露天矿排土场相似材料模型实验研究

▋引言露天矿排土场又称废石场，是露天矿山剥离和掘进排弃物集中排放的场所[1]。

一方面，运输成本在剥离成本中占比45~55％，合理布置排土场能有效缩短运距，降低运输成本，从而降低剥离成本；另一方面，排土场是一种巨型人工松散岩土堆积体，较原岩易发生变形、失稳、滑坡等地质灾害。

因此，露天矿排土场布置非常关键。

近年来，国内外专家学者针对内排场开展了大量研究。

例如武懋等开展的安太堡矿背斜区内排土场排弃方案优化研究，提出了背斜区加高扩容[2]；王东等探讨了基于内排空间利用最大化的露天煤矿排土线布置方法[3]；周永利等开展了露天煤矿压帮内排端帮稳定性变化规律研究[4]；刘建国等介绍了伊敏露天矿内排土场边坡灾变机理研究[5]；罗科等进行了河曲旧县露天矿内排增高设计及稳定性分析[6]；赵贵彬等介绍了顺倾软岩基底内排土场增高扩容控制措施[7]；黄杰等进行了晋宁磷矿内排土场排土空间的合理设计与利用[8]。

上述研究主要针对内排土场边坡稳定性及内排扩容，研究对象都是近水平及缓倾斜矿体露天矿，以煤矿、磷矿居多。

排土场根据布置在露天采矿境界内、外部的不同，可分为内排土场和外排土场。

鉴于当前国家对生态环境的重视，外排土场占用土地量大、破坏生态环境的问题日益突出。

此外，外排土场还存在基底处理工程量大、外排运距远等问题。

露天矿山利用采场内部采空区，实施内排，将露天采矿工艺、内排工艺与矿区生态修复工艺结合起来，是露天矿满足当前环保要求的必然趋势，也是矿山企业降本增效的必要手段。

但是在内排工艺实施过程中，部分露天矿也暴露出内排土场边坡失稳、内排空间利用率低等问题。

本文重点研究露天矿在保证内排土场边坡稳定、安全的前提下，如何及早、充分实现内排和采场生态修复。

同时，传播相关生态修复知识。

▋一、工程背景昆阳磷矿矿体东西走向，倾向向南，1965年由化工部化工矿山设计研究院（现名中蓝连海设计研究院）进行设计建设，原初步设计将矿区5~56勘探线范围内由东向西划分为四个采区，圈定可采储量8213.7万t，P 2O 5平均品位作者简介：廖永波，采矿工程师，研究方向为采矿技术研究。

露天煤矿排土场边坡稳定性分析与治理技术发布时间：2021-11-11T08:02:44.724Z 来源：《中国科技人才》2021年第23期作者：张伟[导读] 排土场边坡稳定是确保露天矿安全高效生产的前提条件。

为确定露天矿北排土场的滑坡模式，通过分析北排土场建设情况、经济因素及环境条件，对北排土场边坡滑坡采取排土压脚综合治理措施，治理后的边坡稳定性系数为1. 214，使边坡达到了稳定状态，为同类滑坡灾害治理提供了可靠性依据。

中煤平朔集团有限公司东露天矿山西朔州 036800摘要：排土场边坡安全与否关系着矿山安全生产以及排土场下游居民的生产生活设施的正常使用。

随着生产的进行，排土场不断增高无疑增加了边坡失稳的风险。

许多专家学者针对排土场边坡稳定性分析均有不同方面、不同角度的研究。

露天采场的持续生产会不断产生大量的废石，排土场不断增高是必然趋势，其边坡失稳的风险亦逐渐增加。

关键词：露天煤矿排土场边坡稳定性；治理技术排土场边坡稳定是确保露天矿安全高效生产的前提条件。

为确定露天矿北排土场的滑坡模式，通过分析北排土场建设情况、经济因素及环境条件，对北排土场边坡滑坡采取排土压脚综合治理措施，治理后的边坡稳定性系数为1. 214，使边坡达到了稳定状态，为同类滑坡灾害治理提供了可靠性依据。

一、露天矿边坡特征1.露天矿边坡一般较高，从几十米到几百米，走向从几百米到数千米，其揭露的岩层多，边坡各部分地质条件差异大，变化复杂，岩体暴露时间长、破碎、完整性差，岩体的强度低。

2.露天矿最终边坡是由上而下逐步形成的，上部边坡服务年限长，下部边坡服务年限短，因此上下部边坡的稳定性也不相同，具有时效性。

3.露天矿场每天频繁的穿孔、爆破作业和车辆行走，使边坡岩体受到经常性的震动影响。

4.边坡是随着露天矿开采作业而形成的，其稳定性不断发生变化。

边坡的类型按坡体成分可分为岩石边坡、泥土边坡、沉积物边坡、构筑堆坡和尾矿坝；按几何形状可分为倾斜边坡、内陷边坡和外鼓边坡。

伊敏露天矿内排土场排土参数优化研究林宏志【摘要】为解决伊敏露天矿地下水渗流对排土场边坡稳定的影响,采用Geo-Studio 2007 SEEP/W软件分析矿东端帮201605剖面的土体渗流规律,确定了各岩层的岩性及渗透参数.以此为基础,利用极限平衡分析方法优化了排土参数:排土场最小工作平盘宽度由95 m缩小至90 m,总体边坡角由11°增大至12°,排土容量增加约3000万m3.实践表明,优化参数有效保障排土场边坡的稳定性.【期刊名称】《露天采矿技术》【年(卷),期】2016(031)012【总页数】5页(P10-14)【关键词】露天煤矿;排土场;地下水渗流;边坡稳定;排土参数【作者】林宏志【作者单位】煤炭科学技术研究院有限公司装备分院,北京 100013【正文语种】中文【中图分类】TD824.8伊敏露天矿位于大兴安岭西坡，伊敏河中下游地区，属内蒙古自治区呼伦贝尔市鄂温克族自治旗管辖，该露天矿成立于1976年，1984年10月正式投产，目前主要开采15#、16#煤层，煤炭年产量达20 Mt/a，境界内平均剥采比为2.68 m3/t，采煤工艺为单斗-卡车-半固定破碎站的半连续工艺和单斗-自移式破碎机-输煤胶带的半连续工艺相结合，剥离工艺为单斗-卡车工艺。

伊敏矿区位于伊敏向斜轴部及东南翼，主体为一不完整的走向北东、倾角3°～8°的宽缓向斜，构造发育，区内岩体以泥岩、半成岩状态砂砾岩和砂岩为主，大部分岩体属于软岩，泥质胶结，胶结程度较差，力学指标较低，一般均小于5.88MPa，岩石尤以泥岩最软，煤层硬度远大于岩石。

区内含水层较多，其中对露天矿生产和边坡稳定影响较大的含水层主要为第四系砂砾含水层、第三系砂砾岩含水层和煤层含水层[1-3]。

伊敏露天矿内排土场目前最大标高为+712 m，已形成9个排弃台阶，单台阶高度约20 m，宽度为37～130 m，平均约80 m，单台阶坡面角为36°，整体边坡角约11°，排弃物料主要为粉砂岩、中砂岩、泥岩、热值低的废煤、少量第四系土体以及电厂煤灰等，由于内排土场基底容易受到地下水影响，为防止地下水入渗至排弃物料内部，现场采用人工铺设泥岩散料的方法隔断地下水向内排土场基底的渗流路径，从而保证排土场边坡的稳定。