充水作用下露天煤矿内排土场边坡稳定性分析

为分析废弃矿坑改造成蓄水湖时充水高度对内排土场边坡稳定性的影响,采用室内相似试验、数值模拟和理论分析的方法对不同水位高度下内排土场边坡稳定性进行研究。研究结果表明:随着充水高度的增加,浸润线运移速度、边坡最大位移、孔隙水压力和边坡土体受到的压力整体呈增长趋势。充水高度越大,边坡倾角越大,边坡稳定系数越低。研究结论为露天煤矿改造成蓄水湖或蓄能水电站项目工程提供参考。

哈尔乌素露天煤矿首采区北端帮内排压帮高度优化

哈尔乌素露天煤矿首采区北端帮与黑岱沟露天煤矿二采区南端帮相邻。为了使哈尔乌素与黑岱沟露天煤矿相邻边帮资源开采获得最佳经济效益,结合工程实际,建立了哈尔乌素露天煤矿首采区北端帮内排压帮高度优化数学模型,并以剥离运输费用增量与减少的二次剥离费用净现值之差不小于0为目标,对内排压帮标高+1160、+1130、+1100、+1070共4个方案进行了对比分析。分析结果表明,按哈尔乌素与黑岱沟露天煤矿剥采工程实际发展状态,哈尔乌素露天煤矿首采区北端帮内排压帮标高为+1100时可使两矿相邻边帮资源开采经济效益最大化。

大型近水平露天煤矿内排压帮高度研究

为了实现大型近水平露天煤矿压帮内排经济效益的最优化,运用露天采矿学的基本原理,根据近水平露天煤矿内排端帮单双环运输的特点,建立了以内排压帮高度为基本变量的最佳经济效益的数学模型,得出了压帮内排的效益公式是关于压帮高度的三次函数,根据其具有两个极值点的特性,推导出了最佳压帮高度计算公式,同时分析了影响最佳内排压帮高度的因素。结果表明:在近水平露天煤矿实现压帮内排,开采深度、坑底宽度和端帮边坡角对最佳压帮高度影响较大,同时,随着露天矿覆盖物厚度和煤层厚度的变化,需要考虑矿山的实际情况调整最佳压帮高度。

露天矿相邻采区间内排压帮高度及重复剥离深度的综合优化

分析了不同压帮方式的内排运距特点与计算原理,建立了内排压帮高度及重复剥离深度的数学模型,得出通用的计算公式并给出有效判据。以黑岱沟露天矿为例,采用费用补偿法确定最优的内排压帮高度,利用最小重复剥采比确定最佳的重复剥离深度。研究结果表明:分区开采露天矿相邻采区间内排压帮高度与重复剥离深度需同时确定,以费用补偿法建立的数学模型简单且可靠,研究成果对露天矿相邻采区间生产设计具有指导意义。

横采内排追踪压帮高度对端帮稳定性影响研究

为揭示横采内排追踪条件下压帮至不同高度时端帮稳定性变化规律及力学成因机制,明确端帮的滑坡模式与滑坡机理,以平庄西露天煤矿端帮边坡为工程背景,应用有限差分软件FLAC3D,基于强度折减理论,对压帮不同高度时的端帮稳定性进行了三维数值模拟。结果表明:平庄西露天煤矿端帮滑坡模式为以椭球面为侧界面、以弱层为底界面的切层-顺层滑动;滑坡的力学成因机制类型为牵引式;横采内排追踪压帮高度至少为81 m端帮才能满足安全储备系数的要求;端帮稳定性系数Fs随压帮高度增大呈线性增大。

哈尔乌素露天煤矿首采区南端帮留沟高度优化

为了降低哈尔乌素二采区开采时的二次剥离量,对首采区南帮内排留沟高度进行优化研究。以留沟内排条件下的单环运输和内排搭桥2种方案为前提,分析了各种成本费用变化情况,构建了基于最小成本费用的内排留沟高度优化模型。研究结果表明:内排搭桥为留沟内排条件下的最佳运输方案,最佳留沟高度为37 m。

压脚回填技术在边坡变形治理中的应用

以我国蒙东地区某露天煤矿边坡变形实例为基础,分析了边坡变形原因及潜在滑坡模式,确定了内排压脚回填技术为边坡变形治理的主要技术手段。通过建立工程地质模型和边坡稳定性计算,确定了最优内排压脚回填高度为24 m,并对非工作帮边坡裂缝及内排554平盘进行平整与压实,最终将边坡变形速度控制在安全可控范围内,及时地实现了露天矿生产接续,避免了滑坡灾害的发生,保障了边坡稳定与安全。

相邻露天煤矿边帮煤开采内排留沟高度优化

为了提高相邻露天煤矿边帮煤开采经济效益,以相邻露天煤矿间边帮形态及压覆边帮煤特点为基础,推导出边帮煤开采剥采比与边帮煤开采宽度的分段函数表达式,确定了边帮煤开采剥采比呈先线性降低、再缓慢降低后增大、后急剧增大3个阶段。综合考虑边帮煤开采对相邻露天煤矿间的影响,以剥离费用、采煤成本、两矿运距增加费用、边帮煤销售收入、留沟部分增加的转排费用及留沟部分减少的二次剥离费用为指标,推导了基于边帮煤开采综合经济效益最大的单环内排留沟高度优化模型。提出留沟内排搭桥运输方法,并考虑留沟内排搭桥对端帮运输系统的影响及桥体二次剥离成本增加,修正得到了内排搭桥条件下留沟高度和内排搭桥移设步距优化模型。以黑岱沟和哈尔乌素露天煤矿相邻边帮煤开采为例,结果表明:留沟高度随采深的增大而增大、随坑底宽度的增大而逐渐降低,单环内排模式下的留沟高度随采深及坑底宽度变化的趋势较大,而内排搭桥条件下的留沟高度变化趋势相对较小。单环内排条件下留沟高度为85.56 m,内排搭桥条件下留沟高度为77.52 m,内排桥移设步距为377.7 m。