于　濤,宮錫元（遼寧天信工程設(shè)計(jì)咨詢有限公司,遼寧　阜新　123099）

張家莊排土場(chǎng)關(guān)閉治理設(shè)計(jì)方案

于濤,宮錫元
（遼寧天信工程設(shè)計(jì)咨詢有限公司,遼寧阜新123099）

摘要：張家莊排土場(chǎng)位于天和露天礦境界外的南側(cè)，排棄高度190m。該排土場(chǎng)因無設(shè)計(jì)施工，且臺(tái)階高度高，邊坡過陡，有受壓下滑、塌陷的危險(xiǎn)。為了認(rèn)真貫徹“安全第一、預(yù)防為主、綜合治理”的安全生產(chǎn)方針，按照安全生產(chǎn)的要求，需對(duì)張家莊排土場(chǎng)進(jìn)行關(guān)閉治理。

關(guān)鍵詞：排土場(chǎng)關(guān)閉;削坡減載;坡底壓腳;Geo-slope模擬

1　張家莊排土場(chǎng)現(xiàn)狀

張家莊排土場(chǎng)2010年建設(shè)投入使用至今，現(xiàn)已形成了1150m、1105m、1080m、1015m、970m五個(gè)排土臺(tái)階，排土臺(tái)階高度由20m 至65m不等，總排棄高度190m，張家莊位于排土場(chǎng)南東方向。該排土場(chǎng)在南部沖溝的建有一座高10m，長(zhǎng)70m的防泥失流砼檔土墻，張家莊排土場(chǎng)現(xiàn)狀示意圖見圖1。

該排土場(chǎng)距張家莊的水平距離為275m，剛好大于排土場(chǎng)高度的1.5倍，雖然滿足《煤炭工業(yè)露天礦設(shè)計(jì)規(guī)范》要求，但由于該村莊位于該排土場(chǎng)的山角下，山體的坡度在30°左右，存在較大安全隱患，所以排土場(chǎng)需關(guān)閉治理。

2　排土場(chǎng)邊坡治理方案的確定

2.1排土場(chǎng)邊坡失穩(wěn)形式及邊坡加固方式的選取

該排土場(chǎng)邊坡較高無弱層且排放在沖溝內(nèi)，圓弧滑面很大可能出現(xiàn)在排棄物種。

經(jīng)比選選擇削減邊坡，降低可能出現(xiàn)滑坡的滑體重量，減少下滑力，以防止邊坡滑動(dòng)；邊坡坡底壓腳，增加抗滑力，阻止邊坡滑動(dòng)。同時(shí)采取兩種方式來加固邊坡，同時(shí)邊坡治理工程量最小。

2.2滑坡模式的確定和計(jì)算斷面的選取

為進(jìn)行張家莊排土場(chǎng)邊坡穩(wěn)定性分析，首先在排土場(chǎng)平面圖上確定典型計(jì)算斷面，分別選取張家莊排土場(chǎng)的三個(gè)斷面（1-1′斷面、2-2′斷面、3-3′斷面）作為計(jì)算斷面。

2.3巖體物理力學(xué)參數(shù)的選取

張家莊排土場(chǎng)邊坡巖體物理力學(xué)指標(biāo)：排棄巖石容重γ為18.6KN/m3；內(nèi)摩擦角φ為28°；粘聚力c取值為20kΡа；未考慮地震烈度，地震加速度а=0。

《煤炭工業(yè)露天礦設(shè)計(jì)規(guī)范》的邊坡穩(wěn)定工程一章中規(guī)定外排土場(chǎng)邊坡允許穩(wěn)定系數(shù)服務(wù)年限大于20年時(shí)取1.2-1.5?？紤]到五臺(tái)露天煤礦張家莊排土場(chǎng)下部有張家莊村，且2-2’剖面及3-3’剖面正對(duì)該村莊，穩(wěn)定系數(shù)取1.5，1-1’剖面取1.3。

2.4邊坡穩(wěn)定計(jì)算結(jié)果及其分析

計(jì)算方法采用極限平衡方法中國(guó)際上通用的Bishop法、Jаnbu法、Morgenstern-Ρrice法和Ordinаry法，計(jì)算程序選用Geo-slope公司開發(fā)的Slope軟件。計(jì)算結(jié)果如下表1所示。

表1　各斷面邊坡穩(wěn)定分析結(jié)果

通過必選四種方法與該排土場(chǎng)的適用性取Morgenstern-Ρrice法和Bishop法的計(jì)算結(jié)果為張家莊排土場(chǎng)邊坡穩(wěn)定性分析結(jié)果。有穩(wěn)定分析結(jié)果可見，張家莊排土場(chǎng)邊坡1-1′斷面邊坡角為25°時(shí)，穩(wěn)定系數(shù)為1.307。2-2′斷面邊坡角為22°時(shí)，穩(wěn)定系數(shù)為1.501。3-3′斷面邊坡角為22°時(shí)，穩(wěn)定系數(shù)為1.508。

3　排土場(chǎng)邊坡治理工程

根據(jù)計(jì)算的穩(wěn)定的邊坡角，對(duì)該排土場(chǎng)上部采取削坡減少下滑力，下部壓腳增加抗滑力的治理方案，其削坡工程量為109.2萬m3，壓腳填方工程量為76.5萬m3。

整治后的排土場(chǎng)最終形成1145m、1125m、1100m、1080m、1060m、1040m、1020m、1000m、975m、950m、930m十個(gè)排土臺(tái)階，詳見排土場(chǎng)關(guān)閉治理設(shè)計(jì)平面圖2，最終排土場(chǎng)邊坡角為22°，1-1’剖面邊坡角為23.1°，2-2’、3-3’剖面穩(wěn)定系數(shù)為1.5，1-1’剖面邊坡穩(wěn)定系數(shù)大于1.35°。

圖1　張家莊排土場(chǎng)現(xiàn)狀示意圖（左）圖2　排土場(chǎng)關(guān)閉治理設(shè)計(jì)平面圖（右）

4　結(jié)語

通過對(duì)張家莊排土場(chǎng)現(xiàn)狀的分析，選取合理的方式對(duì)排土場(chǎng)進(jìn)行了關(guān)閉治理設(shè)計(jì)，目的排除對(duì)南側(cè)村莊安全隱患。排土場(chǎng)還需進(jìn)行防排水設(shè)計(jì)及建立邊坡監(jiān)測(cè)網(wǎng)，做好排土場(chǎng)監(jiān)測(cè)工作，編制完善的排土滑坡災(zāi)害應(yīng)急預(yù)案。

參考文獻(xiàn)：

[1]張雷濤,郭靖,烏蘭圖嘎.露天礦外排土場(chǎng)裂縫分析及治理[J].露天采礦技術(shù),2014(10):01-03.

[2]陳殿勇,賀振偉.安家?guī)X露天礦排土場(chǎng)穩(wěn)定性分析及工程治理[J].露天采礦技術(shù),2001(01):25-27.

[3]李偉.露天煤礦外排土場(chǎng)邊坡穩(wěn)定性分析與治理技術(shù)[J].煤炭科學(xué)技術(shù),2014,42(10):37-40.

[4]GB50197-2005,煤礦工業(yè)露天礦設(shè)計(jì)規(guī)范[S]。