矿山排土场安全管理措施研究

张毅

摘要：在矿产资源越来越珍贵的大环境下，为了保证社会经济稳定健康发展，需要对地质矿产勘查技术和找矿技术进行深入化探索研究。我国当下矿产勘查技术已经无法满足越来越高的矿产体量及质量要求，同时矿产保护和生态可持续发展理念也对这方面技术提出了科学性要求。因此相关技术工作者应当清楚意识到矿产资源珍惜度现状，充分结合多方面科学理论和现代化技术，不断提升矿产勘查和找矿技术水平，进而为矿产利用以及保护提供支持。

关键词：矿山排土场;安全管理;管理措施

矿山排土场对于矿山企业是一笔较大的投资，同时也具有很大的安全隐患，所以研究排土场的安全防护对策措施，减少事故发生的概率至关重要。在矿山建设中排土场需要占用大量的土地，且对当地环境、国土造成一定的破坏，并且时刻会危及排土场下游的财产生命安全。所以对排土场在建设过程中以及复垦过程中的安全防护措施至关重要。目前在我国矿山建设中排土场不论是在投资还是在占地上都举足轻重，尤其是在露天采矿企业。排土场在设计及建设过程性的安全隐患已经成为制约我国矿业发展的因素之一。本文结合目前我国矿山排土场发生的安全事故隐患，分析了排土场的事故原因及安全防护对策，对我国矿山企业排土场安全建设具有一定的指导意义。

1排土场灾害类型

排土场的稳定性主要受场地的地形、坡度、工程地质、水文地质、气象和剥离物的物理力学性质以及排土方式、台阶高度等因素影响，可能发生滑坡、沉降压缩变形与泥石流等灾害。由于沉降压缩变形速度慢、幅度不大、破坏性小，对生产没有太大的影响，故不予考虑。排土场所处地区地势平坦，且矿区降水量极少，不具备形成泥石流的“山坡地形陡峻和较大的沟床纵坡”与“充足的水源”等基本条件，且排土场外侧设置有截排水沟，拦截流向排土场的地表径流，因此，排土场基本不存在发生泥石流的可能性。排土场场址地形平缓，沿基底接触面滑坡的可能性较小，排土场边坡破坏的模式以排土场内部滑坡及软弱基底鼓起引起的排土场滑坡为主，滑坡的破坏模式主要为圆弧型破坏。

2排土场灾害特征

（1）地基破坏滑坡。排土场自身较为稳定，排土场地基由于受到排土场自身的荷载在接触面发生破坏，导致地基表面产生滑移的情况进而带动排土场发生滑坡。滑坡。排土场产生的滑坡分为内部滑坡、地基接触面滑坡、地基破坏滑坡三者。内部滑坡主要是因为排土场自身存在安全隐患最终产生失稳导致滑坡。排土场地基稳固，由于堆置物的岩土力学性质不同、排弃工艺存在安全隐患及外部不确定因素最终导致排土场失稳现象。（2）地基接触面的滑坡。排土场自身较为稳定，由于排土场地基接触面在排土场的荷载下产生失稳带动排土场整体产生滑坡现象。这种情况主要是因为排土场沟底较陡、没有清理沟底腐蚀土或处理地基所造成的。（3）沉降压缩变形。排土场在堆置剥离物及运输过程中由于岩土本身的自重及运输过程中机械的自重使得排土场会发生压实和沉降的过程。根据岩土性质和破碎粒度的不同。沉降压缩变形可能会持续数年才能趋于稳定，在这数年中每年都会发生不同程度的变形量。其压实沉降系数根据不同岩土性质一般在0.8～0.9之间。这种排土场自身发生的形变速度较慢且破坏性较小[1]，只要在排土场周围安装一些检测仪器随时观测排土场的位 移及形变，即可实时掌握其动态，避免安全事故发生。（4）泥石流。排 土场发生泥石流大都发生在沟谷型排土场及雨量较大的区域。排土场自身在堆置剥离物时，主要是岩土等固体物质，水分含量极少。泥石流的发生主要是排土场周边没有做好防水设施，底部没有做好排水设施，导致大雨乃至暴雨来临时，排土场外部汇水流入排土场内部，且不能很快有效的排入下游，导致排土场底部的水位不断升高，排土场下部岩土含水量逐渐增大，强度稳定性逐渐降低[2]。在收到排土场本身的荷载作用在底部形成软弱面，从而导致整个排土场在下面水流作业的情况下向下游产生滑动，形成泥石流。

3矿区排土场基底承载能力验算

排土场是矿山生产过程中，由剥离的表土、废石等按照一定的堆置方式逐步形成的单台阶或多台阶的巨型人工松散堆积体，露天矿山的排土场是影响矿山安全生产的重要因素。排土场堆置体的物理力学性质受岩石性质、块度组成、容重、湿度及垂直荷载等影响。排土场堆置体不同深度物料的C、φ值由于颗粒分布的不均匀性而随深度变化而变化。排土场排弃物料主要为露天开采剥离的废石，未开展排土场排弃物料的粒径组成及模拟力学试验等工作。排土场地基承载力是一个动态变化的过程：随着排土场堆置荷载逐渐增加，地基逐渐被压实、挤密，达到极限状态，地基承载力也随之增大，直至产生塑性变形和移动而失去承载力。目前尚无适合多台阶排土场整体稳定性的承载力计算方法。根据《有色金属排土场设计规范》（GB50421-2018）的有关规定计算单台阶的堆载高度[3]。

4矿山排土场安全管理措施

（1）预先处理。预先处理主要针对排土场地基处理。依据工勘报告在排土场地基不良或沟底坡度较大时，进行排土作业与修筑拦渣坝前需对地表腐蚀土进行清理与地基修整处理（阶梯形）清基厚度根据地表腐蚀土情况而定，每个修整台阶高度不大于0.5m，宽度根据现场实际地形情况而定[4]。（2）排弃工艺调整。根据不同地形，排弃标高不同及设计排土场的标高选择最为可靠经济的排弃工艺，高土高排时，根据不同的岩土条件，排弃高度不能超过相关规范要求，排土作业时需根据设计要求逐渐降低排弃标高，形成压坡脚，增加排土场的稳定性。（5）满足安全距离要求：排土场选址需满足《有色金属矿山排土场设计规范》（GB50421-2007）中[5]：距居民区和工业设施≧2倍排土台阶高度的规定。（3）安全预警。设置排土场观测系统，在排土场内部及周围设置观 测点、在拦渣坝各平台上设置位移观测点，在坝体两侧布置位移观测基点;排土场最终边坡设置观测标点。主要设置的观测设备为水准仪，全站仪和GPS测量仪;实时记录排土场情况[6]，及时针对不用的安全隐患做出相应的处理措施。

结束语：综上所述，排土场在现有设计方案下的边坡满足对应的安全系数要求，处于稳定状态。但是露天矿边坡受诸多不确定性因素的影响，即便是稳定边坡，也要在生产中加强监测，定期对边坡进行稳定性分析，同时建立健全地质灾害监测体系，根据边坡岩体的工程性质、环境、地质条件等因素进行综合控制。矿山排土场一般在考虑环保、安全的前提下，为了节省成本建设在靠近露天采场或者井下废石出口位置处，这样可以减少废石的运输距离，节省运营成本。边排车间全体人员会再次总结，为排土场安全管理不断提升自己专业知识和管理经验，充分利用排土场监测系统等技术手段，在每一次都能做到准确判断，让排土场的安全管理时刻做到可防可控。

参考文献：

[1]吕林洪，许波.基于协同理念的排土场边坡稳定初析[J].有色金属设计，2020，47（03）：12-16.GB50421-2018.有色金属矿山排土场设计规范[S].

[2]祁贞明.新形势下浅析当前地质矿产勘查及找矿技术分析[J].中国金属通报，2019（1）：44-45.

[3]李海臣，高战敏.矿山排土场边坡上下台阶裂缝形成机理的研究[J].矿业工程，2019，17（02）：23-25.

[4]张倩，王少杰，王茂争，等.提高地质矿产勘查及找矿技术的方法[J].世界有色金属，2019（5）：92，94.

[5]辛保泉，谭钦文.局部高陡边坡对排土场整体稳定性的响应规律[J].矿业研究与开發，2016，36（09）：41-45.