安全稳定性约束下的排土场优化设计.pdf

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1、第24卷第5期中国矿业Vo1．24。No．52015年5月CHINAMININGMAGAZlNEMav2015安全稳定性约束下的排土场优化设计叶进霞(山东省鲁南地质工程勘察院，山东兖州272100)摘要：在保证露天矿排土场边坡安全稳定的情况下，优化排土场几何参数，达到在有限排土场范围内排土量最大的目的。根据排放物的物理性质，选择边坡平面滑动和圆弧滑动的安全稳定性系数为安全评价指标，利用排土场底面内接半径把排土场的边坡倾角、台阶高度与宽度联系到一起，分析三个指标之间的制约关系，将台阶宽度转化到台阶高度和边坡倾角的函数

2、，分别对边坡倾角和台阶高度进行分段求取，多次模拟计算，得出一组接近于最优解的值作为排土场设计的最佳模型。实验结果表明，和其他方法比较，本文算法考虑了安全稳定性约束条件下，实现排土场设计尽量多排土、少占地的目的。关键词：安全稳定性系数；分段求解；最优模型；排土场容积中图分类号：TD216文献标识码：A文章编号：1004—4051(2015)05—0153一O4OptimizeddesignofdumpbasedonthesecurityandstabilityYEJin-xia(ShandongLunanGeo—en

3、gineeringExplorationInstitute，Abstract：Thedumpgeometricparameterswereoptimizedtoachievethemaximumvolumeofdumpwithinthelimitedrangeundertheconditionofthesafetyandstabilityoftheopen—pitdump．ThesecurityandstabilityfactorofplaneandcircularslidingwereselectedtOeval

4、uatethesafetybasedonthephysicalpropertiesofemissions．Relationshipbetweenthreeindexes，slopeangle，stepheightandwidth，wereanalyzed，followedbythecomputationofstepheightandslopeinclinationsegmentbysegment．ThevaluesclosetOtheoptimalsolutionswereobtainedviasimulation

5、s．Theexperimentshowsthat，whenthemethodtakesintoaccounttheSecurityandStabilityConstraint，theproposedmethodcanpileupmoresolidwasteandoccupylesslandthanothermethods．Keywords：securityandstabilityfactor；segmentedsolving；optimalmodel；dumpvolume露天采煤的第一个任务是剥离表土，需要剥离等提

6、出了优化设计露天矿的边坡空间形状，最大限煤层上部的岩土，排弃大量的岩石和土壤，尤其较深度的减少岩土剥离量，以达到减少占地的目的l_2]；郭的露天矿，往往占用较多的农田。排土场应选择在成等提出了基于安全稳定性的大容积排土场堆置要靠近采矿场，尽量回填采空区，少占农田，有条件的素优化，但是没有将给出具体的体积计算方法；卫应放置在山谷、洼地处，注意环境保护和造田、还田。博等提出了基于圆锥模型的节地复垦排土场设计模排土场占用大量的农田，不仅破坏环境，而且需要赔型，但是没有考虑排土场的安全稳定性，只分析了引付耕地补偿，很多矿山

7、企业都对排土场进行了复垦，起排土场面积和容积的变化关系，没有提出确定最但是排土场的结构并不适合种植，投人大量的资金佳模型的方法]。因此，本文在排土场各种物理属需要改善排土场，并且复垦土地的经济效益不如原性确定的情况下，分析人为控制的排土场因素与排有土地。土场边坡安全稳定性、排土场容积之间的关系，保证目前，对排土场优化设计的相关研究中，任高峰排土场边坡安全稳定性的情况下[5_8l，利用分段模拟法，使设计范围固定的排土场的最大容积，减少排土场占用土。收稿日期：2014—04—03作者简介：叶进霞(1977一)。男，山东

8、东平人，工程师，主要从事水文1排土场边坡稳定性分析地质、工程地质、环境地质工作。E—mail：yejinxial977@163．com。排土场稳定性是影响排土场占地面积的关键因154中国矿业第24卷素，排土场参数的选择关系到排土场设计的合理性。AFD上的抗滑力，其值等于土的抗剪强度与滑弧长影响露天矿排土场边坡稳定性的因素很多，排土场度的乘积，稳定系数F一抗滑