露天开采工艺边坡稳定-讲义.pptx

露天开采工艺边坡稳定,技术与装备政策导向解读,目录,露天开采工艺国外发展简况国内发展简况露天开采工艺政策导向技术与装备分类选择依据主要内容实例分析,边坡稳定国外发展简况国内发展简况边坡稳定政策导向选择依据主要内容实例分析,国外露天开采工艺发展简况,世界露天采煤现状世界露天采煤开采工艺世界露天采煤的主要经验与发展趋势,世界露天采煤现状,世界各国在煤炭赋存条件适宜时优先发展露天采煤。同时许多新兴产煤大国都把露天采煤作为煤炭工业的发展重点。主要采煤国露天开采比重2010年各主要产煤国煤炭产量及露天开采比重,世界露天采煤现状,世界露天采煤现状,世界露天采煤现状,世界范围内，已建成了一大批工艺技术先进、设备智能尖端、管理科学、安全高效、环境友好的特大型露天煤矿，成为未来世界露天煤矿发展的引领者。从年产量看，美国北安特路普/罗切斯特矿是世界上最大的露天煤矿，2008年生产原煤8840万t，2011年产量达9886万t；其次是美国的黑雷露天煤矿，该矿2008年生产原煤8030万t，2011年达9514万t。,世界露天采煤现状,露天煤矿以充分利用资源，高效、安全生产为驱动，实现了工艺技术的创新及开采装备的不断更新升级；同时矿山安全生产水平大幅提升，节能环保与循环经济产业在露天煤矿得到发展，以环境友好及可持续发展为目标的露天绿色开采技术正得到了前所未有的重视。,世界露天采煤现状,各主要露天采煤国家依据自身特点逐渐形成了各具特色的露天采煤工艺，其中具有代表性的有美国、德国、澳大利亚、俄罗斯及印度。同时，这几个国家在露天煤矿建设、安全生产与经营管理方面都各有特点。,世界露天采煤现状,世界露天采煤现状,世界露天采煤开采工艺,露天采煤的技术与装备发展主要表现在三个方面一是露天采煤工艺，二是露天采煤装备，三是露天矿边坡稳定。工艺是主导、装备是关键、边坡稳定保安全。国内外现代化的露天采煤先进技术与装备均围绕这三个主题开展,露天煤矿开采工艺,当前世界主流露天煤矿开采工艺仍以间断式、半连续式及连续式开采工艺为主，并广泛采用综合工艺。露天煤矿开采工艺的选择主要根据煤田的地质条件决定，同时会受采矿装备发展水平等因素的影响。由于各国煤田地质条件和机械制造基础不同，自20世纪50年代以来，在露天开采技术发展中逐步形成了以美国的单斗铲卡车工艺和拉斗铲倒堆工艺、德国的半连续与连续工艺以及原苏联的单斗铲铁道工艺为代表的主要露天开采工艺类型。,露天煤矿开采工艺,间断工艺连续工艺半连续工艺拉斗铲倒堆工艺综合工艺,国外露天采煤工艺及主要应用国家,露天煤矿开采工艺-间断工艺,间断工艺在国外发展最早。美国的大部分露天煤矿，前苏联的各硬煤矿区以及澳大利亚的大部分露天煤矿都采用这种工艺。美国露天煤矿间断工艺典型应用见下表。,美国露天煤矿间断工艺倒堆工艺应用状况表,露天煤矿开采工艺-连续工艺,连续开采工艺主要用于褐煤露天矿。德国、东欧、美国、前苏联、澳大利亚等国家和地区的大部分褐煤露天矿使用这种工艺，连续开采工艺使用的设备主要是轮斗挖掘机、带式输送机和排土机。德国凭借其先进的工业基础率先形成了典型轮斗铲连续开采工艺，一大批特大型露天煤矿在该国得以建成。20世纪60年代印度褐煤露天矿进行了高切割力轮斗铲采掘砂岩和硬褐煤试验，结合本国煤田地质赋存条件开展技术攻关，相继完成了高切割力轮斗铲、耐磨斗齿研制和松动爆破、爆破块度控制等技术难题的攻关工作。目前，高切割力轮斗铲开采工艺在印度褐煤露天矿得到较广泛应用。德国露天煤矿连续工艺典型应用案例见下表。,德国露天煤矿连续工艺典型应用表,露天煤矿开采工艺-半连续工艺,世界上第一个采用半连续工艺的是1956年原西德汉诺威市诺德水泥公司的石灰石矿，采场破碎系统采用了克虏伯公司研制的能力为250t/h移动式破碎站，半连续工艺系统自此以后开始发展并逐步在露天煤矿中得到广泛应用。20世纪70年代，美国、澳大利亚等国开始在单斗卡车间断开采工艺中加入了破碎机，用带式输送机替代卡车运输矿岩，在水平区段可以降低运输费用66，在上行区段可以降低运输费用86。2002年，澳大利亚古涅拉煤矿引入大型自移式破碎机，成为10多年来发展最为迅速的工艺系统，也成为露天煤矿绿色开采的新选择。目前世界上采用半连续工艺的露天煤矿矿数量不断增加，其中最大的半固定式破碎站生产能力已达到20000t/h，移动式破碎机能力已达到12000t/h，使用的带式输送机的带宽为1.5-3m，带速达4-6m/s，带式输送机的生产能力将达到30000m3/h。从发展远景看，带式输送机的生产能力将达到40000m3/h，带宽将达到3.6m，带速为8～10m/s。,露天煤矿开采工艺–倒堆工艺,美国基于特殊的煤田地后赋有条件和简化工艺的原则，发展了拉斗铲倒堆开采工艺，甚至一个大型露天煤矿就有一台巨型拉斗铲。俄罗斯在开发西伯利亚地区露天煤田时，近水平煤层、倾斜煤层拉沟露煤时应用拉斗铲剥离倒堆。拉斗铲倒堆在世界应用普遍，自20世纪初第一台问世以来已生产700余台各种型号拉斗铲。世界主要产煤国家应用大型拉铲情况见下表。,世界露天煤矿应用拉斗铲情况表,露天煤矿开采工艺-综合工艺,综合开采工艺主要是为适应矿田地质条件的多样性及复杂性，改变以往单一工艺形式，对剥离、采煤等环节采用间断、连续及半连续、倒堆中的多种工艺进行联合开采作业，可以克服单一开采工艺对地质、气候、煤岩条件的局限性，极大提高露天煤矿的生产效率。如位于澳大利亚昆士兰州鲍恩盆地的古涅拉露天煤矿就是应用综合工艺的典型，该矿剥离采用单斗卡车间断工艺、单斗自移式破碎机半连续工艺以及拉斗铲倒堆等三种工艺。目前，世界露天煤矿应用综合开采工艺已成为新的趋势之一。,世界露天煤矿开采工艺主要特征,以科技创新与设备研发为基础，工艺环节加快合并简化以煤田地质特征为依据，开采工艺选择呈现多样化打破单一开采工艺模式，开采技术趋于综合化、高效化半连续及倒堆开采工艺应用范围进一步扩大实施开采复垦一体化，加强资源综合利用，大力发展循环经济,国内露天煤矿开采工艺发展简况,我国煤炭有规模的采用露天开采，一批批的建设露天煤矿还是解放以后开始的。露天煤矿的建设，露天开采的技术与规模，采用的开采工艺与装备大致分为三个阶段。这三个阶段的露天煤矿生产能力、规模、主导开采工艺、配套设备规格等与露天煤矿按建设投产的年代大致相近。第一阶段相当于我国五十年代建设的老露天煤矿，以单斗-铁道运输开采工艺系统为主导；第二阶段相当于我国二十世纪七、八十年代建设的五大露天煤矿，逐渐以单斗-卡车运输开采工艺系统为主导，并兼有轮斗连续开采工艺、半连续开采工艺；第三阶段相当于新一代露天煤矿和正建拟建露天煤矿，广泛采用单斗-卡车工艺，成功应用半连续工艺、拉斗铲倒堆工艺，并向半连续工艺为主导、综合开采工艺广泛采用转移。综合开采工艺从解放前、解放后就有采用。最典型的就是抚顺西露天煤矿，进入第二、第三阶段应用更为广泛、成熟、典型，效益更好，技术与装备水平更高。,国内露天煤矿开采工艺系统,第一阶段露天煤矿恢复与建设阶段（20世纪5070年代中期）-单斗-铁道工艺为主导的阶段第二阶段五大露天煤矿为代表的露天开采技术发展阶段（20世纪70年代中期本世纪初）-单斗-卡车工艺为主导，连续、半连续工艺得到应用的阶段第三阶段煤炭露天开采技术全面壮大阶段-单斗-卡车工艺为主导向半连续工艺为主导转移、倒堆工艺成功应用、综合开采工艺广泛采用的阶段。,露天开采政策导向分类,露天开采专业政策导向技术与装备分类计59项鼓励类7项、推广类48项、限制类4项、禁止类0项。,露天开采政策导向分类,（一）露天开采工艺鼓励类2项、推广类6项、限制类1项、禁止类0项。（二）露天钻爆鼓励类0项、推广类8项、限制类2项、禁止类0项。（三）露天采装鼓励类0项、推广类4项、限制类0项、禁止类0项。（四）露天运输鼓励类2项、推广类2项、限制类1项、禁止类0项。（五）露天排土鼓励类2项、推广类2项、限制类0项、禁止类0项。（六）露天边坡稳定鼓励类1项、推广类26项、限制类0项、禁止类0项。,,,露天开采工艺政策导向分类,鼓励类2项推广类6项限制类1项禁止类0项,,露天开采工艺系统-鼓励类,露天开采工艺系统鼓励类,选择依据主要内容实例分析,露天开采工艺系统鼓励类选择依据,我国露天煤矿分布广泛，地质条件与开采条件差异性很大，很难形成一个固定的规律与法则作为开采工艺导向界定的依据。因此只有结合具体条件和情况，通过技术经济比较优化确定的开采工艺及匹配装备，从先进性、适用性、创新性等方面综合考虑生产效率高、经济合理、安全可靠、环保绿色的工艺界定为鼓励类或推广类开采工艺。反之或应用很少的界定为限制类工艺。露天开采工艺的选择是露天煤矿开采中的一项重大技术决策，其选择合理与否对建设投资、高效安全生产、经济效率、环保复垦影响显著。鉴于单斗一移动式破碎机一带式输送机半连续开采工艺在国内外露天煤矿开采实践中所显示出的明显优势，故政策导向将其列入鼓励类。而拉斗铲倒工艺在世界广泛采用，并显示显著的优越性与已在我国成功应用，故而同样列为鼓励。,露天开采工艺系统鼓励类主要内容,露天开采工艺导向鼓励类包括两项一是单斗一移动式破碎机一带式输送机半连续开采工艺，二是拉斗铲倒堆开采工艺。,露天开采工艺-鼓励类主要内容,1、单斗移动式破碎机带式输送机半连续开采工艺图伊敏露天煤矿自移式破碎机半连续工艺系统,单斗移动式破碎机带式输送机半连续开采工艺,华能伊敏露天煤矿二期扩建工程（2007年12月）中的深部采煤系统，采用了单斗自移式破碎机半连续工艺。工作面带式输送机、端帮带式输送机带宽1600mm，带速v＝4.5m/s，额定能力Q＝3000t/h。伊敏露天煤矿上述系统在安装调试结束后，经历了实践、发展及创新过程，系统的生产能力超过了设计水平。从吨煤费用对比可知，吨煤半连续系统费用较单斗卡车费用可节约1.43元以上。同时系统在生产安全性、供煤可靠性、环境保护等方面较比原有系统有显著改善。到目前为止，该系统已在多个露天矿推广应用，因此界定为鼓励类开采工艺。,露天开采工艺-鼓励类主要内容,2、拉斗铲倒堆开采工艺图黑岱沟露天煤矿拉斗铲倒堆工艺系统,拉斗铲倒堆开采工艺,拉斗铲倒堆开采工艺适用于近水平或缓倾斜、埋藏浅的煤层的露天开采，适用于软岩、松散剥离物或松动及抛掷爆破后的松散岩石。这种工艺在美国、俄罗斯、加拿大、澳大利亚等国家均得到成功的应用，技术成熟、设备可靠，经济性好。拉斗铲具有斗容大、线性参数大、对地比压小，作业机动灵活等特点。埋藏浅的近水平煤层剥离物一次性倒堆；或埋藏较深时的煤层顶板剥离岩层的倒堆适宜选用拉斗铲，故在地质、开采条件适宜时鼓励采用。我国适宜采用拉斗铲倒堆开采工艺的煤田较多，如神府东胜的柠条塔、武家塔，准格尔黑岱沟、哈尔乌素、胜利煤田等。准格尔黑岱沟露天煤矿成功引进斗容90m3，臂长100m拉斗铲用于煤层顶板露煤开拓、剥离物倒堆，已取得成功。这在我国是创新采用，填补了我国大型露天煤矿没有采用过拉斗铲倒堆工艺的空白，并具有推广应用意义，达到国际先进水平。目前运行情况良好，技术经济指标优良，优于原单斗卡车运输工艺。但目前大型拉斗铲均靠引进，价格昂贵，这就限制了该工艺在我国的广泛应用。目前国内需研制开发斗容70m3、90m3、100m3，臂长100m的大型拉斗铲。,露天开采工艺系统鼓励类实例分析,单斗-移动式破碎机-带式输送机半连续工艺在我国正逐渐成熟，应用增多，运转成熟化，以电代油，环保绿色。在伊敏露天矿首创应用成功。随后在胜利东二号、白音华二号、白音华三号、平朔东露天煤矿剥离和采煤系统设计中均采用了理论生产能力为6000-9000t/h的移动式破碎机。平朔东露天矿使用的生产能力达9000t/h，国内最大，于2013年11月4日投入试生产。伊敏、平朔东露天矿的这几套半连续工艺系统已达国际发达水平。这种工艺必将在中国得到快速的发展。由于我国新建拟建大型露天煤矿大多位于北方寒冷地区。因此这种工艺系统在高寒地区应用的许多技术难题，如冬季冻粘、冬季设备运行适应性、可靠性等问题需要进一步研究攻关，以确保工艺系统全年安全、高效、绿色运行，取得更大的效益，达到更高的水平。,露天开采工艺政策导向分类,鼓励类2项推广类6项限制类2项禁止类0项,,露天开采工艺系统推广类,露天开采工艺系统推广类,露天开采工艺系统推广类,选择依据主要内容实例分析,露天开采工艺系统推广类选择依据,露天开采工艺是露天煤矿生产技术与装备导向的主导内容。长期以来，我国露天煤矿在消化吸收国外先进经验技术的基础上已经形成先进、科学的开采工艺系统和成套的钻、爆、采装、运输、排土装备，以及边坡稳定的治理技术。这些工艺、装备总体上技术成熟，安全可靠、适用范围大，在行业内内普遍采用，政策导向将其列入推广类，有利于企业对煤矿生产环节工艺技术与装备优化，对提高行业整体生产技术水平具有很大的作用。,露天开采工艺系统-推广类主要内容,单斗挖掘机卡车运输开采工艺单斗卡车破碎站带式输送机半连续开采工艺轮斗带式输送机连续开采工艺综合开采工艺其它开采工艺中的露天采矿机开采工艺，端帮采煤机、螺旋采煤机开采工艺等,单斗挖掘机卡车运输开采工艺,单斗-卡车工艺是我国目前露天矿广泛采用的一种成熟、先进、机动灵活的间断式开采工艺，适用于运距较短的各型露天煤矿。单斗斗容-卡车载重配套己成系列，设备可靠性好，且国产化程度已很高。在当今半连续工艺大力推广应用的情况下，由于矿山赋存条件的复杂及多样性，单斗-卡车运输开采工艺将依然会在合适条件下推广应用。,单斗卡车破碎站带式输送机半连续开采工艺,这是我国在单斗-卡车为主导的开采工艺广泛采用之后进一步向前发展，推广到高差较大、运距较长的露天煤矿中的一种开采工艺。半连续工艺既克服了卡车适用运距短的短处，又能发挥卡车机动灵活及带式输送机以电代油、运输成本低及减轻大气污染的优点，并已在我国多个露天煤矿成功应用，有替代单斗-卡车工艺单一主导的趋势。,轮斗带式输送机连续开采工艺,连续工艺适用于松散、软岩、近水平及缓倾斜煤层的上复松软土、岩剥离，已在我国元宝山、小龙潭、黑岱沟等露天煤矿成功应用。在非极端严寒条件下，仍是不少厚表土层的露天煤矿值得推广的一种先进的、效率高、成熟的工艺。轮斗连续工艺引入我国时国内外均曾试图应用到我国硬岩或冻土层中，为此1974年起我国曾在平庄元宝山、准格尔、霍林河、伊敏、抚顺西露天、云南、茂名等全国各类型露天煤矿开展切割阻力研究与试验。为元宝山、准格尔、小龙潭、霍林河、伊敏露天煤矿选用连续工艺斗轮提供基础依据，也得出我国煤赋存条件复杂，强切割力轮斗开采成本高，受到制约尚不宜应用的结论。,综合开采工艺,综合开采工艺是结合露天煤矿实际情况选用间断、半连续、连续、倒堆工艺系统中两种及以上的组合工艺，无论是在老露天煤矿如抚顺西露天，新的或大型的露天煤矿如黑岱沟露天煤矿都得到成功、有效的应用，其经济效益、安全性能、环保状况都优于单一工艺。我国露天煤矿煤层的赋存条件较为复杂，采用综合开采工艺技术经济指标比单一工艺优越，因而得到广泛应用。是值得推广的一种选择。,其它开采工艺中的露天采矿机开采工艺，端帮采煤机、螺旋采煤机开采工艺等,其它开采工艺中的露天采矿机开采工艺，端帮采煤机、螺旋采煤机开采工艺等适合于各型露天煤矿的辅助开采，选择开采，端帮煤层开采，露天煤矿闭坑前后残余煤炭资源的开采及回收，是近几年得到较快发展与推广的一类开采工艺，有利于将难以回收的不可再生的剩余煤炭资源开采出来。其主要装备是近几年采矿机械制造企业研发、攻关的课题。,露天开采工艺系统推广类实例分析,我国最早采用单斗-卡车开采工艺的露天煤矿是1973年建成投产的宁夏大峰露天煤矿。从20世纪80年度以后五大露天广泛采用单斗-卡车工艺，特别是安太堡露天煤矿从美国引进了单斗-卡车工艺的大型的先进设备和管理技术，引领了中国大型露天煤矿的工艺发展模式，使该工艺成为我国使用最多、技术成熟、管理先进的主导工艺。从1984年到2014年建成投产、始建、核准的几乎所有二十多个大型露天煤矿（22个）均选用有单斗-卡车工艺。1984年，抚顺西露天煤矿南帮投入第一套单斗-卡车-半固定破碎站-带式输送机半连续工艺。标志我国露天煤矿逐步进入半连续工艺发展阶段。随后新建和改扩建的露天煤矿大部分应用了这一工艺。如霍林河剥离采煤、黑岱沟采煤、元宝山采煤剥离、安太堡安家岭采煤、白音华、胜利等十多个大型露天煤矿（16个）均有选用。这是我国露天采煤开采工艺由单斗-卡车为主导向半连续工艺为主导的一种主要形式。,露天开采工艺系统推广类实例分析,我国第一套轮斗连续开采工艺是1986年7月小龙潭露天煤矿采用的，设计生产能力仅0.6Mt/a，扩建后采用中型。随后元宝山、黑岱沟露天煤矿相继投产标志我国连续开采工艺逐步发展到成功应用。2013年，亚洲最大的轮斗连续开采工艺系统在扎哈卓尔露天煤矿投产，能力6600m3/h。我国露天煤矿采用的轮斗线切割力与煤岩线切割阻力见下表,我国露天煤矿采用的轮斗线切割力与煤岩线切割阻力见下表,露天开采工艺系统推广类实例分析,综合开采工艺。前面已指出，综合开采工艺从解放前的露天煤矿中就有采用，这是综合考虑煤层赋存地质条件与开采技术条件采用的有利于提高生产效率、经济效益的合理选择。抚顺西露天煤矿,露天开采工艺分类,鼓励类2项推广类6项限制类2项禁止类0项,,露天开采工艺系统限制类,选择依据主要内容实例分析,露天开采工艺系统限制类选择依据,鉴于我国部分露天煤矿仍存在并使用原有的单斗-铁道运输开采工艺的客观情况，考虑到技术改造的难度和经济性，以及对安全没有造成危害等问题，将其列入限制类。适用条件仅限于在用设备、在用矿山。新建、改扩建露天煤矿设计均没有选用单斗-铁道工艺。在单斗-铁道工艺列为限制类开采工艺的问题上，国内专家存在两种不同观点。单斗-铁道工艺曾是我国解放后露天煤矿开采的主导工艺，目前抚顺东露天煤矿仍在成功、有效的应用，而且国外原苏联不少露天矿仍在应用，因此不宜列为限制类；而多数坚持列为限制类的专家观点，一是不少老露天矿改造不再使用，二是新设计、拟建的露天煤矿没有一个采用单斗-铁道工艺的。,露天开采工艺系统限制类主要内容,单斗一铁道运输开采工艺曾是我国解放后露天煤矿开采的主要开采工艺。适用于地质、地貌简单；当地土地资源价值相对较低；采掘场走向较长，运输距离较远；服务年限较长，地形平缓；采深不大（一般小于300m）、运量较大、运距长的露天煤矿。我国少数老露天矿、临近终采露天矿仍在采用，因该种工艺技术成熟、可靠性强，效率也较高。如恢复生产的抚顺东露天煤矿，采用铁道运输将该矿剥离物拉到抚顺西露天矿回填，不占土地，还利于西露天矿坑治理与边坡稳定。但这种工艺比起单斗一卡车、连续、半连续等其它工艺来讲机动灵活性差、生产能力小、生产效率低，已不太适应我国露天煤矿的建设与发展，因此列为限制类开采工艺。实际情况也表明新设计的露天煤矿已没有一个选用单斗一铁道开采工艺。而仍在沿用的老露天煤矿如抚顺东露天则可在扬长避短、充分利用原有装备、技术的基础上继续采用。,露天开采工艺系统限制类主要内容,1980年前仍采用单斗-铁道工艺的有抚顺西、东、新邱、海州、小龙潭、平庄西、灵泉、依兰、义马、可保、哈密、岭北、公乌素等13个露天煤矿，但经过技术改造，有的矿改为单斗-卡车，有的矿改为单斗-卡车-破碎站-带式输送机、轮斗连续等几种工艺联合的综合开采工艺。趋势是单斗-铁道工艺越来越少。但也有抚顺东露天煤矿那样仍成功沿用，并联合采用单斗-卡车工艺的典型实例，并且将采用至2037年，也可能要采用至2065年。,露天开采工艺系统限制类实例分析,抚顺西露天矿抚顺东露天矿,目录,露天开采工艺国外发展简况国内发展简况露天开采工艺政策导向技术与装备分类选择依据主要内容实例分析,边坡稳定国外发展简况国内发展简况边坡稳定政策导向技术与装备分类选择依据主要内容实例分析,世界露天采煤边坡稳定技术,露天矿地质勘察与测量技术的发展。边坡岩体物理力学性质试验技术、装备、方法的发展。边坡稳定分析方法。边坡变形监测预测与滑坡预报的最新技术应用滑坡防治技术的应用。,露天矿地质勘察与测量技术的发展,这主要包括地质勘察与地质测量的设备、精度、技术的发展上；如将地理信息系统（GIS）技术应用于矿山地质信息动态管理、多元信息的管理和集成分析处理、地质构造分析预测方法（即三段地震数据的2次开发利用和动态管理）；测井集成化、网络化；勘查钻机的计算机控制、自动化操作、随钻测量。国外普遍采用液压传动顶驱式钻机、孔底动力与绳索取心组合钻具等。而测量技术与装备以卫星遥感、全球定位系统为代表的空间对地观测技术，多源测绘信息分析管理和应用，确保钻孔精度的随钻测量仪器，全站仪、GIS、GPS普遍应用等等。,边坡岩体物理力学性质试验技术、装备、方法的发展,在常规物理力学试验技术手段、装备的发展中采用、研制试验方便、操作自动化、数据采集计算机化、测试计算机等精度更高仪器装备。如高围压三轴仪、动三轴、岩石流变仪、岩石力学试验系统等。特别是在现场原位测试技术与装备方面，更是应用最先进的自动化测试技术与仪器装备，在岩体原位制作相应的原位大岩样，将变形、应力变化等连续、自动的监测量进行分析，求的原位岩体的物理力学性质指标，从而为稳定性分析提供更准确、可靠、符合实际的基础资料。,边坡稳定分析方法,各国都在把各种先进的边坡稳定性分析方法应用于露天煤矿边坡的稳定性分析与评价中。包括定性定量的各种方法定性方法如历史成因分析法、工程地质类比法；定量方法如极限平衡法、数值分析法、可靠度分析法、模糊数学法、灰色系统法和人工智能法等。,边坡变形监测预测与滑坡预报的最新技术应用,边坡地表变形、地下位移、岩体应力实时动态监测与变形预测预警、滑坡预报等最新技术与应用。典型的是边坡稳定性监测雷达。实现边坡表面位移的实时监测与变形的预测预警预报。,滑坡防治技术的应用,滑坡防治技术注重结合滑坡实际情况，滑坡的机理、模式、成因，采用相应的防治技术，如主要由于地下水原因造成岩体强度下降的滑坡采用各种疏干排水方法（如地表水引排、水平放水孔、疏干排水巷道等）；对于由于顺层边坡或岩体构造等原因引发的滑坡采用岩体加固的方法（如锚杆、锚索、抗滑桩等）进行防治，也有采用化学灌浆以增加岩体或弱层强度的方法防治滑坡。同时普遍采用减荷压脚、加速内排、优化开采、优化排弃等综合方法达到防治边坡滑坡的目的。在防治滑坡的同时达到保护环境、重建生态的效果。,边坡稳定国内发展简况,露天煤矿边坡稳定工程是贯穿于露天矿建设、生产、直至终采闭坑全过程的确保露天矿高效、安全生产的生产环节与系统。无论矿型大小，何种开采工艺，无论采场边坡还是排土场边坡均可能存在边坡稳定与安全问题，是露天矿开采中最大也是最普通存在的安全技术问题。,边坡稳定国内发展简况,我国第一阶段老露天煤矿滑坡最为典型频发。进入第二阶段、第三阶段，抚顺西露天矿等老露天矿、平朔安太堡、安家岭、东露天矿、白音华、胜利、伊敏、神宝、新疆等地露天煤矿都发生或存在滑坡隐患，都在进行边坡稳定性研究与滑坡隐患防治。我国从五十年代开始就在苏联专家帮助下，针对各矿发生的各种类型滑坡进行边坡稳定性研究，研究滑坡区工程地质条件，岩土物理力学性质、滑坡形成的条件和稳定分析，确定边坡失稳范围，研究治理措施。,边坡稳定国内发展简况,七十年代边坡研究的重点是边坡加固技术。如义马北露天矿撒灰台排土场滑坡，采用钢筋混凝土抗滑桩治理；海州矿非工作帮顺层边坡滑坡采用钢轨抗滑桩；抚顺西露天矿工作帮滑坡采用疏降地下水，工程加固，注浆充填等综合措施治理，一直沿用到90年代。1991年10月29日的安太堡露天矿南排土场滑坡，滑体体积1000-1300万立方米，是我国露天煤矿发生的最大滑坡。滑坡破坏了平朔公路、矿区公路、洗车间、排水沟等设施，损失巨大。通过滑坡区工程地质勘察、岩土试验、稳定分析，查清了滑坡机理，采用清理、削坡减重，治水、支挡等综合治理措施，边坡达到了稳定，并实现了环境生态重建。边坡监测早期为边坡表面位移监测，七十年代开始研究地下位移监测，从应变片式到加速度式，九十年代实现三维检测，大位移监测，遥测。目前我国露天煤矿边坡稳定与安全工程各个环节均能研究采用先进、成熟、可靠、有效、合理、经济的技术，并将国际上先进水平的边坡工程技术与装备不断应用于我国露天煤矿，如边坡稳定性监测雷达、滑坡预测预报系统等。这些先进技术与装备也陆续编进设计规范、安全规程、施工、验收规程等标准规范与政策法规中。可以说，我国的边坡稳定技术与理论水平已达到国际先进水平。,边坡稳定分类,鼓励类1项推广类26项限制类0项禁止类0项。,,边坡稳定-鼓励类,边坡稳定鼓励类,选择依据主要内容实例分析,边坡稳定-鼓励类,边坡稳定性监测雷达边坡稳定性监测雷达是国内外用于边坡稳定性实时自动监测的一项最新边坡变形监测仪表。基本原理是利用边坡对面的边坡监测雷达向需要监测的边坡发射雷达波，并接收从边坡表面发射而回的雷达波，从而计算出边坡监测雷达与需要监测的边坡之间的距离，通过反复距离的测试，计算每次测试的距离差，给出边坡表面的位移量。上述技术在黑岱沟露天煤矿拉斗铲倒堆工艺复合高台阶边坡监测中首次得到成功应用。具有精度高，覆盖区域广，连续监测，容易布置，非接触式系统、自动报警，适合任何气候条件等优点，成功的提供了多次准确的预测，预报。保证了矿山的安全生产。其后，已在国内许多露天矿如抚顺、平朔、伊敏等露天煤矿得到有效应用。所以列为鼓励类技术。,边坡稳定-鼓励类,黑岱沟露天煤矿拉斗铲高台阶布设的边坡稳定性监测雷达图,边坡稳定-鼓励类实例分析,边坡稳定分类,鼓励类1项推广类26项限制类0项禁止类0项。,,边坡稳定推广类,选择依据主要内容实例分析,露天边坡稳定-推广类,露天边坡稳定导向推广类包括4类25个项目，四类分别是边坡监测与滑坡预报、地下水控制与疏干排水系统、采场边坡滑坡防治、排土场边坡滑坡防治。这四部分均是有关露天矿边坡稳定安全、滑坡防治，以确保露天矿安全、高效、绿色生产的重大技术问题。这四部分细分出的内容都是专门的技术。,露天边坡稳定-推广类,露天边坡稳定是涉及各种矿型露天煤矿各类各种岩土边坡（如软岩边坡、顺层岩体边坡、倾倒岩体边坡、深部有井采沉陷边坡、排土场边坡），露天煤矿不同生产期边坡（建设期、生产期、终采闭坑期）的一项确保露天煤矿高效安全生产的关键技术。这一生产技术系统中对于确保露天煤矿边坡稳定与安全的最关键、先进、有效、经济的技术一是边坡监测与滑坡预报，二是地下水控制与疏干排水。,露天边坡稳定-推广类边坡监测与滑坡预报,适用于大、中、小各型露天煤矿，地质条件复杂、边坡稳定问题严重的露天煤矿。可结合矿区大地测量基本控制网，设置GPS监控站；最终境界200m以内设置不少于3条，每条不少于3点，每年观测不少于4次；易滑区边坡加密布设地表位移观测线点，并布设边坡岩体地下位移监测网、线、孔，失稳边坡不少于2条，每条不少于3点，线间距200～400m，点间距30～50m，按不同滑坡模式选用不同的岩移、应力测试方法与手段。该项技术能有效的监控、预测边坡变形现状、趋势，从而为滑坡预测预报及防治工程提供可靠依据如抚顺西露天矿北帮倾倒滑移体、沉陷滑移体监测变形预测；海州矿非工作帮顺层边坡变形监测、预测等；大、中型露天矿均应鼓励、推广应用此项技术；小型露天矿根据边坡稳定情况决定；该项技术对确保生产露天矿高效安全生产至关重要，国内多个大型露天煤矿如平朔、准格尔胜利均在将最先进的滑坡监测、预测、预报技术应用于露天矿边坡工程技术之中。,露天边坡稳定-推广类地下水控制与疏干排水,地下水控制与疏干排水技术，适用于大、中、小各型露天矿，当地下水对采掘、运输、排土有严重影响和地下水对边坡或煤层底板稳定有严重影响时必须采取地下水控制与疏干排水措施。地下水控制与疏干排水系统（1）对渗透系数2m/λ的含水层，采用垂直降水孔法（2）对边坡的地下水降压，宜采用水平放水孔法（3）水文地质条件简单，含水层产状较稳定，较浅的松散含水层，应采用明渠和暗沟法（4）对以补给量为主，且补给来源丰富，底部有稳定的隔水层，深度为20～50m的松散含水层，可采用地下隔水墙法（5）水文地质条件复杂，水力联系不大的含水层，或含水层厚度、水压及透水性变化较大，埋藏较深且不适用降水孔法的含水层，应采用巷道法。（6）采掘场排水采用防、排、储及组合方式自流排水方式、分段截流排水方式、水泵排水、井巷排水方式等。（7）地表防排水防洪工程可采用排水沟、防洪堤坝、拦水坝、移动泵站等。,露天边坡稳定-推广类采场边坡滑坡防治,边坡工程地质勘查边坡工程地质勘查主要勘查边坡岩层、岩性；勘查与边坡稳定有关的构造；勘查弱层与软弱夹层；勘查参数、地下水补给。适用于各型露天煤矿各类地质条件、开采条件的矿坑边坡工程地质勘查，特别是地质条件复杂、边坡稳定问题严重的露天矿。在各种矿型露天矿边坡稳定分析评价与滑坡防治工程的边坡勘察中已成功、有效的应用。采场边坡岩土物理力学性质试验岩土与弱层物理力学性质常规试验。岩土与弱层物理力学性质大三轴试验。岩土与弱层物理力学性质流变试验。岩土与弱层物理力学性质原位试验。适用于各型露天矿勘察、设计、基建、生产直至闭坑的各类地质条件、开采条件的露天矿坑边坡滑坡防治与边坡岩土与软弱层岩土试验采用。已成功、有效的应用在各种露天矿矿坑与排土场边坡稳定性分析评价与滑坡防治工程中。其中大三轴、流变试验更为岩体强度评价、滑坡预测预报、防治工程措施提供实验依据。,露天边坡稳定-推广类采场边坡滑坡防治,采场边坡稳定性分析。极限平衡法；Sarma法；边坡弹塑性有限元分析；块体边坡结构离散元分析；边坡长期稳定性分析（蠕变）；水对边坡稳定性影响分析；露井联采边坡稳定性分析。适用于各类地质条件、开采条件的露天矿边坡稳定性分析。根据岩层岩性、赋存条件、地质构造、边坡外形轮廓、开采动荷因素等选定的各种边坡稳定分析方法确定最终边坡角及其边坡与稳定系数K的关系，并对不同深度、不同部位边坡稳定性的验算、预测，为露天矿安全高效生产提供依据。由于影响边坡稳定性分析的因素复杂，现有方法存在相应的改进空间，实践中应推广成熟的方法，鼓励发展、创新的方法。采场边坡滑坡防治,露天边坡稳定-推广类采场边坡滑坡防治,采场边坡滑坡防治技术包括1减荷压脚，2疏干排水（地表水、地下水），3优化开采（包括尽早内排、边坡整形），4快速内排，（5）岩体加固（包括灌浆、电镀；抗滑桩、锚索、锚杆。）综合加固（生物、工程、化学）。适用于各型露天煤矿、各种地质条件、开采条件的露天矿边坡滑坡防治。具体方案应经技术经济比较确定。,露天边坡稳定-推广类采场边坡滑坡防治,上述滑坡防治技术已在多个露天矿的滑坡防治中得到成功运用，从而保证生产高效、安全进行。最典型的有抚顺西露天矿、海州露天矿采场的边坡的变形、滑坡防治，安家岭露天矿露井联采及端帮边坡的防治，伊敏、白音华、胜利、神宝等露天煤矿软岩边坡变形、滑坡防治等等。,露天边坡稳定-推广类排土场边坡滑坡防治,（1）排土场基底土岩与排弃物料地质勘查适用于各种地质条件、开采条件下露天矿内、外排土场基底土岩的勘查。内排土场基底为煤层底板岩石；外排土场基底大多为第四系表土层及浅部基岩。后者包括外排土场选址后的基底土岩勘查与排土场发生失稳、滑坡时的基底土岩、排弃物料勘查。（2）排弃物料与基底土岩物理力学性质试验包括①基底土岩物理力学性质；②排弃物料（粗粒土）大三轴试验。排土场基底土岩物理力学性质试验在排土场选址时进行勘查取样试验评价，在外排土场边坡滑坡或有失稳滑坡前兆需分析评价时进行排弃物料物理力学性质试验，并对失稳边坡基底土岩进一步试验。内排土场基底（煤层底板岩石），有失稳滑坡迹象时进一步试验。该项技术成熟、有效、先进，在安太堡矿南排大滑坡等事故治理中有创新。,露天边坡稳定-推广类排土场边坡滑坡防治,（3）排土场地表位移监测与预测适用于各种地质条件、开采条件的露天矿外排边坡、内排边坡发生失稳、滑坡时应用。视实际需要可加密布设，并与矿GPS监控站联网。该项技术成熟、有效、先进已在安太堡矿南排大滑坡防治中成功应用，并逐步形成排土场边坡稳定控制技术理论。已在有失稳可能的排土场边坡中得到广泛应用，从而为排土场滑坡防治提供依据。（4）排土场边坡稳定性分析同矿坑边坡稳定性分析外，如排土场下有井采时按露井联采边坡稳定性分析方法分析。该项技术成熟、有效、先进。已在平朔矿区露井联采时排土场滑坡防治分析中成功应用，并逐步形成排土场边坡稳定控制技术理论，已在排土场边坡稳定性评价中得到广泛应用。,露天边坡稳定-推广类排土场边坡滑坡防治,（5）排土场滑坡防治技术包括减荷压脚，优化排弃，疏防雨水，防地下水渗透，完善排水沟渠系统，植被加固等等。适用于各种地质条件、开采条件的露天矿排土场边坡滑坡防治，通过方案比较确定具体防治措施。该项技术成熟、有效、先进，已在安太堡矿南排大滑坡防治中及黑岱沟矿外排土场滑坡防治中成功应用，并已推广应用到所有黄土基底排土场滑坡防治中。,边坡稳定推广类实例分析,抚顺西露天矿采场边坡滑坡防治（基本设计、岩体强度、滑坡治理）安太堡露天矿南排土场滑坡治理（滑坡机理、岩土试验）胜利东2号露天煤矿可研与安全预评价边坡稳定分析（指标不同，选大的稳定系数小；选小的稳定系数大）海州露天煤矿顺层边坡滑坡防治白音华神宝等软岩边坡露天煤矿设计与实际边坡稳定分析。,谢谢大家,,