礦山排土場安全管理措施研究

張毅

摘要：在礦產資源越來越珍貴的大環境下，為了保證社會經濟穩定健康發展，需要對地質礦產勘查技術和找礦技術進行深入化探索研究。我國當下礦產勘查技術已經無法滿足越來越高的礦產體量及質量要求，同時礦產保護和生態可持續發展理念也對這方面技術提出了科學性要求。因此相關技術工作者應當清楚意識到礦產資源珍惜度現狀，充分結合多方面科學理論和現代化技術，不斷提升礦產勘查和找礦技術水平，進而為礦產利用以及保護提供支持。

關鍵詞：礦山排土場;安全管理;管理措施

礦山排土場對于礦山企業是一筆較大的投資，同時也具有很大的安全隱患，所以研究排土場的安全防護對策措施，減少事故發生的概率至關重要。在礦山建設中排土場需要占用大量的土地，且對當地環境、國土造成一定的破壞，并且時刻會危及排土場下游的財產生命安全。所以對排土場在建設過程中以及復墾過程中的安全防護措施至關重要。目前在我國礦山建設中排土場不論是在投資還是在占地上都舉足輕重，尤其是在露天采礦企業。排土場在設計及建設過程性的安全隱患已經成為制約我國礦業發展的因素之一。本文結合目前我國礦山排土場發生的安全事故隱患，分析了排土場的事故原因及安全防護對策，對我國礦山企業排土場安全建設具有一定的指導意義。

1排土場災害類型

排土場的穩定性主要受場地的地形、坡度、工程地質、水文地質、氣象和剝離物的物理力學性質以及排土方式、臺階高度等因素影響，可能發生滑坡、沉降壓縮變形與泥石流等災害。由于沉降壓縮變形速度慢、幅度不大、破壞性小，對生產沒有太大的影響，故不予考慮。排土場所處地區地勢平坦，且礦區降水量極少，不具備形成泥石流的“山坡地形陡峻和較大的溝床縱坡”與“充足的水源”等基本條件，且排土場外側設置有截排水溝，攔截流向排土場的地表徑流，因此，排土場基本不存在發生泥石流的可能性。排土場場址地形平緩，沿基底接觸面滑坡的可能性較小，排土場邊坡破壞的模式以排土場內部滑坡及軟弱基底鼓起引起的排土場滑坡為主，滑坡的破壞模式主要為圓弧型破壞。

2排土場災害特征

（1）地基破壞滑坡。排土場自身較為穩定，排土場地基由于受到排土場自身的荷載在接觸面發生破壞，導致地基表面產生滑移的情況進而帶動排土場發生滑坡。滑坡。排土場產生的滑坡分為內部滑坡、地基接觸面滑坡、地基破壞滑坡三者。內部滑坡主要是因為排土場自身存在安全隱患最終產生失穩導致滑坡。排土場地基穩固，由于堆置物的巖土力學性質不同、排棄工藝存在安全隱患及外部不確定因素最終導致排土場失穩現象。（2）地基接觸面的滑坡。排土場自身較為穩定，由于排土場地基接觸面在排土場的荷載下產生失穩帶動排土場整體產生滑坡現象。這種情況主要是因為排土場溝底較陡、沒有清理溝底腐蝕土或處理地基所造成的。（3）沉降壓縮變形。排土場在堆置剝離物及運輸過程中由于巖土本身的自重及運輸過程中機械的自重使得排土場會發生壓實和沉降的過程。根據巖土性質和破碎粒度的不同。沉降壓縮變形可能會持續數年才能趨于穩定，在這數年中每年都會發生不同程度的變形量。其壓實沉降系數根據不同巖土性質一般在0.8～0.9之間。這種排土場自身發生的形變速度較慢且破壞性較小[1]，只要在排土場周圍安裝一些檢測儀器隨時觀測排土場的位 移及形變，即可實時掌握其動態，避免安全事故發生。（4）泥石流。排 土場發生泥石流大都發生在溝谷型排土場及雨量較大的區域。排土場自身在堆置剝離物時，主要是巖土等固體物質，水分含量極少。泥石流的發生主要是排土場周邊沒有做好防水設施，底部沒有做好排水設施，導致大雨乃至暴雨來臨時，排土場外部匯水流入排土場內部，且不能很快有效的排入下游，導致排土場底部的水位不斷升高，排土場下部巖土含水量逐漸增大，強度穩定性逐漸降低[2]。在收到排土場本身的荷載作用在底部形成軟弱面，從而導致整個排土場在下面水流作業的情況下向下游產生滑動，形成泥石流。

3礦區排土場基底承載能力驗算

排土場是礦山生產過程中，由剝離的表土、廢石等按照一定的堆置方式逐步形成的單臺階或多臺階的巨型人工松散堆積體，露天礦山的排土場是影響礦山安全生產的重要因素。排土場堆置體的物理力學性質受巖石性質、塊度組成、容重、濕度及垂直荷載等影響。排土場堆置體不同深度物料的C、φ值由于顆粒分布的不均勻性而隨深度變化而變化。排土場排棄物料主要為露天開采剝離的廢石，未開展排土場排棄物料的粒徑組成及模擬力學試驗等工作。排土場地基承載力是一個動態變化的過程：隨著排土場堆置荷載逐漸增加，地基逐漸被壓實、擠密，達到極限狀態，地基承載力也隨之增大，直至產生塑性變形和移動而失去承載力。目前尚無適合多臺階排土場整體穩定性的承載力計算方法。根據《有色金屬排土場設計規范》（GB50421-2018）的有關規定計算單臺階的堆載高度[3]。

4礦山排土場安全管理措施

（1）預先處理。預先處理主要針對排土場地基處理。依據工勘報告在排土場地基不良或溝底坡度較大時，進行排土作業與修筑攔渣壩前需對地表腐蝕土進行清理與地基修整處理（階梯形）清基厚度根據地表腐蝕土情況而定，每個修整臺階高度不大于0.5m，寬度根據現場實際地形情況而定[4]。（2）排棄工藝調整。根據不同地形，排棄標高不同及設計排土場的標高選擇最為可靠經濟的排棄工藝，高土高排時，根據不同的巖土條件，排棄高度不能超過相關規范要求，排土作業時需根據設計要求逐漸降低排棄標高，形成壓坡腳，增加排土場的穩定性。（5）滿足安全距離要求：排土場選址需滿足《有色金屬礦山排土場設計規范》（GB50421-2007）中[5]：距居民區和工業設施≧2倍排土臺階高度的規定。（3）安全預警。設置排土場觀測系統，在排土場內部及周圍設置觀 測點、在攔渣壩各平臺上設置位移觀測點，在壩體兩側布置位移觀測基點;排土場最終邊坡設置觀測標點。主要設置的觀測設備為水準儀，全站儀和GPS測量儀;實時記錄排土場情況[6]，及時針對不用的安全隱患做出相應的處理措施。

結束語：綜上所述，排土場在現有設計方案下的邊坡滿足對應的安全系數要求，處于穩定狀態。但是露天礦邊坡受諸多不確定性因素的影響，即便是穩定邊坡，也要在生產中加強監測，定期對邊坡進行穩定性分析，同時建立健全地質災害監測體系，根據邊坡巖體的工程性質、環境、地質條件等因素進行綜合控制。礦山排土場一般在考慮環保、安全的前提下，為了節省成本建設在靠近露天采場或者井下廢石出口位置處，這樣可以減少廢石的運輸距離，節省運營成本。邊排車間全體人員會再次總結，為排土場安全管理不斷提升自己專業知識和管理經驗，充分利用排土場監測系統等技術手段，在每一次都能做到準確判斷，讓排土場的安全管理時刻做到可防可控。

參考文獻：

[1]呂林洪，許波.基于協同理念的排土場邊坡穩定初析[J].有色金屬設計，2020，47（03）：12-16.GB50421-2018.有色金屬礦山排土場設計規范[S].

[2]祁貞明.新形勢下淺析當前地質礦產勘查及找礦技術分析[J].中國金屬通報，2019（1）：44-45.

[3]李海臣，高戰敏.礦山排土場邊坡上下臺階裂縫形成機理的研究[J].礦業工程，2019，17（02）：23-25.

[4]張倩，王少杰，王茂爭，等.提高地質礦產勘查及找礦技術的方法[J].世界有色金屬，2019（5）：92，94.

[5]辛保泉，譚欽文.局部高陡邊坡對排土場整體穩定性的響應規律[J].礦業研究與開發，2016，36（09）：41-45.