安家岭露天矿内排土场南帮边坡稳定性控制措施研究.pdf

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1、露天采矿技术2012年增刊·13·安家岭露天矿内排土场南帮边坡稳定性控制措施研究许昌，邓有燃，刘如成，史灵杰，张小东(1．中煤平朔煤业有限责任公司安家岭露天矿，山西朔州036006；2．中煤平朔煤业有限责任公司总工程师办公室，山西朔州036006)摘要：排土场边坡稳定是确保露天矿持续、正常生产和周边作业人员及设备安全的前提和基础。如何针对排土场边坡实际条件，对其稳定性进行科学评价，并提出合理的边坡稳定性控制措施是采矿工程领域工程技术人员致力于解决的技术问题。论文针对安家岭露天煤矿实际条件，运用岩

2、土力学试验、极限平衡分析等方法和手段，对首采区运输主出入沟北侧、破碎站以东的内排土场南帮边坡稳定性及其相关问题进行了较为深入的研究。通过大三轴剪切试验，确定了排弃物料的物理力学指标；在排土场边坡稳定性及潜在滑坡模式分析的基础上，应用极限平衡分析法优化了内排土场南帮的边坡形态；制定了基于地表位移监测的内排土场边坡稳定性控制方案。研究成果对于安家岭露天矿排弃工程的发展具有一定的指导意义。关键词：内排土场；边坡稳定性；极限平衡法；地表位移监测中图分类号：TD824．7文献标识码：B文章编号：1671—

3、9816(2012)S1—0013—051引言稳定程度高，其稳定性对于主出入沟运输系统安全影响重大。安家岭露天矿生产规模由设计的10Mt／a扩大到20Mt／a，采煤工作线长度需由900m向南加长到1500m，扩界的剥离工作线长度在2000m左右，而内排还在原采煤工作线900m范围进行，排土空间十分紧张。但露天采场自西向东推进，目前采场工作帮已推过地面破碎站系统，内排土场即将跨过破碎站。破碎站、工业广场布设在采场南帮地表+1330标图1留沟边坡形状剖面图高，当+1330以上内排台阶推进到破碎站后，

4、需要在3排土场排气物料大三轴抗剪强度试验研究破碎站以东留设运输主出入沟内排(留沟内排)，运输主出入沟的留设将占用很大内排空间。本次试验在sz一30__20D型大三轴试验机上进行。该试验机由试验机本体、操作控制屏、液压站、2工程概况【】电测电控柜(图2)、计算机系统及制样、饱和固结、留沟后各排土场的容量、排弃高度发生较大变孑L隙水压测定等附属设备组成。化，特别是沟道的北帮为一个内排帮，存在时间长，试验机本体由主机架、油缸、压力室(图3)、压要求稳定程度高。所以存在一个对排土场边坡形态设计和稳定性计

5、算及稳定的防治问题。排土场的稳定是关系到露天矿山正常、持续生产的重要保证。当安家岭露天煤矿矿山工程向东推进到破碎站留设运输主出入沟后，出入沟北侧形成高度超过90m的内排土场边坡(如图1所示)。该边坡存在时间长，要求收稿日期：2011-12—31作者简介：许昌(1973一)，男，山西朔州人，高级工程师，1996年毕业于辽宁工程技术大学露天开采专业，现任平朔安家岭露天煤矿生产副矿长。图2大三轴剪力仪电测控制柜·14·露天采矿技术2012年增刊力室移动滑车等组成；操作控制屏由侧压力恒定系统、体积变化测

6、定装置、电器控制组件等组成；液压站由液压油箱、液压泵及无级调速系统等组成；电测电控柜由轴向荷载、轴向变形、孔隙水压、体积变形删等电测仪表、x—Y记录仪、控制装置及交流稳压、鬃直流稳压装置等组成；微机系统由微机、CRT显示器、A／D模数转换器、D／A数模转换器及接口、宽行打字机等组成。大三轴试验系统适用的土岩最大粒径为60mm小于某粒径颗粒百分比／％图4土、岩混合样矸石颗粒大小分配曲线图5土、岩混合样应力摩尔圆包络线表1排弃物料大三轴抗剪强度试验成果图3大三轴压力室⋯．竖岩陛E／kPa／kPakP

7、aK妒蒜悖-cm。以下，试样尺寸为直径30cm，高60～75cm，最大侧．，、向压力为1．5MPa，轴向荷载可达540kN。一个试样约需用料80k。测试结果可由测表人工读数记录、电测数显记录和微机自动检测3种方法获得，从而基本上保证每一次试验的成功率，提高了试验装备的可靠性、选用性。对安家岭露天矿排土场排弃物料共选取3组试样进行试验，分别为黄土样、岩石样、土岩混合样，并分别选取了不同的围压。破碎站以东留沟后内排土场南帮边坡的合理边坡土、岩混合样的颗粒大小分配曲线见图4，应力角，其计算指标见表2。

8、由于内排过程中基本按照原摩尔圆包络线见图5，体试验结果见表1。来地层顺序进行排弃，即下部排岩，上部排黄土，因此，计算边坡稳定性时可选取土、岩混合试验结果作3极限平衡分析为计算指标。边坡设计安全系数是由边坡的重要性、外界因3．1排土场边坡角的影响分析素影响、边坡的规模以及一旦发生滑坡时的危害及在排土场地一定的条件下，边坡角和排弃高度处理的难易程度等因素决定的。其数值的大小取决是影响边坡稳定性和决定排土场排弃容量的重要指于所使用的计算方法。依据《煤炭工业露天矿设计规标，因此，有必要分别分析二者对边坡