高台阶排土场技术及其发展趋势

减少矿山占地是减少国土侵占的重要环节，在排土场表土基底作用机制、排土场泥石流形成、松散废石泄水机理、排土场压密过程研究基础上，完成的排土场增高扩容、泥石流细粒料源控制、排土场底部泄流、胶带排土场变形分析等技术，将促使我国排土场工程发展。文中还介绍了南芬庙儿沟排土场、厂坝七架沟排土场两个成功实例。

绿色开采条件下露天煤矿土地动态演化规律研究

以白音华三号露天煤矿为例,研究了基于绿色开采条件下的露天煤矿土地动态演化规律。根据绿色开采中土地占用面积最优化及破坏土地尽早恢复的原则,建立了白音华三号露天煤矿地质模型、采矿模型等,研究了采场形态与采矿时间的动态变化关系;建立了内排土场排土模型,充分利用内排空间是减小运输成本与征地费用的重要途径,优化了内排土场发展过程边坡形态及排土容量;通过合理规划采、排计划,达到了绿色开采原则指导下的边开采边恢复土地的目的,既解决了露天矿合理征地问题,又解决了露天开采带来的生态恢复问题。

宝日希勒露天煤矿开拓运输系统改造与优化研究

为了降低宝日希勒露天煤矿原工作帮移动坑线运输系统的运输成本,通过论证提出了采用中间桥结合内排土场运输道路的运输系统。基于中间桥的二次剥离量和内排土场所滞后的排土空间这两方面对中间桥的搭建位置和参数进行了优化。应用实践表明,中间桥结合内排土场运输道路的运输系统,合理降低了原煤运输卡车和剥离物运输卡车的运距,有效避免了大型卡车与外包小型卡车作业区域的交叉,经济效益和安全效益显著。

考虑非饱和浸润层厚度和累积入渗量的改进Green-Ampt模型

矿山内排土场因其储量大、结构松散和强度低等特点,在降雨条件下极易产生侵蚀或整体失稳破坏,因此降雨入渗分析对预测内排土场稳定性至关重要。以元宝山露天煤矿内排土场为原型,按相似试验理论进行物理模型试验,研究降雨入渗特征,根据试验结果对经典Green-Ampt入渗模型进行改进。结果表明:雨水入渗过程中,随着浸润锋的向下运移,坡面侵蚀由溅蚀凹槽开始,逐渐过渡为径流侵蚀,最后呈现为溯源侵蚀破坏,整体呈现平行于坡表面的浅层滑坡特征;浸润锋之上非饱和浸润层的存在,导致经典Green-Ampt模型计算结果不准确;在考虑浸润层厚度和累积入渗量基础上,推导出改进的Green-Ampt模型;改进后的Green-Ampt模型为分段函数,能够反映降雨入渗使坡面由非饱和向饱和过渡的实际特征。验证结果显示,使用改进模型,浸润锋入渗深度和累积入渗量的预测精度显著提升,虽然冲蚀破坏和初始含水率的差异导致降雨入渗后期的预测精度有所下降,但相关结果对煤矿内排土场降雨初期稳定性分析具有重要意义。改进后的Green-Ampt模型的计算结果与实测数据更为接近,能为分析露天煤矿内排土场降雨入渗规律及边坡稳定性研究提供参考。

露天煤矿内排土场填方体变形规律研究

为了合理地优化元宝山露天煤矿内排土场填方体与英金河改选河道位置的安全距离,开展露天煤矿内排土场的沉降变形规律研究。采用定常伯格斯(Burgers)蠕变模型对排土场填方体细粒土质砂蠕变参数进行反演,应用有限差分软件FLAC^(3D)对内排土场排水垫层砂砾石土蠕变参数进行反演,同时利用FLAC^(3D)对内排土场填土过程进行数值模拟。结果表明:在整个排土过程中,排土场的沉降位移随着时间的延长而增加,在前0~2 a内,沉降位移增加速率较快,在2~4 a内,其增加速率出现减小,而在4 a以后趋于稳定;在细粒土质砂参数反演过程中,在蠕变过程的衰减蠕变阶段,数值计算与现场监测结果差距较大,而在稳态蠕变阶段,数值计算和现场监测值相一致;填土高度对排土场填方体的沉降量及其达到稳定的时间具有影响,填土高度越大,工后沉降量越大,所需达到稳定的时间越长;填方体推进位置对排土场的沉降位移具有较大的影响,合理地优化填方体与河道安全距离可以缩短排土时间。

露天矿内排土技术在姑山铁矿的应用

露天开采比地下开采有很多的优越性,但缺点也是非常明显的,那就是在开采矿石的同时,还要剥离大量的岩石。相对于地下开采的废石场,露天开采的排土场占地面积要大得多。姑山铁矿地处长江中下游平原,排土场选址一直是困扰矿山开采的老问题。利用现有的露天采坑,合理调整采剥部位,创造条件实现内部排土,延长了姑山铁矿露天采场的服务年限。

水文融合的草原露天矿内排土场地貌重塑优化

草原露天煤矿内排土场地貌受采-排-复活动中塑形方式与土方量等因素影响,面临景观破碎、水土流失等生态环境问题。在现有工艺与团队已有成果上,为进一步实现矿区重塑地貌与周边水文相融,构建基于水文保留曲面(HPCS)的采复子区划定优化模型,以新疆黑山露天矿内排土场为例,构建优化后的HPCS下近自然设计地貌(MNNDL_HPCS)为实验组,NNDL_HPCS、原始自然地貌(PNL)和传统设计地貌(TDL)3者为对照组,结合空间叠加分析与地貌演化模拟技术,评价MNNDL_HPCS在水文融合、土方调配与土壤抗水蚀3方面的优化效果。结果表明:(1)采复子区划定上,MNNDL_HPCS内除开采子区位置划定调整外,其余区域位置保持不变;(2)水文融合上,以PNL为基准,MNNDL_HPCS视觉效果最优,并在水文沟道空间重叠率和水文融合率指标上,分别较NNDL_HPCS与TDL高52.84%和7.04%,与66.66%和18.11%;(3)土方调配上,MNNDL_HPCS土方平均运距较NNDL_HPCS缩减约0.98 m/m^(3),较TDL高约4.93%,土方运移成本较优化前略有降低;(4)土壤抗水蚀能力上,MNNDL_HPCS较PNL、NNDL_HPCS和TDL的10年可分别减少约31.65%、56.86%和80.59%的土壤水蚀总量,其中平均坡度缓和(0.28°)是MNNDL_HPCS土壤抗水蚀优于PNL的主因,其通过HPCS模型内坡度缓和优化模块实现。研究成果可助于恢复研究矿区内原径流通道和原地貌与景观,提高矿区生态修复稳定性。

南芬铁矿下期深部开采设计方案探讨

南芬铁矿目前正在进行的三期境界开采的服务年限已经不长了,矿山需要马上着手进行下期深部开采设计。本文从矿山的实际情况出发,提出了一个露天与地下联合开采方案,并对露天开采境界的圈定、开拓运输系统的选择、上部扩帮区与下部采场同时生产的安全保证措施及内部排土场使用等方面进行了探讨。

某用地困难露天建材矿山总平面布置方案优化

针对某露天建材矿山周边环境复杂、用地紧张等问题,通过对矿山地形及运输条件、采矿工艺、破碎加工工艺等进行分析,基于生产工艺合理选用、剥离物综合利用、内部排土场合理设置、破碎加工厂分区布置,减少矿山占地面积,从而优化总平面布置。该方案征地面积减少,便于原矿和产品运输,节约矿山成本,对类似矿山总图设计具有重要的参考价值。

哈尔乌素露天煤矿内排土场破坏机理研究

哈尔乌素露天煤矿内排土场面临内排空间不足需要进行增高、端帮出水渗入排土场、基底倾向与排弃物倾向相同等诸多边坡稳定性不利因素。通过研究内排土场基底岩性和影响内排土场的不良地质条件,并根据排土场存在的破坏类型,分析了内排土场7种潜在破坏模式,确定了内排土场滑坡模式为沿排弃物料滑动与沿基底弱层滑动,控制内排土场增高主要因素为基底下部5~10 m之间的弱层。

草原区露天煤矿排土场立地类型划分及生态修复技术筛选

为研究矿区立地类型与生态修复技术的对位配置,本文选取了内蒙古西部草原矿区生态修复多年的露天煤矿排土场,对其坡体防护效果、植被恢复效果、土壤改良效果和工程技术成本进行了综合评价,以期建立露天煤矿排土场的立地类型分类体系及其对位生态修复技术,为内蒙古西部草原矿区生态修复提供理论指导和技术支撑。研究结果如下:(1)覆土厚度、坡度和坡向是影响排土场立地条件的主导因子,据此将排土场划分为9种立地类型。(2)厚层陡半阴半阳坡优先推荐“植物网格护坡+植苗+撒播+喷灌”,次推荐“六棱砖护坡+浆砌石截排水沟+撒播+喷灌”;中层陡半阴半阳坡优先推荐“浆砌石骨架护坡+浆砌石截排水沟+撒播+喷灌”,次推荐“撒播+植被毯覆盖+喷灌”;薄层陡半阴半阳坡推荐“砾石压盖+浆砌石截排水沟”;厚层陡阳坡优先推荐“生态袋拦挡+植苗+撒播+植被毯覆盖+喷灌”,次推荐“生态袋拦挡+撒播+稻草帘覆盖+喷灌”;厚层急阳坡推荐“植物网格护坡+浆砌石挡墙+撒播+喷灌”;厚层陡阴坡优先推荐“生态袋拦挡+植苗+撒播+植被毯覆盖+喷灌”,次推荐“植生袋覆盖+浆砌石挡墙+喷灌”;中层陡阴坡推荐“生态袋拦挡+波纹管排水+植苗+撒播+植被毯覆盖+喷灌”;中层急阴坡优先推荐“生态袋拦挡+撒播+稻草帘覆盖+喷灌”,次推荐“生态袋拦挡+波纹管排水+撒播+植被毯覆盖+喷灌”;厚层平台推荐“植苗+撒播+喷灌”。研究成果为内蒙古西部草原煤矿区排土场的生态修复技术选择提供了科学依据,同时,在生境相对脆弱的半干旱草原矿区,该研究对于提高矿区绿化效益、改善矿区及周边生态环境具有重要的借鉴意义。