摘要：留设支档煤柱是提高软弱基底内排土场稳定性的重要手段之一。为了解决软弱基底内排土场支挡煤柱形态参数设计难题,实现矿山安全生产和经济效益兼顾,对软弱基底内排土场支挡煤柱的力学效应及形态设计方法进行研究。在构建软弱基底内排土场支挡煤柱力学模型的基础上,进行三维受力状态分析,将支挡煤柱视为在内排土场静止土压力及底界面剪切力双重作用下的固定梁,以摩尔-库伦准则作为失稳判据,推导获得了煤柱三维支挡效应的表达式;基于对煤柱三维支挡效应的力学成因类型及影响因素的认识,提出了煤柱支挡效应的二维等效方法,推导了底界面等效黏聚力c_d与等效内摩擦角φ_d的表达式,从理论上揭示了支挡煤柱形态参数对支挡效应的影响。将该方法在胜利东二露天煤矿内排土场支档煤柱设计中进行了应用,并采用数值模拟方法进行验证。研究结果表明:煤柱底界面的等效黏聚力c_d及等效内摩擦系数tan φ_d与其顶宽a、下底角β,ω均呈正相关反比例函数关系,与高度H呈正相关倒差函数关系,与长度d呈负相关反比例函数关系;胜利东二露天煤矿内排土场边坡稳定系数F_s随支档煤柱顶宽a增加而增加,与煤柱高度H呈线性递增关系;煤柱的最佳尺寸为高度H=28 m,顶宽a=43 m,与传统的二维分析结果相比,可多才出原煤75 600 m^3,经济效益显著。成果可用于优化设计软弱基底内排土场支挡煤柱形态参数,弥补采用传统方法设计造成的煤炭损失过大的不足,实现经济效益最大化。

摘要：为了更有效地指导内排土场边坡参数的动态优化设计,最大限度利用内排空间,结合霍林河南露天矿工程实际,应用刚体极限平衡法,分析了边坡形态、基底倾角、断层落差等因素对内排土场边坡稳定性的影响,获得了规律性认识;将得到的规律应用于霍林河南露天矿内排土场边坡参数设计,并应用数值模拟手段进行验证。研究结果表明:顺倾软弱起伏基底内排土场边坡稳定性与边坡高度、边坡角、基底倾角呈负相关,与断层落差呈先降低后升高、与断层相对坡脚距离L呈先升高后降低关系;随着内排土场推进距离的逐渐增加,边坡滑坡模式由上部边坡沿下盘基底切层–顺层滑动转变为从下部边坡沿上盘基底切层–顺层滑动;霍林河南露天矿内排土场边坡高度216 m、边坡角20°、基底倾角5°的工况下,断层落差为30 m时,其稳定性系数最小。

摘要：为研究我国东部草原区某露天矿边坡在近自然修复模式下的渗流及孔隙水压力特征,以GEO软件中SEEP/W模块为父项,拟合SLOPE/W模块对该矿区强降雨条件下的边坡抗侵蚀特征,渗流路径变化情况以及孔隙水压力重分布情况进行模拟分析。结果表明:对原内排土场边坡进行反S型重塑后,边坡抗侵蚀特性提升明显,单台阶上部及下部区域台阶坡面角降低,区域内径流流速下降,降雨入渗程度增加;受坡面形态改变影响,原内排土场边坡各级台阶坡面处均出现水流渗出现象,水土流失程度较高;重塑后,15 m及20 m台阶重塑模型渗流密集程度增加,内排土场坡面未表现出明显出水现象;边坡顶部孔隙水压力实现重分布,负孔隙水压力分布范围增加,过渡区域面积较为均匀,有效缓解了因不同岩层渗透系数差异性而导致的边坡上部岩层局部积水现象。

摘要：内排土是提高大型露天矿山土地利用率的一种有效方式。在孝义铝矿内排土方式调查的基础上,分析了矿山内排土场失稳破坏模式,提出了工程地质灾害防控重点;通过理论分析,给出了矿山内排土场容积与废渣体积之间关系式,分析了可容纳体积(Vp)与矿体的容重、剥采比、矿体的倾角、回采率、废渣松散系数之间的关系;确定了矿界边缘、内部中心区域允许安全系数分别为1.3和1.15,并给出了此情况下矿区内排土场的作业参数。

摘要：以矿段内排土场为研究对象,通过对单台阶全段高排土法、压坡脚式多台阶排土法和覆盖式多台阶排土法3种排土工艺的模拟计算实现内排方案的优选,并设计正交试验模拟分析边坡角、台阶高度2因素3水平的排土场边坡稳定性,以此得到了安全系数随2因素水平的变化规律,进而实现设计参数的优化。

摘要：为研究增高扩容后顺倾软岩基底内排土场的稳定性及不稳定边坡控制措施,以扎尼河露天煤矿2021年及2022年内排土场增高扩容设计边坡为例,对设计边坡进行了稳定性分析,并针对不稳定边坡控制措施进行了研究。结果表明:在内排增高扩容过程中可采用预留临时底煤的方式提高边坡稳定性,并且在内排跟进过程中可采用煤岩置换的方法对留设的底煤进行开采并快速内排,使边坡处于稳定的情况下将资源进行回收,提高煤炭资源回收效率;最终确定2021年留设8 m厚临时底煤,可保证2021年增高扩容设计边坡的稳定;2022年留设10 m厚临时底煤,可保证2022年增高扩容设计边坡的稳定。

摘要：以马钢某矿为工程背景,针对内排土场的稳定性情况,在考察排土场所处工程地质环境的基础上,利用FLAC数值模拟分析法对内排土场进行稳定性分析。在排土场堆积过程中,排土处最大主应力差随着排土高度的增加,岩土体破坏区域不断加大;达到终排设计高度后,排土场内部由于排土场和基岩的剪切和土体内部自重固结产生了塑性破坏和剪切滑动面。

摘要：水是影响露天煤矿边坡稳定性的重要因素。为了研究泥岩及泥岩弱层含水率对顺倾软岩基底内排土场稳定性的影响,以内蒙古东部某露天煤矿2021年及2022年内排土场设计边坡为例,对岩土物理力学性质和边坡稳定性进行了研究,并提出了合理的防治水方案。研究结果表明,泥岩及泥岩弱层含水率的降低会降低内排土场从基底滑动的风险。最终确定设计边坡泥岩及泥岩弱层含水率降至27.3%时,可保证内排土场边坡处于稳定状态。

摘要：露天开采作为我国矿产资源的主要开发形式,其长期高强度人为扰动形成的传统“梯田式”内排土场面临占地面积大、景观破碎等问题。近自然地貌重塑作为矿区修复的重要手段,具有融合矿区内外景观的独特优势。为设计与周边自然地貌相融合的露天矿内排土场地貌,在现有开采工艺基础上,提出一种采排复一体下基于调整曲面的内排土场近自然地貌重塑模型;以新疆黑山露天矿为例,构建内排土场近自然设计地貌,及区域原始地貌和传统设计地貌2个对照组,结合CLiDE演化模型,模拟并评价10 a内近自然设计地貌的抗水蚀效果。结果表明:①地貌设计上,近自然地貌重塑模型在采排复一体化过程中可依据采复子区采前地表、矿层顶板及底板数字高程数据,自动求解复填可用土方量,获取复填子区地表高程近自然设计结果;②土方调配上,近自然设计地貌土方平均运距较传统设计地貌高0.49 m/m^(3),较后者高约0.06%,两者土方平均运距极为接近;③视觉上,近自然设计地貌能够与周边自然景观相融合,相较传统“梯田式”地貌,其与周边自然地貌间无明显拼接痕迹;④土壤水蚀模拟上,近自然设计地貌较传统“梯田式”地貌10 a可减少约39.07%的土壤水蚀量,其可显著提高内排土场表土抗水蚀能力;⑤土壤运移演化上,近自然设计地貌表土流失及堆积区的空间位置与自然原始地貌重叠率达57.27%,较传统设计地貌高2.96%,其区域表土运移特征与采前自然地貌更为接近。

摘要：露天开采作为草原矿区开采的重要方式,采排复过程中形成的“梯田式”内排土场传统地貌面临占地面积大、景观破碎、水土侵蚀等问题。基于自然的解决方案(NbS)可以自然地貌为师,具有融合矿区原始景观的独特优势。为构建与周边自然地貌相融合的内排土场地貌,在现有工艺和团队已有成果上,提出一种采排复一体情景下,基于水文保留曲面(HPCS)的内排土场近自然地貌重塑模型,以新疆黑山露天矿内排土场为例,构建HPCS下近自然设计地貌(NNDL_HPCS)为实验组,地表调整曲面下近自然设计地貌(NNDL_SAS)、原始自然地貌(PNL)和传统设计地貌(TDL)3者为对照组,结合GIS空间分析软件与CLiDE演化模型,模拟并评价NNDL_HPCS在地貌融合、土方调配与土壤抗水蚀3方面的改良效果,结果表明:地貌设计上,基于HPCS的内排土场近自然地貌重塑模型可依据预设采复周期下采复子区采前地表、矿层顶板和矿层底板3者的数字高程数据(DEM),自动求解复填可用土方量,获取复填子区地表高程设计结果;地貌融合上,NNDL_HPCS较NNDL_SAS和TDL视觉上更接近于PNL,其相对PNL的高程总方差较后两者分别低50.37%和37.92%,且其自然水文保留率较后两者分别高出2.85%和8.53%;土方调配上,NNDL_HPCS土方运移成本小幅增加,其土方平均运距分别较NNDL_SAS和TDL分别高出约4.99%和5.05%;土壤抗水蚀上,NNDL_HPCS较NNDL_SAS 10 a可减少约55%的表土水蚀总量,较TDL减少约72.6%,可显著提高内排土场表土抗水蚀能力。