太和鐵礦排土場滑坡變形地質(zhì)災(zāi)害原因分析及治理措施探討

■何華

（重鋼西昌礦業(yè)公司太和鐵礦 四川涼山 615041）

太和鐵礦排土場滑坡變形地質(zhì)災(zāi)害原因分析及治理措施探討

■何華

（重鋼西昌礦業(yè)公司太和鐵礦 四川涼山 615041）

闡述了太和鐵礦排土場存在的崩塌、滑坡變形等主要不良地質(zhì)災(zāi)害問題，分析了其影響因素及成因，闡述了預(yù)防和治理措施。

排土場滑坡變形原因防治治理措施

1 前言

太和鐵礦排土場位于四川省涼山彝族自治州西昌市太和鎮(zhèn)，位于太和礦區(qū)露天采礦場北側(cè)、西漂尾礦庫的西南側(cè)，占地約114.27hm2。經(jīng)過30多年的建設(shè)，該排土場已形成了一個較大排土區(qū)域，現(xiàn)已堆存廢石量估計達(dá)4000萬m3。排土高度約210m，平臺寬度不一致，同一個臺階高度相差太大，有的臺階高度從0～10m，有的從10m～40m，有的臺階中斷，造成局部段高太高，排土場臺階單邊坡角在25～38度之間，有的部分邊坡角達(dá)38度，目前出現(xiàn)填土邊坡滑坡變形和填土邊坡的坡肩附近出現(xiàn)的多處地面裂縫的主要不良地質(zhì)作用和地質(zhì)災(zāi)害，裂縫長度一般為5m～25m，最長可達(dá)33m，縫寬一般為1cm～5cm，可見深度20cm～60cm，局部位置發(fā)育多條平行裂縫，可見邊坡已發(fā)生變形，若在連續(xù)暴雨狀態(tài)下很可能引起邊坡的局部垮塌。給排土場帶來安全隱患，嚴(yán)重影響排土場下游居民生命財產(chǎn)安全。

2 滑坡變形災(zāi)害形成原因

礦山排土場的災(zāi)害形式因地質(zhì)、地理、氣候等自然條件不同而異，按其對環(huán)境危害的表現(xiàn)形式，大體上可分為兩大類：因過度集中和較快排土，使排土場散體物料沒有充分的固結(jié)時間，松散的物料極易發(fā)生排土場邊坡不穩(wěn)定而滑坡；因大氣降雨和地表水對排土場散體的浸潤和沖蝕作用，排土場邊坡初始穩(wěn)定狀態(tài)發(fā)生改變，其穩(wěn)定性條件迅速的惡化，排土場散體邊坡在雨水作用下直接轉(zhuǎn)變?yōu)槟嗍?。我礦排土場滑坡變形災(zāi)害主要有以下幾個方面：

（1）大氣降水。西昌地區(qū)降雨主要集中在6-10月份，往往連續(xù)降暴雨，而排土場為粘性土、粉土、輝綠巖（廢石）、碎石、塊石等形成的松散堆積體，現(xiàn)有排土場在各臺階的坡肩位置出現(xiàn)多處平行于坡肩方向的張拉裂縫，局部位置發(fā)育多條平行裂縫，在雨季，大氣降水沿裂縫下滲到地下，使下層土體處于飽和，抗剪強(qiáng)度降低而導(dǎo)致滑坡垮塌。

（2）排土速度過快、集中。由于近幾年礦山規(guī)模不斷擴(kuò)大，由最初的采礦規(guī)模70萬t/a發(fā)展到現(xiàn)在的300萬t/a，該排土場為太和礦區(qū)原有唯一的排土場，采礦場的所有廢石均排至1#排土場，造成排土場量大，排土速度快，過于集中，廢石土固結(jié)時間短，廢石土基本處于松散狀態(tài)，固結(jié)強(qiáng)度幾乎為零，上部荷載全部壓在強(qiáng)度較低的土層上，再加上原始地形較陡，廢石土松散欠固結(jié)，排土體本身抗剪強(qiáng)度較低，產(chǎn)生滑坡變形。

（3）排土工藝管理不到位。由于排土管理混亂，造成現(xiàn)有排土場平整度差，平臺寬度不一，沒有形成反坡，沒有形成完善的水系統(tǒng)，影響排土場穩(wěn)定，產(chǎn)生滑坡。

1#排土場以前是高段排土，2005年因連降暴雨，發(fā)生了大面積滑坡后，調(diào)整為20米一個段高排土，最高點標(biāo)高約為1860m，坡腳底部最低點標(biāo)高約為1650m，排土高度約210m，現(xiàn)已形成9個臺階，但是由于工藝管理不到位，臺階平整度差，很多同一個臺階高度相差太大，排土場不平整，影響排土場內(nèi)部雨水不能安全有效的排出，雨水滲人地下，誘發(fā)滑坡。

排土場平臺設(shè)計要求向內(nèi)形成4%的反坡，而現(xiàn)有排土平臺全部是向邊坡方向一個坡度，造成所有雨水向邊坡沖刷，極易產(chǎn)生局部垮塌，引起滑坡。

1#排土場未有完整的排水系統(tǒng)，由于排土場是上世紀(jì)80年代初建設(shè)的，當(dāng)時排土場未專門做排土場設(shè)計，故內(nèi)部自然溝未整理且未建設(shè)盲溝?，F(xiàn)排土場周圍形成了一定的排水系統(tǒng)，但均為土溝，并且排土場內(nèi)部平臺坡腳處未開挖排水溝，造成雨水在排土場內(nèi)部自由徑流并沖刷邊坡，引起了現(xiàn)有排土場部分邊坡垮塌。

排土不規(guī)范排也造成了每個平臺寬度相差太大，寬度從10m～110m，不符合排土場設(shè)計安全寬度要求；臺階高度不一，有的臺階高度從0～10m，有的從10m～40m，有的臺階中斷，造成上下段高連在一體，段高高達(dá)近50m，造成了局部段高太高，都給排土場穩(wěn)定性帶來安全隱患。

3 滑坡變形治理措施

影響太和鐵礦排土場穩(wěn)定，造成滑坡的主要原因是排土物料性質(zhì)，水（地下水、地下水）和排土工藝。因此，我們采取以下措施治理排土場，預(yù)防滑坡等地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生。

（1）完善排水系統(tǒng)。由于現(xiàn)狀排土場除排土場周圍有一定的排水溝系統(tǒng)外，在排土場內(nèi)部無有序的排水系統(tǒng)，為了保證現(xiàn)狀排土場排水順暢，除在排土場周圍開挖臨時排水土溝，防止采場外地表水進(jìn)入排土場，同時在排土場現(xiàn)有的排土平臺坡腳處根據(jù)地形情況開挖內(nèi)部臨時排水土溝，臨時排水溝挖成梯形溝，形成一定的縱坡，并與周圍的排水系統(tǒng)相連，保證排水暢通。

（2）排土平臺平整度治理。為了防止雨水對排土場邊坡的沖刷，采用推土機(jī)對現(xiàn)有排土平臺進(jìn)行整治，將排土平臺整理為4%的反坡，使雨水向坡腳處的臨時排水溝匯集，再經(jīng)排土場臨時排水系統(tǒng)排出，減少雨水對排土場邊坡的沖刷。

（3）裂縫治理。排土場平臺出現(xiàn)多條裂縫，如裂縫處理不好，在雨季，雨水沿裂縫下滲到地下，形成靜水壓力或使下層土體處于飽和，抗剪強(qiáng)度降低而導(dǎo)致滑坡或泥石流，故需對現(xiàn)有排土場裂縫整治。在排土場平臺治理成4%的反向平臺時，對于裂縫利用粘土對其覆蓋并加以平整，防止雨水沿裂縫下滲到地下。

（4）嚴(yán)格排土工藝管理。加強(qiáng)排土工藝管理，嚴(yán)格按設(shè)計要求執(zhí)行，嚴(yán)禁集中快速排土，采取分臺階、分區(qū)域排棄，確保堆積物有充足的固結(jié)時間。巖石與土盡可能混排，下部有條件時排棄巖石，以保證排土物料配比合理。排土臺階高度嚴(yán)格控制在20米高，排土臺階控制在30米以上。嚴(yán)格信號工、推土機(jī)司機(jī)的管理，禁止汽車亂堆亂倒，及時形成形成反坡，確保排土工藝規(guī)范。

（5）加強(qiáng)排土場監(jiān)測。為了安全生產(chǎn)，對排土場滑坡變形及時準(zhǔn)確預(yù)警預(yù)報，每周對排土場沉降壓縮變形進(jìn)行監(jiān)測，并安排專人進(jìn)行巡查，檢查排土場基底及裂隙變化情況。同時要求雨季來臨前，對排水系統(tǒng)進(jìn)行檢查，確保水系統(tǒng)暢通。

4 結(jié)束語

重鋼西昌礦業(yè)有限公司太和鐵礦排土場滑坡變形地質(zhì)災(zāi)害產(chǎn)生原因主要是水和排土工藝管理不到位引起，當(dāng)然排土場滑坡形成的機(jī)理很復(fù)雜，太和鐵礦排土物料也很特殊，在以后的生產(chǎn)中，應(yīng)根據(jù)實際情況進(jìn)一步找出符合公司安全生產(chǎn)的排土工藝措施，預(yù)防排土場滑坡、泥石流地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生。

[1]四川省地質(zhì)局113地質(zhì)隊 四川省西昌太和"8.20"礦區(qū)最終地質(zhì)勘探報告 [R]，西昌：四川省地質(zhì)局113地質(zhì)隊，1970.

[2]周玉新.重鋼集團(tuán)礦業(yè)有限公司太和鐵礦第一排土場穩(wěn)定性分析和堆置方案設(shè)計[R]，馬鞍山礦山研究院工程勘察設(shè)計研究院，2006.

[3]岳境，鄒繼興.露天礦山地質(zhì)災(zāi)害治理方案.河北理工學(xué)院學(xué)報2007，2.

P694[文獻(xiàn)碼]B

1000-405X（2015）-11-345-1