基于堆载施工步的排土场稳定性分析.pdf

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1、第68卷第5期有色金属(矿山部分)2016年9月doi：10．3969／j．issn．1671-4172．2016．05．016基于堆载施工步的排土场稳定性分析张树茂，崔旋，周汉民(1．北京矿冶研究总院，北京100160；2．金属矿山智能开采技术北京市重点实验室，北京102628)摘要：采用有限单元法对排土场堆载施工步进行了模拟，分析了排土场的变形特性，特别研究了高应力条件下颗粒破碎对边坡稳定性的影响，并利用有限元应力法得到了堆载过程中的抗滑稳定安全系数，其研究成果对高台阶排土场堆排及加固具有一定的指导意义。关键词：高台

2、阶排土场；稳定性；变形特性；堆载步中图分类号：TD854．6文献标志码：A文章编号：1671—4172(2016)05—0067—05StabilityanalysisofwastedumpbasedonheapingconstructionstepsZHANGShumao一，CUIXuan～．ZHOUHanmin，(1．BeijingGeneralResearchInstituteofMining&Metallurgy，Beijing100160，China；2．BeijingKeyLaboratoryofNonfer

3、rousIntelligentMiningTechnology，Beijing102628，China)Abstract：Byusingthefiniteelementmethodtosimulatetheheapingconstructionsteps，andthedeformationcharacteristicsofwastedumpisanalyzedinthispaper．Theinfluenceofstabilitycausedbyparticlebreakageunderthehighstresscondi

4、tionsisespeciallystudied．Thesafetyfactoroftheheapingprocessisgotbyusingthefiniteelementmethod．Theresearchcanprovidesignificanceforheapingandreinforcementofhighbenchwastedump．Keywords：highbenchwastedump；stability；deformationcharacteristics；heapingsteps近年来，随着露天采矿技术

5、的发展，矿山生产规1工程概况模越来越大，据不完全统计，中国排土场占地面积已达(1．4～2．0)×10km，并以每年340km的速度位于河北省境内的某排土场，采用自下而上的增长，而复垦率仅为6[13。因此，发展高台阶排土排土工艺，使用大型高效的胶带式排岩机进行排土，技术、建立高台阶排土场是大幅度减少矿业占地的排土高度达265m。该排土场属于平地型排土场，重大举措L2]。然而，随着堆载高度增加，排土颗粒在占地面积3．48km，设计排土容量为2．37亿rfl。，高应力情况下会发生破碎，从而导致内摩擦角降低，为超大型排土场，最终

6、堆积标高为350m，平面布置将会诱发排土场的应力场发生演变，高台阶排土场图如图1所示。排土场范围内分布地层主要有：一旦发生边坡失稳破坏，将会对矿山生产和人民的1)人工堆集碎石土松散岩层。主要由岩石碎块、砂、生命财产安全造成严重的伤害_3]，为此一些学者黏土混合组成，呈散体结构，稳定性较差；2)第四系和工程技术人员开展了一些研究。徐干成等指出残坡积、冲洪积土层。主要为洪积物和坡积物，成分岩土体的力学特性除了和自身特性相关外，还和荷为砂砾石、亚黏土；3)基岩。排土场底部是基岩，主载的加载历史和状态有关；孙世国等研究了排土要分

7、布有第三系火山熔岩岩相、磁铁石英岩岩组等。场在堆排过程中厚软基底与边坡应力场演变特点及2计算原理变化规律。查阅相关资料，以往研究未考虑到排土颗粒在高应力条件下破碎对边坡稳定性的影响，因对于以块石和粗粒土为主体堆积形成的排土此开展相关方面的研究是非常有必要的，可以更加场，其材料的强度参数往往与应力状态有关。在堆准确地对排土场的稳定性做出分析评价。排过程中，排土物料在一定的围压下会发生颗粒破碎现象，颗粒破碎引起颗粒间应力重分布，颗粒间的作者简介：张树茂(1987一)，男，助理工程师，硕士，水工结构工程专黏结力变弱，容易移动，

8、从而导致内摩擦角降低，物业，主要从事矿山尾矿库以及排土场的相关研究设计工作。料的抗剪强度与法向应力之间的比例关系并不是一68有色金属(矿山部分)第68卷应力一应变关系符合目前广泛应用的DuncanE—B非线性弹性本构模型。当进行稳定性分析时，安全系数计算公式见公式(2)。∑(f+tYitg)z，F一三L———一(2)