排土场堆排工艺及稳定性措施

2015-03-11李安武

现代矿业 2015年5期

关键词：排土废石排土场

李安武

(厦门紫金工程设计有限公司)

排土场堆排工艺及稳定性措施

李安武

(厦门紫金工程设计有限公司)

排土场的稳定性关系到了矿山的安全生产，以东北某露天矿山排土场为例，阐述了废石堆排方式及采取的稳定性强化措施，保证了排土场安全运行的要求。

排土场堆排方式稳定性

露天矿排土场作为矿山剥离岩土物料堆积场，多由土夹砾石、块石、水、孔隙介质等组成[1]。排土场的稳定性是矿山的安全与正常生产的关键。本文以某露天矿排土场为例，阐述了废石堆排方式及确保排土场的安全运行采取的措施。

1 排土场自然条件

该露天矿排土场选择在一沟谷，东西走向，西高东低，沟底较平缓。根据工勘报告，土层分别为耕土，在场地内广泛分布，层厚0.50～1.80 m，杂色，成份主要为黏性土夹块石，富含植物根系及碎屑，松散堆积；碎石充填黏性土(角砾充填黏性土、粉土含碎石)，容重20.4 kN/m3，Ck=9.0 kPa，φk=29.0°；碎石充填黏性土，容重20.4 kN/m3，Ck=8.0 kPa，φk=31.0°；角岩(强风化)，容重28.0 kN/m3，Ck=14.1 kPa，φk=23.4°；角岩(中风化)，容重28.3 kN/m3，Ck=17.9 kPa，φk=24.7°；废石,容重9.8 kN/m3，Ck=0 kPa，φk=35.0°。

2 排土场堆置工艺及库容

采用混合排土方式，先采用顺排方式堆排655 m 平台，推土机配合推平压实。排土线整体均衡推进，坡顶线呈直线形，排土工作面向坡顶线方向有 2%的反坡。当到达655 m平台设计界线或以下，出现滚石滚落到达565 m平台时，停止在655 m平台排土，将废石运输至565 m平台开始顺排；当到达565 m平台设计界线或以下，出现滚石滚落到达坡底时，通过从上往下堆置临时道路将废石运输至坡底开始进行逆排。推土机配合推平压实，根据1∶1.5 比例形成台阶边坡，直到415 m平台。采用相同的分台阶逆排方式向上作业，直至到达655 m平台。

排土场最终堆置标高655 m，堆置总高度255 m，基底第一台阶高15 m，最后一个台阶高40 m，其余台阶高50 m，台阶边坡1∶1.5，相邻台阶之间至少留40 m宽的最终平台。单台阶边坡角为33.7°，总边坡角为18.7°，单台阶边坡角和总边坡角均小于排放废石的自然安息角为35°～38°。安全平台采用反坡，内设排水沟，防止水流冲刷坡面，排土场容积为1 902.6万m3。排土场纵剖面图见图1。各台阶容积见表1。

图1 排土场纵剖面示意

3 安全措施

(1)在植被覆盖差、土质松软的基底上排弃物堆置较高时，会产生巨大的荷载，再加上水的渗透作用，极易沿地基软弱层滑坡[2]。为此，在堆放废石前，将排土场内植被和第四系软弱层全部清除，在排土过程中，将大块废石堆填到底部，以形成渗流通道，及时将渗水排走，防止形成软弱层。

表1 排土场容积

(2)排土场周边1 m为危险范围，并设立警戒标志，严禁人员入内。

(3)对地基较差地段，控制排土场的堆存速度。当排土场堆高超过一定高度时，在坡脚部位砌筑护堤，以提高排土场的稳定性。

(4)对风化岩石、表土应分散排弃，防止形成软弱层。

(5)排土场越来越高，深部废石破碎，粒级分级和空间分层将更加明显，这种结构特征上的空间分层性，使其水文地质结构具非均质垂向渗透性：外部汇流和平台地表径流作用，使表层排土料吸水自重增加；中部具饱和-非饱和特征(多层暂时饱和带及相对隔、滞水层)；下部受高应力影响，孔隙率和渗透性降低，增加了暂时饱和带厚度，诱发弱层形成[3]。因此，应健全排土场管理制度和操作规程，加强雨季观察和对病害的及时处理。