廢石場

和分析廢石場的塊度分布。 廢石場岩土的塊度組成呈不均勻分布,在排土過 集中在廢石場邊坡上部,下部則分布大塊岩石,細顆粒

台階內部而從坡面上剪下出來的滑坡(2)沿地基面的 滑坡當廢石場地基面坡度較陡或含有腐殖土時,散 體物料與地基接觸面的抗剪強度小於物料本身的抗剪 強度時.地基面便導致滑坡。(3)沿地基內軟弱層的滑 坡地基含有第四系層或遇水軟化的岩層時,在廢石 荷載作用下孔隙水壓力升高,其力學強度降低而導致 地基底鼓和滑動,並牽動廢石堆滑坡。 土石流山坡上的風化岩石、或因滑坡及人工開 挖堆積在陡坡上的大量鬆散岩石,在雨水作用下沿著 陡坡和溝谷快速運動,形成一股巨大的洪水一土石流 體。它對國計民生及自然環境帶來嚴重危害。廢石場泥 石流多兼有滑坡及坡面沖蝕的形成式,即滑坡與泥石 流相伴發生,二者迅速轉化難以截然區分,常分為滑坡 型(重力型)土石流和沖蝕型(水動力型)土石流。 露天礦剝離的廢石土、礦山工程築路開挖的土石 方、以及坑道掘進的岩石都為土石流的形成提供了豐 富的鬆散料來源。當固體物料中細顆粒和粘土含量較 大時(一般超過30%一切%以上),鬆散的岩土會產生 較大的沉降變形或滑坡,若遇到雨水的浸蝕,會加速滑 坡過程,岩土體充水飽和並稀釋,開始向塑性體或流體 轉化而形成土石流。

廢石場穩定性分析廢石場邊坡穩定性與水文地 質條件、岩土性質、地基岩性及地形坡度等因素密切相 關,其中岩土性質又與其粒度組成有關,因此必須測定 和分析廢石場的塊度分布。 廢石場岩土的塊度組成呈不均勻分布,在排土過 程中岩塊在邊坡面上自由運動中細顆粒的初始能量 小、運動速度慢,其能量消耗也快,於是多停留在邊坡 上部;而大塊的運動速度快、運動距離遠,所以大多停 留在邊坡下部。可以認為岩塊在邊坡上的運動和停留 位置(y)是隨機的,並服從一定的分布規律:可用函式 式表示,即 )/了}”} y=1一exP}一l,了}} 護-一r{(d)) 式中d為岩石平均粒徑。根據塊度分布統計分布可獲 得塊度組成隨邊坡相對高度的分布函式,即塊度區間 含量:與廢石場各層位l共{之相關式,可以用一元二 曰生,’久曰叨只尹自’乙(H廠~”目/、戶、”J~夕’“屍“一 次函式表示: _了h了h)2_了h飛3 y一a+川後}十。}雲1+d}雲} ,-一(HI、(H尹一\刀) 式中。為常數項;b、:、d分別為多項式的係數。h為采 樣點距坡頂的距離;萬為排土場總高度。 散體岩土的物理力學性質與塊度組成密切相關, 當粗顆粒含量高,組成骨架的剛性提高,顆粒間摩擦力 占主導地位;反之,細顆粒含量增高,則粘結力(C)增 大、內摩擦角(卯減小。隨著平均粒徑增大、級配不均勻 係數增大、則物料的剪下強度也相應增加。通過現場試 驗和實驗室試驗測定散體岩土的。、甲值,。、甲是廢石場 穩定性分析的主要參數。 邊坡穩定性分析就是求解安全係數最小的臨界滑 動面,通常在鬆散均質岩石中的滑動面為圓弧狀;然而 因廢石場物料的非均質性(首先是塊度分布的差異), 很多滑坡實例表明滑面形狀不盡相同。 廢石場穩定性分析在岩石邊坡穩定性分析方法的 基礎上已得到了相應的發展,常用的方法有三類:(1) 極限平衡法。(2)應力一應變分析法。(3)機率統計分析 法。第(2)類包含有限元(線性及非線性)和邊界元分析 方法;廣泛套用的是第(1)類,考慮各種邊坡條件和力 系作用原理,可以分別採用不同的計算公式,如:瑞典 法、B:shop法、Janbu法、Sarma法、中、:e。。l、(}法等。 廢石場工程治理為維護廢石場穩定性和礦山安 全生產,防止滑坡及土石流災害,需要採取相應的工程 治理措施。 合理的排棄工藝及參數宜將土岩分別堆置在不 同場地,以避免形成軟岩夾層或潛在滑動面。土岩混排 時應將大塊岩石堆置在底層,而在上部台階排棄軟岩 及細顆粒風化岩石。在軟岩廢石場,宜採用對地壓小的 排土設備(如推土機、前端式裝載機、索斗挖掘機等), 增大鐵路路基的移道步距。同時適當控制排土工作面 推進速度,有利於鬆散體的壓實和固結進程。 軟地基的處理當地基上覆蓋較薄的土層,可用 推土機予以清除;若土層較厚不便於採用工程措施,則 可減小堆置高度或排土強度,以減緩對地層的壓力;堆 置部分大塊岩石進行預壓,以分散地基孔隙水壓力,加 快土體固結速度,並提高地基承載能力。 排水疏乾在廢石場上游構築排洪溝以攔截山坡 匯水;將排土平台形成反傾坡度,不使雨水沖刷邊坡; 在軟岩地基預先修築排水盲溝或疏乾鑽孔。

軟岩邊坡的加固與支檔用大塊岩石堆置支擋楔 形體反壓坡腳;採用長錨栓及混凝土框架進行護坡。 在廢石場下游構築透水壩,如乾砌片石壩、石籠壩 及土石壩等,以攔擋土石流和酸性廢水對環境的污染。 植被與復墾在已形成的廢石場植被可以起到固 坡、防止雨水對廢石場的浸蝕與沖刷,也是綠化環境的 重要措施。 fe}sh一ehong wending 廢石場穩定(the stabil,ty of waste pile) 露天礦剝離的岩上,在排棄和堆置過程中,經常產生大 的沉降變形,發生滑坡和土石流,以致影響礦山安全生 產及環境保護為了使廢石場穩定,必須掌握廢石場邊 坡失穩類型,對廢石場穩定性進行分析,從而找出對廢 石場進行工程治理的措施。 廢石場邊坡失穩類型有沉降壓縮變形、廢石場 滑坡、土石流三種。 沉降壓縮變形新堆置的廢石場在自重力和外載 荷作用下逐漸壓縮和沉降,由原來的固體岩土、水分及 空氣三元介質體轉變為固體岩土和水分的二元介質。

沉降變形隨時間和壓力而變化,在排土初期較大,隨著 岩土的壓實,逐漸減小一般延續3一sa。 在排土過程中因岩土顆粒的重力分級,細顆粒多 集中在廢石場邊坡上部,下部則分布大塊岩石,細顆粒 的沉降壓縮率大,堅硬的大塊不易被壓實,所以廢石場 的沉降率與其高度、外部載荷及岩石粒度組成相關。 由於沉降變形,在排土平台上發生裂隙和傾斜,影 響排土設備的正常作業,故需要經常排土覆蓋或墊高 路基,使平台恢復平整。當沉降變形值超過一定極限, 便會產生局部滑坡。 廢石場滑坡廢石堆置初期,鬆散的岩土孔隙率 大,極不穩定,尤其當土壤及細顆粒含量多時,或地基 為軟弱岩層時,在雨水浸蝕下易產生滑坡。根據滑坡原 因及滑動面的位置,廢石場滑坡可分為三種類型:(1) 廢石堆內部滑坡當排棄的岩土物料中粘土及風化岩 石含量較多時,遇到雨水作用,則易產生滑面穿過排土

廢石場的穩定性與防護

常見的失穩現象是滑坡和土石流。

廢石場的滑坡防護措施

①要先清除表土及軟岩層,然後開挖成階梯,以增強基底表面的抗滑力。
②對含水的潮濕基底,應將不易風化的剝離物堆排在基 底之上,並設定排水工程將地下水引出廢石場;
③對傾斜度較大且光滑的岩石基底,可採用交叉式布點 爆破,以增加其表面粗糙度;
④用築堤或其它疏導工程,攔截或疏引外部地表水不使 其進入廢石場,防止在基底表面形成大量潛流,產生較 大的動水壓力沖刷基底。
⑤調整排棄順序,對於地形上陡下緩的廢石場,宜先從 底部堆排或採取水平分段排棄,以保護廢石場坡角的穩定性。

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