秦曉濤

（蘭州有色冶金設(shè)計(jì)研究院有限公司，甘肅 蘭州 730000）

1 排土場(chǎng)研究現(xiàn)狀

排土場(chǎng)是我國(guó)冶金礦山工作當(dāng)中的重要一環(huán)，相關(guān)科技人員一直以來(lái)針對(duì)露天礦排土新工藝、新技術(shù)、排土場(chǎng)穩(wěn)定性、排土場(chǎng)滑坡、泥石流災(zāi)害防治技術(shù)以及復(fù)墾環(huán)境保護(hù)等不同技術(shù)領(lǐng)域做出研究，尤其是上世紀(jì)八十年代到近二十年以來(lái)，排土技術(shù)不斷增強(qiáng)，而且針對(duì)排土設(shè)備使其大型化、科學(xué)化、智能化，排土場(chǎng)各設(shè)施分析結(jié)果技術(shù)完善，各實(shí)驗(yàn)研究手段不斷優(yōu)化，我國(guó)冶金礦山排土場(chǎng)工作不斷進(jìn)步且完善。

1.1 排土方式

排土方式的先進(jìn)與否決定了排土場(chǎng)的工作效率高低。我國(guó)現(xiàn)階段的主要排土手段包括汽車(chē)聯(lián)合推土機(jī)、鐵路聯(lián)合挖掘機(jī)排土、汽車(chē)聯(lián)合鐵路運(yùn)輸排土這三種排土形式，而在這其中汽車(chē)聯(lián)合推土機(jī)排土是主要運(yùn)作方式，這種運(yùn)作方式在運(yùn)送物料、和土方運(yùn)輸當(dāng)中具有強(qiáng)大的靈活性、可適應(yīng)性和機(jī)動(dòng)性，在我國(guó)冶金礦山排土工作當(dāng)中廣泛使用[1]。在這之中，排土方式的研究方向主要從經(jīng)濟(jì)成本和運(yùn)輸安全這兩方面出發(fā)，之后再隨著運(yùn)輸系統(tǒng)、運(yùn)排設(shè)備和排土計(jì)劃不斷進(jìn)步相聯(lián)，從而解決排土運(yùn)輸過(guò)程中的縮短運(yùn)排距，排土線優(yōu)化，裝、運(yùn)、排設(shè)備的大型化和智能化等問(wèn)題，為我國(guó)冶金礦山排土工作作出貢獻(xiàn)。

1.2 穩(wěn)定性分析

相比于其他發(fā)達(dá)國(guó)家的冶金礦山排土工作，我國(guó)在生產(chǎn)力水平和工作價(jià)值觀上有著不同觀念，我國(guó)的生產(chǎn)力水平偏低，排土工作往往效率偏低，而各礦山冶金企業(yè)又較為看重經(jīng)濟(jì)效益，在排土場(chǎng)選擇上盡可能節(jié)省占地，而又要求極大地排土容量，排土場(chǎng)和礦山間距短，這就導(dǎo)致排土場(chǎng)累積極高，坡面相對(duì)偏陡等不安全問(wèn)題，進(jìn)而導(dǎo)致滑坡甚至泥石流等災(zāi)害。而其他發(fā)達(dá)國(guó)家注重環(huán)境保護(hù)和持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略，在排土工作當(dāng)中盡可能減少污染和保持排土場(chǎng)復(fù)墾，嚴(yán)格審查排土場(chǎng)高度，減少坡度和坡面問(wèn)題的發(fā)生，從而使排土工作安全穩(wěn)定的運(yùn)行。雖然我國(guó)和其他國(guó)家冶金礦山排土工作存在著本質(zhì)上的差異，但是這些安全問(wèn)題案例為我國(guó)排土工作研究提供了許多案例，這也是我國(guó)冶金礦山排土的安全穩(wěn)定性研究走在世界前列[2]。實(shí)際情況中，排土場(chǎng)的穩(wěn)定性不僅僅是因?yàn)槠渫疗缕吆投?，還會(huì)因其所處工程地質(zhì)、水文地質(zhì)條件、爆破震動(dòng)、地震、連續(xù)降雨等因素影響，所以這就要求我國(guó)相關(guān)科研人員從多角度全方面研究我國(guó)冶金礦山排土的安全性。

1.3 災(zāi)害防治

我國(guó)礦山冶金排土場(chǎng)由于開(kāi)采企業(yè)追求利益疏于對(duì)安全隱患的管理，往往會(huì)出現(xiàn)坡面滑坡和降雨時(shí)出現(xiàn)泥石流等自然災(zāi)害。針對(duì)這兩種自然災(zāi)害，相關(guān)研究人員對(duì)其研究并提出措施。在實(shí)際防治過(guò)程中，為了避免滑坡和泥石流災(zāi)害可治理其表面和地下水，主要治理方式是疏通排水和排土場(chǎng)下游構(gòu)筑谷坊群壩等治理方式，在這其中要注重新排棄臺(tái)階的上半部和邊坡內(nèi)部含地表土等細(xì)粒巖土軟弱夾層以及軟弱地基層是極其容易存在安全隱患的潛在滑面，從而導(dǎo)致出現(xiàn)滑坡和泥石流問(wèn)題。在實(shí)際泥石流災(zāi)害產(chǎn)生過(guò)程中，主要具備豐富的物料、充沛的水源、縱坡降較大這三個(gè)因素，而滑坡產(chǎn)生的主要原因是排土場(chǎng)基地承載力低、排土工藝低下這兩個(gè)問(wèn)題。由于我國(guó)現(xiàn)階段各礦山冶金開(kāi)采企業(yè)注重利益，往往在滑坡泥石流問(wèn)題出現(xiàn)后才采取措施治理，相對(duì)過(guò)于被動(dòng)，所以我國(guó)現(xiàn)階段排土場(chǎng)主要主要安全措施研究方面是滑坡和泥石流。

1.4 生態(tài)復(fù)墾

由于國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家注重礦山冶金排土場(chǎng)的持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略，所以做出排土場(chǎng)生態(tài)復(fù)墾的治理手段，在研究過(guò)程中將生態(tài)復(fù)墾規(guī)劃為復(fù)墾適宜性、復(fù)墾模式、復(fù)墾植被種類(lèi)、復(fù)墾工藝等方面，在進(jìn)行礦山冶金排土場(chǎng)工作設(shè)計(jì)當(dāng)中就結(jié)合生態(tài)復(fù)墾，并重視排土場(chǎng)生態(tài)復(fù)墾后期的環(huán)境保護(hù)和資源循環(huán)利用。而我國(guó)相關(guān)研究人員則采用構(gòu)建礦山排土場(chǎng)植被復(fù)墾適宜性評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，評(píng)測(cè)排土場(chǎng)植被復(fù)墾適宜程度，結(jié)合土質(zhì)、周邊環(huán)境、氣候問(wèn)題等多方面綜合考慮，結(jié)合數(shù)據(jù)分析為排土場(chǎng)的植被類(lèi)型選擇做出調(diào)整，從而做到排土場(chǎng)生態(tài)復(fù)墾。

2 排土場(chǎng)存在的主要問(wèn)題

排土場(chǎng)的廢土堆積是礦山冶金過(guò)程中堆積起來(lái)的，相對(duì)于地質(zhì)中自然堆積的巖土，排土場(chǎng)的廢土堆積易產(chǎn)生各種安全、環(huán)保等安全和影響自然環(huán)境問(wèn)題，這些問(wèn)題導(dǎo)致了排土場(chǎng)隨著工程進(jìn)度廢土堆積增大過(guò)程中的邊坡穩(wěn)定性差問(wèn)題，再堆積過(guò)程中如遇到地質(zhì)環(huán)境變動(dòng)、自然降雨、高級(jí)別臺(tái)風(fēng)情況下易出現(xiàn)滑坡和泥石流等自然災(zāi)害，而且礦山冶金過(guò)程中廢土巖石剝離易導(dǎo)致自然環(huán)境出現(xiàn)問(wèn)題。

2.1 超高臺(tái)階排土場(chǎng)穩(wěn)定性

由于我國(guó)自然田地量較少，礦山冶金企業(yè)對(duì)自身利益要求偏高，這就導(dǎo)致排土場(chǎng)往往選擇運(yùn)距短和耕地占用面積小的場(chǎng)地，在實(shí)際礦山冶金工作過(guò)程中，廢土排放往往選擇距離較短占地面積小的開(kāi)采場(chǎng)地周?chē)@就導(dǎo)致廢土排放單臺(tái)階作業(yè)，高臺(tái)階作業(yè)，使廢土產(chǎn)生超高臺(tái)階的問(wèn)題，并且超高臺(tái)階會(huì)出現(xiàn)上坡下緩的上陡坡現(xiàn)象，這種超高的上陡坡一旦在地質(zhì)變動(dòng)和大程度降雨時(shí)便會(huì)出現(xiàn)泥石流和滑坡，為排土場(chǎng)工作帶來(lái)極大的安全隱患和工作風(fēng)險(xiǎn)。

2.2 環(huán)境影響

礦山冶金工作主要是將廢土和巖石進(jìn)行分離，在這個(gè)過(guò)程中易自然產(chǎn)生噪聲、粉塵、廢水和重金屬污染，雖然噪聲和粉塵運(yùn)用合理科學(xué)的技術(shù)手段便于清除，但是重金屬和水體污染則是礦山冶進(jìn)工作當(dāng)中最為重要的環(huán)境影響，并且因其金屬摻雜導(dǎo)致其清除工作難度大周期長(zhǎng)，最終導(dǎo)致污染水源和土質(zhì)。重金屬環(huán)境污染問(wèn)題是現(xiàn)階段我國(guó)礦山冶金工作的主要污染因素，相關(guān)技術(shù)部門(mén)應(yīng)針對(duì)其做出清除措施。

2.3 機(jī)械化水平不高

近些年來(lái)，我國(guó)針對(duì)礦山冶金排運(yùn)工作中的機(jī)械設(shè)備和運(yùn)輸設(shè)備不斷提升，但是大多數(shù)情況下我國(guó)礦山冶金排土場(chǎng)機(jī)械化水平偏低，缺少大型智能排土設(shè)備，降低了排土工作的裝、運(yùn)、排程序進(jìn)程，使排土工作效率處于低下問(wèn)題。

3 對(duì)策建議

3.1 多臺(tái)階排土

可針對(duì)露天采礦場(chǎng)地周?chē)欧艔U土情況，采用覆蓋式和壓坡腳式多臺(tái)階排土，這類(lèi)排土方式在軟巖地基或含大量表土軟巖的排土場(chǎng)地中具有積極作用。在排土場(chǎng)使用多臺(tái)階覆蓋式排土方式時(shí)，可將礦山冶金開(kāi)采過(guò)程中的大塊巖石、地質(zhì)表層的排軟巖和瑣碎巖石堆積在底部，讓硬度偏大的硬巖臺(tái)階直接接觸排土場(chǎng)軟巖地基表面，從而使地基不斷壓縮、固結(jié)，提升地基的承載能力。另外還可采用壓坡腳式多臺(tái)階排土類(lèi)型，可在前期風(fēng)化巖石，再將大塊巖石排棄，讓大部分小塊巖石反壓坡腳，從而使土場(chǎng)下部水流水利排除，提升排土場(chǎng)的穩(wěn)定性。

3.2 逆排工藝

大多出情況下，礦山冶金排土場(chǎng)往往設(shè)計(jì)為由內(nèi)向外，由上向下、由近向遠(yuǎn)的方式排土，而現(xiàn)階段我國(guó)部分企業(yè)則采用逆排工藝進(jìn)行礦山冶金排土?？上仍谂磐翀?chǎng)下游出建筑大型坡腳壩，可采用挖掘過(guò)程過(guò)程中的大塊巖石和廢土，當(dāng)其廢土排放過(guò)程中可由內(nèi)向外分層排土，排土順序是由低到高、由薄到厚，使其形成但臺(tái)階或者多臺(tái)階的排土邊坡。這種逆排工藝操作起來(lái)相對(duì)簡(jiǎn)單，排水性能和費(fèi)用較好，對(duì)于排土場(chǎng)和軟巖地基穩(wěn)固有著良好的積極作用。

4 結(jié)論

我國(guó)礦山冶金排土場(chǎng)仍處在發(fā)展和不斷完善優(yōu)化當(dāng)中，應(yīng)當(dāng)注重其安全性和穩(wěn)定性，利用多臺(tái)階排土和逆排等各類(lèi)應(yīng)對(duì)措施降低其安全隱患，另外在礦山冶金排土過(guò)程中要注重其對(duì)環(huán)境的污染問(wèn)題，堅(jiān)持我國(guó)的可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略，注重資源保護(hù)和循環(huán)利用，使我國(guó)自然資源開(kāi)采過(guò)程科學(xué)合理。