测位移和塑性区随D增大而增加,且定量预测出D=26 m时,上下空区临界破坏对应的H分别为182.44,189.85 m.当D与H均变化时,双空区的塑性区逐渐呈现"蝴蝶状",上部空区的塑性区域明显大于下部,且在D>20 m,H>150 m时,上部空区出现与露天坑底贯穿现象.

金属矿山露天坑尾砂胶结充填治理

以石人沟铁矿露天采坑为工程背景,采用理论分析与数值模拟联合手段,提出了利用地下三期富余的尾砂胶结充填治理露天采坑的合理方案。给出了各等级充填料浆灰砂比和浓度、充填总高度、阶段高度、分层高度、不同阶段充填料浆灰砂比等方案结构参数确定的方法与原则,制定了充填治理过程中的安全控制措施。确定了露天采空区充填料浆灰砂比为1∶8、1∶10、1∶20 3个等级,料浆浓度为70%,充填高度为80 m,阶段高度为20 m,分层高度为1.5 m;4个阶段充填料浆灰砂比为1∶8、1∶8、1∶10、1∶20。方案实施后既能消除露天采坑安全隐患问题,又能避免尾矿库建设难题,也为露天采坑的恢复治理奠定了基础。

程家沟铁矿露天坑排尾后地下采场稳定性机理研究

针对程家沟铁矿露天转地下开采后尾矿库容积不足的现实问题,提出利用废弃的露天坑排放尾矿的技术方案,并结合矿山的实际情况,提出了露天坑的排尾方式和排弃区段。在此基础上,采用ANSYS三维有限元数值模拟方法,对排尾后的地下采场稳定性进行了模拟研究,分析了露天坑排尾后地下采场的稳定性机理,并针对可能出现的问题提出了具体的工程控制措施。

露天坑废石尾砂混排边坡稳定性研究

金属矿山尾砂出产率很高,合理利用尾砂材料是一项艰巨的任务。利用尾砂干堆充填露天坑可实现无尾矿外排。利用软件SLOPE/W极限平衡法原理,模拟废石、尾砂混合排放的边坡,以得出边坡稳定系数较为合理的边坡形式。分别从水平和倾斜混合排放中各材料排放厚度和坡度的不同,来分析合理的废石、尾矿砂堆放方案。得出结论:废石、尾矿砂分层混合堆放的边坡稳定性高于相同情况下单一废石或单一尾砂堆放的边坡;边坡坡角在35°~45°较为合理,且废石和尾矿砂堆放的理想厚度比为4∶1。采取多传感器与无线传输技术进行边坡稳定性监测,并设定预警值,为利用露天坑排尾提供了保障。

程家沟铁矿露天转地下后露天坑排尾可行性研究

针对矿山露天转地下开采后尾矿库容积不足。新建尾矿困难的现实问题,提出利用废弃的露天坑排放尾矿的技术方案,并采用ANSYS三维有限元数值模拟方法,对排尾后的地下采场稳定性从排尾高度、应力场等方面进行了模拟研究,分析了露天坑排尾后地下采场的稳定性,并针对可能出现的问题提出了具体的工程控制措施。

废弃露天坑充填治理技术研究

针对某露天转地下开采矿山面临的地下防洪和尾矿库库容不足的问题,以综合利用废弃露天坑与有效治理相结合为原则,提出利用全尾砂胶结充填已形成的露天采坑的技术方案,并通过采用FLAC 3D有限差分数值模拟软件,分析了露天坑治理与地下开采的相互影响,提出露天坑治理的工程技术措施。该技术方案的应用可为类似工程提供参考。

铜绿山铜铁矿露天坑境界外残留矿体开采技术研究

铜绿山铜铁矿露天矿开采之后,因达不到经济剥采比的要求或者不具备机械化开采条件,在露天坑周边还残留有部分小矿体。针对露天坑周边残留小矿体的特殊赋存情况,采用平硐斜井联合开拓,选择上向水平分层充填采矿法开采,安全有效地回收了残留矿体,开采损失率<10%、贫化率<5%,取得了一定的经济和社会效益。

某铝土矿山古河床露天坑中建井技术方案

某铝土矿山原设计回风井位于古河床上,后被露天采挖,原设计井位处露天坑深度达到23m,该段地层为破碎粘土岩。采取先将工业场地范围内的露天坑回填至设计标高,再采用常规方法开挖建井,可以避开因雨季施工泥石流淹井的风险;能够按常规顺序进行场地回填压实和井筒掘砌施工,保证回填压实质量,施工方便,措施工程少。

露天坑的治理与综合利用技术研究

为对地表存在的露天坑进行合理有效的处理,避免发生各类灾害,对露天坑的治理与综合利用技术进行了研究。结合露天坑对周边建、构筑物等的影响程度,对露天坑进行了分类,并对露天坑的主要危害进行了分析。结合不同条件的露天坑,提出了露天坑治理与综合利用的不同措施,并对各措施的特点及适用条件进行了阐述,并以工程实例对其应用进行了说明。研究成果在一定程度上丰富和发展了露天坑处理的相关理论,并对不同条件下露天坑的实际处理具有较强的实际意义。

深凹露天坑排尾砂后地下采区稳定性分析

鲁南矿业王峪矿段深凹露天矿闭坑后,由于矿区尾矿库的库容不足,提出了露天坑底部排放尾砂的工艺。通过ABAQUS大型有限元数值软件,模拟了露天坑采结束—坑底干排尾砂—露天转地下第一阶段采矿全过程,分析了露天边坡位移变化趋势以及露天转地下采区的应力分布情况,得出结论:露天坑底排尾砂后地下开采区域应力场没有明显的增加,同时围岩体的塑性区域没有贯通;原露天边坡的水平与竖直位移均在可控范围内。并针对露天转地下过程中坑底积水情况,提出了工程上的防排渗措施,具有较好的工程参考价值。

磷石膏露天坑胶结堆存边坡稳定性分析

以贵州某露天采坑磷石膏胶结堆存边坡为工程背景,针对露天坑治理和磷石膏胶结堆存边坡稳定性问题,采用SLIDE和FLAC^(3D)数值模拟软件,分别以极限平衡法和数值模拟计算边坡在正常运行和特殊运行工况下的稳定系数,同时分析了堆积过程中的位移变化。研究结果表明:该露天坑堆积体在正常运行和特殊运行下的平均稳定性系数为1.331和1.196,满足磷石膏库安全规程的要求。相同条件下的胶结堆存边坡的安全系数对比干堆和湿排提高30%~50%。分次堆积成形的堆积体边坡位移变化较整体堆积更大,坡角变小使分次堆积体边坡的稳定性要强于整体堆积成形边坡,研究成果可为类似矿山废料胶结堆存提供一定的借鉴。

水岩作用下露天坑边坡岩石蠕变试验分析

为了探究水位升降对边坡长期稳定的影响,选取莱州仓上露天坑边坡岩石,对经历不同饱水-失水循环次数的岩样进行了三轴蠕变试验。通过分析SγJH蠕变应变-时间曲线及蠕变速率曲线,探究边坡岩石经历饱水-失水循环作用后的蠕变性质变化。进一步利用电镜对经历不同循环次数的SγJH岩样进行扫描,从细微观角度分析了水岩作用对矿坑边坡岩石损伤机理。结果表明:随饱水-失水循环次数增加,相邻循环次数下的SγJH轴向蠕变应变最多提高31%,侧向提高33%;SγJH-15后瞬时弹性应变较SγJH-0提高了54.3%,相邻荷载等级下蠕变应变提高24.3%,蠕变总应变可达到三轴压缩极限应变的80%以上。经历饱水-失水循环后,SγJH稳态蠕变速率不再为0,而是随饱水-失水循环次数增加不断提高,SγJH-15第5级荷载作用下稳态流变速率达到29.2×10^(-6)/h;在施加各级轴向荷载的瞬时,初期蠕变速率加速度亦有所提升。水岩作用下岩石力学性质变化机理研究方面,由于SγJH内部结构的非均质性,在饱水-失水循环作用下岩样发生微观弱化和破裂,使得原有的应力平衡被打破,从而造成岩石变形曲线产生了不规则波动和突变。