(19)中华 人民共和国 国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202111653774.0 (22)申请日 2021.12.3 0 (71)申请人 辽宁工程技术大学 地址 123000 辽宁省阜新市细河区中华路 47号 (72)发明人 贾兰　房林浩　蔡雪婷　高世松　 姜聚宇　王东　曹兰柱　 (74)专利代理 机构 沈阳东大知识产权代理有限 公司 21109 代理人 李在川 (51)Int.Cl. G06F 30/20(2020.01) G06Q 50/02(2012.01) G06F 119/02(2020.01) G06F 119/14(2020.01) (54)发明名称 一种露天矿内排土场软弱基底逐阶段优化 处理方法 (57)摘要 本发明公开了一种露天矿内排土场软弱基 底逐阶段优化处理方法， 涉及露天矿边坡稳定控 制领域， 从提高露天矿内排土场边坡 稳定性角度 出发， 针对内排土场软弱基底处理问题， 提出了 一种新的在内排土场发展的全生命周期内逐阶 段进行基底处理的优化方法， 克服了因内排土场 基底盲目处理而造成经济和时间的浪费的问题， 可用于解决露天矿软弱基底内排土场的边坡稳 定控制问题， 对实现露天矿安全、 高效生产提供 技术支持， 具有重要的实际意义、 理论价值和广 阔的应用前 景。 权利要求书2页 说明书6页 附图3页 CN 114282388 A 2022.04.05 CN 114282388 A 1.一种露天矿内排土场软弱基底逐阶段优化处 理方法， 其特 征在于： 分为以下步骤： S1： 根据现场调研确定内排土场发展计划， 设置基底处理率为K， 边坡的稳定系数为Fs， 边坡安全 储备系数为Fst； S2： 按内排土场发展计划选择内排土场基底处理方式， 计算内排土场排弃物料和基底 形成的接触面的等效力学指标； S3： 按照内排土场的推进方向， 划分n个发展阶段， 确定各阶段 所占排土场基底面区域； S4： 根据内排土场发展计划， 确定各发展阶段计算剖面； S5： 按照处理率从0％至100％的顺序， 将S2计算的接触面等效力学指标逐一带入所需 计算软件， 计算第一阶段选取的各剖面的边坡稳定系数， 直到计算的边坡稳定系数满足| Fs‑Fst|≤Fn为止， Fn为设定的阈值， 此时的处 理率k为满足边坡稳定要求的各剖面的处 理率； S6： 选取第一阶段各计算剖面S5中各剖面的处理率k中最大者作为第一阶段的处理率 K1； S7： 在第一阶段处理率确定完成的基础上， 返回S5计算第二阶段各剖面的边坡稳定系 数K2； S8： 返回S5 ‑S6， 循环n ‑1次确定第三阶段、 ……第n阶段的处理率Kn， 若第n阶段的处理率 达到100％时， 其边坡稳定系数仍不能满足|Fs‑Fst|≤Fn， 则在确定此阶段处理率为100％的 基础上提高此剖面基底所涉及的上一阶段的基底处理率， 重新进行计算， 直至满足| Fs‑Fst| ≤Fn； 确定了所有阶段的内排土场基底处理率； 按确定的各阶段的处理率， 重新验算各剖面 的稳定性。 2.如权利要求1所述的露天矿内排土场软弱基底逐阶段优化处理方法， 其特征在于： 所 述S1中的边坡安全 储备系数 Fst： 是根据 《煤炭工业露天矿设计规范》 确定的。 3.如权利要求1所述的露天矿内排土场软弱基底逐阶段优化处理方法， 其特征在于： 所 述内排土场排弃岩土和基底形成的接触面的等效力学指标， 计算方法如下： 内排土场基底处理后进行内排， 排弃岩土与基底岩层的接触面属于再生结构面， 沿整 个接触面上的应力分布是均匀的， 接触面的抗剪强度为： 将上式与库伦 ‑纳维尔方程 对比， 可得接触面的等效内聚力Cb， 等效内摩擦 系数 为： 其中： Cb表示接触面 等效内聚力， 单位 kPa； 表示接触面 等效摩擦角， 单位 °； K1表示基底处 理率， 单位％； Cj表示基底处 理后接触面内聚力， 单位 kPa； C表示弱层内聚力， 单位 kPa； 表示基底处 理后接触面内摩擦角， 单位 °； 表示弱层内摩擦角， 单位 °。权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 114282388 A 24.如权利要求1所述的露天矿内排土场软弱基底逐阶段优化处理方法， 其特征在于： 所 述边坡稳定系数 Fs的具体 计算方法为： 根据刚体极限平衡法中的剩余推力法计算 边坡稳定系数 Fs， 平衡表达式为： 其中： φi表示第i条块的推力传递系数； Ei表示第i条块的剩余推力， 单位kN； Wi表示第i 条块的重量， 单位kN； αi表示第i条块的滑面倾角， 单位 °； 表示第i条块的滑面摩擦角， 单 位°； Ci表示第i条块的滑面内聚力， 单位 kPa； Li表示第i条块的底面长度， 单位m。 5.如权利要求1所述的露天矿内排土场软弱基底逐阶段优化处理方法， 其特征在于： 所 述重新验算各计算剖面的稳定性的具体过程为： 首先将S7确定的各阶段的处理率按照 S2的 方法计算得到等效力学指标， 然后 将此等效力学指标带入所需计算软件进 行边坡稳定性计 算， 得到该剖面的边坡稳定系数。 6.如权利要求1所述的露天矿内排土场软弱基底逐阶段优化处理方法， 其特征在于： 适 用于内排土场软弱基底处 理。 7.如权利要求1所述的露天矿内排土场软弱基底逐阶段优化处理方法， 其特征在于： 所 述各阶段 所占排土场基底面区域使根据内排土场发展计划 确定的。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 114282388 A 3