围压对软岩力学性质影响的试验研究

利用XTR01-01型微机控制电液伺服岩石三轴试验仪,研究在不同围压下软岩强度的变化规律,对于岩石工程的设计和施工具有重要意义。文中就国内某大型露天煤矿开采过程中揭示的黑色炭质页岩设计了不同围压的三轴试验方案,并进行了三轴力学性质测试,描述了软岩在饱水时间为1个月的全应力—应变曲线特征,重点探讨了围压对软岩强度的影响规律,详细分析了围压对软岩强度变化的作用机理及特点。

炭质页岩常规三轴试验和本构方程的研究

利用XTR01-01型微机控制电液伺服岩石三轴试验仪,研究了堡镇隧道大变形段的裂隙岩体(炭质页岩)在围压为0～25MPa下的应力—应变全过程曲线,建立了屈服强度、峰值强度、残余强度与围压的关系。根据塑性力学的相关理论,提出三线性弹性—线性软化—残余理想塑性五线性模型,并应用于炭质页岩,得到了炭质页岩各段的本构方程,并讨论了软化段。结果表明,理论模型和试验结果吻合较好。

含软弱夹层水平层状岩体边坡失稳机理研究

受北帮陷落柱无煤区及南帮附近白辛窑向斜以及矿区地质条件影响,安家岭露天矿边坡不稳定因素始终存在,特殊的边坡岩层组合结构是滑坡形成的内在条件,露天开采剥离形成的高陡边坡是滑坡的外在原因。通过对已发生破坏边破的岩层组合结构的比较分析后发现,当水平层状岩体中有软弱夹层分布时,其变形破坏程度较为严重。因此,依据软弱夹层与围岩的典型组合情况,结合室内三轴试验结果,建立了含软弱夹层围岩的力学模型,探讨了含软弱夹层围岩变形破坏的形成演化过程,揭示了软弱夹层引起围岩变形失稳的机理。

开采沉陷动态预计中的流变模型及应用

预计开采期间及结束后地表的移动变形有着重要的实践意义。为了对被损害沉陷区内的建筑物及道路进行彻底维修,需确定地表移动过程完全终止的时间;开采区内公路、桥梁或河道整治工作,需对不同时间的地表下沉量进行较为准确的预计,以便能按时进行维护。此外,解决好地表下沉的动态预计,也可以确定什么时间出现危险,及时采取有效措施,杜绝事故发生。本项研究对于露井联采矿区,井工开采后对地表露天矿的设施及道路等的影响能采取及时有效措施进行处理很具现实意义。对于开采沉陷的静态预计,国内外学者已经做了大量深入细致的研究,但在动态预计方面,仍然没有很好的理论加以解决。本文通过对采场覆岩变形规律的研究,从岩石流变学的角度,建立岩移的流变力学模型,并据此推导出下沉量与时间关系的动态位移方程,结合实测数据进行反分析,求出了时间系数。

平朔矿区电铲事故分析及预防

介绍了平朔矿区电铲事故产生的原因,提出了预防电铲事故的技术措施,从而减少了事故的发生率。

平朔东露天矿原煤运输系统布设方案优化

平朔东露天矿原煤运输流程:卡车-端帮巷带式输送机-运煤大巷带式输送机-选煤厂。2015年因征地影响,导致首采区推进方向发生变化,进而影响露天矿采区的划分及开采顺序,原井巷运输受到采空区的影响,同时存在提升规模受限、后续投入高、运输成本高、监管复杂等问题。为解决首采区向二采区接续过程中面临的运输问题,对采区原煤运输系统布设进行优化研究;优化后原煤运输系统采用地面带式输送机运输,运输能力为25.0 Mt/a。优化后原煤运输系统具有运营管理简单、技术可行、对露天矿生产影响小、成本低等优点,改造投资低、运营成本低,同时满足了安监部门要求。

安家岭露天矿东帮滑坡治理研究

为了对安家岭露天矿二采区东帮边坡发生的局部滑坡进行有效的治理,在对滑坡区边坡稳定性影响因素进行理论分析的基础上,运用有限元数值模拟确定了其变形失稳后的破坏模式;针对性地提出了以距卡调基站30 m的位置为边界,按自然安息角对下部各滑坡平盘进行削帮的治理方案;同时,运用极限平衡法对削帮治理前后的边坡稳定性进行评价。结果表明:在考虑爆破振动以及降雨影响因素下,削帮治理完成后滑坡区域边坡的2个剖面稳定性系数分别提高至1.124和1.241,在边坡稳定时效内保证了二采区东帮边坡周围设施设备的安全。

露天矿特殊岩层的穿爆与采掘方法

安家岭煤矿可采的4#煤与9#煤之间有平均厚度为30 m岩石,穿孔爆破效果一直不佳,采装比较困难、生产效率低。针对此情况,结合穿爆理论,提出了合适的穿爆方案与采掘方法。

安太堡露天矿过芦子沟大背斜期间开拓运输系统的确定

平朔公司安太堡露天矿由于受到芦子沟背斜影响,矿坑三采区继续往东采掘煤层急剧下降,剥离物变厚,煤层倾角局部高达22°,1.3 km范围内煤层落差将近270 m,安太堡矿目前已在东部拉沟超前剥离,但原设计正常推进的大坑和超前剥离的小坑共用一套运输系统[1],且中间为大背斜。在这样罕见复杂的地质条件情况下,在实践中我们创造了"道路延深端纵向布置工作线,横向折线推进"延深方式,合理地协调了采场正常推进和向深部延深的开采程序,也从时间和空间上合理确定了过背斜期间开拓运输系统的方式。该方案既解决了大坑小坑共用一套运输系统带来的困难,也有效地解决了本矿电铲工作线不足的难题[2]。

安太堡矿加快排土场跟进速度方案

安太堡露天矿原煤生产为半连续工艺,在本矿南帮下部有原煤提运中心,目前由于该矿过背斜,土场跟进速度加快,而提运中心搬家滞后,导致了内排南部排土平盘不能正常跟进,使得大量物料加高排远,成本增加。安太堡矿打破常规利用陷落柱和无煤区位置合理的设计了由中央大坡道经无煤区位置到土场的巧妙搭桥,加快了内排土场的跟进速度,另外在端帮局部地段实施纵向排土,这些都有效的加快了内排土场的跟进避免了物料经南帮加高加远排弃,有效的降低了成本。

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。

基于无人机技术的安家岭露天矿内排土场火区遥感探测

煤层顶底板杂煤、火区高温杂物自燃是当前安家岭露天矿面临的重要环保问题之一,通过采用无人机和热红外成像技术,对内排土场自燃区域开展探测。对采集的热红外图像进行了统一批量化预处理,提升了热红外图像特征点的数量和质量,更加有利于空中三角测量运算;采用数字化图像建模软件重构了火区地表温度场,并与可见光图像进行了对比分析,准确圈定了高温异常区范围,对于制定灭火方案、提高灭火工程的经济性和针对性具有重要的意义。

基于背斜构造条件下安太堡露天矿产能与排土方案优化

当前安太堡露天矿正处于背斜构造区,依赖延深露煤与大提升远距离排土维持生产,能耗高、效率低和效益差。针对该问题,结合地表与煤层覆存、可利用排土空间容量、延深条件等的分析,提出适合的产能标准并开展采矿和排土的优化,以期实现产能的合理提升。

露天煤矿采空区的探测与治理技术管理体系

总结安太堡露天矿采空区治理的成功经验,提出不同区域利用爆破钻孔探测控制采空区的技术参数,并对采空区的探测与治理形成完善的流程,供同行及有类似情况的露天矿参考。