张家庄排土场关闭治理设计方案

于　涛,宫锡元（辽宁天信工程设计咨询有限公司,辽宁　阜新　123099）

张家庄排土场关闭治理设计方案

于涛,宫锡元
（辽宁天信工程设计咨询有限公司,辽宁阜新123099）

摘要：张家庄排土场位于天和露天矿境界外的南侧，排弃高度190m。该排土场因无设计施工，且台阶高度高，边坡过陡，有受压下滑、塌陷的危险。为了认真贯彻“安全第一、预防为主、综合治理”的安全生产方针，按照安全生产的要求，需对张家庄排土场进行关闭治理。

关键词：排土场关闭;削坡减载;坡底压脚;Geo-slope模拟

1　张家庄排土场现状

张家庄排土场2010年建设投入使用至今，现已形成了1150m、1105m、1080m、1015m、970m五个排土台阶，排土台阶高度由20m 至65m不等，总排弃高度190m，张家庄位于排土场南东方向。该排土场在南部冲沟的建有一座高10m，长70m的防泥失流砼档土墙，张家庄排土场现状示意图见图1。

该排土场距张家庄的水平距离为275m，刚好大于排土场高度的1.5倍，虽然满足《煤炭工业露天矿设计规范》要求，但由于该村庄位于该排土场的山角下，山体的坡度在30°左右，存在较大安全隐患，所以排土场需关闭治理。

2　排土场边坡治理方案的确定

2.1排土场边坡失稳形式及边坡加固方式的选取

该排土场边坡较高无弱层且排放在冲沟内，圆弧滑面很大可能出现在排弃物种。

经比选选择削减边坡，降低可能出现滑坡的滑体重量，减少下滑力，以防止边坡滑动；边坡坡底压脚，增加抗滑力，阻止边坡滑动。同时采取两种方式来加固边坡，同时边坡治理工程量最小。

2.2滑坡模式的确定和计算断面的选取

为进行张家庄排土场边坡稳定性分析，首先在排土场平面图上确定典型计算断面，分别选取张家庄排土场的三个断面（1-1′断面、2-2′断面、3-3′断面）作为计算断面。

2.3岩体物理力学参数的选取

张家庄排土场边坡岩体物理力学指标：排弃岩石容重γ为18.6KN/m3；内摩擦角φ为28°；粘聚力c取值为20kΡа；未考虑地震烈度，地震加速度а=0。

《煤炭工业露天矿设计规范》的边坡稳定工程一章中规定外排土场边坡允许稳定系数服务年限大于20年时取1.2-1.5。考虑到五台露天煤矿张家庄排土场下部有张家庄村，且2-2’剖面及3-3’剖面正对该村庄，稳定系数取1.5，1-1’剖面取1.3。

2.4边坡稳定计算结果及其分析

计算方法采用极限平衡方法中国际上通用的Bishop法、Jаnbu法、Morgenstern-Ρrice法和Ordinаry法，计算程序选用Geo-slope公司开发的Slope软件。计算结果如下表1所示。

表1　各断面边坡稳定分析结果

通过必选四种方法与该排土场的适用性取Morgenstern-Ρrice法和Bishop法的计算结果为张家庄排土场边坡稳定性分析结果。有稳定分析结果可见，张家庄排土场边坡1-1′断面边坡角为25°时，稳定系数为1.307。2-2′断面边坡角为22°时，稳定系数为1.501。3-3′断面边坡角为22°时，稳定系数为1.508。

3　排土场边坡治理工程

根据计算的稳定的边坡角，对该排土场上部采取削坡减少下滑力，下部压脚增加抗滑力的治理方案，其削坡工程量为109.2万m3，压脚填方工程量为76.5万m3。

整治后的排土场最终形成1145m、1125m、1100m、1080m、1060m、1040m、1020m、1000m、975m、950m、930m十个排土台阶，详见排土场关闭治理设计平面图2，最终排土场边坡角为22°，1-1’剖面边坡角为23.1°，2-2’、3-3’剖面稳定系数为1.5，1-1’剖面边坡稳定系数大于1.35°。

图1　张家庄排土场现状示意图（左）图2　排土场关闭治理设计平面图（右）

4　结语

通过对张家庄排土场现状的分析，选取合理的方式对排土场进行了关闭治理设计，目的排除对南侧村庄安全隐患。排土场还需进行防排水设计及建立边坡监测网，做好排土场监测工作，编制完善的排土滑坡灾害应急预案。

参考文献：

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[2]陈殿勇,贺振伟.安家岭露天矿排土场稳定性分析及工程治理[J].露天采矿技术,2001(01):25-27.

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[4]GB50197-2005,煤矿工业露天矿设计规范[S]。