大型礦山排土場(chǎng)安全控制關(guān)鍵技術(shù)獲獎(jiǎng)記錄

2011年度國家科學(xué)技術(shù)進(jìn)步獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)。 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(xiàng)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(jìn)行露天礦排土場(chǎng)的設(shè)計(jì)、選址和了解排土場(chǎng)使用現(xiàn)狀等進(jìn)行的測(cè)量工作。包括測(cè)定排土場(chǎng)的面積和高度、計(jì)算排土場(chǎng)的接受能力、在現(xiàn)場(chǎng)標(biāo)定排土場(chǎng)境界、進(jìn)行排土場(chǎng)的碎部測(cè)量以及對(duì)排土場(chǎng)的下沉和變形進(jìn)行觀測(cè)。

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

該排土場(chǎng)的下游是鐵路和農(nóng)田,一旦排土場(chǎng)出現(xiàn)滑坡,不僅會(huì)影響到該礦的正常生產(chǎn),而且會(huì)危及到下游的鐵路和農(nóng)田,因此,亟需對(duì)該礦排土場(chǎng)邊坡進(jìn)行穩(wěn)定性分析,以預(yù)測(cè)邊坡發(fā)展趨勢(shì) 。

結(jié)合具體的工程實(shí)例,利用FLAC3D對(duì)江西某銅礦排土場(chǎng)邊坡穩(wěn)定性進(jìn)行了數(shù)值模擬計(jì)算。結(jié)果表明,隨著計(jì)算迭代時(shí)步的增加,最大不平衡力趨向于極小值,坡面頂點(diǎn)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?yàn)榕磐翀?chǎng)堆積高度較大,散體物料和基底軟弱層力學(xué)強(qiáng)度低,對(duì)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(chǎng)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(jì)算結(jié)果表明邊坡整體上處于穩(wěn)定狀態(tài) 。