大采高露天石灰?guī)r礦山最終邊坡角優(yōu)化研究

發(fā)布時(shí)間：2020-06-09 06:23

【摘要】：由于露天開(kāi)采具有機(jī)械化程度高、安全條件好、資源回收率高等顯著優(yōu)點(diǎn),所以露天開(kāi)采是目前礦產(chǎn)資源的首要開(kāi)采方式。隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展,礦產(chǎn)資源開(kāi)發(fā)利用程度不斷加大,大采高形式的露天礦山成為了必然的發(fā)展趨勢(shì)。而在露天礦山中,若最終邊坡角留設(shè)過(guò)大,則將面臨著巨大的邊坡失穩(wěn)風(fēng)險(xiǎn),若最終邊坡角留設(shè)過(guò)小,又將會(huì)造成大量的經(jīng)濟(jì)損失。因此,研究如何確定和優(yōu)化大采高露天礦山的最終邊坡角方案,使最終邊坡安全穩(wěn)定得到保障的同時(shí)又能使礦山經(jīng)濟(jì)效益達(dá)到最大化,便極為重要。本文以某新建大采高露天石灰?guī)r礦山為工程背景,針對(duì)其最終邊坡角的優(yōu)化問(wèn)題開(kāi)展了系列工作并取得了相關(guān)研究成果。首先,對(duì)礦山進(jìn)行了技術(shù)調(diào)研和現(xiàn)場(chǎng)勘察及巖石取樣,確定了最終邊坡典型剖面的位置;其次,在巖石室內(nèi)力學(xué)試驗(yàn)的基礎(chǔ)上采用經(jīng)驗(yàn)公式法對(duì)巖體力學(xué)參數(shù)進(jìn)行折減計(jì)算后確定出最終的邊坡巖體力學(xué)參數(shù),主要包括:單軸抗壓強(qiáng)度、單軸抗拉強(qiáng)度、內(nèi)聚力、內(nèi)摩擦角、彈性模量、泊松比;然后,基于FLAC3D分別從位移、應(yīng)力、變形和安全系數(shù)幾個(gè)方面對(duì)初步設(shè)計(jì)方案中最終邊坡的穩(wěn)定性進(jìn)行了分析計(jì)算及預(yù)測(cè)并針對(duì)大采高露天礦山最終邊坡角優(yōu)化問(wèn)題提出了“優(yōu)勢(shì)區(qū)”和“相對(duì)劣勢(shì)區(qū)”的概念以及分步分區(qū)間的優(yōu)化方法;接著,按照優(yōu)化方法確定出礦山的最優(yōu)邊坡角方案為51°-49°的上陡下緩折線(xiàn)組合形式,這與前人得出的邊坡向采場(chǎng)凹進(jìn)時(shí)比較穩(wěn)定和硬質(zhì)高邊坡宜采用上陡下緩邊坡形式的研究成果相吻合;最后,根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用情況,表明本文研究結(jié)果的現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用安全成果明顯,經(jīng)濟(jì)效益突出,總體應(yīng)用效果良好,具有較高的安全可行性和經(jīng)濟(jì)優(yōu)越性。同時(shí),根據(jù)本文研究結(jié)果提出了具有針對(duì)性的最終邊坡維護(hù)管理措施建議。本文根據(jù)大采高露天礦山最終邊坡的特點(diǎn),提出了“優(yōu)勢(shì)區(qū)”和“相對(duì)劣勢(shì)區(qū)”的概念和分步分區(qū)間的最終邊坡角優(yōu)化方法以及上陡下緩折線(xiàn)組合形式的最終邊坡角方案,為類(lèi)似大采高露天礦山的最終邊坡角設(shè)計(jì)和優(yōu)化研究提供了一種新的思路和參考依據(jù)。
【圖文】：

示意圖,最終邊坡角,構(gòu)成要素,示意圖

圖 1.2 最終邊坡角構(gòu)成要素示意圖坡角的因素臺(tái)階坡面角階坡面角的主要決定因素是巖性和機(jī)械設(shè)備條挖掘高度大，就能夠設(shè)置較大的臺(tái)階高度和臺(tái)。度平臺(tái)可以分為安全平臺(tái)和清掃作業(yè)平臺(tái)。在巖式不設(shè)安全平臺(tái)，這樣最終邊坡角將會(huì)變得更使用的機(jī)械設(shè)備條件所決定的，若其值越小，則優(yōu)化研究現(xiàn)狀山最終邊坡角優(yōu)化研究現(xiàn)狀的調(diào)查總結(jié)，目前針以下幾種：初步方案或已有方案進(jìn)行分析，確認(rèn)其具有穩(wěn)定

技術(shù)路線(xiàn)圖,優(yōu)化流程,典型剖面,坡角