摘要 排土场是露天矿山灾害的多发部位,排土场使用情况的好坏,直接关系到矿山是否顺利生产。本文介绍了尖山铁矿寺沟排土场发生事故后,通过采用削坡减载,修筑排水盲沟、拦截坝、地表截水沟等综合治理措施,使排土场具备安全生产的条件和要求,同时介绍了尖山铁矿对排土场安全生产的日常管理与控制措施,对露天矿排土场治理与安全管理有一定的借鉴作用。
关键词 露天矿排土场治理安全管理
l矿山开采简介
尖山铁矿是黑色大型露天矿山之一,1994年投入试生产,原设计年产铁矿石400万t,采剥总量1300万t,年产精矿161万t,精矿品位66%。后几经扩建,目前已形成年产铁矿石900万t/a,采剥总量4500万t的生产能力。矿山开采方式自上而下、由东向西沿走向(或斜交)推进的缓帮采剥方法。采出的废石采用汽车运输在外部排土场排土,排土工艺为汽车直排与推土机排土相结合。尖山铁矿排土场分南部排土场和北部排土场,目前,北部排土场为外委施工单位表土剥离用土场,矿山现用排土场主要集中在南部,从上而下依次为1740、1668、1585、1540排土场。南部排土场发展方向为向西南方向排岩,排往都交曲方向山沟和寺沟西沟。
2寺沟排土场基本情况
寺沟排土场属于南排土场一部分,在原寺沟村的西北部。2008年8月1日,因长时间下雨,寺沟排土场发生垮塌事故,造成重大地质灾害,给地方和矿山造成重大损失。事故发生后,太钢(集团)有限公司立即组织了抢险救援及应急治理,应急治理工程结束后,对排土场进行了削坡减载施工。
为了矿山下一步的安全生产,太钢(集团)有限公司矿业分公司委托中勘冶金勘察设计研究院有限责任公司进行尖山铁矿寺沟排土场治理工程设计。2009年6月至10月由山西矿山建设股份有限公司在寺沟排土场进行治理工程施工。2009年12月组织竣工验收。
3治理思路及工程措施
3.1排水盲沟
由于受滑坡体的堵塞的影响,1620排土场坡脚渗水,形成一处积水坑,积水坑直径约22.6m,积水面标高1538m,坑底标高1535m。积水浸泡1620排土场坡脚,当时采用的应急措施为用抽水机进行排水。2008年9-10月测量结果,平时涌水量0.61m3/h,雨后最大流量10m3/h。,考虑长久之计,设计排水盲沟排疏积水。
治理要求:疏干积水坑地表积水,并把水位降至1534m以下。设置排水盲沟,盲沟上游进水口在积水坑处,下游出水口在寺沟谷现地面标高为1513m处,出水顺沟底流走。
施工工艺为:施工放样→基坑开挖→地基碾压→铺HDPE防渗膜→铺细砂垫层→回填碎石→铺土工布→碎石土回填。
3.2拦截坝
结合填压坡脚的设计,在沟谷下游设置拦截坝,拦截坝的作用是防止雨季时上游物质泻向下游给下游造成灾害,另外,拦截坝作为将来渣土坡体的一部分,可起到加强土体强度,提高阻滑程度,增加坡体安全性的作用。
拦截坝设计:拦截坝设置在已征地线范围内,拦截坝外坡脚设在征地线上,坝轴线设计为直线,坝型为碾压式碎石坝。本拦截坝的作用之一是拦截上游的土石材料,但应当具透水性。所以设计为均质坝。坝体材料考虑尖山矿废弃料的利用,筑坝施工用碎石分层碾压筑坝,分层厚度为1.5m。每层碾压遍数为6遍。坡面可在施工过程中,边分层碾压边整理,使之平整且达到设计坡度。拦截坝的施工在排水盲沟施工完成后进行。
施工工艺流程为:坝基开挖→基底碾压→分层回填、摊平→碾压密实→找平验收。
3.3地表截水沟
地表排水的目的是拦截排土场边坡地段以外的地表水,不使水流入边坡区内而降低土体强度导致发生滑坡灾害,引导地表水在坡体外的地段处排走。截水沟设置在排土场坡顶后缘,根据地形特征,能截断上游流向排土场的汇水的位置。
施工工艺流程为:基础开挖→基底碾压→碾压密实→砌筑→验收。
3.4坡脚填压
寺沟排土场包括1632排土场和1620排土场,已进行过前期削方减载工程达到目前现状。经对现状排土场稳定性验算,排土场边坡欠稳定,所以进行坡脚填压设计。在寺沟中填压坡脚不仅填压1620排土场坡脚,同时也填压了1632排土场滑坡体的坡脚,从而增强排土场稳定性,满足安全生产的要求。