露天煤矿排土场滑坡控制开采方案研究

露天煤矿排土场滑坡问题一直备受关注,滑坡不仅可能导致人员伤亡和财产损失,还会对生态环境造成破坏。基于此,探讨滑坡的成因与危害,提出排土场滑坡监测与预警体系建设思路,并对露天煤矿排土场滑坡控制技术进行分析。

基于未确知测度理论的排土场滑坡风险评价模型

应用未确知测度理论,建立露天矿山排土场滑坡的评价模型。根据影响排土场稳定性的因素的重要程度,建立排土场滑坡评价三级指标体系,选取地基坡度、边坡高度、边坡角、防排水设施、爆破质点振动速度、日最大降雨量、月累计降雨量、最大地震烈度、下游人数、下游财产和乱采乱挖等11项三级指标作为未确知测度模型的判别指标,构建指标的未确知测度函数,采用信息熵理论确定评价指标权重,依据置信度识别准则对滑坡危险性等级进行判定。最后,利用该模型对国内一典型露天矿排土场的滑坡危险性进行评价,评价结果与实际情况较吻合。

露天矿排土场滑坡的可拓评价预警

应用可拓学理论,建立基于物元和关联函数的排土场滑坡评价预警模型,选取黏聚力、内摩擦角、地基坡度、边坡高度、最大日雨量和地表裂缝6个预警指标,划分5级预警模式。研究结果表明:在评价指标权重的计算中,引入未确知有理数的概念,能提高预警模型的精度和效率。选取我国典型露天铁矿的排土场作为工程实例,经预警模型计算,该排土场滑坡预警等级的级别变量特征值为2.13,属于蓝色预警范围,该结果与矿山实际情况吻合较好,说明该模型对排土场滑坡灾害有较好的适用性;将可拓评价和未确知有理数及预警等级结合在一起建立的滑坡预警模型,具有简便、高效、准确的特点,为露天矿山排土场的滑坡预警提供了新的思路和手段。

基于BP神经网络的矿山排土场滑坡预警模型

排土场滑坡是矿山的重大灾害之一,威胁矿山的安全生产。提出了矿山排土场滑坡预警指标体系,针对综合预警指标,建立了基于BP神经网络的排土场滑坡预警模型。将黏聚力、内摩擦角、地表位移、内部位移、降雨量等10个指标作为网络的输入单元,选取合适的激励函数和学习步长,利用实际工程的20组样本数据,采用改进的梯度算法完成了BP神经网络的学习。应用学习好的预警模型对贵州某矿排土场进行了滑坡预警分析,结果与实际情况一致。该预警模型合理可靠,具有推广应用价值。

排土场滑坡与泥石流成因机理分析及临界雨量的确定

在大量统计资料的基础上,对矿山排土场滑坡破坏进行了深入细致的分析,提出排土场滑坡破坏存在排土场内部滑坡、沿地基接触面滑坡、因软弱地基底鼓引起滑坡三种形式。结合永平铜矿排土场滑坡、泥石流及降雨实测资料,分别研究了南部和西北部排土场10min和1h雨强与总实效雨量的关系,提出了泥石流产生的暴雨临界线,通过实测资料散点图及公式拟合,可较为可靠地预测排土场泥石流的发生。

倾斜软弱基底排土场滑坡机理模型实验研究

一、前言在滑坡研究领域中,有许多目前用数学分析方法尚不易解决的问题,岩体变形破坏机理的研究就是一例。而在这一方面,模型实验则表现出明显的优势。模型实验是获取滑坡力学机制第一性资料的重要手段之一。底面摩擦模型是新发展起来的一种物理模型,制作简单实用,实验直观,效果显著。本文拟以义马北露天煤矿内部排土场边坡为例,用底面摩擦模型实验来研究倾斜软弱基底排土场滑坡机理,实验结果发现,与现场所观测结果极为相似,有些则是在现场所无法得到的。

露天矿排土场滑坡距离的探讨

最近20多年来由于矿山生产实践和科学研究工作的发展,关于路基开挖和露天开采所形成岩土边坡的稳定性问题,已经积累了大量的实践经验和理论研究成果。但是对于露天矿排土场边坡的稳定性机理及其滑坡模式,至今仍研究得甚少,因此往往在排土场设计中和排土生产技术管理方面缺乏成熟的经验公式以及合理的参数值可供借签。应该指出,排土场作为松散介质体。

基于高分辨率遥感技术的辽宁大孤山铁矿排土场滑坡灾害评价

采用2010—2014年间WorldView、QuickBird和Geo Eye三种亚米级高分辨率卫星影像共5幅,以大孤山铁矿排土场南侧于2013年发生的小型滑坡为例,获取了滑坡体面积、滑移距离、滑坡前后高程变化和滑坡体积等参数,利用该方法对排土场北侧于2014年发生的大型滑坡进行了研究。结果表明,排土场南侧滑坡面积约15 000 m^2,高差约10 m,体积约为61 000 m^3;北侧滑坡面积约为315 000 m^2,宽约504 m,滑坡体由南向北滑移约295 m,两侧延伸约208 m,该遥感评价结果与实际滑坡情况相符合,表明高分辨率遥感技术可为矿山排土场滑坡灾害的监测及灾情评估等提供基础资料。

基于案例推理的露天矿山排土场滑坡事故预警方法研究

通过整理100组排土场滑坡的案例库,提出了基于案例推理(CBR)的排土场滑坡中长期预警方法,采用框架法表示滑坡案例,RBF神经网络和欧式距离相结合实现案例的检索,由用户和专家来完成案例的修正与调整。在高村排土场进行了实际应用,通过案例检索获得了相似的案例,确定了预警等级及合理的处置方案,为排土场滑坡事故预防提供了科学指导。

基于安全流变-突变理论的排土场滑坡预警指标体系构建研究

为有效遏制排土场滑坡事故发生,在充分调研我国典型矿山排土场安全现状和滑坡事故案例分析的基础上,基于安全流变-突变理论,从排土场滑坡预警指标体系构建的宏观层面和微观层面进行深入研究,构建了短期预警和中长期预警相结合的贵州省矿山排土场滑坡预警指标体系宏观框架;短期预警指标体系包括地表位移、内部位移和降雨量3个微观监测指标,中长期预警指标体系包括10个微观指标,并通过对预警指标效度和信度的统计计算分析,验证所建立的中长期预警指标体系的有效性。

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。

基于mRBF-ELM集成模型的排土场滑坡预警模型研究

为了解决排土场滑坡造成的事故多发、伤亡严重的问题,提出了一种基于mRBF-ELM集成模型的排土场滑坡预警方法,将排土场预警指标数据输入到经过训练完成的多径向基函数极限学习机集成模型中,结合所有子模型的稳定系数输出,集成模型的输出结果为综合所有子模型预测结果后的输出。作为对比,将应用mRBF-ELM集成模型得到的预测结果与应用人工神经网络(ANN)、极限学习机(ELM)、高斯径向基函数极限学习机(RBF-ELM^(1))、双曲正切径向基函数极限学习机(RBF-ELM^(2))、逆多二次径向基函数极限学习机(RBF-ELM^(3))的预测结果进行对比分析,从平均相对误差、均方根误差、拟合优度3个方面验证模型的可靠性。结果表明,该预警模型评估非常可靠,有很好的推广应用价值。

排土场滑坡形式与变形特征

在矿山开采过程中,排土场作为堆积废弃物料的重要场所,其稳定性对于矿山安全生产至关重要。然而,排土场滑坡作为一种常见的地质灾害,不仅威胁着矿山生产的正常进行,还可能对周边环境和人员安全造成严重威胁。因此,深入了解排土场的滑坡形式与变形特征,对于预防和应对此类灾害具有重要意义。目前,按照滑动面的形状和位置及其产生滑动的原因,可以将所有排土场的滑坡分为三类:沿排土场内部滑动面的滑坡;沿废石堆与地基接触面的滑坡;沿地基软岩层的滑坡。

InSAR与数值模拟协同的排土场边坡稳定性分析及形变预测研究

为探明历史滑坡治理后排土场边坡的形变规律,以大孤山露天矿排土场为例,首先利用短基线子集干涉(SBAS-InSAR)技术进行地表沉降时序监测,分析排土场边坡的主要沉降区域及稳定性影响因素;然后采用COMSOL软件建立典型沉降区域内部位移、安全系数对降雨的响应关系,对研究区的时空变形特征进行协同分析;最后通过搭建集成多类别损失函数的粒子群(PSO)优化长短期记忆网络(LSTM)预测模型,开展区域沉降时序预测。结果表明,中北部地区存在3处典型沉降区域,最大累积沉降量达295.8 mm,年平均沉降速率最高约为134.2mm/a;有效降雨量是边坡形变的主要影响因素,且随着前期降雨过程的持续,边坡稳定系数的下降速率最高约为0.025%。多类别损失函数集成的PSO-LSTM模型能反映排土场沉降波动趋势,且其预测精度综合评价指标(L_(total))为2.48 mm。研究成果可为后续排土场滑坡灾害防治提供理论依据。

数百亿吨“废石”,成灾还是成金?

2015年12月20日,广东省深圳市光明新区发生受纳场渣土堆填体滑坡事故,22栋厂房被埋,33栋建筑被掩埋或受损,截至2016年1月12日,发现69名遇难者,8人失联。多年来,一般固体废弃物堆存诱发的次生灾害不在少数。如泥石流、尾矿库溃坝、排土场滑坡等事故,不仅破坏了生态环境,更对人民生命财产安全造成了严重威胁。

“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

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、监测、控制与防治关键技术方面取得显著进展，为矿山典型灾害预测与防治发挥了重要科技支撑作用，取得重大社会成效。