背斜区露天矿排土场参数优化与边坡稳定性分析

"安太堡露天矿在开采过程中遇到楼子沟背斜区，导致煤层倾斜，排土场面临稳定性问题。本文主要讨论了背斜构造对排土场的影响，提出了排土参数的优化策略，并分析了优化后内排土场的边坡稳定性。" 在露天采矿中，排土场的管理和设计至关重要，因为它直接影响到矿山的生产效率和安全性。安太堡露天矿在向东推进时遭遇了楼子沟背斜区，这一地质构造使得煤层的倾角增大，煤系地层下降，对排土场产生了显著影响。原本近水平的煤层变为倾斜，平均倾角达到8°～12°，局部最大倾角甚至达到22°，这使得内排土场的布局和管理变得复杂。 面对这些挑战，文章首先分析了内排土场存在的三个主要问题。一是端帮边坡稳定性问题，由于煤层下降，端帮暴露时间和高度增加，导致岩土体强度降低，稳定性受损，可能引发运输道路中断和安全隐患。二是内排土场自身的边坡稳定问题，需要研究如何在背斜轴前方加高排土并优化排土参数，以确保排土场的正常使用和边坡稳定性。三是南寺沟排土场的问题，其下方有井工二矿的采空区，随着排土高度增加，地基承载力和排土参数优化成为保持边坡稳定的关键。 为解决这些问题，文章进行了内排土场基底极限承载力的计算。根据排土场极限高度的确定方法，考虑了基岩的强度和变形特性。通过《平朔安太堡露天煤矿改扩建工程初步设计》和《安太堡矿2013年—2019年排土规划》的数据，确定了内排土场的设计排弃高度和基岩面标高，从而计算出排土物料的自重荷载。这个计算过程对于理解排土场的承载能力和稳定性至关重要。 此外，文章还探讨了排土参数的优化策略，包括排土层数、排土宽度、排土速率等，旨在实现内排土场的增高扩容，保证排土通道畅通，同时确保边坡的稳定性。优化过程需要综合考虑地质条件、采矿条件、气候条件、岩土物理力学性质、运输方式以及地形地貌等因素。 通过对背斜构造影响的深入分析和排土参数的优化，文章为安太堡露天矿提供了应对背斜区排土挑战的科学解决方案，有助于提高矿山的经济效益和安全性。这种研究方法和优化策略对于其他类似地质条件下的露天矿也具有重要的参考价值。