大型礦山排土場安全控制關(guān)鍵技術(shù)

2011年度國家科學(xué)技術(shù)進步獎二等獎。 2100433B

主要完成人：連民杰，孫世國，劉漢東，鄭文堂，譚卓英，馬毅敏，宋志飛，劉曉麗，項宏海，戴福初

主要完成單位：北方工業(yè)大學(xué)，中鋼礦業(yè)開發(fā)有限公司，華北水利水電學(xué)院，北京建筑工程學(xué)院，清華大學(xué)，北京科技大學(xué)，中國科學(xué)院地質(zhì)與地球物理研究所

是為進行露天礦排土場的設(shè)計、選址和了解排土場使用現(xiàn)狀等進行的測量工作。包括測定排土場的面積和高度、計算排土場的接受能力、在現(xiàn)場標(biāo)定排土場境界、進行排土場的碎部測量以及對排土場的下沉和變形進行觀測。

江西某銅礦排土場位于天排山西側(cè)山麓,地勢總的變化是東南高西北低。場區(qū)山體較陡峻,地形高差較大。自采場擴幫以來排土場急速堆高,再加上擴幫排出的大多是粘土,排土場曾發(fā)生兩起重大事故: 2004年9月,在該排土場堆存過程中由于邊坡失穩(wěn),排土車輛滑到坡腳,差點造成車毀人亡; 2005年1月份,在該排土場排土過程中造成了1人死亡。

該排土場的下游是鐵路和農(nóng)田,一旦排土場出現(xiàn)滑坡,不僅會影響到該礦的正常生產(chǎn),而且會危及到下游的鐵路和農(nóng)田,因此,亟需對該礦排土場邊坡進行穩(wěn)定性分析,以預(yù)測邊坡發(fā)展趨勢 。

結(jié)合具體的工程實例,利用FLAC3D對江西某銅礦排土場邊坡穩(wěn)定性進行了數(shù)值模擬計算。結(jié)果表明,隨著計算迭代時步的增加,最大不平衡力趨向于極小值,坡面頂點水平方向位移和垂直方向位移均趨向于一定值。邊坡位移變化比較大是因為排土場堆積高度較大,散體物料和基底軟弱層力學(xué)強度低,對地基軟弱層的處理是邊坡穩(wěn)定性防治的重要措施。塑性區(qū)主要集中在排土場堆積體內(nèi),但并未貫通。邊坡穩(wěn)定性安全系數(shù)為1. 16。計算結(jié)果表明邊坡整體上處于穩(wěn)定狀態(tài) 。