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随着大型露天矿生产效率的逐渐提高,安全也愈来愈受到人们的重视。然而汽车运输排土工艺中的边缘式排土方式依然存在潜在的危险。规程中给出边缘式排土的安全距离比较笼统,导致实际生产中人们往往凭借自己的经验。由于排土场岩性、自卸汽车吨位的不同导致很难依靠单一的安全距离来指挥实际生产。这种方法往往导致两种可能:一、安全距离过大,自卸卡车排土时排到场地上,增加推土机的工作量,降低生产效率,增加额外的经济投资。二、安全距离过小,导致自卸式汽车从排土场滑落,人员伤亡,造成重大的经济损失。通过研究不同吨位的自卸汽车在不同岩性排土场进行边缘式排土的安全距离为露天矿的排土工艺提供理论支持,为日后的日常生产提供指导。 本文结合矿山的实际情况及规范,并查阅研究相关文献,通过理论分析、现场调研、数值计算、数值模拟等方法进行研究。本文主要研究内容包括:(1)通过分析剥离物的抗压强度将排土场分为软岩、中硬岩、硬岩排土场,并分别以蒙东西二露天矿、魏家峁露天煤矿、大峰露天煤矿为例,研究其排弃物料的物理力学性质。(2)通过研究自卸车的倾卸机理,对自卸车卸载时进行受力分析,结合自卸车的技术参数,确定出卸载时质心的位置,应用轴荷分配理论计算自卸车卸载时后轮的最大载荷。分析重载下轮胎的接地型式,根据后轮最大载荷,确定出轮胎接地面积。(3)论述了影响排土场稳定性的因素,并就各因素进行分析。研究经典排土场稳定性分析方法,分析其应用条件及优缺点,决定采用极限分析的上限理论。通过应用上限理论确定出32吨、91吨、220吨自卸车分别在软岩、中硬岩、硬岩排土场排弃时边坡的潜在滑坡位置及安全距离。并论述在雨季或爆破时不可采用边缘式排土。(4)介绍FLAC3D及失稳判据,应用FLAC3D模拟技术,分别模拟32吨、91吨、220吨自卸车在安全距离卸载时软岩、中硬岩、硬岩排土场边坡的稳定性。通过分析安全系数及X方向位移图,并与无载荷下排土场的安全系数、X方向位移图对比,验证安全距离合理可行。(5)与规范中给定的安全距离进行对比,并确定出采用本文安全距离时推土机与规范相比所减少的工作量。 通过上述分析研究,得出32吨、91吨、220吨自卸车分别在软岩、中硬岩、硬岩排土场边缘式排土时的安全距离。