法国Sainte_Marie露天煤矿边坡稳定性研究

露天煤矿

露 天 采煤 技 术

月

年

一一

第

期

蒸一 蒸薰 彰

一

一

法国

摘

法

。

一

洲

一

一

一一

一

一

一

雾 天 煤矿 边坡 德 定 性 研 究

辽 宁 工 程 技 术 大 学 资源 与 环 境 工 程 学 院

刘 志斌

一

一 一一

一一

一

一

一

要

介绍 了法 国

露 天 煤矿 的 采 场 和 排 土 场 边 坡 稳 定 性 的 研 究 方 法 和 监 测 方

一

该 项 研 究 由 法 国 巴 黎 矿 业 学院 工 程 地质 中心

等 个 单位合作 完

,

成

,

其 主要 特点 是

,

采 用 平 朋 和 定 向钻 孔 取 芯 等 手 段 对 边 坡 岩 体 的 岩 层

、

主要 断 层 和 构 造 裂 隙进 行

详 细勘察

件

安 装 孔 隙压 力 计 进 行渗 透 性 试 验

稳 定 分 析 使 用 自动 生 成 边 坡 几 何 模 型

“

识 别 边坡 可 能

破坏模 式 的

关键 词

软件 和 可确 定 各 向异性 材料 边坡最 不 利 的滑 面 形状 的

排 土 场 边坡 采用

稳 定分析软

边 坡监 测 采 用 地 表 和 孔 内 测 量 露 天 煤矿

脚坝

”

技术

。

边坡

稳 定性

监测

露 天 煤 矿 的 自然 状 况

年 法 国 中 南 部 煤炭 集 团 公 司 南 部公 司 开始 开 发法 国最 重 要 的露 天煤矿

露 天煤 习

、

种工 艺方 式

工 艺方 式

,

。

第三 纪 覆 盖 层 岩 性较软 个轮斗 铲 剥离

,

,

采 用 半连 续

山

。

所 剥 离 的 台阶 高 度

再用排土机进行 排

,

的西

爪

一

巧

每 个 轮 斗 铲 都 是 由 带 式 输送 机 和 皮 带

,

运 输 机 向皮 带 运 输 主 系 统 供 料

土

。

。

该 石 的采 场 平 面 形 状 为 直 径

。

含 煤地 层 采用 半 连 续 工 艺 方 式

,

采剥 工 作面 的

,

的正 圆 形

于

,

最 大 开 采深 度 为

露天煤矿 位

台 阶 高度 为

岩 石 爆 破 后 用 机械铲 采装

,

,

山

北部的

,

煤田

如砂

、

,

煤 田 的上 部地 层

砂砾岩组 成 的厚 纪

、

翻 斗 车 运 到 坑 底 的 半 移 动 式破 碎 机

然 后再 用皮带

为 由松 软 物 料

,

硬灰岩

。

、

机 运 出 采场

。

煤用机械铲 装 车后

。

山卡 车 通 过 采 场

的第 三 纪覆 盖层

的含煤地层

层

,

下 部地层 为

,

边 坡 上 的 运 输道 路 运 到 选 煤 厂 废 石 排 弃在 面 积 为

和面积为

厚度 约

一

由砾 岩 层

。

砂岩 层

。

、

的

排土场

,

, ,

排土 场 个排

。

粉砂岩 和 泥 岩 及 煤 层 交 替层 组 成

每层厚度为

,

露 天 开采煤层 有 地 平

一 个大 断层 组 走

。

的

,

累计 厚度

,

土 场 的排 弃 总 量 是

排 土 场 高度 约

层 为单斜构造

由

倾向

向

一

,

,

走 向方 位 角 为 倾向 或

,

一

。

,

边坡 稳 定性研 究方 法

边 坡 稳 定 分 析 和 边 坡 状 态监 测 方法 的研 究 工 作

均倾角 扩

横 向切 断 煤 层

。

露 天 矿 剥 离采 用

连 续和半连 续

用 正 向起 爆

,

孔 口 容 易过 早 地 产 生 裂 隙

,

。

,

使爆轰 气

,

安太 堡 露 天 煤 矿 爆 破 技 术 人 员 与 有关 厂 家 科 研

人员一起

,

体 容 易沿 裂 隙逸 出 体在岩 石 破 裂之 前 岩 石 的破 碎

,

所 以 作 用 在 孔 底 的 压 力 会 明显

用

。

留

低 能 导 爆 索 进 行 反 向起 爆 试

底 部 分 岩 石 的破 碎 效 果

,

若 采 用 反 向起 爆 作 用 时 间也 较 长

。

爆轰 气 所 以作 有利 于

验 验

。

经 过 多 次地 面 试 验 及

次 不 同规模 的炮 区 试

、

,

一 直 被 密 封 在炮 孔 内

,

,

获得成 功

。

反 向起 爆 后 爆 堆 成 形

电铲 采 掘 效

用 在 岩 石 上 的压 力 较 高

,

果 均 良好

年开始

,

该 矿 全 面 推 广 反 向起 爆

。

减 少根 底 的产 生

报术

,

可 望 取 得 良好 的 经 济 效 益

付强

,

第一作 者 简介

岁

,

,

工程 师

,

年 月 毕业 于原 晕

。

反 向起 爆 技 术 的 应 用

新 矿业 学院 霉天 头矿 专业

现 任 安 太堡矿 采矿 部 经理

地址

山

西省朔州 市

收稿 日 期

一

以一

露天煤矿

露天 采煤 技 术

由

局

年

第

、

期 台 阶 高度

、

…

委托给

个单位

① 地质矿 产 调 查 总

体 边 坡轮 廓

等

一

台 阶 坡 面 角 和 台 阶 宽度

,

负责第三 纪 地 层 边 坡 和 排 土 场 边 坡 的

,

借助 于 地 质矿床几 何模 型

、

软件 可

稳 定性 研 究

② 法 国煤 炭研 究 与调 查 中 心

③ 巴 黎 矿 业 学 院 工 程 地 质 中心

对 所 识 别 的 潜 在 滑 坡 确 定其 可 能 的 破 坏 模 式 平 面

负 责 采 场 总 体边 坡 的 稳 定 性 和 含 煤 地 层 边

滑动 坏

、

阶梯 滑 动

、

楔体 沿 一 个 平 面 或 两 个 平 面 的破

。

坡 的稳 定性研 究

倾 倒 破 坏 和 双 块 体 的滑 动 破 坏

,

这 个破 坏 模

,

和 法 国煤 炭 研 究 与 调 查 中 心 合 作 负 责 研 制 能

式可 能 仅 涉 及 一 个 台阶

于 每个破坏模式

,

也 可 能 涉 及 整 个 台阶

,

对

自动 生 成 采 场 几 何 模 型 和 能 自动 进 行 潜 在 滑 坡 检 测

的软件

我 们 给 出其 稳 定 系数 相 对 的最 小

最 大 的不 稳 定岩 体

。

软件 的 研 究

。

值 及 相 应 的 不 稳 定岩 体 的 体 积

的体 积 和 相 应 的稳 定 系 数 值

,

第三 纪 地 层 边 坡

在 取岩样

,

通 过 稳 定 性 分析确 定

,

深 的第 三 纪 地 层 曾多 次钻探 取 芯

采

出近

一

。

,

高 的 含煤 地 层 整 体 边 坡 的 设 计 边 坡 角 为 其 值 随 边 帮 的 方 位 不 同而 不 同

。

进 行 岩 石 室 内力 学 试 验

,

,

并 安 装 了孔 隙 压

这个程

力计 等 设 备 排 水 的 性质

进 行 渗透 性试 验

。

这 些 勘 察 工 作表 明

。

序 同 样 也可 用 于 优 化

露 天 矿 规 划 初 期 采 场 的形 状 和 废 石 与矿 石 的 比值

地 层 的监 测 一 样 最后

层

、

,

了 第 三 纪 地 层 为透 镜 状 结 构 并 具 有 向含 煤 地 层 逐 渐

,

查 明 了不 同岩 相 的 力 学 性质

含 煤 地 层 边 坡 地 表 的监 测

,

,

同 所 设 计 的第 三 纪

,

稳 定性计 算 使用 地 质矿 产 调 查 总局 的软件

。

并 且 安装 了孔 内应 变 计

。

使用 锚

该 软 件 可 以确 定 和 识 别 各 向 异 性材 料

,

杆对 局 部边 坡 进 行加 固

整 体边 坡 的稳 定性

,

边 坡 最 不 利 的潜 在 滑 面 形 状

进 行岩 层 的 强 排 水 和

借 助 于 位 移 计 算 有 限 元 法 研 究 了采 场

计 算 中主 要 考 虑 了第 三 纪 地

。

弱 排 水 的 参数 分析

为

。

。

。

通 过 稳 定 分析 最 终 确 定 边 坡 角

,

含 煤 地 层 和 主 要 断层

废石场边 坡

己知

考 虑 到 采场 平 面 形 状 为 圆 形

及其三维影 响

,

并具 有 很 大凹 度

,

在变 形计 算 时 有 限元 法

,

通过 对

排 土 场 高度 为

。

,

平 面 变 形 部分和 轴对 称 变形 部 分所计 算 的 局 部 安 全

排 土 场 高度 为

基 于 露 天 闭坑 后 要 对

,

系 数 的 比较 坡 角可 由

,

定量 分 析 了 凹 度 的 影 响 提 高到

“ 。

认 为采场 边

采 矿 场 进 行 修 整 和 生 态 恢 复 的长 远 观 点

排 土 场 的稳 定 性

,

应 该保 证

因 此 必 须 考 虑 到排 土 场 支 撑 地 层

。

所 设 计 的边 坡 稳 定 系 数 较 低 程 中 需 进 行 严 格 的 力学控制

,

,

因此

一

,

在 开采 过

土 的性质 和 排 弃物 料 的 性 质 和 状 态

并 经 常 对 采 场 边坡 进

绘 制 地 基 土 的地 形 等 高线 图

,

同时 为进 行 室 内

行 勘 察 和 对 边 坡 状 态 进 行 严 密 的监 测 行监测

① 使用 边

试验 取 样

,

排 土 场 物料 将 在 不 同 的密 度 下 和 含 水 程

。

界 水 准 测 量 和 地 表 变 形 测 量 对 边 坡 和 地 表 的位 移 进

度下 进行试验

② 使 用 钻 孔 倾 斜 仪 和 应 变 计 进 行 孔 内位

。

排 土 场 稳 定 性 分析 同 样 使 用

软件

。

移测 量

山地 质 矿 产 调 查 总 局 进 行 的 这 项研 究提 出 了 一

含 煤 地 层 边坡 和 采 场 总体边 坡

含 煤 地 层 的 构造 取 决 于 岩 层 的 沉 积 历 史 和 构 造 历 史 原 井 工 开 采 对 岩 体 整 体 性 破坏 作 用 使 得 含 煤 岩 层 具 有 良好 的 导水 性

。

,

个 包 括 支撑 地 基 土 准 备 和 废 石 排 弃 方 式 的 总体 工 程

措施

①在境 界 范 围 内

,

,

清 除厚 度在

一

力学

性 能 差 的地 表 土

物料 水暗沟

充填 以 排 水 性 能好 和 内摩 擦 大 的

在露 天 开 采 过 程 中 这 些

,

② 在 一 定 部 位 设 置 纵 向排 水 暗 沟

和 横 向排

③ 在 最深 谷底 线 的底 部建立 脚坝 ⑤ 排 土 场 四周 排水

。

岩 层 不 应 该充 水

对 不 同岩 层

、

。

通 过 平 酮 和 定 向取 芯 钻 孔 等手 段

,

④以 ⑥最

主 要 断层 和 小 构造 裂 隙 组 进 行 了勘

一 定 频 率 排 土 保 证 支撑 地 基 土 的 固结 和 力 学 性 能 的

察 根据

,

的滑 坡 模 式 分类 原 则 分析 出主 要 潜

。

提 高 及 排 土 的 连 续性

在 滑坡 的破 坏 机 理

巴 黎 矿 业 学 院 工 程 地 质 中心 还

。

后 阶 段排 土 场 表 面 的排 水

作者简介

刘志斌

,

利 用 岩 芯取 样 对 主 要 结构 面 进 行 了抗剪 强 度 试 验

男

,

年生

,

工 学硕 士

,

,

副教授

,

巴黎矿 业 学 院工 程 地质 中心 使 用 所 研 制 的

年 毕业 于原 阜 新 矿 业 学院 露天 开采专业

大 学环 境工程 教研 室主 任 的 教学和 科 研 工作

, ,

现任 辽宁工程技 术

既

何模型

,

软件 系统 地 分析 了边 坡 的稳 定 性

。

这个软

、

从事环 境 工 程 辽宁省阜新市

、

边 坡 工 程和露天 采矿

件 能根 据 采场 的坡 顶 和 坡 底 轮廓 自动 生 成 采 场 的 几 能够 显 示 采 场 的所 有 几 何 性 质 方 位

整

地址

收稿 日 期

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/95f4.html