整体边坡角对露天边坡稳定性的影响

以季德钼矿某边坡为研究对象,利用极限平衡法和Slide软件,计算规范要求中地下水、爆破及地震3种荷载不同组合下的边坡安全系数,评估稳定性。结果表明,在3种荷载情况下,安全系数分别为1.278,1.237,1.217,存在优化空间。利用Slide软件角度调整模块,分别将整体边坡角度分别提升1°,2°,3°,4°,5°,在3°时,3种荷载组合安全系数分别为1.223,1.184,1.161,满足规范要求,最终边坡角由48°提升为51°,在符合安全生产要求的同时,增加了资源利用率,提高了经济效益。

倾斜基底排土稳定分析及边坡角优化

针对倾斜基底排土及排土场稳定性问题,以黑山露天煤矿北帮倾角15°~17°基底为工程背景,开展了排土方案与稳定性研究;分析了倾斜基底排土变形特征与滑动模式;开展倾斜基底15 m单台阶排土、组合台阶排土及最优排土角度分析研究;根据运输道路宽度与排土收纳能力,选取最优排土方案。结果表明:组合台阶宽度>20 m,排土台阶之间互不影响;排土边坡角<21°,边坡整体稳定性大于1.3;最终方案组合为台阶距离20 m,边坡角20.2°。

渝南煤矿地下转露天采场边坡角优化研究

为了保证渝南煤矿露天开采生产安全,结合矿区地层物理力学参数,采用极限平衡法对采场边坡破坏模式进行分析;基于边坡破坏模式分析结果,建立各剖面的“边坡角-稳定性系数”函数曲线,对采场边坡角进行了优化。结果表明:渝南煤矿西采场P1剖面经过优化后最优边坡角为32°,东采场P_(2)、P_(3)剖面经过优化后最优边坡角为40°,P4剖面经过优化后最优边坡角为32°。

北衙金矿万硐山矿段深凹露天矿边坡角的确定

露天矿山边坡具有开挖地点的无选择性、时效性和岩体的可变形性、动态性等特点。在边坡稳定性研究过程中,应结合上述特点,确定经济合理的边坡角。边坡角的大小决定了露天矿山企业的经济效益,边坡角提高1°,节约剥离成本上千万元甚至上亿元。根据深凹露天矿边坡稳定性的边坡角与岩体物理力学参数之间的关系,确定了北衙金矿万硐山矿段深凹露天矿边坡角;采用数值模拟方法对该边坡稳定性进行了计算分析。2种方法所得出的结论基本一致,对矿山实际生产和设计具有一定指导作用。

基于Slide的某露天矿山边坡角优化研究应用

露天矿山边坡角是矿山开采设计的重要参数。针对汉源某石料露天矿终了边坡角取值,基于Slide软件建立了露天矿山终了边坡模型,随后采用竖向条分法计算了边坡安全系数。结果表明,拟设计的边坡在不同工况下的安全系数均满足规范要求,证明了选取的边坡角的经济和合理性。研究结果可为类似露天矿山边坡角选取提供参考与借鉴。

基于Geo-studio的露天岩质边坡角优化研究

边坡的稳定性是露天矿山特别关注的课题,其稳定性好坏直接影响到露天开采的进度,开采成本和作业人员的安全,为保证露天岩质边坡的安全稳定,应用极限平衡法分析其稳定性并对边坡角进行优化研究。本文应用Geo-studio数值模拟软件中极限平衡法计算岩质边坡在不同边坡高下的安全系数,通过拟合方法计算出不同边坡高安全临界下的边坡角,得出安全临界下边坡角与边坡高的关系。采用该方法可对岩质边坡角在不同边坡高下进行优化,得出在不同边坡高的情况下最优边坡角,能在保证边坡稳定性的情况下实现降低剥离工程量、减少开采成本、提高矿山经济效益等效果。

基于有限元与极限平衡分析的露天矿边坡角优化

为保证露天边坡的安全稳定,提出用有限元与极限平衡综合分析法分析其稳定性并优化边坡角。利用数值分析软件ABAQUS模拟出边坡潜在滑动面和张裂缝的位置,再根据极限平衡法计算出不同边坡角下的安全系数值,绘制安全系数随边坡角的变化曲线,最后得到安全稳定条件下的最终边坡角的优化值。采用该方法对某露天矿的边坡进行优化,最终边坡角由原设计的53.5°提高至55.4°,能同时降低剥离工程量,保证边坡的稳定性。

露天矿最终边坡角优化设计模拟分析

为了确定合理的露天矿最优边坡角,结合工程经验建立了基于数值模拟的边坡优化循环流程图,该流程图使得边坡的优化设计显得清晰、直观。在工程勘察与岩体试验的基础上,采用三维显式有限差分程序FLAC3D,对矿山在不同开挖边坡角下的位移及塑性区等反应边坡稳定性的多种指标进行对比分析,确定了最终边坡角并以此模拟出边坡潜在滑动面位置;然后,利用国际通行软件Slide对边坡设计方案进行稳定性验算并求得边坡稳定性系数。通过某一露天矿实例证明了该方法是一种切实、有效的边坡优化方法。

动力影响下山区露天矿合理边坡角的确定

针对山区露天开挖和岩石边坡工程实际,根据极限平衡理论和模糊数学理论,建立了相应的理论分析模型。考虑矿山生产爆破振动动力因素作用和影响,利用所建立的数学模型对某大型金属露天矿山边坡稳定性进行了具体计算分析,并依此对矿山边坡总体边坡角进行了评价。将理论计算分析结果与露天矿山工程实际情况进行了对比,表明所采用的理论模型和计算分析方法符合矿山工程实际。

露天矿最终边坡角的数值模拟研究

为了合理确定露天矿最终边坡角,在岩石力学试验和工程地质调查研究的基础上,分别应用三维弹性有限元程序ANSYS、三维弹塑性有限元程序PHASE2和三维黏弹塑性有限元程序EVP模拟最终边坡角为42°、50°、53°的开挖模式。建立计算模型时,最终台阶坡面角取65°;按照《矿山安全规程》,台阶高度12 m时,安全平台宽度取4 m,清扫平台宽度取6 m;台阶高度14m时,安全平台宽度取5 m,清扫平台宽度取8 m。结果表明,上帮最终边坡角不超过48°,下帮最终边坡角不超过50°,端帮最终边坡角不超过49°。较原有设计上帮可增大6°,下帮可增大8°～10°。

基于组合核函数的高斯过程边坡角智能设计

高斯过程(GP)是近年来发展迅速的一种全新学习机。与支持向量机(SVM)相比,该方法有着容易实现、超参数可自适应获取及预测输出具有概率意义等优点。结合边坡工程中的边坡角设计,编写了在多种因素影响下边坡角设计的GP程序,为克服单一核函数预测精度和网络泛化能力差的缺点,采用单一核函数相加作为GP的组合核函数,将自动关联性测定参数(ARD)引入其中,建立了关于超参数的GP回归网络模型,使用共轭梯度下降算法导出最优超参数,用ARD超参数进行输入属性相关性分析和特征选取,并以此网络对测试样本进行学习预测,结合支持向量回归方法给出了在回归问题上的应用和对比分析。结果表明:在边坡角智能设计应用中,采用组合核函数的GPR网络ARD参数具有明确的物理意义,预测回归性能优于SVM,且预测输出的概率解释能更好的体现预测值的代表性,为边坡角设计开辟新径。

露天高陡边坡角优化设计及稳定性分析

将数学中的二分法理念引入用于边坡角度的优化设计,给出了边坡角度的优化设计流程。运用此方法对首钢水厂铁矿露天高陡边坡具有代表性的剖面进行了边坡角度的优化设计,并结合有限差分数值计算方法对不同优化角度的边坡进行了稳定性分析,推荐出边坡的最佳优化角度。

边坡角设计的支持向量机建模与精度影响因素研究

运用人工智能领域最新的基于结构风险最小化原理的机器学习算法——支持向量机(SVM)算法,采用线性Linear 和径向基函数 RBF 两种核函数以及ε 不敏感和 Quadratic 两种损失函数,并且考虑惩罚参数 C 的不同,编写了相应的程序对影响边坡角设计的诸多因素进行了机器学习,经过反复调整相关参数和计算对比,找到了拟合精度很高的支持向量机网络,并以此网络对测试样本作预测检验模型的可靠性;对影响支持向量机建模精度的各种影响因素作了计算和分析,在此基础上,初步确定了各参数对 SVM 模型精度影响大小的顺序,为 SVM 在类似工程上的应用提供了借鉴。

露天矿边坡角的优化设计

提出了基于离散元法和神经网络的集成优化设计方法．离散元法能充分考虑边坡岩体结构的不连续性，处理边坡的大变形情况；神经网络是从实例中获取经验知识，并用之解决问题的智能系统．该方法从两条途径、不同的角度、不同的侧面来设计边坡角，并进行优化。

露天矿最终边坡角的快速拉格朗日有限差分法研究

某露天钼矿,矿体为石英粗面岩,下盘为流纹岩,上盘为粗面凝灰岩。原设计坑底标高为630 m,最终边坡角上盘实际取48°,下盘取50°。二期设计坑底标高为500 m。为了探索露天坑底延伸后的最终边坡角,分别应用ANSYS和快速拉格朗日有限差分法（FLAC-3D）,研究矮台阶和高台阶开采的边坡稳定性及局部边坡加固方法。结果表明：应用ANSYS软件在D-P准则下研究最终边坡角及边坡稳定性是不合适的;由FLAC-3D得出经济合理的最终边坡角为48°~50°。为确保边坡的长期稳定,应用长8 m的锚索加固局部台阶,可减小其潜在的受拉区中的拉应力值;按一根锚索承担的台阶潜在的受拉区的岩体自重施加锚固力是合理的;若高台阶坡面角不变,边坡稳定性略有恶化;降低高台阶坡面角可加大边坡的稳定性。在莫尔-库伦准则下FLAC-3D适合搜索岩质边坡的潜在受拉区,据此确定最终边坡角技术可行、经济合理、简便适用。用该方法研究最终边坡角,克服了极限平衡法必须事先假定滑动面的弱点。

露天矿最终边坡角的简易数值模拟方法

中钢集团赤峰金鑫矿业有限公司类比德兴铜矿的闪长斑岩和变质千枚岩边坡确定的最终边坡角太小,导致剥离量太大,开采效益低下。为此,应用二维弹塑性有限元程序PHASE2确定最终边坡角,并应用二维极限平衡法确定最终边坡的稳定性系数。计算表明,该矿的最终边坡角上盘应不超过48°,下盘应不超过50°,相应的平均稳定性系数分别为2.99、3.49。研究证明该方法简便、直观、快速、可靠。

露天矿边坡评价分级与爆破振动条件下MSARMA法边坡角优化

基于青海牛苦头露天金属矿边坡工程,首先根据地质因素和工程因素,把边坡分成5个地质区域。然后对地勘资料和室内试验数据进行统计分类,利用CSMR(Chinese Slope Mass Rating)法对边坡进行分级评价。选取代表性剖面进行二维数值计算分析,运用GEO-SLOPE软件对边坡稳定性进行初算,再采用MSARMA法综合考虑边坡的排水能力与地震荷载情况对边坡进行极限平衡分析。最后依据分析计算结果和实际工况优选合适的边坡角。

毕机沟露天矿台阶坡面角取值范围及最终边坡角研究

毕机沟露天矿南北剖面山坡与凹陷露天并存,且山坡露天高达270m,设计中台阶坡面角都取65~68°、最终边坡角都取45°可能不合理.应用快速拉格朗日有限差分法(FLAC-3D)专门研究该剖面的台阶坡面角取值范围,据此建立边坡台阶构成方案,并确定最终边坡角及局部边坡的加固方案.研究表明:台阶坡面角及最终边坡角取值均与边坡类型、开采深度及岩性有关;按岩质边坡上出现的拉应力值及其区域大小确定是否加陡或减缓边坡,并确定边坡局部的加固方案,经济合理、技术可行、简便实用.该方法适用于岩质露天边坡设计中安全合理地确定台阶坡面角及最终边坡角.

利用内排土提高露天矿端帮边坡角的研究

在有、无内排土条件下,对6个均质边坡模型和伊敏一露天矿边坡模型的端帮边坡角进行了数值模拟计算与分析。结果表明,在安全系数不变的前提下内排土可以提高露天矿端帮边坡的最大稳定边坡角,从而减少了剥离量或增加采出矿石量,降低剥采比,提高矿山经济效益。

庙沟铁矿露天扩界最终边坡角的确定

通过对庙沟铁矿边坡进行现场原位试验与边坡风化破碎带测试、边坡结构面调查、岩体质量评价、边坡岩体强度参数及岩体强度指标反演分析、边坡稳定性计算,提出了庙沟铁矿露天最终边坡角可由原设计48°进一步提高到52°,并进行经济效果分析。