張家莊排土場關閉治理設計方案

于　濤,宮錫元（遼寧天信工程設計咨詢有限公司,遼寧　阜新　123099）

張家莊排土場關閉治理設計方案

于濤,宮錫元
（遼寧天信工程設計咨詢有限公司,遼寧阜新123099）

摘要：張家莊排土場位于天和露天礦境界外的南側，排棄高度190m。該排土場因無設計施工，且臺階高度高，邊坡過陡，有受壓下滑、塌陷的危險。為了認真貫徹“安全第一、預防為主、綜合治理”的安全生產方針，按照安全生產的要求，需對張家莊排土場進行關閉治理。

關鍵詞：排土場關閉;削坡減載;坡底壓腳;Geo-slope模擬

1　張家莊排土場現狀

張家莊排土場2010年建設投入使用至今，現已形成了1150m、1105m、1080m、1015m、970m五個排土臺階，排土臺階高度由20m 至65m不等，總排棄高度190m，張家莊位于排土場南東方向。該排土場在南部沖溝的建有一座高10m，長70m的防泥失流砼檔土墻，張家莊排土場現狀示意圖見圖1。

該排土場距張家莊的水平距離為275m，剛好大于排土場高度的1.5倍，雖然滿足《煤炭工業露天礦設計規范》要求，但由于該村莊位于該排土場的山角下，山體的坡度在30°左右，存在較大安全隱患，所以排土場需關閉治理。

2　排土場邊坡治理方案的確定

2.1排土場邊坡失穩形式及邊坡加固方式的選取

該排土場邊坡較高無弱層且排放在沖溝內，圓弧滑面很大可能出現在排棄物種。

經比選選擇削減邊坡，降低可能出現滑坡的滑體重量，減少下滑力，以防止邊坡滑動；邊坡坡底壓腳，增加抗滑力，阻止邊坡滑動。同時采取兩種方式來加固邊坡，同時邊坡治理工程量最小。

2.2滑坡模式的確定和計算斷面的選取

為進行張家莊排土場邊坡穩定性分析，首先在排土場平面圖上確定典型計算斷面，分別選取張家莊排土場的三個斷面（1-1′斷面、2-2′斷面、3-3′斷面）作為計算斷面。

2.3巖體物理力學參數的選取

張家莊排土場邊坡巖體物理力學指標：排棄巖石容重γ為18.6KN/m3；內摩擦角φ為28°；粘聚力c取值為20kΡа；未考慮地震烈度，地震加速度а=0。

《煤炭工業露天礦設計規范》的邊坡穩定工程一章中規定外排土場邊坡允許穩定系數服務年限大于20年時取1.2-1.5。考慮到五臺露天煤礦張家莊排土場下部有張家莊村，且2-2’剖面及3-3’剖面正對該村莊，穩定系數取1.5，1-1’剖面取1.3。

2.4邊坡穩定計算結果及其分析

計算方法采用極限平衡方法中國際上通用的Bishop法、Jаnbu法、Morgenstern-Ρrice法和Ordinаry法，計算程序選用Geo-slope公司開發的Slope軟件。計算結果如下表1所示。

表1　各斷面邊坡穩定分析結果

通過必選四種方法與該排土場的適用性取Morgenstern-Ρrice法和Bishop法的計算結果為張家莊排土場邊坡穩定性分析結果。有穩定分析結果可見，張家莊排土場邊坡1-1′斷面邊坡角為25°時，穩定系數為1.307。2-2′斷面邊坡角為22°時，穩定系數為1.501。3-3′斷面邊坡角為22°時，穩定系數為1.508。

3　排土場邊坡治理工程

根據計算的穩定的邊坡角，對該排土場上部采取削坡減少下滑力，下部壓腳增加抗滑力的治理方案，其削坡工程量為109.2萬m3，壓腳填方工程量為76.5萬m3。

整治后的排土場最終形成1145m、1125m、1100m、1080m、1060m、1040m、1020m、1000m、975m、950m、930m十個排土臺階，詳見排土場關閉治理設計平面圖2，最終排土場邊坡角為22°，1-1’剖面邊坡角為23.1°，2-2’、3-3’剖面穩定系數為1.5，1-1’剖面邊坡穩定系數大于1.35°。

圖1　張家莊排土場現狀示意圖（左）圖2　排土場關閉治理設計平面圖（右）

4　結語

通過對張家莊排土場現狀的分析，選取合理的方式對排土場進行了關閉治理設計，目的排除對南側村莊安全隱患。排土場還需進行防排水設計及建立邊坡監測網，做好排土場監測工作，編制完善的排土滑坡災害應急預案。

參考文獻：

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[4]GB50197-2005,煤礦工業露天礦設計規范[S]。