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澳大利亚最大的露天金矿'Super Pit'计划扩建

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文章摘要

北极星资源公司计划扩建其位于西澳大利亚的Super Pit(正式名称为Fimiston Open Pit),以延长矿山的生产年限至2034年。Super Pit是北极星公司旗下卡尔古利联合金矿的四大资产之一,距离珀斯约600公里。扩建计划包括扩大现有矿坑、增加尾矿库规模和清理更多土地。 Super Pit是全球第六深的露天金矿,具有复杂的边坡结构。边坡稳定性分析和设计优化使用了多种工具和方法,包括Dips、SWedge、RS2、Slide2、Slide3和3DEC等。

这些工具帮助分析了边坡岩体的结构参数,如倾向/倾角、节理粗糙度JRC、节理长度Persist和节理间距Spacing,并用于运动学分析和数值模拟。 优化后的边坡设计考虑了台阶坡面角、台阶高度、台阶宽度和坡道角等多个因素,安全系数设定在1.6至1.8之间,破坏概率控制在0至1%。这些研究成果和分析工具的应用对于确保Super Pit边坡的稳定性和安全性至关重要。

正文         

1. 引言

近日,北极星资源公司(Northern Star Resources)正在寻求批准对'Super Pit'的扩建计划,该项目将使 Super Pit的生产年限延长7年,使其保持开放至 2034 年。该矿的正式名称是Fimiston Open pit(菲米斯顿露天矿),是北极星公司卡尔古利联合金矿公司(KCGM,Kalgoorlie Consolidated Gold Mines)的四大资产之一,位于珀斯(Perth)以东约600公里处。

拟议的扩建工程包括拓宽和加深现有的矿坑,扩大菲米斯顿(Fimiston)二期尾矿库的规模和建造一个新的尾矿库(菲米斯顿三期),同时还涉及清理1868公顷的土地(其中1580公顷为植被)。北极星预计开发面积将从目前批准的5914公顷增加到7795 公顷。长期以来,人们一直在猜测Super Pit的命运,但在2020年北极星购该资产几个月后,承诺继续开采到2030年代中期。

2. Super Pit边坡

Super Pit是西澳大利亚最大的露天金矿,位于卡尔古利-博尔德市(Kalgoorlie-Boulder)以东,距离西澳大利亚珀斯(Perth)以东约600km。Fimiston Pit的开采始于1989年,在这之前,已经进行了近一个世纪的密集的地下开采,最大深度达1300m。Super Pit是全球排名第六最深的露天矿,露天矿长3.8公里,宽1.5公里,深达600米,2020年的矿坑(Golden Pike cutback)深度扩大到720米,整体边坡角52°。双台阶的坡面角设计为75°/90°。

通过对边坡岩体测量,使用Dips聚类出4组节理。

主要的结构参数有倾向/倾角,节理粗糙度JRC【极限平衡分析中Barton-Bandis 模型的输入参数】,节理长度Persist【扩展有限元(XFEM)模拟岩体节理网络(DFN | Joint Network)】和节理间距Spacing【估算RQD的算法和规则】,这些参数用于进行运动学分析(Swedge)【Swedge: 岩石边坡楔形破坏稳定性分析】和数值模拟(3DEC)【3DEC V1.0 到V9.0---岩石顶板楔稳定性分析(Falling Wedge)的命令演化】的输入参数。
初始设计的台阶坡面角BFA为50°~75°,台阶高度BH为20~30m,台阶宽度为10m,坡道角为37°~59°。
优化设计使用的分析工具主要有:Dips, SWedge, RS2, Slide2, Slide3和3DEC,最终优化的台阶坡面角BFA为50°~75°,在个别分区采用90°的坡面角,台阶高度BH为20~30m,台阶宽度为10~11.5m,坡道角为37°~63°。安全系数取1.6~1.8,破坏概率取0~1%。

3. 参考

(1999) Simulation of A Large Open Pit Mine Operation In Australia【三维极限平衡分析 (Three-Dimensional Limit Equilibrium)】

(2002) Measurement and analysis of rock mass discontinuity spacing and frequency in part of the Fimiston Open Pit operation in Kalogeria, Western Australia: a case study【岩体特征---不连续组数(Discontinuity Set)】

(2003) Estimates of rock shear strength in part of the Fimiston open pit operation in Western Australia【各向异性岩体边坡的三维稳定性(Anisotropic Rock Masses)】

(2006) Underground Workings Detection At The Fimiston Open Pit KCGM (pdf)【开挖损伤带(EDZ)的文献调查】

(2007) Wall Optimisation – A Case Study from the Fimiston Open Pit, Kalgoorlie Consolidated Gold Mines (pdf)【采矿边坡稳定性---未来的边坡(Slopes of the Future)】

(2011) Evaluation of Open Pit Mine Slope Stability Analysis【通过Euclidean距离计算向量值来对句子相似度排序】

(2011) Photogrammetric Mapping and Survey Assessment of Complex【地面激光扫描仪(Terrestrial Laser Scanner)在岩土工程中的应用(1)---Rockfall】 Structural Geology in the Design Analysis of Pit Walls: Superpit, Kalgoorlie (pdf)

(2011) Use of Three-Dimensional Distinct Element Numerical Modelling to Determine Ultimate Pit Slope Stability in Areas of Highly Dense Relict Underground Openings: Super Pit, Kalgoorlie【露天采矿台阶楔形体稳定性(Bench Wedge Stability)】

(2011) Optimisation of the Eastern Pit Wall of the Superpit: An Example of a Staged Capital-Delivered Geotechnical Design to Increase Project Value (pdf)【在海平面下采矿---神奇的Island Copper露天矿】 

(2013) Slope stability study in open pit and underground mines by means of forensic analysis and radar interferometry【边坡位移监测及其点云处理】 

(2016) Slope steepening of the Golden Pike west wall at Fimiston Pit (pdf)【边坡位移监测及其点云处理】

(2018) Initiatives to address rockfall risk at KCGM Super pit operation【泸定6.8级地震诱发的边坡失稳回顾】

(2023) Management of the Kalgoorlie Consolidated Gold Mine's East Wall slip

来源:计算岩土力学
岩土UM3DEC
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首次发布时间:2024-03-31
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