排土場穩(wěn)定性及災(zāi)害防治

內(nèi)容概要

我國在20世紀(jì)80年代以后開始全面系統(tǒng)地開展排土場滑坡機理等方面的研究，《排土場穩(wěn)定性及災(zāi)害防治》是作者王運敏、項宏海根據(jù)多年來對排土場穩(wěn)定性及泥石流研究的成果編寫而成的。
全書系統(tǒng)總結(jié)了排土場穩(wěn)定性及泥石流的研究方法，排土場的滑坡機理，泥石流成因，排土場滑坡和泥石流防治措施，排土場監(jiān)測方法，排土場規(guī)劃和排土場管理，排土場植被復(fù)墾方法和實例及國內(nèi)外排土場滑坡或泥石流實例。
《排土場穩(wěn)定性及災(zāi)害防治》既可用于指導(dǎo)排土場災(zāi)害防治研究、教學(xué)，又可用于指導(dǎo)礦山企業(yè)排土場安全生產(chǎn)管理，也可作為排土場設(shè)計參考。
主要讀者包括從事排土場科研、生產(chǎn)、設(shè)計的工程技術(shù)人員及高等學(xué)校的師生。

作者簡介

王運敏，教授級高級工程師，享受政府特殊津貼?，F(xiàn)任中鋼集團馬鞍山礦山研究院院長，兼任中國金屬學(xué)會理事、采礦學(xué)會副主任，中國冶金礦山企業(yè)協(xié)會理事，全國錳業(yè)技術(shù)委員會主任，金屬礦山雜志社和現(xiàn)代礦業(yè)雜志社社長等。
近30年來，先后牽頭組織和參加完成了“六五”到“十一五”國家科技支撐計劃項目，還承擔(dān)了國家“863”項目、“973”項目、院所基金項目、省市項目及企業(yè)委托研究課題等80余項，在露天開采工藝和安全技術(shù)方面取得了一系列科技成果，先后獲得國家科技進(jìn)步獎二等獎3項，部級特等獎1項、一等獎4項、二等獎5項，獲授權(quán)發(fā)明專利3項，出版專著2部、主持編制國家行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)2部，發(fā)表論文30多篇。
項宏海，教授級高級工程師，享受政府特殊津貼?，F(xiàn)任中鋼集團馬鞍山礦山研究院副院長，兼任中國大洋協(xié)會理事，國家標(biāo)準(zhǔn)委員會非煤礦山技術(shù)委員會副主任，安徽省地質(zhì)學(xué)會副理事長等。
近30年來，先后組織或參加完成了國家科技支撐計劃項目、國家“973”項目、院所基金項目、省市項目及企業(yè)委托研究課題等30余項，在礦山邊坡、排土場、尾礦庫等巖土工程技術(shù)方面取得了大量科技成果，先后獲國家科技進(jìn)步獎二等獎1項，省部級科技進(jìn)步獎二等獎2項，其他獎項5項，出版著作2部，發(fā)表論文10多篇。

書籍目錄

1  概述
  1.1  排土場場址選擇
    1.1.1  影響排土場場址選擇的因素
    1.1.2  排土場場址選擇應(yīng)遵守的原則
  1.2  排土場分類
    1.2.1  內(nèi)部排土場
    1.2.2  外部排土場
  1.3  排土工藝技術(shù)
    1.3.1  汽車運輸—推土機排土工藝
    1.3.2  鐵路運輸排土工藝
    1.3.3  膠帶運輸排土工藝
    1.3.4  剝離廢石與尾砂混合堆置工藝
    1.3.5  排土運輸作業(yè)費用
2  排土場滑坡及泥石流形成機理
  2.1  巖土散體力學(xué)性質(zhì)及試驗方法
    2.1.1  原巖（土）物理力學(xué)性質(zhì)和試驗方法
    2.1.2  散體巖石力學(xué)性質(zhì)和試驗方法
    2.1.3  散體巖石的塊度組成和對力學(xué)性質(zhì)的影響
  2.2  排土場地基巖土性質(zhì)及其穩(wěn)定性影響因素
    2.2.1  排土場軟巖地基的固結(jié)變形特征
    2.2.2  排土場基底承載能力及臺階極限高度分析
    2.2.3  排土場軟巖地基的工程處理
  2.3  大氣降雨和排土場滲流
    2.3.1  排土場的水文地質(zhì)分類和補、徑、排條件
    2.3.2  排土場降雨和地下水排泄的相關(guān)性
    2.3.3  排土場降雨入滲和地下水排泄的概念模型
    2.3.4  排土場降雨入滲模型試驗
    2.3.5  降雨匯流排土場地下水線性滲流數(shù)值分析
    2.3.6  降雨匯流排土場地下水非線性滲流數(shù)值分析
  2.4  排土場滑坡機理及其影響因素
    2.4.1  概述
    2.4.2  排土場穩(wěn)定性的影響因素
    2.4.3  排土場變形特征和滑坡形式
  2.5  排土場泥石流的形成和分析
    2.5.1  排土場泥石流形成特點
    2.5.2  排土場泥石流的形成機理
    2.5.3  排土場泥石流的研究方法
3  排土場穩(wěn)定性分析方法
  3.1  極限平衡分析法
    3.1.1  穩(wěn)定性計算的基本公式
    3.1.2  臨界滑動面的優(yōu)化方法
  3.2  三維極限平衡分析
    3.2.1  三維極限平衡分析
    3.2.2  計算實例
  3.3  非線性有限單元法
    3.3.1  非線性有限單元法的基本公式及分析計算軟件
    3.3.2  計算實例
  3.4  可靠性分析方法
    3.4.1  蒙特-卡洛分析方法
    3.4.2  Rosenbluth法
    3.4.3  破壞概率標(biāo)準(zhǔn)的確定
    3.4.4  計算實例
  3.5  隨機有限元法
    3.5.1  彈塑性隨機有限元數(shù)學(xué)模型
    3.5.2  軟土地基固結(jié)變形的彈塑性模式
    3.5.3  排土場軟土地基固結(jié)變形隨機有限元分析計算實例
4  排土場災(zāi)害及其防治技術(shù)
  4.1  排土場穩(wěn)定性工程治理措施
    4.1.1  合理控制排土工藝
    4.1.2  地表水和地下水的治理
    4.1.3  土工結(jié)構(gòu)加固邊坡和攔擋泥石流
    4.1.4  排土場泥石流防治工程技術(shù)應(yīng)用案例
  4.2  排土場監(jiān)測系統(tǒng)
    4.2.1  排土場位移監(jiān)測
    4.2.2  排土場泥石流的監(jiān)測
5  露天礦排土規(guī)劃和排土管理
  5.1  排土場規(guī)劃的目的與意義
  5.2  排土規(guī)劃
    5.2.1  排土場選址的原則
    5.2.2  排土場豎向堆置形式
    5.2.3  排土工程的優(yōu)化模型
    5.2.4  排土規(guī)劃應(yīng)用實例
  5.3  排土場安全生產(chǎn)管理
    5.3.1  排土場安全生產(chǎn)管理的意義
    5.3.2  排土場安全生產(chǎn)管理的主要內(nèi)容
    5.3.3  金屬非金屬礦山排土場安全生產(chǎn)規(guī)則
6  排土場生態(tài)重建和環(huán)境保護
  6.1  排土場對環(huán)境的影響
    6.1.1  國內(nèi)礦山生態(tài)環(huán)境保護概況
    6.1.2  國外礦山生態(tài)環(huán)境保護概況
  6.2  排土場對生態(tài)環(huán)境破壞分析與控制
    6.2.1  排土場生態(tài)破壞分析
    6.2.2  排土場生態(tài)環(huán)境污染控制
  6.3  排土場生態(tài)修復(fù)與重建技術(shù)
    6.3.1  排土場生態(tài)修復(fù)與重建技術(shù)現(xiàn)狀
    6.3.2  排土場生態(tài)修復(fù)與重建技術(shù)
  6.4  露天礦排土場復(fù)墾實例
    6.4.1  含基巖及硬質(zhì)巖石較多的排土場生態(tài)重建
    6.4.2  表土少，棄巖易風(fēng)化的排土場生態(tài)重建
    6.4.3  表土豐富的排土場生態(tài)重建
    6.4.4  酸性土壤的排土場生態(tài)重建
    6.4.5  煤礦排土場生態(tài)重建
7  排土場滑坡和泥石流治理實例
  7.1  江西銅業(yè)公司永平銅礦排土場穩(wěn)定性及滑坡治理
    7.1.1  礦區(qū)工程地質(zhì)與水文地質(zhì)
    7.1.2  排土場現(xiàn)狀
    7.1.3  排土場滑坡和泥石流
    7.1.4  排土場滑坡和泥石流成因分析
    7.1.5  排土場滑坡和泥石流防治措施
    7.1.6  排土場植被復(fù)墾
  7.2  本鋼歪頭山鐵礦排土場穩(wěn)定性及滑坡防治
    7.2.1  礦區(qū)自然條件
    7.2.2  排土場現(xiàn)狀
    7.2.3  下盤排土場穩(wěn)定性狀況及滑坡原因分析
    7.2.4  排土場綜合治理及技術(shù)改造措施
  7.3  攀鋼礦山公司露天礦排土場穩(wěn)定性及滑坡治理
    7.3.1  蘭尖鐵礦排土場穩(wěn)定性防治技術(shù)
    7.3.2  朱家包包鐵礦排土場穩(wěn)定性防治技術(shù)
  7.4  潘洛鐵礦大格排土場泥石流防治
    7.4.1  排土場主要技術(shù)參數(shù)
    7.4.2  高臺階排土場滑坡和巖土流失規(guī)律
    7.4.3  大格排土場泥石流綜合防治措施
  7.5  太鋼尖山鐵礦排土場穩(wěn)定性及其防治技術(shù)
    7.5.1  工程、水文地質(zhì)條件
    7.5.2  尖山鐵礦排土場現(xiàn)狀
    7.5.3  尖山鐵礦排土場穩(wěn)定性分析
    7.5.4  南排土場寺溝8.1大滑坡
    7.5.5  可能的滑坡模式及其影響因素
  7.6  安太堡露天煤礦南排土場穩(wěn)定性及滑坡治理
    7.6.1  南排土場現(xiàn)狀和地基土層構(gòu)造
    7.6.2  南排土場滑坡概況
    7.6.3  滑坡產(chǎn)生的原因及性質(zhì)
    7.6.4  南排土場滑坡綜合治理措施
  7.7  希臘“南區(qū)”褐煤礦排土場大滑坡
    7.7.1  排土場的地質(zhì)和水文條件
    7.7.2  排土場的結(jié)構(gòu)和形成
    7.7.3  排土場滑坡因素分析
  7.8  美國辛辛那提城市固體垃圾場大滑坡
    7.8.1  垃圾場工程地質(zhì)條件分析
    7.8.2  滑坡影響因素分析
    7.8.3  滑坡區(qū)現(xiàn)場觀測
    7.8.4  滑坡原因分析
附錄  金屬非金屬礦山排土場安全生產(chǎn)規(guī)則
參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

版權(quán)頁：   插圖：   降雨與泥石流的形成密切相關(guān)，激發(fā)泥石流是短時暴雨過程中或雨后的某個時刻，泥石流形成之前的降雨是激發(fā)泥石流的直接原因，而之后的降雨只對泥石流的持續(xù)時間及其規(guī)模起作用。泥石流暴發(fā)的激發(fā)動力，雨強的大?。?0min或60min雨強），是預(yù)測泥石流產(chǎn)生的重要指標(biāo)。 2.4.2.3地基軟巖和地形坡度的影響 地形地貌是決定排土場滑坡和產(chǎn)生泥石流的另一重要因素。為了能加大排土場堆積容量，少占地，礦山排土場大多選擇在地勢比較陡峭的山坳、山溝里，從上往下排土?xí)r，所形成的排土場邊坡角往往是由所排棄廢石的安息角決定的，因為廢石的巖性和粒度不同而形成的邊坡自然安息角也不同。對于在陡峭地基上所形成的排土場邊坡大多也比較陡，這種高臺階排土場的穩(wěn)定性也比較差，往往產(chǎn)生滑坡和泥石流；尤其是在雨水和地表水的作用下，高臺階陡峭的邊坡使得水和土質(zhì)漿體沿著排土場的凌空面做快速運動，而影響泥石流產(chǎn)生的規(guī)模與流動速度。 當(dāng)?shù)鼗菆杂矌r層而且比較穩(wěn)固，且排土場與地基的接觸面又比較光滑，含有薄層黏土受水浸潤或分布有腐殖層時，會產(chǎn)生廢石與地基接觸面之間的滑坡，多數(shù)情況發(fā)生在傾斜地基面的條件下。所以說地形坡度直接影響排土場的穩(wěn)定性。 （1）當(dāng)傾角較小或接近水平時，地基面對排土場的穩(wěn)定性影響較小，如果地基表土軟巖層較薄，則經(jīng)過排土場壓實固結(jié)后，對于排土場穩(wěn)定性影響不大。但如果地基的軟弱巖層較厚，即使地基的傾斜角呈水平或平緩時，滑動面首先出現(xiàn)在地基軟巖層內(nèi)部，呈圓弧滑面并牽引上部廢石邊坡滑動，而組合單一滑面。 （2）如果地基的傾斜角比較大時，則沿地基軟弱巖層的滑坡還要嚴(yán)重一些，因為這時沿著滑面的剪應(yīng)力隨著地基順坡傾角的增大而增加。即使地基是硬巖不含軟弱層，當(dāng)其坡角大于巖石內(nèi)摩擦角和自然安息角時，容易出現(xiàn)沿地基面的滑坡，這時地基成為自然滑動面。例如澳大利亞Fordin9礦務(wù)局所屬11個排土場的觀測資料表明，它們的排土場高度30～200m，坐落在10°～26°傾角的山坡地帶，其穩(wěn)定性良好，但地基坡度超過24°～26°時，其排土場便出現(xiàn)滑坡，或者要在坡腳采取穩(wěn)坡措施。

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