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南美热带雨林地区露天金属矿山排土场施工措施及方法
2019-01-09
南美洲热带雨林地区有着多雨的气候和复杂的地质条件,在露天金属矿山开采施工过程中,既要保证 排土场的稳定性,又要满足当地严格的环保要求,排土场施工在生产过程中已成为整个露天矿山建设的重中之重。 以厄瓜多尔米拉多铜矿首期排土场建设及使用为例,分别从排土场的排水、筑坝、排土方式、分层碾压、排土场维护 等几个方面,详细阐述了多雨少石条件下露天金属矿山排土场建设的施工措施及方法,这些施工措施和方法在该矿 山施工生产过程中已经得到了广泛的应用及推广,对同类型的矿山施工也将起到一定的指导作用
Series No. 510 金 属 矿 山 总第 510 期 December 2018 METAL MINE 2018 年第 12 期 南美热带雨林地区露天金属矿山排土场 施工措施及方法 李东印 (中铁十九局集团矿业投资有限公司,北京 100161) 摘 要 南美洲热带雨林地区有着多雨的气候和复杂的地质条件,在露天金属矿山开采施工过程中,既要保证 排土场的稳定性,又要满足当地严格的环保要求,排土场施工在生产过程中已成为整个露天矿山建设的重中之重。 以厄瓜多尔米拉多铜矿首期排土场建设及使用为例,分别从排土场的排水、筑坝、排土方式、分层碾压、排土场维护 等几个方面,详细阐述了多雨少石条件下露天金属矿山排土场建设的施工措施及方法,这些施工措施和方法在该矿 山施工生产过程中已经得到了广泛的应用及推广,对同类型的矿山施工也将起到一定的指导作用。 关键词 排土场 分层排土 稳定性 排土方式 中图分类号 TD 854.7 文献标志码 A 文章编号 1001-1250(2018)-12-163-04 DOI 10.19614/j.cnki.jsks.201812030 The Construction Measures and Methods for Waste Dump of Open Pit Metal Mine in Hylaea Area of South America 1 Li Dongyin (The Mining Investment Co.,Ltd.,China Railway Construction No. 19 Bureau Group,Beijing 100161,China) Abstract The hylaea area of South America has a drippy climate and complicated geological condition. It is necessary to guarantee the stability of the waste dump and satisfy requirements of local strict environment protection during construction process of open pit metal mine. Thus,the waste dump construction has been the most significant during the construction of whole open pit mine. Taking the construction and usage of Stage1 waste dump in Mirador Copper Mine in Ecuador as a case, the construction measures and methods for waste dump of the open pit metal mine were elaborated from aspects of dewatering, damming,dumping ways,layered rolling,maintenance of waste dump under conditions of more raining and less rock. These construction measures and methods have been applied and generalized extensively during construction process of this mine, and also offer certain guidance to similar type of mines. Keywords Waste dump,Dumping by layers,Stability,Dumping ways 在大型露天金属矿山施工中,排土场作为一个 重大危险源,其稳定性对矿山安全生产尤为重要,排 土场一旦发生滑坡及泥石流等灾害事故,对安全及 环境带来的巨大影响不可估量。米拉多铜矿地处南 美洲厄瓜多尔国赤道热带雨林地区,具有典型的亚 马逊地区湿润多雨的气候特点,年降雨量在 1 860 mm 左右,月平均最大降雨量达到 358 mm,地表植被 茂密,地表水和地下水丰富。与此同时,从矿区看, 以花岗闪长岩为主的萨莫拉岩体广泛分布,受雨淋 和高原气候影响,不均匀风化十分严重。地表腐殖 土、全风化层的一般厚度可达20~60 m,最大达90多 m。由于该矿山处于基建剥离期,首期排土场为整个 南排土场一期排土堆放地,是整个南排土场底层基 础,因此显得十分重要。该排土场为沟壑形排土场, 3 主要包括 3 条冲沟形成的山谷,弃土容量 670 万 m , 最终设计标高 1 100 m,下游原地表最低标高 1 305 m,高差接近 100 m,其中 1 320、1 350 m 标高设安全 平台,排土最终坡面1∶2。首期排土场前期堆弃的物 料大多为淤泥、粘土、砂质粘土、砂;质地松软、破碎、 稳固性差,再加上复杂的自然条件,极易发生滑坡及 收稿日期 2018-11-03 作者简介 李东印(1985—),男,总工程师,工程师。 · 163 · 总第510期 金 属 矿 山 2018年第12期 泥石流等自然灾害,因此,排土场的稳定性面临巨大 的考验。在排土场建设及使用过程中既要保证排土 场的安全和稳定,又要保证正常施工排土作业,因此 制定一套合理的施工措施和方法显得尤为重要。本 文从排土场的排水设施、排土方式、土体稳定性控制 措施等方面进行研究,研究一套适合该地区露天金 属矿山排土场施工方法,从而在与之相似自然条件 的露天矿山进行应用及推广。 成台阶。在筑坝过程中,为避免筑时坝前积水,坝底 需埋设导水管 ,导水管与排水盲沟连通,连通之前管 口用土工布封堵,保证排土产生的渗水能够自导水 管流入下游。拦挡坝清基、埋管结束后,开始筑坝, 筑坝需要材料可以就地取材,坝体选用质地坚硬粒 径小于80 cm的块石,筑坝方式采用碾压堆石坝施工 工艺,坝体坡面进行块石干砌,坝体由石料堆筑成, 具有透水性,为避免泥沙进入石缝,坝体迎水面可覆 盖土工布,土工布具有透水性,可将泥沙过滤,不影 响坝体透水性。 1 排土场建设 . 1 排水设施建设 1 排土场位于冲沟内,必须做好防水措施,最大限 1. 3 排土场清表 由于该地区复杂的气候条件,排土场内部植被 茂盛,腐殖土较厚,如不清除,极易形成滑移层,因此 弃土前需要对植被和腐植土进行清除,清除的植被 及腐植土经排废便道运至指定堆放处。在排土场清 表过程中,合理安排施工顺序,要按排土计划分片清 除,避免超前清除大面积植被,造成水土流失。 2 排土作业方式 度减少流水进入排土场内部。首先需要将沟谷内流 水从排土地表面上游截走或将水流用导流管导至下 游,查阅当地水文资料,根据最大汇水面设计截水沟 尺寸及引水管直径,为避免引水管堵塞,沟上游管口 需加钢筋过滤网,同时入水口可深挖积水池,起到消 能及简单过滤作用。 将地表水引走以后,需处理沟体内部出水点及 排土中所含水分,因此需要进行排水盲沟建设。在 建设工程中,在冲沟河道中挖掘满足设计要求尺寸 的沟渠,将挖出的新鲜卵石块石经过严格筛选后回 填入沟体内,如河道内岩石坚硬,难以挖沟,可用石 料直接填筑成梯形与沟渠连通,回填过程中禁止使 用风化石料,石料铺好后用土工布进行包裹,土工布 上方进行覆盖一定厚度透水性较好沙土,作为土工 布保护层。由于石块缝隙间透水性较好,沟内出水 点的水源可通过盲沟引出排土场。与此同时,所排 土壤中的水分可通过土工布过滤后进入盲沟,与沟 内出水点汇合一同引出,可大大减少土壤含水率,加 速土体固结速度。 2. 1 排土方式选择 由于排土场内部地形起伏大,沟谷较深,排土场 排土作业采用逆排与顺排相结合的混排排土方式。 地势较平缓地带,具备修筑排废便道条件,采用逆排 排土方式,排土运输车辆经排废便道进入排土场下 游靠近坡脚坝处,由低到高,由点到面,分层排土,保 证排土高差在10 m以内。 对于部分沟壑较深,纵坡较大处,采用分段高位 顺排的排土方式,以60 m长为1个分段,自卸车靠近 卸料平台边缘卸料,推土机将料推至坡下,如卸料高 差较大,30 m内需设一级转运平台,转运平台利用挖 机将土料转运至沟谷最低处,由于沟谷内压路机难 以进入,底部采用挖机或推土机进行分层碾压,层层 堆高,直到超过转运平台,最终堆至卸土平台高度, 卸土平台沿沟体走向按覆盖叠加式推进,最终推进 至排土设计位置,排土方式如图1所示。 1 . 2 排土场坡脚坝建设 为了保证排土设计坡脚稳定,排土场下游需要 堆筑拦挡坝,为了保证坝体稳定,需要进行清基,清 基需清至碎石层以下,地表纵坡较大时,需将地表削 2 . 2 卸料平台作业 与大多数排土作业方式不同,由于当地降雨频 推进方向设3%~5%的顺坡,靠近坡面做临时挡土堆, 挡土堆高度严格按照排土场安全操作规程执行,靠 近挡土堆 3~5 m 距离做 3%~5%横坡,将水引至非弃 繁,排土面极易积水。为了保证迅速排水,卸料平台 · 164 · 李东印:南美热带雨林地区露天金属矿山排土场施工措施及方法 2018年第12期 土一侧,非弃土一侧设排水口,坡面埋设直径1.5 m半 壁金属波纹钢管,能够保证卸料平台积水沿波纹管 流至下游,同时防止流水冲刷坡面,作业方式如图 2 所示。 区域用塑料薄膜及时覆盖边坡,防止降雨冲刷造成 水体污染。已经形成的永久边坡进行喷播种草,保 证边坡稳定。 (2)在已经形成的永久边坡的平台上建立若干 观测桩,测量人员及时进行位移及沉降变形监测,由 于该地区气候及地质条件特殊,可适当缩短观测周 期。 (3)为了减少雨水对边坡的冲刷,排土形成的永 久平台需设平台截水沟,为了防止雨水侵蚀沟体,平 台沟可采用混凝土或浆砌石等结构。 同时随着排土线展开,卸料平台及时硬化,同时 排土推进方向排弃一定容量后,排水位置改至另一 侧,而后进行原排水管一侧排土卸料,以此方式交替 进行,排弃最终推进至设计位置。 4 结 论 (1)在排土场投入使用之前,必须做好排水、坡 脚坝、清表等基础设施建设。在保证排土场基础稳 定的同时,要保证排土不受水体影响,在引水过程中 不仅要考虑上游来水,还要处理好内部出水点和土 体渗水。 2 . 3 排土过程控制 (1)排土前,严格按照排弃物料性质来进行分区 排土,粘性土和表层土禁止堆放在排土场核心区,可 排在弃土场两侧边缘区域;石料及风化岩排至靠近 下游坡脚坝位置,起到加固坡脚的作用。 (2)在排土方式选择上,采用顺排与逆排相结合 的混合排土方式,在保证排土场稳定的同时多创造 排土作业点。采取分区排土、多点排土、变换排土方 向等行之有效的方法,来保证排土场稳定性。 (2)注意控制排土强度,禁止长时间在一个区域 大范围集中排土,尽量创造多点排土作业,给土体预 留一定的固结时间。 ( 3)与常规排土作业反坡排土不同,在多雨条件 下防止排土地表面积水采用顺坡排土的排土工艺。 4)为了保证土体稳定,要着重做好分层碾压施 (3)注意排土方向选择,在排土过程中注意交替 ( 变换排土方向,在排土面展开后条件允许的情况下, 可多创造垂直沟体方向排土,通过山体支撑来卸载 一部分土方向下游的冲力。 工。 ( 5)排土完成后,做好边坡防冲刷措施,做好排 土场变形监测,保证排土场的安全和稳定。 3 排土场维护措施 3 . 1 水土保持措施 参 考 文 献 由于该地区地表风化严重,土层较厚,所排弃大 [ 1] Huang Lei,Zhang Peng,Hu Yigang,et al.Vegetation and soil resto⁃ ration in refuse dumps from open pit coal mines[J].Ecological En⁃ gineering,2016,94:638-646. 多为土方,土方排弃后,如不及时进行碾压,极易形 成流泥或泥石流,带来严重的安全及环境问题,因此 土方排弃后,必须及时进行土方分层碾压。在碾压 过程中,每层碾压厚度不超过 80 cm,保证碾压设备 数量并严格控制碾压次数,保证碾压后土体密实度 达到要求,分层碾压后效果如图3所示。 [2] Xie Zhenhua,Luan Tingting,He Na. Safety Evaluation technology for waste dump landslide of open-pit mine based on fuzzy mathe⁃ matics[J]. Applied Mechanics and Materials,2013(6):353-356. [ 3] 李安武. 排土场堆排工艺及稳定性措施[J]. 现代矿业,2015(5): 144-145. 3 . 2 边坡防护措施 (1)考虑到雨水频繁,临时排土过程中,非弃土 Li Anwu.The piling and dumping technology and stability measures of waste dump[J]. Modern Mining,2015(5):144-145. · 165 · 总第510期 金 属 矿 山 2018年第12期 [4] 辛保泉,谭钦文.局部高陡边坡对排土场稳定性的响应规律[J]. (12):189-190. 矿业研究与开发,2016,36(9):41-45. Yang Hui,Long Maohua.The vegetation restoration of Taihe Iron Xin Baoquan,Tan Qinwen.The response rule of regional high and steep slope to the stability of waste dump[J]. Mining Research and Development,2016,36(9):41-45. Mine waste dump[J].Modern Mining,2014(12):189-190. [8] 栾婷婷.露天矿排土场滑坡预警方法的研究及应用[D]. 北京: 北京科技大学,2015. [5] 王 莉.露天矿大型排土场稳定性及安全控制关键技术研究 Luan Tingting.The Research and Application of Open Pit Mine Waste Dump Landslide Early Warning Methods[D]. Beijing: Uni⁃ versity of Science and Technology Beijing,2015. [D]. 北京:北京科技大学,2015. Wang Li.The Research of Open Pit Waste Dump Stability and Safe⁃ ty Control Key Technology[D]. Beijing: University of Science and Technology Beijing,2015. [9] 赵 倩.矿山排土场稳定性研究与应用[D].石家庄:石家庄铁道 大学,2015. [ 6] 甘海阔,周汉民,崔 旋,等.长历时降雨入渗对多台阶排土场边 Zhao Qian. The Research and Application of Waste Dump Stability of Mine[D]. Shijiazhuang :Shijiazhuang Tiedao University,2015. 坡稳定性影响研究[J].有色金属:矿山部分,2014(5):79-84. Gan Haikuo,Zhou Hanmin,Cui Xuan,et al.The research of long last rainfall infiltration influence on slope stability of waste dump with multiple benches[J]. Nonferrous Metals:Mining Section,2014, [10] 谢 斌.高台阶排土场边坡稳定性分析及灾害防治研究[D]. 北 京:北京科技大学,2005. Xie Bin.The Analysis of High Bench Waste Dump's Slope Stability and Research of Disaster Prevention and Control[D]. Beijing: Uni⁃ versity of Science and Technology Beijing,2015. 66(5):79-84.. [7] 杨 惠,龙茂华.太和铁矿排土场植被修复[J]. 现代矿业,2014 (责任编辑 石海林) · 166 ·
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