排土场设计范文（精选10篇）
排土场设计 第1篇
张家庄排土场2010年建设投入使用至今, 现已形成了1150m、1105m、1080m、1015m、970m五个排土台阶, 排土台阶高度由20m至65m不等, 总排弃高度190m, 张家庄位于排土场南东方向。该排土场在南部冲沟的建有一座高10m, 长70m的防泥失流砼档土墙, 张家庄排土场现状示意图见图1。
该排土场距张家庄的水平距离为275m, 刚好大于排土场高度的1.5倍, 虽然满足《煤炭工业露天矿设计规范》要求, 但由于该村庄位于该排土场的山角下, 山体的坡度在30°左右, 存在较大安全隐患, 所以排土场需关闭治理。
2 排土场边坡治理方案的确定
2.1 排土场边坡失稳形式及边坡加固方式的选取
该排土场边坡较高无弱层且排放在冲沟内, 圆弧滑面很大可能出现在排弃物种。
经比选选择削减边坡, 降低可能出现滑坡的滑体重量, 减少下滑力, 以防止边坡滑动;边坡坡底压脚, 增加抗滑力, 阻止边坡滑动。同时采取两种方式来加固边坡, 同时边坡治理工程量最小。
2.2 滑坡模式的确定和计算断面的选取
为进行张家庄排土场边坡稳定性分析, 首先在排土场平面图上确定典型计算断面, 分别选取张家庄排土场的三个断面 (1-1′断面、2-2′断面、3-3′断面) 作为计算断面。
2.3 岩体物理力学参数的选取
张家庄排土场边坡岩体物理力学指标:排弃岩石容重γ为18.6KN/m3;内摩擦角φ为28°;粘聚力c取值为20k Pa;未考虑地震烈度, 地震加速度a=0。
《煤炭工业露天矿设计规范》的边坡稳定工程一章中规定外排土场边坡允许稳定系数服务年限大于20年时取1.2-1.5。考虑到五台露天煤矿张家庄排土场下部有张家庄村, 且2-2’剖面及3-3’剖面正对该村庄, 稳定系数取1.5, 1-1’剖面取1.3。
2.4 边坡稳定计算结果及其分析
计算方法采用极限平衡方法中国际上通用的Bishop法、Janbu法、Morgenstern-Price法和Ordinary法, 计算程序选用Geo-slope公司开发的Slope软件。计算结果如下表1所示。
通过必选四种方法与该排土场的适用性取Morgenstern-Price法和Bishop法的计算结果为张家庄排土场边坡稳定性分析结果。有稳定分析结果可见, 张家庄排土场边坡1-1′断面边坡角为25°时, 稳定系数为1.307。2-2′断面边坡角为22°时, 稳定系数为1.501。3-3′断面边坡角为22°时, 稳定系数为1.508。
3 排土场边坡治理工程
根据计算的稳定的边坡角, 对该排土场上部采取削坡减少下滑力, 下部压脚增加抗滑力的治理方案, 其削坡工程量为109.2万m3, 压脚填方工程量为76.5万m3。
整治后的排土场最终形成1145m、1125m、1100m、1080m、1060m、1040m、1020m、1000m、975m、950m、930m十个排土台阶, 详见排土场关闭治理设计平面图2, 最终排土场边坡角为22°, 1-1’剖面边坡角为23.1°, 2-2’、3-3’剖面稳定系数为1.5, 1-1’剖面边坡稳定系数大于1.35°。
4 结语
通过对张家庄排土场现状的分析, 选取合理的方式对排土场进行了关闭治理设计, 目的排除对南侧村庄安全隐患。排土场还需进行防排水设计及建立边坡监测网, 做好排土场监测工作, 编制完善的排土滑坡灾害应急预案。
摘要：张家庄排土场位于天和露天矿境界外的南侧, 排弃高度190m。该排土场因无设计施工, 且台阶高度高, 边坡过陡, 有受压下滑、塌陷的危险。为了认真贯彻“安全第一、预防为主、综合治理”的安全生产方针, 按照安全生产的要求, 需对张家庄排土场进行关闭治理。
关键词：排土场关闭,削坡减载,坡底压脚,Geo-slope模拟
参考文献
[1]张雷涛, 郭靖, 乌兰图嘎.露天矿外排土场裂缝分析及治理[J].露天采矿技术, 2014 (10) :01-03.
[2]陈殿勇, 贺振伟.安家岭露天矿排土场稳定性分析及工程治理[J].露天采矿技术, 2001 (01) :25-27.
[3]李伟.露天煤矿外排土场边坡稳定性分析与治理技术[J].煤炭科学技术, 2014, 42 (10) :37-40.
设计弃土场变更申请[定稿] 第2篇
关于Ⅱ标段弃渣场变更的申请
xxx总监办：
我部设计所提供冯家梁隧道口9号弃渣场（K9+500）,因无法满足我部弃渣需要，现拟变更设计弃渣场方案，特此提出申请。
1、存在的问题：
实测可弃方量46836.9m³，且弃渣坑内排水无法解决，场内有民房和坟，征地问题也无法协调。
2、拟变更方案：
经现场查看，综合实际施工需要及各方意见，拟在标尾西南2.5KM里处设立一大型弃渣场，实测可弃方量381424.6m³，变更后弃渣场满足本标弃方需要。但弃渣场北方坡脚临近道路一侧需要修筑挡墙，场地内有几户废弃民房及一座坟。
3、变更的主要内容：
弃渣场位置、场地规划设计，清运费用重新核算。
4、变更后的问题：
变更后的征地、废弃民房及坟的协调问题。
此页无正文
特此报告。
附：
1、弃渣场变更示意图
2、变更后弃渣场方量
3、原设计弃渣场方量
xxx xxx xxx 二〇一八年七月十八日
主题词：关于 弃渣场 变更 申请
抄送：xxx xxx
2018年7月18日印发
排土场设计 第3篇
摘要：尾矿库和排土场都是高势能的泥石流重大危险源，二者的降雨入渗特性均较复杂。而当高等级排土场位于大型尾矿库的下游时，其复杂性更不言而喻。通过对太和铁矿的工程实例分析，计算得到尾矿库在千年一遇洪水条件下的浸润线分布，将其导入到排土场中作为初始条件，计算得到初始浸润线；再据此分析整个研究区域的降雨条件下入渗特性。研究结果表明，尾矿库内的浸润线分布对下游排土场的影响很大，入渗作用改变了排土场边坡内的地下水渗流场，而地下水的升高则是一个缓慢的过程。
关键词：降雨入渗；非饱和渗流；尾矿库；排土场；基质吸力
中图分类号：TD216文献标志码：A
[WT]文章编号：1672-1098（2015）01-0045-05
收稿日期：2014-05-22
作者简介：朱君星（1977-），男，安徽宿州人，高级工程师，硕士，研究方向：矿山岩土工程水工专业。
[JZ（〗[WT3BZ]Rainfall Infiltration Characteristics of High-class Dump Downstream of a Large-scale Tailing Pond
ZHU Jun-xing1，2，LI Yue1，2，LI Cong-de3
（1. Maanshan Institute of Mining Research， Sinosteel Group Co. Ltd.， Maanshan Anhui 243000， China； 2. State Key Laboratory of Safety and Health for Metal Mine， Maanshan Anhui 243000， China；3. Xichang Mining Co.， Ltd.， Chongqing Iron and Steel Group， Xichan Sichuan 615041， China）
Abstract：Both of tailing pond and waster dump is high-potential fatal danger fountainhead for debris flow， and the infiltration characteristic are all complex of them. Especially， when a high-class dump is downstream of a large-scale tailing pond， the degree of complexity is more self-evident. Based on the engineering instance analysis of Taihe Iron Mining， phreatic line under the case of the millennium of the tailing pond was obtained， which is introduced into the waster dump model as an initial condition to calculate the initial phreatic line. On the basis， the infiltration characteristic in the entire area under rainfall was analyzed. The study results showed that the phreatic line distribution in the tailing pond has great influence on the waster dump at downstream， the groundwater seepage field in the dump was changed by the infiltration， and the rise of groundwater is a slow.
Key words：Rainfall infiltration； unsaturated seepage； tailing pond； waster dump； matric suction
尾矿库和排土场作为矿山重要的两大附属设施，安全性直接影响到矿山的经济效益。同样作为高势能的泥石流重大危险源，尾矿库和排土场的性质迥异。
作为“储水容器”，一般尾矿库澄清距离以内长期存在尾矿水；而作为“储砂介质”，尾矿库内尾砂颗粒较细，渗透系数较低，同时尾矿库下部堆积时间较长，固结程度较好，其渗透系数更偏低，这样就导致尾矿库内浸润线位置处于较高水平运行。
排土场也是一个滞水体，根据调查资料，因水文条件酿成排土场滑坡的例子约占事故总数50%[1]，说明排土场中水的因素对排土场稳定起到了至关重要的作用。
正因为此，在排土场上游建设尾矿库，尾矿库内本身就有很高的浸润线，进一步抬高了下游排土场内的浸润线，严重威胁到排土场的安全，成为悬在其上方的一把“利器”。
由于各种条件所限，重钢集团太和铁矿小麻柳地区规划一座尾矿库和一座排土场，两者均是相互独立和完整的系统单元。但小麻柳尾矿库下游最终将与排土场连成一个整体，两者将形成一个相互制约和影响的复杂系统。一般情况下，排土场对尾矿库的安全整体上是有利的，但前提是尾矿库和排土场自身安全可靠，尾矿库不能因为自身失稳而对下游排土场构成威胁，排土场也不能因为场底排渗不畅使得尾矿库渗水无法外排降低坝坡稳定性。此外，两者之间的正常作业不能相互干扰和影响，必须有序规划、统一管理。endprint
针对排土场处于尾矿库下游，在降雨入渗的情况下，对排土场的稳定性进行了较为细致的分析，根据研究结果，对排土场进行了再次规划，从安全和经济两个角度进行双重把控。
1工程概况
小麻柳排土场位于小麻柳沟，为常年流水沟，雨季流量约为100～180 m3/d。干季流量约为30～60 m3/d。其西分水岭最高点超过+1 850 m，低点约+1 540 m，高差约310 m。东面的安宁河为区域的最低侵蚀基准面，谷中的地表水流入安宁河，为长年流水性沟谷。排土场地表水系不发育，地下水主要靠大气降水补给。
区内日照时间长，热量丰富，年均日照时数2 4314小时，年降雨量1 043 mm，5～10月为雨季，11月至次年4月为旱季，其中93%以上降雨集中在雨季，旱季降雨量仅全年的7%。
场地地层主要由第四系冲洪积及残坡积土层、上更新统冰水堆积层，晚第三系“昔格达”半胶结粘土岩、未胶结粉砂岩、细砂岩、砾岩等组成。
区内地下水分为两种类型：第四系覆盖层中的孔隙潜水和西部基岩中的裂隙承压水，孔隙潜水受大气降水补给，承压水受大气降水及潜水补给。地下水渗流方向为由西向东径流。
小麻柳尾矿库位于排土场上游，其设计堆积标高1 750 m，库容5 801831万m3，总坝高1520 m，为二等库，防洪标准相应按1 000年一遇考虑。尾矿库初期坝体与下游排土场连成一个整体（见图1）。因此排土场的地下水受到尾矿库的制约，其上游水力边界条件较为复杂。
图1工程布置平面图
2 非饱和入渗特性
基质吸力的量测比较困难，一般多通过间接方式进行研究，土水特征曲线法最为常见。许多试验表明，当土的含水量趋近0%时，基质吸力可达620～980 MPa限值[2]。土水特征曲线获取的基本理论虽不复杂，却需要花费大量的时间、精力、设备等，而土体的颗分曲线却很容易得到。基于此，一些学者提出土水特征曲线的拟合模型[3-8]，这些模型或以已有的颗分试验成果为基础，或从数学角度进行严密推导以解析解的形式呈现。其中以文献[3]和文献[4]所提出的拟合模型最为常见。例如，文献[3]提出含有4个参数控制的方程如下：
θw=θr+θs-θr[1+（Ψa）n]m（1）
式中：θw为体积含水量；θr为残余含水量；θs为饱和体积含水量；Ψ为基质吸力；a、n、m为曲线拟合参数，a的单位为kPa，n、m无量纲。
21尾矿库的非饱和入渗特性
尾矿库内沉积的尾砂多为非饱和，因沉积特点及规律的不同，导致库内尾砂各分层的非饱和特性存在差异。土工试验结果表明：与滩顶距离越远，尾矿砂的含水量越大，颗粒越细，其孔隙比越大[9]。
22排土场的非饱和入渗特性
排土场成分复杂，粒径分布范围很大，不同的排土工艺、堆置方式对入渗特性影响很大。一般而言，对于单台阶式排土场，由于多采用汽车运输排土，大块废石压在坡脚处，渗透系数很大，上部较为密实；对于覆盖式排土场，各分级台阶从下到上的分选性类似，渗透性均由强到弱，整体而言，其渗透特性较为复杂；对于压坡脚式排土场，排土台阶由内向外推进，大块废石压在底部，细颗粒同样汇集于各台阶顶，其渗透特性与单台阶式有一定程度的相似之处（见图2）。一般而言，岩土密实度越大，大孔隙相对越少，小孔隙相对比较多。吸力相同时，干容重大的土相应的含水率一般也越大。
（a） 单台阶排土 （b） 覆盖式排土 （c）压坡脚式排土
图2排土场的典型堆置方式
小麻柳排土场采用覆盖式排土堆置方式，考虑到每个台阶高度都不超过15～20 m，为简化计算，将每个排土台阶自上而下分为两层，各分层的土水特征曲线采用式（1）拟合，再据非饱和土水分运动的基本方程式（2）得到各主要岩土层渗透系数函数（见图3）。
x[kwx（θw）hx]+y[kwy（θw）hy]+z[kwz（θw）hz]=mwγw（H-y）t（2）
式中：kwx（θw）， kwy（θw）， kwz（θw）为x， y， z方向的渗透系数，是关于体积含水量θw的函数； mw=-θw（ua-uw）为土水特征曲线斜率绝对值，（ua-uw）为基质吸力；γw为水的容重；H为总水头；y为位置水头；t为时间，当t=0时，为稳定渗流。
基质吸力/kPa
1. 排土物料下层；2. 排土物料上层；3. 尾砂
图3主要岩土层渗透系数函数
3入渗条件下数值模拟计算与分析
31几个关键性问题
小麻柳排土场的等级较高，安全风险较大，加之其处在尾矿库的下游，尾矿库的使用无疑给排土场带来安全隐患。因此，必须要确保尾矿库、排土场的双重稳定。
1） 尾矿库是二等库，其防洪标准为1 000年一遇，需要考察尾矿库在千年一遇洪水条件下的最高洪水位；在此条件下，考虑降雨入渗对尾矿库非饱和带的影响，研究其浸润线变化规律。
2） 在上述情况下，尾矿库浸润线变化对下游排土场的影响，同时还需兼顾排土场的降雨入渗特性。
32计算过程及结果
在GeoStudio软件中建模并划分网格，计算模型如图4所示。
L/m
图4计算剖面图
非饱和土体渗流边界条件有三种形式。第一类为Dirichlet边界，给定边界上水头分布或势函数，亦称水头边界，考虑与时间t有关的过程中，水头边界是不断变化的，可表示为hΓ1=f（x，y，x，t）；第二类为Neumann边界，在边界上给出位势函数或水头的法向导数，或称流量边界，涉及与时间t有关的边界时，hnΓ2=-vnk=f（x，y，z，t）；第三类是前两种条件的组合，含水层边界的内外水头差和交换的流量之间保持一定的线性关系，即h+αhnΓ3=β，前述各式中h为等势面，Γi（i=1，2，3）为积分区域边界，vn为单面面积边界上穿过的流量。对于降雨入渗和蒸发，文中均考虑流量边界条件。计算得千年一遇洪水工况下尾矿库的浸润线情况如图5所示。endprint
L/m
图5千年一遇洪水工况下尾矿库的浸润线
将尾矿库的浸润线计算结果导入到排土场模型中，计算降雨入渗初期，排土场内的初始浸润线（见图6）。施加降雨，根据当地气象资料，设定降雨强度350 mm/d，持时1天，采用流量边界条件，来不及入渗的雨水经由底部平台宣泄。计算得降雨结束初期尾矿库及排土场的浸润线分布情况（见图7）。
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图6尾矿库千年一遇洪水工况影响下的排土场初始浸润线图
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图7降雨结束初期排土场浸润线分布（持时1天）
33计算结果分析
根据计算可知，尾矿库在千年一遇洪水状态下的浸润线很高（见图5），从初期坝出露的地下水进入排土场中，抬高了排土场中的地下水位（见图6）。
在降雨一天后（见图7），尾矿库和排土场内部浸润线未发生明显变化，但在其表面均形成较大规模的暂态饱和区，其深度从5～20 m不等。在库内，由于地势较为平缓，其径流能力偏弱，湿润峰向下推移的距离较大，入渗深度较大；而在排土场边坡的表面，坡度的存在使得降雨径流速度远远大于入渗速度，其入渗能力较之于库内偏弱，决定了其暂态饱和带多分布在边坡的浅层位置。
降雨结束后的一段时期内（见图8），由于滞后效应，入渗作用仍在持续，湿润峰进一步向下推移，相应地，暂态饱和区逐步下移；与此同时，雨后蒸发效应不断增强，边坡内部的浅层地下水部分进入大气，浅层部位的暂态饱和区逐渐消失。
到雨后第10天（见图8b），边坡浅层位置的暂态饱和区进一步减少，重新转换为非饱和带；到第15天，浅层暂态饱和区范围继续减小，同时，内部的雨水持续下渗，饱和带继续往下推移。到了第20天左右，边坡体内的暂态饱和区已渐消失，湿润峰已移至地下水处，抬高了排土场内的地下水。可见，降雨对排土场内部浸润线的影响是中长期的。
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（a） 第2天
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（b） 第10天
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（c） 第15天
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（d） 第20天
图8降雨结束后排土场浸润线分布
4结论
通过对太和铁矿的工程实例分析，将尾矿库在千年一遇洪水条件下的浸润线分布导入到下游排土场中，计算得到初始浸润线；再分析整个研究区域降雨条件下的入渗特性，为后期的整体稳定性研究及排土场经济规划打下基础。
研究结果表明，尾矿库内的浸润线分布对该排土场的影响很大；降雨结束初期，排土场边坡表面暂态饱和区范围很大，随着时间推移， 蒸发效应和
入渗效应的进一步作用，浅层的暂态饱和区逐步消失，深层的湿润峰不断下移；经过20天左右，降雨对排土场地下水位的影响开始逐渐显现。可见，降雨入渗作用改变了排土场边坡内的地下水渗流场，而地下水的升高则是一个缓慢的过程。
参考文献：
[1]冶金工业部马鞍山矿山研究院. 露天矿排土场技术调查报告[R]. 马鞍山： 冶金部黑色金属矿山情报网， 1985.
[2]D G Fredlund. Comparison of soil suction and one-dimensional consolidation characteristic of a highly plastic clay[R]. National Research of Canada Division of Building Research. Technical Paper No. 245 of the Division of Building Research， Ottawa， Canada： 1964.
[3]M TH VAN GENUCHTEN.A Closed-form Equation for Predicting the Hydraulic Conductivity of Unsaturated Soils[J]. Soil Science Society of American Journal. 1980， 44（5）： 892-898.
[4]D G FREDLUND， ANQING XING.Equations for the soil-water characteristic curve[J]. Canadian Geotechnical Journal， 1994， 31（3）： 521-532.
[5]包承纲. 非饱和压实土的多相形态及孔压消散问题[C]// 李承刚， 唐美树， 徐渭. 第三届全国土力学和基础工程会议论文集. 北京：中国建筑工业出版社， 1979：12-16.
[6]包承纲. 非饱和土的性状及膨胀土边坡稳定问题[J]. 岩土工程学报，2004， 26（1）： 1-15.
[7]BAO C G， Gong B W， Zhan L T. Properties of unsaturated soils and slope stability for expansive soils[C]//Proceeding of The 2nd International Conference on Unsaturated Soils. Beijing： International Academic Publishers， 1998： 71-98.
[8]徐永福， 董平. 非饱和土的水分特征曲线的分形模型[J]. 岩土力学，2002， 23（4）： 400-405.
[9]段蔚平， 汪斌. 尾矿坝非饱和带滞水曲线模型的建立及应用[J]. 岩土力学，2003， 24（S2）： 65-68
浅谈矿山排土场设计及优化治理 第4篇
1 矿山排土场功能
矿山排土场作为矿山开采中收容废石的场所, 其中必然存在大量的固体小颗粒。无论是哪种排土工艺, 在卸土和转排时, 随排弃的废石在排土场坡面滚动及风力的作用, 产生大量的粉尘, 四处飞扬, 影响作业人员的身体健康, 造成空气污染。另外, 排土场污水中含有有害重金属和强酸性物质对下游水系造成严重污染。
在采场外围迎水面挖截 (排) 水沟, 拦截和疏导可能进入采场外部汇水, 对收集的雨水用于防尘洒水;在矿石或围岩中含硫较高形成酸性矿坑水时, 加石灰进行中和处理;采场、排土场产生的淋溶水, 经收集沉淀净化处理后用于矿山防尘洒水;工业场地生产废水隔油后作洒水除尘用。排土场上部设截流沟拦截大气降水, 下部设拦渣坝, 降低水土流失, 减少对环境的影响。
2 矿山排土场设计
2.1 矿山排土场设计原则
排土场设计时, 应本着全面规划与分期建设、开发与治理并重方针, 排土场设计选址应遵循的原则外, 一般还应遵循以下原则:贯彻安全第一的方针, 排土与土地复垦相结合, 内部排土场设计不得影响矿山正常开采和边坡稳定, 排土场坡脚与矿体开采点和其他构筑物之间应有一定的安全距离, 排土场设计的阶段高度、总堆置高度、安全平台宽度、总边坡角、相邻阶段同时作业的超前堆置高度等参数, 应满足安全生产的要求在设计中明确规定。
2.2 矿山酸性排土场设计
2.2.1 矿山排土场治理设计必须明确要
尽量收集原始地质资料, 并对其周边出露地层进行详细踏勘、槽探和钻探, 推测基岩地质条件。勘察可采用综合勘探手段, 钻探、物探、地质调查、堆积体力学试验, 工程地质类比法等。排土场的潜在失稳模式有四种:排土本体近程滑动、沿原始山体表面滑坡、排土场基础山体滑坡、排土泥石流。
2.2.2 对本排土场及其周边区域土体与
基岩的地形、地质结构、物质组成进行踏勘和槽探, 获取排土场基岩地质结构信息;同时对类似排土场的稳定性状况进行资料调查, 进行类比分析;开展坡面表层土体及堆积土体的大型力学试验获得其强度和变形参数。
2.2.3 要依照《金属非金属矿山排土场安全生产规则》对排土场进行安全评价。
进行稳定性计算时, 要对堆置要素进行验算、评价, 看其是否满足要求。如堆置总高度、台阶高度、岩土自然安息角与边坡角。最小平台宽度、有效容积、占地面积等。看看这些指标是否超过规范要求。
2.3 矿山酸性排土场位置的选择
矿山酸性排土场位置的选择, 应保证排弃土滑坡、塌方等威胁采矿场、排土场位置选定后, 应进行地形测绘, 分析确定排土参数。内部排土场不得影响矿山正常开采和边坡稳定, 排土场坡脚与矿体开采点和其他构筑物之间应有一定的安全距离, 必要时应建设滚石或泥石流拦挡设施。排土场选址时应避免成为矿山泥石流重大危险源, 无法避开时要采取切实有效的措施防止泥石流灾害的发生。
3 酸性排土场的修复保护和管理
应该注重酸性排土场周边的环境保护, 在施工过程中环境保护的重点是水土流失防治、植被保护以及扬尘和噪声控制、水域污染防治。
3.1 水土流失防治
弃土场弃土填筑施工前, 必须在山腰位置依照山势条件设置一定数量的汇水沟渠, 将降雨时的地表水流通过汇水沟进行汇流, 做好拦排水, 防止雨水在新弃土表面形成径流, 对新地表冲刷造成水土流失, 对弃土场下方造成污染。在弃土过程中, 严格按照摊铺、碾压程序施工, 严禁未经碾压直接摊铺新土层。土层摊铺过程中, 依照施工进展形成内高外低的坡势, 在汇流沟渠上设臵一定数量的集流槽, 将水流中的泥土进行沉淀。及时掌握天气变化情况及当地汛情, 提前做好排水沟与集流槽的清淤工作, 完善排水沟等设施。
3.2 植被保护
施工作业前, 将弃土场地表林木进行移植, 地表土清理到用地边界, 清表时, 严禁烧荒, 避免引发火灾。弃土完成后, 对弃土场进行全面环保处理, 坡面进行植草防护, 以减少水土流失及绿地、耕地的损坏。
3.3 酸性排土场设计时要在建设初期做
好修复计划, 排土时地表土壤单独堆放, 同时利用附近岩土在排土场底部铺设较为隔水土层, 然后才开始堆排低品位矿石及岩土, 闭坑前顶部铺设准备好的表土, 表土层种植草本或灌木类植物, 减少雨水进入表土下层含酸性低品位岩土层生成酸性废水污染环境。
3.4 加强了酸性排土场安全检查工作, 明确作业管理检查内容。
如排土场出现不均匀沉降、裂缝时, 应查明沉降量, 裂缝的长度、宽度、走向等, 并判断危害程度;排土场周边环境是否存在危及排土场安全运行的因素;排土场发生滑坡时, 应检查滑坡位置、范围、形态和滑坡的动态趋势及成因;明确排土场安全设施检查内容等。
3.5 完善防 (排) 洪系统。
山坡排土场周围应修筑可靠的截洪和排水设施拦截山坡汇水。排土场内平台应实施2%-3%的反坡, 并在排土场平台修筑排水沟拦截平台表面山坡汇水。排土场下游必须设拦挡坝, 并留设排水孔。
结语
排土场能够得到有效的治理, 不仅降低对排土场下游及周边小选矿厂、农田的灾害威胁, 同时大大减少了雕暴雨产生泥石流的可能性, 可以有效地控制的水土流失, 改善矿区的环境, 密切企业与地方关系, 为矿山职工及周边人民群众创造一个良好的生活与工作环境。
摘要：排土工序是露天矿开采的基本工序之一, 作为露天矿山接纳废石的场所, 是露天矿组织生产不可缺少的一项永久性工程建筑。因此, 排土场在矿山整个生产时期以及闭坑后相当长时期内能否长期保持安全运行是矿山经营管理者必须考虑的重大问题。排土场一旦发生重大变化, 就会对矿山生产和周围生态环境产生严重影响。本文将从环境保护角度出发, 谈谈矿山排土场的设计和日常的管护治理。
关键词：排土场,生态系统,治理
参考文献
[1]周占雄.露天矿排土场失稳分析及稳定措施[J].山西煤炭, 2000 (3) .
[2]王思凯.安家岭露天矿东排土场稳定性分析[D].辽宁工程技术大学.2007.
[3]段喜明, 王治国, 宋震勇, 佟则昂, 陈建军.安太堡露天煤矿南排土场滑坡体稳定性及治理[J].水土保持学报, 1999 (1) .
黄土高原露天矿排土场生态重建探讨 第5篇
黄土高原露天矿排土场生态重建探讨
摘要：露天矿开采排出大量的剥离土,引起大面积占地、景观破坏、水土流失、环境地质破坏及环境污染等环境问题.本文针对这些环境问题,从排土场选址、排土场土地重塑、整地、土壤重构、植被重建、生态系统维护等方面,论述了露天矿排土场生态重建工作的设想.作 者：杜忠义 作者单位：山西省环境科学研究院,山西太原,030027 期 刊：环境与可持续发展 Journal：ENVIRONMENT AND SUSTAINABLE DEVELOPMENT 年，卷(期)：2010, 35(1) 分类号：X171.4 关键词：露天矿 排土场 生态重建某排土场滑坡事故分析 第6篇
关键词：排土场,勘察,软土地基,滑坡,监管
1 滑坡基本情况
1. 1 排土场基本情况
某排土场原始地形为东侧低, 南、西、北面高, 整体向东倾斜的倒梨状沟谷斜坡地形, 后缘山脊走向20° ~ 25°, 宽度约500 m, 前缘挡渣坝处窄小, 宽度约250 m。排土场内由南至北发育有两条主冲沟, 两条冲沟中间为一缓坡山脊, 场地标高介于1 563 m ~1 698 m之间, 地形坡度在场地1 625 m以下为15°左右, 1 625 m以上坡度介于20° ~ 40°, 排土场北侧冲沟内在标高1 599 m ~1 604 m之间有一鱼塘, 占地面积约为4 300 m2。该土场2008年10月开始排土, 2009年雨季前已排土20余万立方米, 在滑坡前已堆积180余万立方米基建剥离的废土石, 土石比为6∶4, 岩石岩性为强风化 ~ 弱风化的辉长岩, 堆积标高在1 600 m ~ 1 690 m之间, 形成了1 690 m, 1 650 m, 1 630 m三个排土台阶 ( 见图1) 。
1. 2 滑坡基本情况
2011年2月27日6时40分左右, 排土场突然发生滑坡, 滑坡体属于矿山排弃废土石, 总面积21万m2, 滑坡总方量约56万m3, 其中排土场内散体物质39万m3, 由于滑坡滑动剥蚀带动滑动区软土17万m3, 从滑坡后壁到滑坡前沿最远距离1 060 m, 滑动距离约770 m, 滑坡后壁垂高约90 m, 滑坡后壁顶面到堆积体最前沿垂直高差约210 m, 滑坡体沿着排土场松散堆积物与原地表软弱表土接触带滑动, 在重力作用下, 冲毁拦渣坝后, 继续快速顺坡而下滑行600余米, 掩埋两户农房, 摧毁位于排土场下方的矿山公路 ( 见图2) 。
依据国土资源部2006年发布的DZ/T 0218—2006滑坡防治工程勘查规范, 该滑坡为中型推移式滑坡。
2 排土场工程建设存在问题
根据事故调查, 工程建设存在主要如下问题:
1) 设计院在没有进行排土场工程地质勘察情况下进行设计, 设计依据不充分;
2) 监理单位出具的质量评估报告与实际不符;
3) 安全验收评价单位依据未实施的优化方案和监理单位出具的质量评估报告进行验收评价, 对设计及工程完成实际情况没有进行复核, 验收依据不准确, 与实际不符;
4) 在工程勘察结束后勘察单位明确在该区域必须采取清理软土层、疏水、建重力式挡渣坝等措施后, 才能保证排土场的安全的情况下, 业主没有停止施工和排土作业, 也没有按照程序待新的设计审查批复后施工;
5) 针对2011年1月16日13时许在该土场前沿南侧冲沟内发生的局部滑塌, 设计院2011年2月14日出具了《关于某排土场排放过程中出现滑塌的应急处理意见》, 意见中明确要求治理和疏通排水盲沟, 对拦渣坝进行加固, 并24 h监测, 但业主未实施。
3 滑坡原因分析
3. 1 排土场地质环境条件
1) 地形地貌概况。
排土场场地地貌属于中低山构造剥蚀山麓堆积地貌, 区内沟谷较为发育, 微地貌复杂多变。现状弃土堆放地梨树湾原始地形为东侧低、南、西、北面高、整体向东倾斜的倒梨状沟谷斜坡地形, 后缘山脊走向20° ~ 25°, 宽度约500 m, 前缘挡渣坝处窄小, 宽度约250 m。
2) 区域地质构造及地震。
本地区在区域构造上属川滇南北向构造带中段西侧及滇藏“歹”字形构造体系的复合部位。区内构造形迹极为复杂, 褶皱、断裂发育, 以南北向及北东向构造为主, 东西向及北西向构造次之。经收集有历史记载地震资料, 场地内及周边地区 ( 100 km范围内) 未发生过7级以上地震, 时间较近和强度较高的地震有:1955年鱼鲊6. 7级地震, 1955年云南武定6级地震, 1955年华坪6级地震, 1962年树河5. 5级地震, 1995年云南武定6. 5级地震, 2008年攀枝花鱼鲊的6. 1级地震, 2011年1月31日米易北部的3. 2级地震, 上述地震发生时区内均有震感。
3) 排土场滑坡堆积区地层结构。
据勘察报告, 结合本次调查, 排土场及周边地层主要分布有第四系植物 ( Q4pd) 层, 第四系人工堆积 ( Q4ml) 层, 第四系滑堆积 ( Q4del) 层, 第四系坡洪积 ( Q4dl + pl) 层, 第四系冲洪积 ( Q4al + pl) 层, 第四系坡残积 ( Q4dl + el) 层, 下伏基岩为马槟榔组 ( ξ15m) 正长岩。结合场地内各岩土的地质年代、成因、岩性及工程力学性质, 现仅描述一下对本次滑坡影响较大的第四系冲洪积 ( Q4al + pl) 土层如下:
4粉质粘土: 褐黄、紫红色, 硬塑状态, 稍湿。含风化正长岩碎石、砾砂20% ~ 30% 。无摇震反应, 切面稍光滑, 干强度及韧性中等。整个场地大部分地段均有分布, 地层分布具有一定连续性, 揭露厚度0. 60 m ~ 17. 30 m。
41粉质粘土: 褐黄、紫红色, 可塑状态, 湿。含风化正长岩碎石、砾砂10% ~ 20% 。无摇震反应, 切面稍光滑, 干强度及韧性中等。主要分布于拟建1号, 2号排土场中前部地段, 地层分布具有一定连续性。揭露厚度1. 60 m ~ 19. 10 m。
42粉质粘土: 褐黄、深灰色, 软塑状态, 很湿。局部含风化碎石、砾砂10% ~ 20% 。局部含多量碳化木屑、植物根茎。无摇震反应, 切面稍粗糙, 干强度及韧性低。部分钻孔中有揭露, 主要呈透镜体状分布于4, 41层中, 揭露厚度0. 80 m ~ 8. 80 m。
43粗砂: 褐黄、褐灰色, 石英—长石质, 混粒结构, 含粘性土约10% ~ 15% , 稍密, 湿。部分钻孔中有揭露, 呈透镜体状分布, 厚度较薄。
上述冲洪积地层中42层属较为典型的软弱下卧层, 修建排土场过程中, 应将浅部42进行彻底清除, 对深部42应进行有效的地基处理。
4) 软弱层分布范围。
据勘察报告, 排土场地段及滑坡堆积体范围有软弱地层42层粉质粘土, 软弱土层分布位置形态及特征等如表1所示。
5) 水文地质条件。
排土场地处梨树湾, 西侧山体走向为北东向, 沿主脊两侧分布有分脊和支沟, 地形起伏变化较大, 支脊、冲沟、坎坡等微地貌发育, 总体地势由西北向东南倾斜。
a. 地表水。
排土场挡渣坝上方至山顶分水岭汇水面积约为0. 35 km2, 原始地形条件下, 排土场和滑坡堆积体范围主要冲沟中旱季有水流, 雨季水量增幅大, 暴雨季节可形成瞬时洪水, 排入威龙河。排土场内的梨树湾一带鱼塘面积相对较大, 约4 300 m2, 雨季积水。
据勘察报告, 排土场地和滑坡堆积体范围内农民自行修建了较多小型集水池, 大部分作为饮用水, 少量作为灌溉果园、菜地之用。同时排土场地和滑坡堆积体范围内共有8个下降泉, 各泉眼点四季均有水涌出, 勘察期间累计流量176 m3/ d, 其中分布在排土场挡渣坝上游的3个泉水累计流量为86 m3/ d, 滑坡发生后, 在排土场挡渣坝址处和坝址左前方形成2个集水坑, 目前采用水泵向外抽水, 抽出水量约120 m3/ d, 说明排土场内地下水丰富。
b. 地下水。
据勘察报告, 场地内地下水位介于0. 00 m ~ 14. 50 m之间, 水位埋深起伏较大。场地内地下水主要由赋存于第四系覆盖层中的孔隙潜水及赋存于基岩中的基岩裂隙水组成。45层冲洪积 ( Q4al + pl) 块碎石一般砾砂含量达30% ~ 40% , 层位较为稳定, 厚度很大, 为第四系覆盖层中最主要的孔隙潜水含水层。其余第四系覆盖层中均含有一定量的孔隙潜水。槟榔组正长岩节理裂隙发育, 地下水赋存和运移空间条件较好, 加之该地区气候属于亚热带季风气候, 雨量较为丰沛, 年平均降雨量达1 118. 60 mm, 因此, 大气降雨转渗入场地内的水量是较为可观的, 正长岩岩体中赋存了一定量的基岩裂隙水。场地内地下水主要依靠大气降水补给。雨季排土场斜坡上方第四系覆盖层中暂时性孔隙潜水下渗补给基岩裂隙水, 同时斜坡基岩裂隙水向下游渗透径流补给威龙河岸边第四系覆盖层孔隙潜水, 致使斜坡上薄弱部位地下水渗出形成较多的下降泉。
6) 地基岩土评价。
排土场和滑坡堆积体范围岩土层繁多, 各岩土层物理力学性质差异较大, 地基岩土在岩性构成、空间分布上变化很大。
据勘察报告, 需要在施工过程中注意的地层工程特性评述如下:
1植物层: 物质组成成分复杂, 土质疏松, 力学强度很低, 可压缩性很高。修建排土场前应彻底清除, 以免被掩埋后形成深部软弱易滑夹层。
1人工填土: 物质组分复杂, 堆积随意, 结构松散, 力学强度低, 可压缩性大。不能作为天然地基土使用, 堆渣前应清除。
3粉质粘土: 孔隙比e = 0. 94, 液性指数IL= 0. 35, 呈可塑状态, 局部硬塑; 压缩模量ES= 7. 7 MPa, 压缩系数a1-2= 0. 26 MPa- 1, 具中等压缩性; 具有一定力学强度, 可作为轻次型建 ( 构) 筑物基础持力层使用。作为排土场地基土, 施工过程中发现土质较为疏松的部分应挖除。
42粉质粘土: 孔隙比e = 0. 99, 液性指数IL= 0. 79, 呈软塑状态; 压缩模量ES= 5. 0 MPa, 压缩系数a1-2= 0. 45 MPa- 1, 近高压缩性, 力学强度很低。该层分布于浅表部的, 应彻底清除; 位于较深部位的构成场地内软弱下卧层, 应进行有效的地基处理。
全风化正长岩: 风化非常剧烈, 岩体呈散体状结构。该层地基土均匀性差, 仅可作为轻次型建 ( 构) 筑物基础持力层, 可作为拟建排土场地基土使用, 施工过程中发现过分松散的部分应挖除。
7) 场地内出露的泉点对排土场稳定性的影响。
排土场内3个泉点累计流量86 m3/ d, 排土场弃土后, 泉点被掩埋, 地下水排泄条件发生变化, 若处理不当地下水不能完全排出, 有可能在泉点周围形成较大的地下水体及产生较大的孔隙水压力, 弃渣 ( 土) 及场地内原有地层受地下水润湿、浸泡, 抗剪强度锐减, 岩土体容重增大, 造成排土场局部或整体失稳。同时, 排土场坝基或挡土墙地段地基土第四系坡洪积、冲洪积层颗粒粒径不均, 容易发生潜蚀、管涌及流土, 对挡土墙、坝基的稳定威胁大。
8) 排土场软弱层对排土场稳定性影响分析。
排土场堆积区地表分布有软土, 软土RT1位于北侧冲沟鱼塘以下, 超过挡渣坝下游45 m, 呈透镜体状, 总面积23 465 m2, 厚度1. 4 m ~ 6 m; 软土RT3位于排土场北侧冲沟鱼塘上部地段表部, 呈透镜体状, 总面积4 100 m2, 厚度3. 6 m左右。根据室内试验结果, 软土天然孔隙比0. 98 ~ 1. 0, 天然含水量35. 9% ~ 36. 9% , 液性指数为0. 77 ~ 0. 80, 压缩模量为3. 5 MPa ~ 6. 5 MPa, 内聚力15. 2 k Pa ~ 20. 4 k Pa, 内摩擦角10. 7° ~ 17. 7°; 除软土外, 分布在表层和中部的粉质粘土其天然孔隙比抗剪强度也较低, 承载力也较小, 在饱水条件下, 强度减弱。两套地层饱水后均为高压缩, 低强度土体, 受压极易产生压缩变形、剪切破坏, 地基失效。由于粉质粘土层在排土场分布面积大, 且处于排土场弃渣中前缘, 在数十米高的弃渣荷载作用下, 地基剪切破坏和地基失效是必然的。
3. 2 排土场滑坡过程
据对原居住在滑坡前缘一带幸存者的访问调查, 2011年2月27日6时40分左右, 排土场方向传来“隆隆”的鸣声, 还以为地震了, 当他叫起家人, 冲出房屋时, 排土场滑坡体已冲到了房屋前。
通过事后对滑坡滑源区、高速滑动区、滑体堆积区的调查分析。排土场的废土石直接座落在软土之上, 软土地基承受不了高达90 m的排土场废土石的荷载而失效, 突然产生滑坡。滑体在滑动过程中, 推动排土场坡脚与拦渣坝之间软土, 摧毁拦渣坝, 将排土场左下侧的小山脊削去一部分后, 快速顺沟下滑, 带动斜坡地带的粉质粘土一起滑动, 抵达前缘的威龙沟直到稳定。
3. 3 排土场滑坡原因分析
根据现状调查及排土场所处的地质环境条件、排土场建设过程, 结合以上滑坡过程分析研究, 该滑坡产生的原因是:
1) 排土堆积物前端及基底存在大面积力学性质极差的粉质粘土, 在排土前没有进行清除或采取加固措施, 在排土堆积物荷载作用下, 软弱地基失效;
2) 排土区域泉眼较多, 地下水丰富, 在排土前未采取有效的排水措施, 导致软弱地基土饱水而强度降低;
3) 市防震减灾局文件显示, 2011年1月31日晚上8点30分左右, 米易县发生3. 2级地震, 震中位于湾丘乡万年沟, 距离滑坡位置较近, 白马等米易北部乡镇及米易县城震感强烈, 市区轻微有感, 对该排土场的影响烈度在4度 ~ 5度, 引起排土场坡体晃动, 改变了边坡地基应力分布状态, 对该滑坡突然发生有影响;
4) 2011年2月23日的降雨雨水下渗不仅增加了排土场的荷载, 而且使排土场前缘地基土进一步软化, 对滑坡的产生有一定影响;
5) 根据GB 50421—2007有色金属矿山排土场设计规范, 排土场下方安全距离设置为排土总高度的1. 5倍 ~ 2倍, 本次滑坡滑动距离达到当前排土总高度7倍以上, 远远超出了规范设防要求, 主要原因是由于谷口外存在厚0. 8 m ~ 8. 8 m的粉质粘土且含水丰富, 强度极低, 滑体带动粉质粘土快速滑动。
以上原因1) , 2) 是产生滑坡的直接原因, 3) , 4) 是滑坡的影响因素, 5) 是滑坡造成严重后果的间接原因。
4 结论及事故教训
4. 1 结论
在对施工的工程量核实后, 发现工程量少于设计要求, 施工单位未进行鱼塘地段 ( 软基) 的清基处理, 也未实施该地段的排水盲沟工程, 排土场滑坡部位的排水盲沟是简易盲沟。
此次排土场滑坡滑动距离在排土场滑坡的历史上十分罕见, 其破坏范围已远远超出了排土场有关设计规范规定的安全防护距离。分析认为, 主要是排土场下游斜坡地段的特殊水文工程地质条件———饱和粉质粘土层, 加速了滑体的运动, 扩大了排土场滑坡的规模与破坏力。
可以肯定, 此次事故是排土场滑坡诱发其前缘斜坡软土地层移动, 软土地层滑动又扩大了排土场滑坡距离与规模的极端复杂事件, 是人的因素与自然地质因素共同作用的结果。
4. 2 事故教训
1) 必须坚持科学合理规划矿山建设, 严格执行国家有关项目建设的相关规范和标准, 重点落实好排土场、尾矿库、采场边坡等重要设施的措施工程, 对建设在地质条件不良区域的重要设施要再次审查, 做到尊重科学, 依法建设。
2) 不折不扣依法开展建设项目各个阶段工作, 抓好安全评价、地质勘察、初步设计、施工、监理及竣工验收等关键性环节, 坚持“合格一项, 审批一个”, 不合格, 不开展下一个环节工作, 各项工作要坚持标准, 坚持原则, 杜绝走形式, 走过场。
3) 企业必须要按相关规范和规程组织生产, 编制排土计划, 严格执行设计确定的排土工艺和排土顺序, 做到科学合理排土。
4) 政府及其相关负有安全生产监管职能的部门必须依法履行监管职责, 认真、负责、严格执法, 对安全生产违法行为及相关问题要做到“发现一项查处一项”, 绝不姑息迁就。同时, 还要加强对企业的日常作业过程的安全监管, 不留死角。
5) 以提高各级、各类人员的安全素质为出发点, 加强企业安全教育培训力度。逐步克服企业各级人员对安全工作的消极情绪和对事故隐患的麻痹思想, 增强企业各级人员安全履责能力和遵章守纪的自觉性。同时, 要采取有力措施加强对矿山区域范围内相关企业和人员的宣传教育, 提高相关人员的安全意识和基本安全常识, 促进矿山企业安全和谐发展。
6) 督促企业健全完善安全管理体系, 落实主体安全责任, 加大隐患排查治理, 建立自我约束机制, 构建科学合理的安全管理制度, 依法开展企业生产经营活动。
参考文献
[1]YS 5230—1996, 边坡工程勘察规范[S].
[2]GB 16423—1996, 金属非金属露天矿山安全规程[S].
[3]GB 50421—2007, 有色金属矿山排土场设计规范[S].
[4]DZ/T 0218—2006, 滑坡防治工程勘查规范[S].
[5]肖树芳, 李铁汉.岩体力学[M].北京:地质出版社, 1986.
[6]林宗元.岩土工程勘察设计手册[M].沈阳:辽宁科学技术出版社, 1996.
[7]陈忠达.公路挡土墙设计[M].北京:人民交通出版社, 2003.
[8]赵明阶, 何光春.边坡工程处治技术[M].北京:人民交通出版社, 2003.
排土场灾害监测综合预警技术研究 第7篇
通过对贵州、福建两省10多家矿山及渣土排放单位调研情况表明,我国排土场使用过程中还存在着安全责任不落实;排土场设计依据不充分,缺少地勘资料及施工图;违规超能力排放,露天排土场岩土量大且集中;隐患排查治理不认真、走过场;监测预警技术落后;当地政府及相关部门安全监管不力等一系列问题。因此,对排土场(包括渣土场在内)的运行场所灾害监测展开综合预警研究具有重要的现实意义。
灾害预警技术
风险预警系统是根据研究对象的特点,通过收集相关资料信息,监控风险因素的变动趋势,并评价各种风险状态偏离预警线的强弱程度,向决策层发出预警信号并提前采取预控对策的系统。即以构建评价指标体系为基础,对指标类别加以分析处理,再依据预警模型,对评价指标体系进行综合评判,结合该评判结果,设置预警区间,采取相应对策。
排土场灾害监测及预警系统
目前,灾害监测预警系统已在多个领域投入使用,但因研究角度、学科背景、业务关注点等方面的不同,排土场灾害监测及预警指标体系中指标的选择和侧重点也不尽相同,所以各系统的应用功能和产品特色有一定的区别(见表1)。
监测与预警指标
在国内排土场监测及预警指标体系的研究发展过程中,综合不同的研究角度及侧重点,可将排土场滑坡主要影响因素分为排料岩土特性、工程地质、自然气象、周围环境4方面,每方面又可以由多个指标来反映,并由此确定了比较完整的排土场滑坡灾害预警指标体系(见图1)。
另外,还可依据已有研究成果进行中长期预警指标的划分(见图2),并参照岩石(土)边坡工程及有关规范,给出预警等级和预警准则的划分,将边坡工程的稳定性分成5个等级,即极稳定、稳定、基本稳定、不稳定和极不稳定;再依据地质灾害的预警等级划分标准和《国家突发公共事件总体应急预案》《国家安全生产事故灾难应急预案》中对事故预警的相关规定,根据滑坡灾害的危害程度、紧急程度和发展态势以及影响范围,把排土场滑坡的预警等级分为5级:Ⅰ级、Ⅱ级、Ⅲ级、Ⅳ级和Ⅴ级(见表2)。同时采用百分制的分值定量划分各预警等级,其对应的预警名称和预警信号(见表3),最后给出了排土场的预警准则(见表4及表5)。
排土场滑坡预警方法
滑坡是排土场重要的灾害类型,滑坡预测预报的方法基本上分为以内因分析为主、以外因分析为主和以监测为主3大类。
以内因分析为主的方法
有关滑坡预测预报中的大多数成果都是以内因分析为主,但预测预报效果并不理想。通常的研究方法是先进行详细的现场工程地质调查,建立地质模型;再取样,在实验室或在现场进行力学试验,进一步建立力学模型;进行各种力学分析,如包括极限平衡分析和数值分析等;最后,建立相关监测系统进行监测等。该种方法预测预报的计算量都很大,但成功率并不高。
以外因分析为主的方法
该方法具有很好的发展前景,但还需加强理论和方法研究。理论上,发生滑坡的外因应包括降雨、地震和人工开挖等因素。现有研究主要把外因集中于降雨上,降雨与滑坡的关系一直受到人们的关注,并已取得很多重要成果。其中,最具代表性的成果有2项:一是香港滑坡预测预报,其围绕香港暴雨和滑坡集中在暴雨期的特点,建立起行之有效的预报系统,使滑坡预报取得成功;二是我国国土资源部中国地质调查局与中国气象局国家气象中心联合开展地质灾害气象预报预警工作,气象预报预警工作将地质灾害预报等级分为5级:1级为可能性很小、2级为可能性较小、3级为可能性较大、4级为可能性大、5级为可能性很大;其中3级在预报中为注意级;4级在预报中为预警级;5级在预报中为警报级。
另外,还有研究利用专家系统进行了综合预警监测的应用,例如,基于案例推理(Case BasedReasoning,CBR)边坡稳定性分析中的研究应用、构建基于案例决策的城市灾害应急处置专家系统。
以监测为主的方法
工程实践表明,其预测预报的效果较好,例如2002年,浙江省国土资源厅信息中心根据浙江省1 257个雨量观测站在1990—2001年期间记录的日降雨量数据,及同时期内609处滑坡、泥石流等灾害数据,通过对地质构造、地层岩性、土地利用类型、人口分布、降雨量分布、已知滑坡灾害点分布等资料的综合分析,开发出了集地理信息系统(Geographic Information System,GIS)与人工神经网络(Artificial Nerve Network,ANN)于一体的区域群发性滑坡灾害概率预警系统(LAPS)。该方法至少要满足3个条件:一是具有监测技术条件和足够经费支持,以便建立一个具有快速反馈功能的高效监测系统;二是具有数据快速分析能力;三是具有保护监测仪器设备的能力。
总结
根据我国排土场综合预警监管现状,笔者对相关的预警方法进行了总结。
第一,根据排土场的运行特点,排土场应分为设计期、修建期、运行期、稳定期及复垦期5个阶段(见图3)。排土场灾害监测综合预警应该是1个全寿命周期内的工作,不仅仅拘泥于运行期、稳定期2个阶段,以及滑坡监测。例如,设计阶段应设定“标准符合性”“地勘资料充分性”等指标;修建阶段需考虑“是否有设计图纸”“修建是否与图纸偏差”等指标。目前研究表明,由于运行期、复垦期是排土场滑坡灾害易发期,其灾害的后果也比较严重,所以目前排土场灾害监测的关键技术研究往往也集中在这几个阶段,但是对排土场综合预警而言,这略显偏颇。
第二,目前的研究都集中在矿山排土场领域,包括渣土场在内的其他领域研究还存在一定真空,相关预警、监管标准及监管部门责权的划分还有待进一步确立与梳理。
排土场设计 第8篇
露天矿排土场边坡稳定性问题是露天开采设计的重要内容之一,排土场边坡稳定性的好坏直接影响着露天矿的安全生产与经济效益,而由于选址的限制,许多露天矿不得不将排土场布置在软弱基底之上,由此带来的排土场边坡稳定性问题日渐凸显, 排土场变形及滑坡灾害频频发生。例如白音华一号、二号露天矿、元宝山露天矿等诸多露天矿排土场均发生过滑坡或坡脚处地鼓、表面出现张裂缝等较大的变形破坏现象,严重威胁着露天矿的安全和持续作业。因此,对于存在软弱基底的露天矿而言,排土场边坡的变形破坏多是由于基底软弱造成的。对于此类排土场边坡,若能在出现滑坡迹象时采取适当的治理措施,是可以避免滑坡灾害的发生的; 相反,如果任由变形继续发展,一旦出现滑坡,将威胁作业人员以及周边设施的安全,造成巨大的损失。
关于边坡稳定性的研究由来已久,距今已有100多年的历史,在这个发展过程中,形成了许多稳定性分析方法[1,2],如定性分析法,极限平衡法 等[3,4]。近年来,随着非线性科学理论、非连续介质理论、可靠性分析理论以及计算机技术的发展,为边坡稳定性问题的研究和发展提供了新的途径和方法,数值分析法、非确定性分析法等研究方法逐渐被广泛应用于边坡稳定性研究及工程实践中[5,6]。而对于露天矿排土场边坡稳定性的研究,始于20世纪70年代,很多学者结合已有边坡分析方法及土力学理论,对排土场边坡的稳定性分析理论及实践展开了一定的研究[7,8,9]。
尽管已经有学者对露天矿排土场边坡的稳定性进行了一定的研究,但对于软弱基底排土场的研究还很少[10,11],并且出于经济考虑,排土场一般不做工程地质勘查,这样造成对排土场基底地层赋存及指标情况都不甚清楚,这也增加了排土场边坡问题研究的难度[12]。本文以胜利东二号露天矿南排土场南帮边坡为研究对象,针对南帮边坡的大范围、大规模变形,采用现场调研、滑坡反分析、理论分析和极限平衡法相结合的研究方法,确定了南排土场基底的抗剪强度参数,制定了边坡变形破坏治理措施, 并分析了各种治理方案对提高南帮边坡稳定性的效果,根据已有现场监测点数据,对变形区治理效果进行了评价。通过本文的研究,解决了胜利东二露天矿迫切的安全问题,同时为类似的排土场边坡变形破坏治理提供借鉴。
1边坡工程地质特征与潜在滑坡模式分析
胜利东二号露天煤矿南排土场位于首采区南部境界外,设计排土台阶高度20m,台阶坡面角33°, 设计最终帮坡角20°,设计排弃高度100m,最终排弃标高为 + 1145,现状排弃至1125水平。南排土场基底以第四系粉细砂为主,结构松散,第三系以粘土为主,局部分布着以灰黄、杏黄泥质胶结的砂岩、砂砾岩,多呈风化状态,含泥质成分较高,结构比较松散。第四系、第三系地层均为全区分布,平均厚度为37. 01m,物理力学性质均较差,遇水易软化,因此, 南排土场基底为典型的软弱基底,承载力差,极易沿排弃物料内部和基底岩土体发生剪切破坏,形成圆弧形滑坡,边坡在整体失稳前通常会在边坡上部发生沉降或在坡脚处发生底鼓等现象。
随着露天矿排弃工程的发展,南排土场的边坡稳定性问题也越来越突出。2013年6月,排土场南帮边坡坡脚外侧60m处地表出现小幅隆起,隆起为东西走向,长约400m,高0. 5m,相应的其正上方1105平盘开始出现弧形细裂缝,长约188m。其后的几个月,1125平盘也相继出现裂缝,裂缝最大沉降达1. 1m,地表隆起向东西两个方向缓慢延伸,最大隆起高度达1. 3m,现已造成锡林浩特至西乌旗110k V高压供电线路76号杆发生抬高0. 5m、平移2m的变化。如果排土场继续变形或滑坡,将破坏坡脚高压供电线杆,导致供电线路中断,影响西乌旗的工业与居民生活用电。供电线路南侧20m处有矿业公司对讲机分站使用的地埋光纤线路,现已被拉断,影响了公司矿山生产指挥系统的畅通,南帮变形情况及坡脚设施平面位置如图1所示。
2基底滑移面抗剪强度参数反分析
根据南帮边坡的工程实际及变形情况,选定垂直于南帮边坡走向的P - 11 、P - 10、P - 3、P - 9剖面为计算剖面,各剖面的平面位置如图1所示。为了确定基底地层的赋存情况,在南帮坡脚处做了多个探槽,由此确定的南帮工程地质剖面图如图2所示。南排土场基底未经过岩土体物理力学试验,因此,基底的抗剪强度指标需结合滑坡变形反分析综合确定。边坡在发生变形破坏时,边坡岩体处于极限平衡状态,此时通过滑坡反分析确定基底抗剪强度参数误差极小,具有很高的准确性,是除岩土体物理力学试验外确定基底物理力学指标的最为有效的方法。在计算过程中,采用Bishop法和剩余推力法两种方法相结合,其中Bishop法适合于圆弧滑动, 而剩余推力法适合于任意曲面滑动。由于各个剖面的裂缝和底鼓位置已经确定,因此,采用Bishop法搜索确定危险圆弧,而对于边坡治理后稳定性计算则采用剩余推力法完成。在四个剖面中,P - 11剖面1105平盘最先出现裂缝,坡脚也随之发生底鼓, 因此,P - 11剖面位置处边坡最为危险,现以P - 11剖面进行滑坡反分析,进而确定基底滑移面的抗剪强度参数。
结合以往工程实践及边坡治理经验,在进行滑坡变形分析之前制定如下原则: 边坡在发生大规模滑坡之前,通常会先出现持续而缓慢的变形,此时边坡处于蠕滑阶段,其稳定系数介于0. 98 ~ 0. 99之间[13]; 一次滑坡反演只能确定一组抗剪强度参数, 而第四系黄土及第三系粘土由于物理力学性质相近,在此不做区分,最终确定的抗剪强度参数为基底岩土体的综合指标; 第四系、第三系岩土体结构较松散,基本上呈半胶结状态,其内聚力不宜过大,且不为0; 边坡发生变形的区域是由P - 11剖面逐渐向东发展的,边坡高度在向东的过程中也在逐渐减小, 因此P - 10、P - 3、P - 9剖面边坡稳定性应逐渐增大且接近1。
在滑坡反演过程中,先假定一内摩擦角,调整内聚力参数使边坡稳定系数介于0. 98 ~ 0. 99之间。 分别计算了当内摩擦角为9°、10°、11°、12°时不同内聚力条件下边坡的稳定系数,计算结果如表1所示。 其中内摩擦角为11°的计算过程如图3所示。
由表1计算结果可知,满足边坡稳定系数介于0. 98 ~ 0. 99之间的基底滑移面抗剪强度参数组合如下: 当内摩擦角为9°时,内聚力为19k Pa ~ 20k Pa; 当内摩擦角为10°时,内聚力为12k Pa ~ 13k Pa; 当内摩擦角为11°时,内聚力为6k Pa ~ 7k Pa; 当内摩擦角为12°时,内聚力为0。为进一步明确基底岩土体的抗剪强度指标,应用已初步确定的指标分别对P 10、P - 3、P - 9剖面边坡稳定性进行了计算,计算结果如表1所示。
根据上述滑坡反演原则,基底岩土体的内聚力不宜过大,且不为0; 另一方面,边坡发生大变形的区域是由P - 11剖面逐渐向东发展的,因此P - 10、 P - 3、P - 9剖面边坡稳定性亦应逐渐增大且接近1。综上确定基底的抗剪强度参数为内聚力c = 7k Pa,内摩擦角 φ = 11°。最终选取的岩土体物理力学指标如表2所示。
3南帮边坡变形区边坡治理方案
3.1安全储备系数选取
依据《煤炭工业露天矿设计规范》( GB50197 ― 2005) 中对排土场安全系数的规定,服务年限20年以上的外排土场Fs宜采用1. 2 ~ 1. 5。但考虑到南帮边坡高度较小,基底岩土体指标经滑坡反分析确定较为准确,南帮及坡脚都布置了实时监测点,因此,依据《岩土工程勘察规范》( GB50021 - 2001) 中的规定,对于已有边坡,Fs取1. 1 ~ 1. 25,对于南帮变形区段边坡,由于边坡形态已经形成,在采取治理措施后,稳定系数达到1. 1即可。
3.2南帮边坡变形区边坡治理方案
常用的边坡变形控制措施包括三大类,即削坡、 压坡脚; 增大或维持边坡岩体强度; 建造人工支挡物。由于排土场边坡已经形成,破坏弱层回填岩石、 爆破滑面等增大或维持边坡岩体强度的方法对于南帮边坡来说并不适用; 排土场边坡主要由松散的土石组成,若采用锚索、抗滑桩及挡墙等方式进行人工加固时,加固成本高,效果差,不建议采用。针对南帮边坡的变形,唯一有效可行的措施是对南帮边坡进行削坡压脚,减小下滑力,增大抗滑力,进而提高边坡稳定性。
本次研究共提出3种边坡治理方案,现描述如下:
方案一为上部削坡减载,由于变形区西侧裂缝出现在1105平盘,因此必须对1080水平以上土体进行清理,才能有效控制变形继续增大,分别计算了清理10m、20m、30m、40m条件下四个剖面位置处边坡的稳定性,方案示意图如图4( a) 所示。方案二为边坡下部压坡脚,分别计算了对最下一个台阶坡体在压10m、20m、30m、40m、50m条件下四个剖面位置处边坡的稳定性,方案示意图如图4( b) 所示。方案三为削坡压脚同时进行,分别计算了下部坡体压20m、上部坡体削10m、20m、30m以及下部坡体压30m、上部坡体削10m、15m、20m时四个剖面位置处边坡的稳定性。削坡压脚方案示意图如图4 ( c) 所示。
在计算各剖面稳定系数的过程中,考虑了圆弧从1105平盘和1125平盘剪出两种情况,二者稳定系数较小者确定为边坡的稳定系数。对于P - 11、P - 10两个剖面,滑体后缘张裂缝出现在1105平盘, 在计算边坡局部稳定性时,由于滑面已经产生,在计算过程中排弃物料及基底粘聚力为0; 而在计算边坡整体稳定性时,由于还未产生滑面,粘聚力取原始计算指标。对于P - 3、P - 9两个剖面,滑体后缘张裂缝出现在1125平盘,在计算边坡整体稳定性时,
由于滑面已经产生,在计算过程中排弃物料及基底粘聚力为0; 而在计算边坡局部稳定性时,由于还未产生滑面,粘聚力取原始计算指标。各方案对提高边坡稳定性的效果如图5所示。
综合各方案边坡稳定性计算结果可知,方案I中由于削坡达到一定距离后,P - 11、P - 10剖面边坡稳定性不再变化,因此单纯削坡不能使南帮边坡全区满足安全要求; 方案二中当压脚距离为50m时,各剖面均满足安全储备要求; 方案三中削坡压脚同时进行,当压30m削15m时四个剖面边坡均满足安全储备要求。结合方案I和方案II的稳定性计算结果可知,压脚比削坡更有利于提高南帮边坡整体和局部稳定性。由于南帮边坡治理工作在冬季进行,无法从采场直接取料,而变形治理又刻不容缓。 综合考虑各方案边坡的安全、工程实施难易程度,最终采用的治理方案为削坡30m、压脚15m方案。该方案既能满足边坡安全储备要求,而且通过直接清理上部坡体,经汽车运输至坡脚排弃,物料运距小、 成本低。
4变形区治理效果评价
南帮边坡治理工程从2014年2月11日全面启动,至2月26日工程完工,现通过选取南帮边坡及坡脚地表位移监测点进行统计分析,以此评价变形区治理的效果。南排土场南帮边坡共布置了18个棱镜监测点,在坡脚110k V高压供电线路的76#线杆、77#南、北线杆位置处各布置1个棱镜监测点,监测点平面布置情况如图6所示。
由图7可知,1月15日至4月30日,南帮监测点plj005、plj011、plj016的累计位移分别为592mm、 940mm和709mm; 1月15日至2月15日,plj005、 plj016、plj011监测点的累计位移呈线性增大趋势; 2月15日至4月30日,三个监测点累计位移曲线呈水平发展,无明显增大趋势。由图8可知,1月8日至4月30日,76#线杆、77#南线杆、77#北线杆三个位置处的边坡监测点的累计位移分别为1068mm、 859mm和849mm; 1月7日至2月15日,76#、77#线杆监测点累计位移呈线性增大趋势; 2月15日至4月30日,76#、77#线杆监测点累计位移曲线呈水平发展,无明显增大趋势。
结合南帮变形区及坡脚高压供电线杆处典型棱镜监测点累计位移变化情况可知,自2月15日以来,各监测点的累计位移曲线均呈水平发展,累计位移无明显增大趋势,说明南排土场南帮边坡变形破坏已得到控制,边坡治理措施起到了作用,增强了南帮边坡的稳定性。
5结论
1) 结合以往工程实践经验及南排土场南帮边坡变形的时空关系特征,提出了对于软弱基底排土场边坡滑坡变形反分析的原则,并按照这些原则对南帮变形区边坡进行了参数反分析,确定了基底岩土体的物理力学指标。
2) 对于软弱基底排土场边坡的变形破坏,提出了三种边坡治理工程措施,并对三种方案对边坡稳定性的影响规律进行了研究,结果表明: 对于滑移面已经产生的边坡,当削坡达到一定距离后,边坡稳定性不再变化,对于此类边坡,下部压脚措施比削坡减载对边坡稳定性提高效果更为明显。
3) 南排土场南帮变形区在实施削坡压脚治理措施后,变形区各监测点的累计位移曲线均呈水平发展,说明南帮边坡的变形破坏已得到控制,边坡治理措施效果显著,增强了南帮边坡的稳定性。
摘要：针对软弱基底露天矿排土场普遍存在的变形破坏问题,结合胜利东二露天矿南排土场南帮边坡的工程实际,基于极限平衡理论,给出了通过探槽及滑坡变形反分析综合确定基底赋存条件及抗剪强度指标的方法;提出了对软弱基底排土场的变形治理措施;根据已有监测数据,对南帮边坡治理效果进行了评价。结果表明:在实施削坡减载措施后,各地表监测点的累计位移趋于平缓,边坡治理措施效果明显,解决了胜利东二露天矿迫切的安全问题,为同样具有软弱基底的其他露天矿排土场变形及破坏治理提供了指导。
云中寺排土场工程地质条件分析探讨 第9篇
中国铝业公司山西分公司石灰石矿云中寺排土场位于山西省河津市龙门山云中寺沟谷内, 始建于1985年, 于1995年停止排放, 停止排放后未再进行堆填, 该沟属“V”字形山谷地形, 上游宽下游窄, 库内两侧岸坡陡峭, 沟谷内被废土渣覆盖, 有稀松的草木植被, 库内没有耕地。根据AQ 2006-2005尾矿库安全技术规程, 本工程总排土量260万m3, 介于100万m3~1 000万m3之间, 坝高小于30 m, 综合考虑, 本工程尾矿库等别为四等。为了查明各测试点的地层情况及各层深度, 为岩土工程勘察提供依据, 对本工程排土场进行勘察。
2 勘察工作量布置
根据有关规范、规程以及相关文件的技术要求, 由于受库内地形的影响, 本次勘探点多集中在堆积体中、上游端进行布置, 下游端分布较少。1) 勘探点垂直排土场堆积体陡坡面轴线布置。2) 勘探孔深度的确定主要依据满足稳定性分析的要求。3) 面波测试是根据仪器最大测深进行测定上部覆盖层的厚度。
本工程共完成勘探钻孔12个, 孔深15 m~50 m, 钻探总进尺345 m。完成瑞利面波测试点16个, 测深35 m~50 m, 总测深680 m。借用我院2009年4月完成的《中国铝业山西分公司石灰石矿———云中寺排土场稳定性分析报告》中钻孔11个共374.3 m, 瑞利面波测试点2个, 总测深127 m, 为加以区别, 在借用前期资料的勘探点号前均加有“Q”。工作量详见表1。
3 勘察技术实施
对堆积坝有重大影响的变形、裂缝、滑坡、渗漏、流土、管涌、断层、软弱夹层和洞穴等地质单元体, 扩大比例尺表示。地质界线和地质观测点的测绘精度在图上不低于3 mm。外业钻探使用XY-150及XG-200型工程钻机, 采用泥浆护壁、回转钻进。钻进深度和岩土分层深度的量测误差不超过5 cm。对堆积物采取扰动样。
3.1 原位测试
1) 圆锥动力触探试验。钻进过程中遇碎石时, 采用重型动力触探试验, 按照GB 50021-2001岩土工程勘察规范第10.4条要求进行试验, 锤的质量为63.5 kg, 落距76 cm, 采用自动落锤装置;触探杆最大偏斜度不超过2%;每贯入1 m, 将探杆转动一圈半;当贯入深度超过10 m, 每贯入20 cm转动探杆一次。锤击贯入连续进行, 锤击速率为15击/min~30击/min, 当连续三次N63.5>50击时, 终止试验。
2) 瑞利面波测试。面波勘探的工作方法原理为:面波沿地面表层传播, 表层的厚度约为一个波长, 因此同一个波长的面波的传播特性反映了地质条件在水平方向的变化情况, 不同波长的面波的传播特性反映着不同深度地质情况。多道瞬态面波法是利用瑞利面波在地下地层传播过程中, 其振幅随深度衰减能量基本限制在一个波长范围内, 某一面波波长的一半即为地层深度 (半波长解释法) , 即同一波长的面波的传播特性反映地质条件在水平方向的变化情况, 不同波长的面波的传播特性反映不同深度的地质情况。在地面通过锤击、落重或炸药震源, 产生一定频率范围的瑞利面波, 再通过振幅谱分析和相位谱分析, 把记录中不同频率的瑞利波分离开来, 从而得到Vr—f曲线或Vr—λ曲线, 通过解释, 获得地层深度及面波速度。本次检测检波点间距为1 m, 最小偏移距分别为5 m, -28 m, 接收道数为24道。
3) 室内试验。对所取的扰动样进行颗粒分析试验, 并测定其天然休止角, 室内试验项目按GB/T 50123-1999土工试验方法标准进行。
3.2 岩土工程地质特征
根据工程地质测绘及钻探揭露的地层, 本次勘探地层按覆盖层及基岩进行分层, 共分两个大层, 叙述如下:第 (1) 层角砾、圆砾 (Q42) :主要为石灰石矿开采剥离的废渣, 母岩岩性主要为灰岩, 其主要组成成分为卵石、中、粗砂、砂土, 混有块石, 局部夹有块石、漂石, 分布不均较为松散, 自然休止角 (水下) 为36°~43°。揭露厚度为8.1 m~40.8 m。第 (2) 层灰岩 (O2) :灰色~灰褐色, 微风化, 细晶结构, 呈短柱状, 薄~中厚层状构造, 节理发育, 岩体质量等级为Ⅱ级。岩石单轴饱和抗压强度为14.2 MPa~67.1 MPa。岩层倾向93°~330°, 倾角18°~45°。
4 勘察结果分析
4.1 排水能力分析
云中寺排土场属山谷型排地场, 场地北面以公路为界, 现有公路边沟排水顺公路纵坡向西未进入排土场, 按地形图分水岭圈定的汇水面积为0.253 km2, 其中排弃物堆积物面积约0.12 km2。本次排水能力分析设计频率按2%, 水文参数选取参考《山西省水文计算手册》进行, 根据公式及数据计算得出A, B, C, D段截水沟洪峰流量如表2所示。
从表2可知, 此次治理截水沟均能满足排洪要求。2号坝下游排洪渠底宽1.5 m, 顶宽3.6 m, 高1.2 m, 纵向坡度按7‰, 汇流面积不折减, 排水能力为14.858 m3/s;挡水墙下涵洞宽2.0 m, 高2.2 m, 纵向坡度按7‰, 汇流面积不折减, 排水能力为22.058 m3/s, 全部截水沟总排洪能力9.082 m3/s, 2号坝下游排洪渠及挡水墙下涵洞均能满足排洪要求。
4.2 稳定性分析
排土场边坡的失稳是部分土体沿某滑裂面滑动, 通常滑裂面假定为圆弧形的, 因此本工程边坡稳定分析滑裂面形状按圆弧滑动法, 圆弧稳定分析方法采用瑞典条分法, 自动搜索最危险滑动面, 由北京理正软件公司设计的边坡稳定分析计算软件完成计算。按照AQ 2006-2005尾矿库安全技术规程及山西省安监局下发《尾矿库坝体稳定性分析基本要求 (试行) 》文件, 本工程按四级库的要求确定许用安全系数。在设防地震为7度0.15g时, 最小安全稳定系数应达到:正常运行时不小于1.15;洪水运行时不小于1.05;特殊运行时不小于1.00。
根据排土场堆积体剖面No.02~No.04建立的计算模型, 为完善模型, 在坡体前端遇出露灰岩山体的地段假定两个勘探点 (S1号, S2号) 绘制剖面。采用瑞典圆弧法对正常运行、洪水运行以及特殊运行情况下排土场堆积体稳定性最小安全系数进行了计算, 计算结果如表3所示。由数据可知, 经过对本排土场关闭治理后, 均能够满足最小稳定性安全系数要求。
5 结论与建议
本工程排土场排水能力分析设计频率按2%, 此次治理截水沟均能满足排洪要求, 2号坝下游排洪渠及挡水墙下涵洞亦能满足排洪要求。本排土场经过关闭治理后, 经3个代表性剖面计算校核处理后边坡稳定性最小安全系数在正常运行时为1.57;洪水运行时为1.09;特殊运行时为1.04, 能够满足最小稳定性安全系数要求。
在本次勘察过程中, 排土场部分坡面尚未完成加筋麦克垫喷草籽护坡防护工作, 应尽快按设计要求完成。场地局部存在散落的薄层碎石, 建议采用适量覆土并种植固土能力强且较易存活的植被。要加强对排土场关闭治理后的位移监测, 制定合理的监测周期, 在汛期或连续降水期间要增加监测次数, 设置安全警戒定期组织检查, 并对监测结果进行分析、计算, 及时报告监测、检查结果。另外, 本工程在关闭治理后应严格巡查制度, 发现安全隐患及时处理。堆积在排土场内的土层为汽车运输—自卸排土, 周边山体陡立, 在治理后不排除小范围滑坡、坍塌的可能, 应定期进行检查、维护, 对小范围滑塌及时清理、治理。排水系统对本工程安全起着关键性的作用, 排水系统必须时刻保持通畅, 要定期清淤, 杜绝其他一切堆积体在场区堆放。对已破坏的排水系统及时进行修复。
摘要：结合云中寺排土场的工程现状, 对云中寺排土场的工程地质条件进行了分析, 通过布置勘察工作量, 阐述了具体的勘察技术, 并对勘察结果进行了研究, 为排土场的正常运营提出了合理建议。
关键词：排土场,勘察,测试,岩土,地质
参考文献
[1]侯海燕, 郭喜庄.汤家坪钼矿马鞍山排土场工程地质条件分析研究[J].现代矿业, 2009 (25) :30-31.
[2]党高锋, 甘德清, 张伟航.杨树沟铁矿排土场稳定性分析[J].现代矿业, 2006 (21) :28-34.
露天矿排土场边坡稳定性分析与评价 第10篇
1 排土场边坡稳定性影响因素及滑坡的主要模式
1.1 排土场边坡稳定性的影响因素
露天矿排土场边坡的稳定性受多方面因素的影响, 归纳起来可分为外在因素和内在因素两大类型。外在影响因素主要包括水、工程以及外部振动等因素的影响作用;内在因素主要包括边坡的土质、结构以及地应力等影响作用。外在因素的变化要比内在因素快很多, 但是外在因素对边坡稳定性的破坏要通过内在因素来发挥作用, 也就是说只用内在因素和外在因素两方面相结合发挥综合作用, 才导致排土场边坡发生变形乃至破坏。
1.2 排土场边坡滑坡的主要模式
排土场边坡滑坡主要有以下三种模式:
1) 边坡内部滑坡。对于排土场边坡内部滑坡而言, 主要跟废弃物料的力学性质有关。随着排土场陡高的增加, 在内部出现不平衡的压力和集中性的应力, 加上雨水的作用, 使边坡内部状态发生变化而产生滑坡;
2) 基底滑坡。如果边坡地基在较陡的倾角的情况下, 排土场散体岩石与基底间的摩擦力低于边坡内部的剪应力时, 在雨水或者地下水的作用影响下, 基底原始坡面就会产生滑坡的现象;
3) 下部基岩滑坡。边坡的基岩底层较为软弱直接导致地基承载力的降低, 受到坡体石料的负荷加上雨水的作用, 会发生地基滑动或者起鼓的现象, 导致下部基岩滑Bish坡op。法稳定性计算结果
2 排土场边坡稳定性分析与评价
本文以大阳沟排土场最大的堆高剖面为例, 通过进行现场勘查实测, 分析此排土场的滑坡模式存在内部滑坡的可能性较大。因此, 以大阳沟排土场边坡稳定性分析以主要内部滑坡模式为例。根据现场实际情况的分析, 采用极限平衡法和有限单元法相结合的方法, 对各种工况下排土场边坡的稳定进行分析和评价。
2.1 正常工况下的边坡稳定性分析
根据土场平面和地形剖面以及地质剖面, 加以坡体堆积材料和密度的查验分析, 得出边坡稳定性的计算模型, 再采用极限平衡法的Bishop法和Janbu法以此计算模型为基础进行边坡稳定性的计算。见下图1和图2所示:
由上图1和图2可见, 在排土场边坡的内部滑动模式的稳定性计算分析上, 根据极限平衡法中的Bishop计算法得到各个剖面的稳定性系统的最小值。同最小安全系数相比, 稳定系数最小值仍然较大, 所以分析得出, 其稳定性是安全的。同样, 根据Janbu法计算得出的稳定性系数的分析得出结果1.290接近临界值, 总体上是安全的, 但是如果在地下水或者降雨的作用影响下, 还是有出现滑坡的可能性。
2.2 降水入渗工况下边坡稳定性分析
在降水的工况下对边坡稳定性进行分析, 首先要对边坡雨水渗流参数进行确定。这是进行降水工况下边坡稳定性分析的先决条件。再根据地区多年的降水量进行综合的分析, 以此为依据进行排土场边坡雨水入渗强度指标的计算和确定。根据本文实例大阳沟排土场多年的降水量和入渗量分析, 确定此边坡入渗强度为100mm/d。
对于此种工况, 可采用有限单元法进行稳定性分析, 首先得出网格剖分的计算模型, 其计算模型和入渗水头见图1所示。在以此模型为基础, 对降雨入渗的压力水头情况进行分析。在此基础上, 仍然采用极限平衡法对边坡降水工况下的稳定性进行分析计算见图3所示:
由图3可见, Bishop法和Janbu法计算得出在内部滑动模式下排土场边坡剖面的安全系数的最小值均低于正常规范的安全系数的最小值, 也就是说降雨入渗的情况下, 排土场边坡的稳定性降低, 虽然能够处于基本稳定的状态, 但是比起正常工况下, 出现滑坡的可能性还是较大, 很有可能使滑面的范围及换面位置进一步出现扩展。
3 结论
综上所述, 排土场边坡稳定性的影响因素较多, 坡度和涂料及湿度的影响都会对其产生破坏, 建议在坡面进行植被护坡的方法进行保护。及时疏散堆积物和修整排水沟, 减小雨水入渗带来的破坏性作用。另外, 可对坡度进行削减, 保证整体的稳定性, 同时还要注意对坡体的日常管理, 尤其在汛期做好安全防范工作。
摘要：对边坡稳定性的分析是土木工程学科中的一项重要研究课题, 分析的方法也包含多种。本文在对边坡稳定性分析的基础之上, 对各种工况下露头矿排土场边坡的稳定性进行分析和评价, 旨在为排土场边坡的综合管理提供可参考的依据。
关键词：露头矿,排土场,边坡稳定性,分析,评价
参考文献
[1]石建勋, 刘新荣, 廖绍波, 等.矿区排土场堆载对边坡稳定性影响的分析[J].采矿与安全工程学报, 2011, 28 (2) :258-261.