我國冶金礦山排土場研究分析

秦曉濤

（蘭州有色冶金設計研究院有限公司，甘肅 蘭州 730000）

1 排土場研究現狀

排土場是我國冶金礦山工作當中的重要一環，相關科技人員一直以來針對露天礦排土新工藝、新技術、排土場穩定性、排土場滑坡、泥石流災害防治技術以及復墾環境保護等不同技術領域做出研究，尤其是上世紀八十年代到近二十年以來，排土技術不斷增強，而且針對排土設備使其大型化、科學化、智能化，排土場各設施分析結果技術完善，各實驗研究手段不斷優化，我國冶金礦山排土場工作不斷進步且完善。

1.1 排土方式

排土方式的先進與否決定了排土場的工作效率高低。我國現階段的主要排土手段包括汽車聯合推土機、鐵路聯合挖掘機排土、汽車聯合鐵路運輸排土這三種排土形式，而在這其中汽車聯合推土機排土是主要運作方式，這種運作方式在運送物料、和土方運輸當中具有強大的靈活性、可適應性和機動性，在我國冶金礦山排土工作當中廣泛使用[1]。在這之中，排土方式的研究方向主要從經濟成本和運輸安全這兩方面出發，之后再隨著運輸系統、運排設備和排土計劃不斷進步相聯，從而解決排土運輸過程中的縮短運排距，排土線優化，裝、運、排設備的大型化和智能化等問題，為我國冶金礦山排土工作作出貢獻。

1.2 穩定性分析

相比于其他發達國家的冶金礦山排土工作，我國在生產力水平和工作價值觀上有著不同觀念，我國的生產力水平偏低，排土工作往往效率偏低，而各礦山冶金企業又較為看重經濟效益，在排土場選擇上盡可能節省占地，而又要求極大地排土容量，排土場和礦山間距短，這就導致排土場累積極高，坡面相對偏陡等不安全問題，進而導致滑坡甚至泥石流等災害。而其他發達國家注重環境保護和持續發展戰略，在排土工作當中盡可能減少污染和保持排土場復墾，嚴格審查排土場高度，減少坡度和坡面問題的發生，從而使排土工作安全穩定的運行。雖然我國和其他國家冶金礦山排土工作存在著本質上的差異，但是這些安全問題案例為我國排土工作研究提供了許多案例，這也是我國冶金礦山排土的安全穩定性研究走在世界前列[2]。實際情況中，排土場的穩定性不僅僅是因為其土坡偏高和陡，還會因其所處工程地質、水文地質條件、爆破震動、地震、連續降雨等因素影響，所以這就要求我國相關科研人員從多角度全方面研究我國冶金礦山排土的安全性。

1.3 災害防治

我國礦山冶金排土場由于開采企業追求利益疏于對安全隱患的管理，往往會出現坡面滑坡和降雨時出現泥石流等自然災害。針對這兩種自然災害，相關研究人員對其研究并提出措施。在實際防治過程中，為了避免滑坡和泥石流災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下游構筑谷坊群壩等治理方式，在這其中要注重新排棄臺階的上半部和邊坡內部含地表土等細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，從而導致出現滑坡和泥石流問題。在實際泥石流災害產生過程中，主要具備豐富的物料、充沛的水源、縱坡降較大這三個因素，而滑坡產生的主要原因是排土場基地承載力低、排土工藝低下這兩個問題。由于我國現階段各礦山冶金開采企業注重利益，往往在滑坡泥石流問題出現后才采取措施治理，相對過于被動，所以我國現階段排土場主要主要安全措施研究方面是滑坡和泥石流。

1.4 生態復墾

由于國外發達國家注重礦山冶金排土場的持續發展戰略，所以做出排土場生態復墾的治理手段，在研究過程中將生態復墾規劃為復墾適宜性、復墾模式、復墾植被種類、復墾工藝等方面，在進行礦山冶金排土場工作設計當中就結合生態復墾，并重視排土場生態復墾后期的環境保護和資源循環利用。而我國相關研究人員則采用構建礦山排土場植被復墾適宜性評價指標體系，評測排土場植被復墾適宜程度，結合土質、周邊環境、氣候問題等多方面綜合考慮，結合數據分析為排土場的植被類型選擇做出調整，從而做到排土場生態復墾。

2 排土場存在的主要問題

排土場的廢土堆積是礦山冶金過程中堆積起來的，相對于地質中自然堆積的巖土，排土場的廢土堆積易產生各種安全、環保等安全和影響自然環境問題，這些問題導致了排土場隨著工程進度廢土堆積增大過程中的邊坡穩定性差問題，再堆積過程中如遇到地質環境變動、自然降雨、高級別臺風情況下易出現滑坡和泥石流等自然災害，而且礦山冶金過程中廢土巖石剝離易導致自然環境出現問題。

2.1 超高臺階排土場穩定性

由于我國自然田地量較少，礦山冶金企業對自身利益要求偏高，這就導致排土場往往選擇運距短和耕地占用面積小的場地，在實際礦山冶金工作過程中，廢土排放往往選擇距離較短占地面積小的開采場地周圍，這就導致廢土排放單臺階作業，高臺階作業，使廢土產生超高臺階的問題，并且超高臺階會出現上坡下緩的上陡坡現象，這種超高的上陡坡一旦在地質變動和大程度降雨時便會出現泥石流和滑坡，為排土場工作帶來極大的安全隱患和工作風險。

2.2 環境影響

礦山冶金工作主要是將廢土和巖石進行分離，在這個過程中易自然產生噪聲、粉塵、廢水和重金屬污染，雖然噪聲和粉塵運用合理科學的技術手段便于清除，但是重金屬和水體污染則是礦山冶進工作當中最為重要的環境影響，并且因其金屬摻雜導致其清除工作難度大周期長，最終導致污染水源和土質。重金屬環境污染問題是現階段我國礦山冶金工作的主要污染因素，相關技術部門應針對其做出清除措施。

2.3 機械化水平不高

近些年來，我國針對礦山冶金排運工作中的機械設備和運輸設備不斷提升，但是大多數情況下我國礦山冶金排土場機械化水平偏低，缺少大型智能排土設備，降低了排土工作的裝、運、排程序進程，使排土工作效率處于低下問題。

3 對策建議

3.1 多臺階排土

可針對露天采礦場地周圍排放廢土情況，采用覆蓋式和壓坡腳式多臺階排土，這類排土方式在軟巖地基或含大量表土軟巖的排土場地中具有積極作用。在排土場使用多臺階覆蓋式排土方式時，可將礦山冶金開采過程中的大塊巖石、地質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階直接接觸排土場軟巖地基表面，從而使地基不斷壓縮、固結，提升地基的承載能力。另外還可采用壓坡腳式多臺階排土類型，可在前期風化巖石，再將大塊巖石排棄，讓大部分小塊巖石反壓坡腳，從而使土場下部水流水利排除，提升排土場的穩定性。

3.2 逆排工藝

大多出情況下，礦山冶金排土場往往設計為由內向外，由上向下、由近向遠的方式排土，而現階段我國部分企業則采用逆排工藝進行礦山冶金排土。可先在排土場下游出建筑大型坡腳壩，可采用挖掘過程過程中的大塊巖石和廢土，當其廢土排放過程中可由內向外分層排土，排土順序是由低到高、由薄到厚，使其形成但臺階或者多臺階的排土邊坡。這種逆排工藝操作起來相對簡單，排水性能和費用較好，對于排土場和軟巖地基穩固有著良好的積極作用。

4 結論

我國礦山冶金排土場仍處在發展和不斷完善優化當中，應當注重其安全性和穩定性，利用多臺階排土和逆排等各類應對措施降低其安全隱患，另外在礦山冶金排土過程中要注重其對環境的污染問題，堅持我國的可持續發展戰略，注重資源保護和循環利用，使我國自然資源開采過程科學合理。