超高排土场的粒径分级及其边坡稳定性分析研究
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排土场边坡稳定性分析及安全评价分析马永明(甘肃省建设项目咨询中心有限公司,甘肃 兰州 730070)摘 要:安全评价在矿山项目建设阶段有着不可或缺的作用,大型露天矿山通过安全评价合理建设,了解排土场边坡稳定性,以确保后期生产稳定开展。
文章以某地区矿山开发为例的进行分析,结合矿山实际问题,对排土场边坡稳定性分析并进行安全评价,为相关矿山开发工程稳定开展奠定坚实基础。
关键词:排土场边坡;稳定性;建设;安全评价中图分类号:TD804 文献标识码:A 文章编号:1002-5065(2020)05-0193-2Stability analysis and safety evaluation analysis of waste dump slopeMA Yong-ming(Gansu Construction Project Consulting Center Co., Ltd,Lanzhou 730070,China)Abstract: Safety assessment plays an indispensable role in the construction stage of mine projects. Large open-pit mines can understand the slope stability of waste dump through reasonable construction of safety assessment, so as to ensure the stable development of later production. Taking the mine development in a certain area as an example, this paper analyzes the slope stability of waste dump and evaluates the safety, which lays a solid foundation for the stable development of related mine development projects.Keywords: drainage slope; Stability; Construction; Safety evaluation1 矿山概况以某地区矿山(后统称为a矿山)为例进行分析,该矿山位于我国北方某地区,地质储量达到22441Mt,实际生产能力达到20.0Mt/a。
矿山排土场边坡稳定性分析与研究摘要:近年来,矿山排土场安全问题日显突出,笔者通过实例分析,对排土场运行过程中存在的危险、有害因素进行辨识与分析,判断发生事故的可能性及其危害程度,从而为制定防范措施和管理决策提供科学依据。
关键词:排土场;定性评价;定量分析;GeoStudio SLOPE/W;自然安息角1 引言排土场又称废石场,是指矿山采矿排弃物集中排放的场所。
采矿是指露天采矿和地下采矿,包含矿山基建期间的露天剥离和井巷掘进开拓,排弃物一般包括腐植表土、风化岩土、坚硬岩石以及混合岩土,有时也包括可能回收的表外矿、贫矿等。
随着我国经济的快速发展,原料、能源的需求量日益增大,矿产资源开采日趋频繁,矿山开采不可避免对生态环境产生一定的破坏,由此引发的地质灾害和生态破坏问题尤为突出,这也是当前人们十分关注的重要问题之一。
矿山排土场往往是引发地质灾害的重点危险源,处置不当易引发崩塌、滑坡、泥石流等地质灾害,直接威胁矿山周边人民群众生命财产的安全。
如何合理规划排土场工程,有效评价排土场边坡及整体的稳定性,为排土场边坡是否需要采取工程治理措施提供依据,不仅是保证全面完成矿山生产任务的必须手段,也是矿山可持续发展、排土场边坡设计最难、最迫切需要解决的问题之一,更是人与环境、社会发展与生态平衡和谐发展的首要要求。
2 定性评价根据排土场破坏的工程实例,排土场破坏模式主要有:排土场边坡内部滑坡和沿地基接触面滑坡、沿排土场地基软弱层滑坡三种。
边坡内部滑坡和沿地基软弱层滑坡一般滑面为圆弧形,沿地基接触面滑坡一般为折线形。
珠江水泥排土场地基岩土层为残坡积层和中风化灰岩,排土场弃土填料一般较松散,物理力学性能较差,抗剪强度较低,在雨水的浸湿下,抗剪强度将降低,排土场破坏模式主要为工程边坡内部滑坡和沿地基接触面滑坡。
当弃土边坡高度超过弃土堆放稳定极限高度,弃土在自身荷载作用下,一般产生弃土边坡内部圆弧形滑动;当地基稳固弃土填料与地基接触面之间的摩擦强度小于弃土料内部的抗剪强度时,排土场一般易产生沿地基接触面折线形滑动。
新疆某露天矿高段排土方案及边坡稳定性研究
张建磊
【期刊名称】《露天采矿技术》
【年(卷),期】2023(38)1
【摘要】为了增加露天矿内排土场容量,减少矿山剥离物料的外排土场占用量。
对新疆某露天矿进行采剥工程量的分析,并综合考虑该矿山剥离物强度和排弃方式,制定高段排土方案。
结果表明:在进行高段排土后,内排土场扩容1 364万m3,满足剥离物料的排弃要求,且与高段排土前相比减少提升运费1 121万元;高段排土后的单台阶和整体边坡的安全稳定性分别为1.205和1.385,处于稳定状态,满足排土技术规范要求。
【总页数】4页(P57-60)
【作者】张建磊
【作者单位】新疆天池能源有限责任公司南露天煤矿
【正文语种】中文
【中图分类】TD824.7
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超高土质边坡稳定性评估:以化州市宝圩镇边坡为例发布时间:2021-12-02T07:25:02.028Z 来源:《建筑实践》2021年第22期作者:彭超1,马贯强2[导读] 稳定性较差的土质边坡存在较大的安全隐患彭超1,,马贯强2(1.茂名市地质与海洋监测站,广东茂名 525000;2. 广东省有色地质环境中心,广东广州510000)摘要:稳定性较差的土质边坡存在较大的安全隐患。
以化州市宝圩镇超高土质边坡为例,在查明研究区域的地质环境条件以及边坡岩土体的工程和水理性质的基础上,通过定性和定量的方法对边坡稳定性进行评估,并提出防护建议。
结论可为相关案例提供参考。
1 引言茂名市坐落在广东省西南部,周围分布有云开、勾漏和云雾山脉。
广泛分布的山系和丰富的降雨为该区域地质灾害发育提供了优良条件,因此,茂名市属于地质灾害多发区域。
截至2017年底,茂名市共发现滑坡及其隐患点129处,数量仅次于崩塌,居于所有地质灾害的第二位[1]。
其中化州市作为低山丘陵台地及人工削坡分布较为广泛的地区,存在着大量稳定性较差的超高土质边坡,严重威胁着居民的生命和财产安全。
宝圩镇边坡就是一个较为典型的实例。
宝圩镇边坡位于宝圩镇秧地坡村委会棒龙塘村屋背岭南侧山坡上,该处边坡曾发生局部滑坡。
虽然崩落物已被清理,并采取了在坡腰处树立地质灾害警示牌、坡脚修筑高混凝土挡墙等应急处理措施,但仍不足以保证该处边坡的稳定,急需对其危险性进行评估。
2 研究区地质环境条件2.1 地形地貌化州市宝圩镇边坡为土质边坡,主要由坡积层粉质黏土、残积层黏性土等构成。
边坡由于当地居民削坡建房而形成,总体形态大致呈“一”字形,边坡宽约55m,走向120°,坡底高程为61.1m,坡顶高程为76.7m,边坡相对高差达到15.6m。
坡体主要可分为三级削坡,其中一级坡坡高约5.0m,坡度为52°~65°;二级坡坡高约6.5m,坡度51°~68°;三级坡坡高约4.1m,坡度60°~70°。
高台阶排土散体物料分布规律与抗剪强度参数在稳定性分析中的运用聂绪斯,赵 琛(云南华联锌铟股份有限公司,云南 文山 663000)摘 要:排土场作为一个人工堆积形成的特殊工程体,物料在排放过程中,形成了明显的粒径分布规律,这就造成了其级配在排土场各个高度都不相同,各级散体粒径分布及其抗剪强度参数更是成为影响高台阶排土稳定性和灾害防治的两个关键因素。
针对某锌锡露天矿山排土场,通过开展了现场散体物料分布规律调查和室内抗剪试验研究,探讨了排土场散体粒径随排土场高度变化的分布规律,确定了不同散体物料分布下抗剪强度参数的定量关系式,分析了高台阶排土稳定性,并为灾害防治提供理论依据。
关键词:高台阶排土;散体分布规律;抗剪强度;稳定性分析中图分类号:TD32 文献标识码:A 文章编号:1002-5065(2023)02-0149-5The Application of Material Distribution Law and Shear Strength Parameters ofHigh Bench Dump in Stability AnalysisNIE Xu-Si, ZHAO Chen(Yun Nan HuaLian Zing&Indium Stock Co.,Ltd Wenshan 663000, China)Abstract: As a special engineering body formed by artificial accumulation, the waste dump has formed an obvious particle size distribution law during the discharge process, which causes its grading to be different at each height of the waste dump. The particle size distribution and shear strength parameters of each level of granular materials are two key factors affecting the stability of high bench waste and disaster prevention. In view of the waste dump of a zinc tin open-pit mine, through the investigation of the distribution law of loose materials on site and the indoor shear test research, the distribution law of the size of loose materials in the waste dump varying with the height of the waste dump is discussed, the quantitative relationship between the shear strength parameters under different distribution of loose materials is determined, the stability of high bench waste is analyzed, and the theoretical basis for disaster prevention is provided.Keywords: High bench dumping; Law of dispersion distribution; Shear strength、stability analysis收稿日期:2022-12作者简介:聂绪斯,男,1995年生,云南文山,本科,采矿工程师,从事于露天矿山专业技术工作。
0引言露天金属矿场在开采时,会产生大量废石,废石一般以碎石土的形式存放在排土场。
若堆放方式不合理,或受到极端降雨与地震等不良气候影响,易形成不稳定边坡,造成大量人员与经济损失。
朱涛[1]等人对一排土场边坡稳定性进行分析,发现该排土场整体属于欠稳定状态,后期扩容时需着重注意变形区。
周忠志[2]等人利用Geo-Studio 软件对不同堆土高度的边坡进行稳定性分析,发现堆高越高边坡越容易失稳。
苏星月[3]等人对国内某超高排土场进行边坡稳定性分析,发现超高排土场堆积时,深部颗粒破碎引起排土料强度改变,从而导致边坡安全系数降低。
曹殿华[4]等人,通过平衡极限法分析边坡稳定性,选出最适宜的内排土场增高扩容方案。
杨宗耀[5]等人利用数值模拟技术,研究连续降雨情况下边坡稳定性的变化情况,7天连续降雨后边坡稳定性仍远大于规范要求。
陈光木[6]利用五种不同的极限平衡条分法对软弱基底排土场边坡稳定性进行计算,发现降雨对边坡稳定性影响显著。
刘胤[7]等人对降雨条件下的废石堆场进行削坡处理,发现效果较好。
唐维凯[8]等人采用Morgenstern-price 法对自然及降雨条件排土场边坡稳定性进行分析,发现降雨会大幅度减小排土场边坡稳定性。
王建华[9]等人利用Geo-Studio 软件分析地震工况不同土体排土场边坡稳定性,发现地震对排土场稳定性有较大影响。
耿清友[10]等人利用GeoStudio 软件对某矿山排土场进行分析,发现地震波加速度峰值增大,安全系数不断降低。
本文利用GeoStudio 软件中的Ordinary 法、Janbu 法及Morgenstern-Price 法同时对某排土场边坡自然、强降雨及地震工况进行分析,为排土场边坡稳定性研究提供参考。
1工程地质概况该排土场所属地区为低中山区丘陵地貌,经长期风化剥蚀,形成相对高差较小的低矮丘陵,地势由北向南、自西向东缓斜降低,地貌形态以坡度缓、比高小的孤立残山和垄岗状山脊最为发育,其次为树枝状、长条状冲沟及洼地,自然排水条良好,无地表水体,也未见地下水露头,边坡稳定性研究时可不考虑地下水因素。
排土场边坡稳定性定量分析及安全评价摘要:采用定量分析方法Bishop法和Morgenstern-price法,对排土场边坡稳定性进行分析计算,最终确定排土场边坡在正常工况、降雨工况下的最小安全系数均满足规范要求,排土场发生整体失稳的可能性较小。
关键词:边坡稳定性;Bishop法;Morgenstern-price法;排土场是矿山生产的重要组成部分。
排土场堆存露天矿山排弃剥离岩石。
大量的排弃物如不妥善处理,会对环境造成严重危害,可能造成水土流失及其他危害,必须建设可靠的排土场。
排土场边坡的稳定性是矿山企业关注的焦点,本文根据某矿山拟建排土场对其边坡稳定性进行定量分析,主要对正常工况下和降雨工况下分析,最终计算得出稳定性系数,满足规范要求。
1 概况某矿山拟建排土场位于位于某村北侧一条山间沟谷中,拟建场区属燕山山脉北部构造剥蚀中低山区。
矿山采用地质调查及钻探、坑探相结合的方法进行勘探,经室内试验、野外进行原位测试,对其数据进行分析统计后,参照规范结合地区工程经验,给出了各地层力学参数建议值,为边坡稳定性计算提供了依据。
2边坡稳定性分析方法边坡稳定性分析采用的方法有很多,本文采用工程中常用的极限平衡理论中的Bishop法和Morgenstern-price法。
1) 简化毕肖(Bishop)法[1]该方法只考虑水平推力而不考虑竖向剪力故安全系数为整个滑裂面的抗剪强度与实际剪应力之比,然后用试算-迭代法求得边坡的最小安全系数。
2) 摩根斯坦(Morgenstern)-普赖斯(price)法Morgenstern-price法既能满足力平衡又满足力矩平衡条件,是国际公认的最严密的边坡稳定性分析方法[2]。
Morgenstern-price法假定两相邻条的法向条间力和切向条间力之间存在一对水平方向坐标的函数关系,根据整个滑动体的边界条间进行迭代求出问题的解[3]。
3排土场稳定系数计算及安全评价1)排土场破坏模式分析根据排土场破坏的工程实例,排土场破坏模式主要有:排土场边坡内部滑坡、沿地基接触面滑坡、沿排土场地基软弱层滑坡三种。
边坡稳定设计与监测第一节露天矿水文及工程地质条件概况一、水文地质概况矿区属半沙漠、干旱-半干旱高原大陆性气候,阳光辐射强烈、日照丰富,冬季寒冷漫长,夏季炎热短暂,春季少雨多风。
年平均降水量350mm,且多集中于7、8、9三个月,年平均蒸发量2492.1mm,为年平均降水量的7倍。
最大冻土深度2.04m。
矿区内无地表水系,矿区边界外北部为奎洞沟,南部为蔓茎沟,均为季节性沟谷,旱季干涸无水,雨季暴雨过后可形成短暂的洪流,自西向东流入束会川,向东南流入勃牛川,向南与乌兰木伦河在陕西省境内汇入窟野河,最终注入黄河。
矿区内直接充水含水层和间接充水含水层的含水空间以裂隙为主,孔隙次之,属孔隙、裂隙充水矿床。
最下一层可采煤层6-2煤层位于本区最低侵蚀基准面以上,直接充水含水层富水性弱(q<0.1L/s·m),其补给源以贫乏的大气降水为主,火烧岩体含水层的富水性在局部地段虽然较强,但其对矿井充水的影响仅发生在局部,据此将矿区水文地质类型划分为第一~二类第一型,即孔隙--裂隙充水矿床,水文地质条件简单。
二、工程地质概况本区各主要可采煤层顶、底板,多以泥岩、泥质粉砂岩为主,构成直接顶底。
地质报告对各可采煤层的顶底板均采取了岩石物理力学试验样,进行测试。
测试结果:泥岩单向抗压强度均小于300kg/cm2,属软弱岩石;粉砂岩单向抗压强度400~600kg/cm2,多为500kg/cm2左右,属于半坚硬岩石;砂岩类岩石抗压强度变化范围较大,胶结不好的砂岩,抗压强度一般小于300 kg/cm2,属软弱岩石;胶结好的砂岩,抗压强度介于400~600 kg/cm2,属半坚硬岩石。
从以上测试结果看,该矿区煤层顶底板均为软弱——半坚硬岩石,岩石抗压强度低,稳固性差。
因此,本区工程地质类型属第一类第二型,即以软弱岩层为主,工程地质条件中等的矿床。
三、构造概况兰家塔煤矿位于东胜煤田东南部,基本构造形态与东胜煤田一致,为一向南西倾斜的单斜构造,倾角1°~3°,区内无断层及较大褶皱,亦无岩浆岩侵入,地质构造简单。