某矿山排土场堆置要素优化及稳定性分析研究

发布时间：2017-09-23 07:31

  本文关键词：某矿山排土场堆置要素优化及稳定性分析研究

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【摘要】：安全科学研究的重点之一是将事故消灭在萌芽状态,即本质安全。本文研究在排土场设计之初,就考虑到影响排土场安全性的各种因素,设计优化出一类既安全又经济的排土场。本文以云南省某金属矿山拟建二号排土场为工程背景,基于极限平衡、饱和-非饱和理论、可靠度等理论,在排土场初步设计的基础上探索了该排土场设计优化及稳定性分析的方法,为将来排土场的安全高效稳定排放提供了指导,取得的主要成果如下：(1)为研究不同堆置方式的时空效应对排土场稳定性的影响,在初步设计的基础上,以不同堆置方式形成的排土场模型为分析基础,研究排土场各区域堆置过程中堆置参数优化设计与安全系数的变化规律。研究结果表明,多台阶覆盖式排土场有较高的安全系数；压坡脚式排土场在初始堆置时,安全系数低,第6-8台阶以后安全系数递增幅度不断增大,由危险值逐渐趋于安全值。实际中可灵活组合压坡脚式与覆盖式两种堆置方式,合理利用不同的堆置顺序、坡脚阻滑等空间效应,促进排土场的稳定堆置。(2)运用饱和—非饱和渗流理论和边坡稳定性的分析理论,在不同降雨工况入渗的条件下,对二号排土场的排土终了边坡的渗流场进行分析。为了使降雨条件下排土场破坏规律更加明显突出,特别设置了极端降雨工况,即持续24小时暴雨,降雨停止后再继续动态模拟10天时间内排土场内部水力运移分布情况和安全系数变化规律；模拟结果表明排土场堆放的废石土料的渗透系数较大,不易于地下水存储,当有降雨时坡脚处的地下水位就会在较短时间迅速升高,排土场边坡整体稳定性降低；坡脚处的地下水位线接近地表,持续降雨入渗条件下坡脚处的散体物料会出现过快饱和现象,如此导致发生牵引式滑坡的概率大大增加。随着降雨情况的持续,坡脚处的水力渗流方向发生改变,即流线由之前的从坡脚处渗入坡内转变为逸出坡体,这加大了带走土层中的细小土粒的可能性,长期发展下去,极易引起坡脚松软情况的发生；(3)利用蒙特卡洛法分析,探索了排土场在正常工况下、不同降雨条件下、降雨加地震三种工况下其整体安全系数小于标准值的概率。
【关键词】：排土场 参数优化 稳定性分析 数值模拟
【学位授予单位】：昆明理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TD854.7
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-12
• 第一章 绪论12-22
• 1.1 研究背景12
• 1.2 国内外研究现状12-19
• 1.2.1 稳定性评价方法现状12-17
• 1.2.2 排土场边坡设计研究现状17-19
• 1.2.3 边坡渗流与稳定性影响研究现状19
• 1.3 研究内容技术路线19-22
• 1.3.1 主要研究内容19-20
• 1.3.2 研究思路和技术路线20-22
• 第二章 排土场边坡稳定性影响因素22-30
• 2.1 排弃散体物料的物理力学性质22-23
• 2.2 地基软岩和地形坡度的影响23-24
• 2.3 排土场堆积排放工艺的影响24-26
• 2.4 地表水及地下水的影响26-30
• 2.4.1 水对岩土体强度参数的影响26-27
• 2.4.2 水对岩土体的力学作用27-30
• 第三章 拟建排土场地质条件及其现状30-42
• 3.1 地形地貌30
• 3.2 气象与水文30
• 3.3 矿区地质特征30-34
• 3.3.1 地层与构造30-31
• 3.3.2 矿区工程地质岩组的划分31-34
• 3.4 场地地层渗透性34-35
• 3.5 地震及区域稳定性35-36
• 3.6 排土场初步设计概况及现状36-38
• 3.7 散体物料力学参数的选取38-39
• 3.8 允许安全系数的确定39-42
• 第四章 排土场堆置要素优化42-88
• 4.1 SLOPE/W软件介绍及基本理论42-43
• 4.1.1 弹塑性本构模型42
• 4.1.2 Mohr-Coulomb屈服准则42-43
• 4.2 排土场特征剖面43
• 4.3 排土场堆置要素优化43-88
• 4.3.1 基底承载能力分析45-46
• 4.3.2 多台阶平地型排土场的极限堆载高度46-48
• 4.3.3 表土层底鼓临界厚度48-50
• 4.3.4 多台阶山坡型排土场最终边坡角估计50-55
• 4.3.5 第一台阶极限堆高计算55-56
• 4.3.6 台阶坡面角56-59
• 4.3.7 排土场工作平台最小宽度59-60
• 4.3.8 第二台阶最大堆置高度60-64
• 4.3.9 最终平台宽度优化64-76
• 4.3.10 参数敏感性分析76-77
• 4.3.11 多台阶压坡脚式排土场77-84
• 4.3.12 优化小结84-88
• 第五章 排土场降雨渗流分析88-114
• 5.1 降雨入渗饱和一非饱和渗流理论88-89
• 5.2 排土边坡饱和一非饱和渗流计算基本理论89-91
• 5.3 降雨条件下排土场边坡渗流分析91-114
• 5.3.1 二维渗流分析软件SEEP/W91
• 5.3.2 边界设置91-92
• 5.3.3 降雨设置92
• 5.3.4 渗流场有限元分析92-93
• 5.3.5 材料参数的选取93-94
• 5.3.6 降雨入渗条件下渗流场模拟结果及其稳定性分析94-104
• 5.3.7 雨型C时瞬态渗流场模拟结果及稳定性分析104-112
• 5.3.8 降雨小结112-114
• 第六章 基于概率方法的排土场边坡稳定性分析114-128
• 6.1 MonteCarlo模拟基本思想114
• 6.2 随机变量的概率分布和分布参数确定114-115
• 6.3 MonteCarlo试验的次数115-116
• 6.4 排土场边坡风险评价116-125
• 6.4.1 优化后排土场边坡的稳定性概率分布116-118
• 6.4.2 雨型A时排土场边坡稳定性概率分布118-120
• 6.4.3 雨型B时排土场边坡稳定性概率分布120-122
• 6.4.4 雨型C时排土场边坡稳定性概率分布122-124
• 6.4.5 结果分析124-125
• 6.5 排土场潜在滑坡模式分析125-126
• 6.6 降雨入渗影响的防治126-128
• 第七章 结论与展望128-130
• 7.1 主要结论128-129
• 7.2 展望129-130
• 致谢130-132
• 参考文献132-137
• 附录137

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7 ;排土场的调整与改造[J];金属矿山;1974年06期

8 Ю.В.Демидов;梁英龙;;变形高排土场的安全生产[J];国外金属矿采矿;1980年12期

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