高台阶排土场散体边坡稳定性及其病害防治

1 绪论

1．1 排土场及其矿岩散体概述

1．1．1 矿岩散土体及分类

1．1．2 排土场及其分类

1．1．3 排土场的设计等级

1．1．4 排土场的场址选择

1．1．5 排土场的竖向堆置形式

1．2 排土场的排土工艺

1．2．1 人工排土

1．2．2 公路运输排土

1．2．3 铁路运输排土

1．2．4 胶带运输排土

1．2．5 架空索道排土及斜坡卷扬排土

1．2．6 废石与尾矿联合堆排

1．3 排土场的堆置要素

1．3．1 排土场堆置高度与各台阶高度

1．3．2 排土场剥离物堆置的自然安息角

1．3．3 排土场工作平台宽度

1．3．4 排土场有效容积及总容积

1．3．5 排土场的安全与卫生防护距离

1．4 排土场的地质危害及其实例分析

1．4．1 排土场滚石危害

1．4．2 排土场滑坡

1．4．3 排土场泥石流

2 高台阶排土场矿岩散体粒径分级规律

2．1 排土场矿岩块度组成的测试方法

2．1．1 排土场矿岩块度分布直接测试法

2．1．2 排土场矿岩块度分布间接测试法

2．2 排土场矿岩散体粒径分布规律

2．2．1 排土场表面粒径

2．2．2 排土场现场粒径分布

2．2．3 排土场散体粗粒料的颗粒分布曲线

2．2．4 排土场堆积散体的粒度组成衡量指标

2．3 排土场块度分布与排土场高度的关系描述

3 排土场矿岩散体物理力学特性

3．1 排土场矿岩散体实验

3．1．1 排土场散体粗粒土土样制备

3．1．2 超径颗粒的处理

3．1．3 散体粗粒土直剪实验步骤

3．2 矿岩散体的直接剪切实验

3．2．1 实验颗粒破碎

3．2．2 直剪实验的实验方案

3．2．3 直剪实验的颗粒破碎分析

3．3 矿岩散体粗粒土三轴剪切试验

3．3．1 矿岩散体三轴实验试样制备

3．3．2 矿岩散体的三轴实验

3．4 矿岩散体的三轴实验数值模拟

3．4．1 高台阶排土场粒径随机分布的数值模拟

3．4．2 排土场矿岩散体的三轴数值模拟试验

4 排土场边坡稳定性与滑坡防治措施

4．1 排土场边坡稳定性

4．1．1 排土场工程地质勘探

4．1．2 排土场稳定性计算方法

4．1．3 排土场稳定性计算模型与参数

4．1．4 排土场稳定性标准

4．2 基于极限平衡的排土场稳定性分析

4．2．1 排土场安全等级

4．2．2 排土场现场调查

4．2．3 排土场现场勘察

4．2．4 排土场计算剖面

4．2．5 排土场渗流场分析

4．2．6 边坡极限平衡分析法

4．2．7 排土场散体力学参数反演

4．2．8 排土场散体力学参数分析及其计算方案

4．3 排土场边坡三维数值稳定性分析

4．3．1 FLAC3D及其原理简介

4．3．2 Duncan—Chang本构关系

4．3．3 数值模型的建立

4．3．4 数值模拟结果分析

4．4 考虑粒径分级的高台阶排土场三维数值稳定性分析

4．4．1 排土场工程概况

4．4．2 表征粒径分级的排土场边坡计算模型

4．4．3 边坡稳定性分析计算方案

4．4．4 边坡稳定性结果分析

4．5 排土场滑坡灾害防治

4．5．1 排土场稳定性验算

4．5．2 排土场滑坡常见防治措施

4．5．3 排土场滑坡的排水防治措施

4．5．4 排土场滑坡的工程防治措施

4．5．5 排土场边坡防护的措施

5 排土场泥石流及其灾害防治

5．1 排土场泥石流分类

5．2 排土场泥石流形成条件

5．2．1 地形地貌条件

5．2．2 物源条件

5．2．3 水源条件

5．2．4 植物因素

5．3 排土场泥石流形成机制

5．3．1 按起动机理划分的排土场泥石流形成机理

5．3．2 按泥石流土体厚度、长度、起动时间划分的排土场泥石流形成机理

5．3．3 按沟谷流域内堆积一补给的位置划分的排土场泥石流形成机理

5．4 排土场泥石流的特点

5．4．1 排土场泥石流的特点

5．4．2 排土场泥石流流体的特征

5．4．3 排土场泥石流特征值

5．5 排土场泥石流的危险性分级

5．5．1 排土场泥石流危害性分级

5．5．2 泥石流沟综合评判及易发程度等级标准

5．5．3 排土场泥石流活动危险性评估

5．5．4 排土场泥石流防治评估决策

5．6 矿山排土场泥石流灾害防治

5．6．1 排土场泥石流灾害防治安全等级

5．6．2 排土场泥石流防治原则和治理趋势

5．6．3 排土场泥石流的防治体系及防治措施

5．6．4 排土场泥石流灾害工程防治

参考文献2100433B

《高台阶排土场散体边坡稳定性及其病害防治》共分5章，内容包括：排土场矿岩散体及其堆积体、高台阶排土场矿岩散体粒径分级规律；排土场矿岩散体的物理力学特性；排土场边坡稳定性分析与滑坡防治措施、排土场泥石流及灾害防治。

《高台阶排土场散体边坡稳定性及其病害防治》可供矿山生产设计和安全管理的工程技术人员和管理人员参考，也可供高等院校相关专业的师生使用。

结合具体的工程实例,利用FLAC3D对江西某铜矿排土场边坡稳定性进行了数值模拟计算。结果表明,随着计算迭代时步的增加,最大不平衡力趋向于极小值,坡面顶点水平方向位移和垂直方向位移均趋向于一定值。边坡位移变化比较大是因为排土场堆积高度较大,散体物料和基底软弱层力学强度低,对地基软弱层的处理是边坡稳定性防治的重要措施。塑性区主要集中在排土场堆积体内,但并未贯通。边坡稳定性安全系数为1. 16。计算结果表明边坡整体上处于稳定状态 。

是为进行露天矿排土场的设计、选址和了解排土场使用现状等进行的测量工作。包括测定排土场的面积和高度、计算排土场的接受能力、在现场标定排土场境界、进行排土场的碎部测量以及对排土场的下沉和变形进行观测。

江西某铜矿排土场位于天排山西侧山麓,地势总的变化是东南高西北低。场区山体较陡峻,地形高差较大。自采场扩帮以来排土场急速堆高,再加上扩帮排出的大多是粘土,排土场曾发生两起重大事故: 2004年9月,在该排土场堆存过程中由于边坡失稳,排土车辆滑到坡脚,差点造成车毁人亡; 2005年1月份,在该排土场排土过程中造成了1人死亡。

该排土场的下游是铁路和农田,一旦排土场出现滑坡,不仅会影响到该矿的正常生产,而且会危及到下游的铁路和农田,因此,亟需对该矿排土场边坡进行稳定性分析,以预测边坡发展趋势 。