黑岱沟排土场边坡安全性研究.pdf

《黑岱沟排土场边坡安全性研究.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、重翟固露天采矿技术2012~2期·23·黑岱沟排土场边坡安全性研究付相超，王振伟(1．中国神华哈尔乌素煤炭分公司，内蒙古准格尔010300；2．煤炭科学研究总院沈阳研究院。辽宁抚顺113122)摘要：针对哈尔乌素露天矿黑岱沟黄土基底排土场边坡的安全性，开展工程地质调查，建立相应地质模型，运用拉格朗日差分法和极限平衡法进行数值模拟与稳定性计算，揭示黑岱沟排土场边坡变形破坏模式为排弃物内部滑动与复合滑动；边坡稳定系数亦不能满足安全储备系数1．3的要求，建议立即开展行之有效的滑坡治理工作，提高排土场的稳定性、保证露天矿

2、安全生产。关键词：边坡；拉格朗日差分法；极限平衡中图分类号：TD824．7文献标识码：B文章编号：1671—9816(2012)02—0023—04随着露天开采的延伸，新兴的现代化大型露天煤矿主要集中在西部及西北部的黄土高原地区。由于黄土多孔隙弱胶结的特点，决定了露天矿采矿的特殊性，也使得黄土边坡滑塌成为制约露天矿边坡稳定和运营安全的关键性因素之一。本文以FLAC3D软件为分析平台，运用拉格朗日差分法对黑岱沟黄土基底排土场边坡安全性进行数值模拟，从而揭示排土场边坡变形破坏机制，确定滑坡模式，从而确保煤矿安全运营。

3、图1排土场坡角受水长期浸泡出现局部坍塌2工程概况由于该区气候干旱少雨，植被稀少，降雨集中，水土流失严重，地表发育以黄河为主干的树枝状的河谷2．1工程背景和冲沟，致使台状高原被切割得沟壑纵横，地形支离黑岱沟黄土基底排土场为哈尔乌素露天煤矿外破碎，异常复杂，形成具缓梁沟谷和高梁沟谷地形的排土场，其基底主要持力层为第四系黄土层、第三系沙丘地貌。哈尔乌素露天矿黑岱沟排土场属于西部红土层及风化基岩层。各层岩性的岩石力学指标都地区典型的黄土基底排土场。很低，并且受上游汇水的长期浸泡，力学强度进一步黑岱沟黄土基底排土场边坡工程

4、地质简化模型弱化，成为本区基底主要的、也是最具优势、最危险见图2。的弱层。2009年12月，露天矿发现110kV线路电杆3黄土基底排土场破坏因素分析出现侧倾，如图1所示。一旦排土场发生滑坡，不仅影响生产，而且直接威胁人员及设备的作业安全(J。由于黄土基底排土场的特殊性，边坡滑坡前一2．2工程地质条件般不易觉察，一经发现就难以避免，其规模大，滑速哈尔乌素矿区位于鄂尔多斯高原东北部，东临高的特点导致滑体似浮体一样在短时间内“飞”出很黄河。矿区内除黑岱沟、不连沟、哈尔乌素沟有基岩远，往往成为灾害性滑坡。因此，在分析黑岱

5、沟排土出露外，其余均为30m左右的第四系黄土所覆盖。场边坡稳定性时，应在研究内外因素的基础上，找出收稿日期：2011-10—20主要影响因素，以及它们彼此间的内在联系。作者简介：付相超(1984一)，男，2007年毕业于山东科技黑岱沟排土场基底介质条件较差，软弱层的赋大学地质工程与英语双专业，现就职于神华准格尔能源有限存条件和软弱层本身的物理力学性质成为黑岱沟排责任公司生产技术部。土场边坡失稳的主要内因。而黑岱沟排土场上部为·28·露天采矿技术2012年第2期组。煤层底板深度180111。为达到采煤目的，同时最量

6、的疏干降水方式，对水位进行控制。大限度的减少水资源的浪费，当露天开拓至泥岩隔4结论和建议水层发育较薄地段除应预留安全防水煤柱外，还需超前疏干煤层底板含水层中的地下水，水位需从47露天煤矿疏干降水的特点是先期开拓阶段时间m降至130m，水位至少降低83m，方可达到安全采短，地下水位降逮陕，水位下降影响范围大。通过上述煤的设计要求。方法对塔尔露天煤矿(--区块)及以外区域地下水位预测时首先根据露天煤矿设计开采水平，给出预测可知，采用数值法，可对研究区进行水文地质分不同的疏干水量(Q。、Q：⋯⋯Q)，算出相对应的疏干区

7、，可处理复杂边界问题。此方法可用于预测因矿坑时间，然后做出该水平的Q--A)曲线，作为最低限疏干引起的区域水位下降问题，值得同类工程借鉴。度排水强度，通常称为有效疏干量。通过对上述疏干目前我国煤矿区环境水文地质问题，在资源勘水量和相应时间数据进行经济技术分析后，确定疏探阶段一般不会引起足够的重视。对一些即将规划干管井数量，并以此预测疏干状态下区域地下水位。开采的矿山，由于在资源勘探阶段对环境地质问题本次采用定流量抽水，按露天煤矿设计开拓至煤层重视程度不足，导致矿区环境地质评价缺少理论依底板安全水位以下相应时段为3

8、年。矿坑总排水量据，有的矿山在规划设计前还要重复补充工程量，造48000m3／d．降深85．25m，区域水位普遍有所下降成资金浪费现象比较严重。建议对一些采矿需要对(见图2)，区域水位降深值在22．2160m，影响面地下水进行疏干的矿床，勘探阶段的水文地质工作积较大。当水位降至设计水位后，可采用定降深变流应该兼顾环境水文地质问题展开，并应预测由此而一一氍产生的地下水位下降