白音华三号露天煤矿非工作帮滑坡数值模拟与治理策略

白音华三号露天煤矿位于中国内蒙古自治区白音华煤田中部，是一家由中电投白音华煤电有限公司运营的大型露天煤矿，设计产能高达1400万吨/年。开采采用单斗挖掘机-自移式破碎机-转载机-胶带运输机-排土机工艺。然而，该矿的非工作帮（非开采区域的边坡）在2008年4月出现大面积滑坡，随着时间推移，滑坡范围不断扩大，对安全生产构成威胁。 在治理滑坡问题时，科研人员利用了有限元法与具体力学模型的结合，借助ANASYS这样的大型通用有限元分析软件进行数值模拟。这种方法有助于深入理解滑坡的机理，通过对Ⅲ剖面（如图1所示）进行建模，模拟滑坡前的边坡快速开挖过程。通过模拟结果（如图3、图4、图5），研究者发现滑坡主要向临空面方向发展，显示出明显的边坡失稳趋势。 非工作帮的工程地质条件复杂，由第四系细砂、粉质粘土层，第三系粘土层，煤层顶板风化砂泥岩层，煤层以及煤层底板泥岩层组成。这些岩层之间存在平行不整合和角度不整合接触，导致边坡的整体结构和稳定性受到影响。煤层的倾角约为7°~8°，边坡总体角度为12°~13°，这都增加了滑坡的风险。 针对这种复杂的滑坡情况，治理方案着重于分析和预测滑坡行为，通过数值模拟优化设计方案，以提高边坡的稳定性。实施的治理措施可能包括加固现有边坡、改善排水系统、设置支护结构或者进行合理的开采控制，以防止滑坡的进一步发展。经过治理，实际效果表明措施取得了显著成效，不仅遏制了滑坡的扩大，还对保障矿场安全运营起到了积极作用。 总结来说，白音华三号露天煤矿非工作帮的滑坡治理是一项系统工程，涉及地质力学分析、数值模拟技术与实际工程实践的紧密结合。通过科学的方法和有效的治理策略，成功地减缓了滑坡问题，为露天矿开采的安全管理和可持续发展提供了宝贵的经验。