露天矿排土场稳定性的影响因素研究

【前言】露天矿排土场稳定性的影响因素研究由文秘帮小编整理而成，但愿对你的学习工作带来帮助。在露天矿排土场中，自然地理因素包括了排土场自身的地形地势、地表水流特征、大气降水等，根据排土场基底的倾斜度，可以将其分为多种不同的形式，若排土场基底面倾向与排弃物边坡倾向相反，则边坡的稳定性较强，反之，边坡稳定性较差；若基底面局部倾角小于排弃物自然...

[摘 要]在露天矿的开采中，排土场的主要功能，是对矿产采掘过程中剥离的废石料进行放置和堆积，其稳定性在很大程度上关系着露天矿开采的安全性，需要得到足够的重视。本文对影响露天矿排土场稳定性的因素进行了分析和研究，希望能够为矿产开采的稳定和安全提供一些参考。

[关键词]露天矿 排土场 稳定性 影响因素

中图分类号：TD 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）05-0020-01

前言：排土场也称废石场，主要是对矿山采矿排弃物进行集中排放的场所，这些排弃物包括了风化岩石、腐殖表土以及混合岩石等，也包括了可能回收的贫矿及表外矿等。而作为一种人工松散堆垫体，排土场的稳定性较差，存在着严重的安全隐患，一旦失稳，不仅会影响矿山的正常生产，还可能会使得采矿企业蒙受巨大的经济损失。因此，对影响排土场稳定性的因素进行分析和探究，是非常必要的。

1 自然地理因素

在露天矿排土场中，自然地理因素包括了排土场自身的地形地势、地表水流特征、大气降水等，根据排土场基底的倾斜度，可以将其分为多种不同的形式，若排土场基底面倾向与排弃物边坡倾向相反，则边坡的稳定性较强，反之，边坡稳定性较差；若基底面局部倾角小于排弃物自然安息角，则在基底陡坡上并不会形成排弃物边坡。

如果排土场处于低洼地带，排水不畅，则雨水会在其中积聚，影响排土场的稳定性，引发滑坡现象。因此，在我国，排土场滑坡主要发生于南方地区，尤其是对于设置在大纵坡沟谷中的排土场，在暴雨过后，还可能会出现泥石流。而在北方地区，冬季寒冷，排土场表面冻结，当存在补给水时，排土场内部可能会形成冰冻夹层，当气温上升时，冰层解冻形成弱面，从而影响排土场的稳定性[1]。

2 地质水文因素

如果位于排弃物下部的基底土岩含水，受毛细管水上升作用的影响，排弃物的下部将会被水浸透，强度降低，影响土质排弃物的稳定性。当含水的粘性以及粘土质岩石排弃物堆砌到一定高度时，受重力作用的影响，排弃物下部挤密，内部孔隙压力水将会上溢，与大气降水下透同时作用，会在排土场内形成高含水带，形成相应的滑动面。

对于透水良好的排弃物，如果补给水较多，在其内部可能会形成渗流水，引发孔隙水压力。排弃物的性质和结构不同时，降水渗入的深度也有所不同。对于含水的土质和软岩基底，排弃物堆放到一定高度后，同样会产生孔隙水压力，对于排土场的稳定性产生不利影响。

如果基底含水层与排弃物之间，存在弱透水的粘土质岩层，则在含水层中，承压孔隙水的压力将会在一定程度上降低含水层的抗剪强度。在露天矿场中，当水头较高时，承压水可能会突入到内排土场。另外，如果内排土场设置在含水层的非工作帮上，当其排水性能较差时含水层中的水会对排弃物进行补给，甚至可能会产生渗流。如果采用无运输开采的方法，排弃物可能会暂时放置在工作帮上，当工作帮岩层含水时，排弃物将会得到相应的补给。

因此，在对排土场的含水情况进行考虑时，需要从全局角度着眼，充分考虑排弃物的含水情况、排土场的地形、大气降水、基底含水等，确保分析的全面性与可靠性，为排土场的管理提供必要的参考依据[2]。

3 开采工艺因素

开采工艺对于排土场稳定性的影响同样是不容忽视的，如开采程序、排土程序、排土方法、排土工作线推进速度、排土场高度等，都会在一定程度上影响排土场的稳定性。

首先，不同的开采程序和排土程序会导致排土场中形成截然不同的排弃物分层，其抗剪强度也有所差异。通过合理的设计开采及排土程序，可以提升排土场的整体稳定性。其次，在对剥离物进行排弃时，其块度往往都是沿着排土台阶呈自然分布，底部大上部小。而当砂土与粘土混合排弃时，由于粘土块含水量较大，块度大，会滚落到边坡下部，而砂土含水量小，易粉碎，会留在边坡上部。在这种情况下，排土场底部会形成软弱层，影响其稳定性。另外，排土带的宽度以及排土工作线的推进速度也会影响基底含水土层的固结程度，进而影响排土场的稳定性。

4 排弃物物理力学性质

4.1 容重

土层和岩石在经过爆破、采掘后，在排弃时体积会有所增加，然后在重力以及排土机械载荷的共同作用下，会逐渐压密。排弃物的容重与压密程度密切相关，不同深度的排弃物所承受的荷载不同，压密程度和容重也有所不同。

4.2 抗剪强度

当排弃岩石为非粘接性且硬度较大时，不存在粘聚力，可以利用内摩擦系数和自然坡脚的正切，对抗剪强度指标进行表示，其与岩块的形状及表面摩擦系数有关。对于细粒粘接性土岩，其抗剪强度指标可以利用内摩擦系数和粘聚力表示，与排弃物的成分、排弃高度以及含水率密切相关。排弃物的粘聚力会伴随着含水率的增加而增大，当超出一定限度后，又会随着含水率的增加急剧降低。如果在排土场上部存在外载荷，其会对上部细粒排弃物产生相应的压密作用，导致粘聚力的增加。

4.3 基底物理力学性质

在露天矿外排土场中，基底一般是不同性质、不同厚度的土层。在南方地区，排土多为腐殖土，土层下部为风化岩层，容易形成滑动面，而在内排土场中，基底多为岩层，如泥岩、页岩等，内部存在软弱夹层[3]。

5 结语

总而言之，排土场的稳定性不仅关系着其占地面积、排土方案以及相关参数的选择，而且影响着露天采场的安全性，应该得到足够的重视。相关管理人员应该对排土场稳定性的影响因素进行分析，采取有效措施进行治理，保证露天矿场的生产安全。

参考文献

[1] 郭俊峰.露天矿排土场稳定性影响因素分析[J].科技创新导报，2011，（24）：62.

[2] 崔斌，赵汝辉，杨晓晨，豆林涛.影响露天矿排土场稳定性因素研究[J].山东煤炭科技，2011，（4）：154-155.

[3] 杨胜利，王云鹏.排土场稳定性影响因素分析[J].露天采矿技术，2009，（3）：4-7.