铜陵化工集团新桥矿业有限公司是一个以铜硫为主的大型露天地下联合开采矿山,露采工程排土场由于受地形限制,容量不足,稳定性欠佳。本研究在收集大量资料的基础上,通过工程地质、水文地质调查、勘察,以及大量的现场和室内试验,得出了新桥矿业有限公司露天排土场主要岩土物理力学性质,利用智能有限元方法进行了排土场边坡稳定性分析,并采用BP神经网络方法对边坡的稳定性进行了预测评价,在此基础上,对排土场排土工艺进行了优化研究。 本研究结合新桥矿业有限公司生产的特点,对上盘含泥量较高的剥离物料与下盘的五通组石英砂岩实行分排,改善了堤坝前排土物料的强度,提高了排土场的总体稳定性。堆筑堤坝材料采用粗颗粒的物料,并且采用小段高台阶排土,排土设备自动碾压,提高了堆筑堤坝体的密实度及固结度,以及母坝的稳定性。由于堤坝物料级配选择合理,既保证了堤坝的渗透性,又改善了堤坝的反滤特性,从而省去了在调节库中设置的拦泥坝。 在90m堤坝选址中,将堤坝位址在原设计的基础上外移了90～110m,增加了新四房排土场容积753万m~3,同时也减少了征地面积。由于老四房排土场的稳定性条件较差,推进线与排土场已超过原研究界限,属于超排,稳定性条件差。而将90m堤坝外移,并且其走向方向与老四房排土场几乎垂直,对老四房排土场起到重要的支撑作用,提高了老四房排土场的稳定性。 由于在排土场堤坝底部用大块铺垫,提高了排土场底部的泄流作用和渗透性,降低了排土场的浸润曲线,有利于堤坝的稳定。 排土场稳定性分析及排土工艺优化研究,节约了大量的基建资金和营运费用,不仅创造了6000万元以上的直接经济效益,而且为新桥矿业有限公司持续稳定安全生产提供了技术支持和安全保障。