白云铁矿铁路排土场33#线的病害治理

【摘 要】由松散介质体堆置而成的铁路排土场，随着其容量的不断扩大，受周围地质条件的影响，出现了排土场沉陷和坡面散落等病害类型。对此，采取了排土场刷方减重、地基处理等措施，效果良好，保证了铁路行车安全，又提高了排岩能力。

【关键词】铁路排土场；病害；治理

白云鄂博铁矿是我国特大型露天矿山之一，现已形成公路-铁路联合开采加皮带运输的开采模式。主采场公路-铁路联合开采，年采剥量为3000万吨，掌子出矿量为750万吨，岩石大部分由汽车运至采场外的三个振动放矿，由铁路二次转载至铁路排土场，其余岩石由汽车直排。

白云铁矿工电车间主要负责主矿车间岩石的二次转载，现有东、南、西三个铁路排土场，共有10条移动铁路线，7条电铲倒装排岩线，其余为人工直接排岩线。线路总长约30公里。排岩能力约为1600万吨。

1、西排土场33#线存在的病害问题

1.1西排土场介绍

西排土场现共有四条线路，分别为30#、31#、33#、34#线路。设计总容量为11100M3，平均运距为5.4公里。33#线为西排土场的主要排岩线路，全长2200米，其中，走行线1200米，作业线1000米。

1.233#线的病害原因

33#线中后部路基为黄土层和混合板岩，由于其硬度小，吸水性强，每年春季冻土开化和雨季，路基塌陷严重，造成铁路线路变形，威胁着行车的安全，影响排岩能力。

2、西排土场33#线存在的病害原因分析

白云矿区位于内蒙古高原中部，属于干旱草原型气候，蒸发量较降水量大10倍以上，降水多集中在7、8月，矿产品包括铁矿石和稀土矿石，且相互伴生。

2.1铁路排土场沉降变形

排土场是由堆置的散体物料逐步形成，这些物料在自重力和外载荷作用下逐步压缩和沉淀，由原来的三元介质体（固体颗粒、水和空气），因为空气被挤出而形成辆元介子体（固体颗粒和水份），从而发生沉降变形。这种变形随时间的延续，其沉降变形速度逐渐缓慢下来，一般以沉降系数来表征某一时段的沉降变形。

K=1+(H0-H1)/H0

式中： K ——沉降系数；

H0 ——排土场高度，m；

H1 ——排土场沉降后的高度，m。

任何排土场从堆置之时起，都存在着沉降变形，只是沉降速度不同而已，其沉降系数与排土场排弃的岩土性质有关，同时也与基底的物理力学性质相关[1]。

2.2铁路排土场所排岩土的沉降量

白云铁矿铁路排岩场所排岩土基本都是坚硬的块状岩石如：白云岩、砂质板岩、混合板岩、云母岩，且基本不溶于水，因而发生塑性变形变形量不大，排土场沉降量不大，但各种岩性5年内沉降量各不同，白云岩、砂质板岩沉降量约为2.5米，混合板岩、云母岩沉降量约为3.5米。观测结果与理论描述相一致，即易溶于水的软性岩石下沉量大，不溶于水的岩性下沉量小。新堆置的排土场在5年内基本达到稳定，5年后的下沉量极小。

3、西排土场33#线病害治理

刷方减重，积极处理软岩基底，把岩性较好的岩石翻至塌陷区充填路基[2]，是治理33#线塌陷区段的主要措施。

第一阶段，边治理边生产，在冻土开化前，及1月-4月。首先，把长约400米，宽约50米，深约6米的黄土层由电铲分两次全部甩至东部排岩区，把软弱的黄土层全部挖出。然后，由电铲辅助排岩，在此区域内翻卸岩性较好的砂质板岩，把塌陷区段的铁路路基做一个高道，把此区段的铁路路基护起来，以减少由于开春冻土开化和雨季雨水对路基的影响。第一阶段，塌陷区比较平稳，未发现滑落或塌陷状况。

第二阶段，边维护边生产，时期为4月-11月。此时期为冻土开化和雨季期，通过观察发现塌陷区滑塌逐渐严重，裂隙扩大明显。作业电铲已在塌陷区做完护围高道，开至线路前方安全区域继续作业。为了不使该线路闭线停产，每日加强塌陷区的巡道与维护，特别是7月、8月、9月份，雨水的侵蚀尤为明显，铁路日抬道量最高达0.5米，方能保证铁路线形顺畅，水平均匀，轨距标准，切实保证铁路行车安全。每天对塌陷区高道的塌陷量做好监测和记录，为进一步的治理做好准备。

通过监测看出：

（1）每年冬季塌陷区高道基本不发生变化；

（2）每年开春塌陷区高道开始发生变化；

（3）每年雨季塌陷区高道变化最大。

第三阶段，彻底治理，时期为11月-1月。塌陷区段经过约7个月的自然沉降，以及风化和水蚀的影响，塌陷区高道已基本稳定，沉降量累积约达1.5米，此时，把塌陷区段的铁路线路捣铺到高道上，按铁路线施工标准去作业，与前部铁路连接顺畅，符合铁路行车要求。

4、西排土场33#线塌陷治理效果

4.1西排土场33#线塌陷治理后的产量对比

33#线塌陷区经过治理改造后，线路状况得到很大改观，锅底状的线路变为水平均匀的线形，坡度符合技术标准的要求，机车作业的周转率极大提高，产量大幅度提升。

2010年产量为41.4721万吨。2011年治理后年产量为111万吨。

4.2西排土场33#线塌陷治理后的效益

33#线治理后，其效益特别突出。

直接效益：排岩成本约为1.2元/吨，由2011年产量与2010年的产量比较，可反推经济效益。

（110-41.4721）万吨Ｘ1.2元/吨=82.2万元。

其它效益：33#线塌陷区彻底解决后，可以减少脱轨事故的发生，2010年为16次，治理后2012年减少为10次。

每次脱轨的扶救，线路的恢复，需要大量工人及铁路器材，同时，需要机械设备的协助，每次脱轨的损失按综合统计约为3万元，2011年脱轨损失比2010年约减少：

3×6﹦18万元

总之，33#线塌陷治理改造后，其每年经济效益约为：82﹢18﹦100万元。

参考文献

[1]王军.露天矿排土场稳定性分析[J].包钢科技,2010 (3)

[2]沈明荣编著.岩体力学[M].同济大学出版社,2006

作者简介

陈建新（1971—），男，河南省博爱县人，经济师，内蒙古科技大学 矿业工程学院 工程硕士 在职研究生，现在白云铁矿工作。