礦山排土場坍塌原因分析及安全防范措施

程茸榮

（廣東省大寶山礦業有限公司，廣東 韶關 512100）

1 概況

1.1 環境情況介紹

地形地貌特征：757排土場位于某礦山多金屬礦采場的西南部，排土場場地屬南嶺中低山構造侵蝕地貌，地形上部較陡，下部較平緩，地面相對高差在300m～700m之間。排土場主溝谷內平均坡度約9°，溝谷周邊山坡原始地形坡度在25°～38°之間。場地東南及東部地勢較低，山系呈南北走向，地表植被發育。排土場現保留自然山體較穩定，溝谷發育，地形切割強烈，多形成“V”形深谷，構成地表水、地下水的排泄系統，相對高差約300m，地形地貌條件較為復雜。

氣候條件：某礦山礦區氣候具有亞熱帶氣候特點，全年溫暖多雨，年平均氣溫為16.8℃，夏季最高氣溫33.8℃，冬季最低氣溫-4.3℃，年降雨量大。年內除8、9、10、11、12和1月份降雨量稍小外，其它各月降雨量一般都達100mm～200mm以上。

水文地質條件：757排土場下方是排棄物料，根據記載757排土場早期排的多是松土，在底部形成較軟弱地基層。并且757排土場北部下方有數條20世紀90年代偷采留下的巷道，長期有水流出。

1.2 垮塌經過

2020年11月21日傍晚某礦山757排土場北部作業過程中出現較快速度開裂下沉，邊排車間值班長馮某某要求某施工隊輪換到中部排土，并將停在北部的設備全部撤離到安全位置。第二天上午，某施工隊現場管理人員沈某某到757排土場時，發現757排土場北部發生第一次塌方，沈某某立即向邊排車間領導匯報情況。第一次跨方發生后，757排土場的開裂范圍逐漸擴大，邊排車間主任李某某立即在微信群安排部署工作，要求值班長在現場做好警戒措施，封閉757排土場北部塌方區域，并加強觀察。22日中午11時43分757排土場北部發生第二次垮塌。

2 垮塌原因分析及安全防范措施

2.1 垮塌發生前，757排土場的隱患記錄情況

查閱塌方前排土場現場有關臺賬《排土場安全記錄本》發現，757排土場近一個月多次發生開裂和局部下沉情況。10月中旬開始，757排土場邊緣一直處于不穩定下沉狀態，前端小范圍塌方4次，直至11月21日夜間發生第一次垮塌，11月22日發生大規模垮塌。

757排土場的《排土場安全記錄本》記錄，757排土場開裂期間，邊排車間值班長多次交代某施工隊現場管理人員，禁止所有車輛過裂縫排土，并且加強觀察，開裂區域有異常下沉跡象時，做到及時撤離，確保人員和設備安全。其中11月20日《排土場安全記錄本》記錄：757排土場變化頻繁，底部鼓包變大，沉降變快，現場指揮人員要加強觀察變化情況。11月21日《排土場安全記錄本》記錄：757排土場裂縫增多，底部鼓包增大，現場人員加強觀察，北部區域開裂下沉較快，禁止過裂縫排土。

2.2 垮塌滑坡體特征描述

垮塌滑體規模：垮塌直線長度約230m，曲面長度約300m，平均寬度約80m，垮塌滑體總體積約230萬方。垮塌滑體形狀整體成“凹”形。其中11月21日晚第一次垮塌發生在整體垮塌中間部位，第一次垮塌長約80m，寬約20m。

垮塌滑體形態特征：根據野外調查訪問和勘探結果、滑坡體的物質組成和結構型式等主要因素，李屋排土場滑坡段滑坡類型屬堆積層(土質)滑坡，滑坡堆積體滑坡亞類。根據滑體厚度、運移方式、成因屬性、穩定程度、形成年代和規模等其他因素，可按表1進行滑坡分類，屬現代深層推移式巨型工程活滑坡[1]。該滑坡分布在排土場的北部，滑坡范圍內產生很多地表裂縫，大致呈平行的弧狀，經測量，裂縫走向大致可分三組：13°、35°、65°。

表1 滑坡其他因素分類

滑坡范圍內產生很多地表裂縫，大致呈平行的弧狀，經測量，裂縫走向大致可分三組：13°、35°、65°。從剖面上看，滑坡形態呈疊瓦狀，可見明顯的后緣壁、滑坡臺坎。滑坡體前舌土體鼓脹、張裂，滑坡特征清晰[2]。

該滑坡由于人類活動堆排填土廢土而形成，具有清晰的滑坡周界，主滑方向為180°～255°，滑坡后緣有明顯的呈環狀錯落形成的陡坎，平面上總體呈不規則舌狀，滑坡體邊坡坡度20°～45°，下覆基巖巖層產狀215°～336°∠55°～82°，坡向和巖層傾向呈反向小角度相交；后緣因錯落形成的陡坎最高達12.5m，中后部發育有多條橫向的張拉裂縫，裂縫延伸最長達10m，裂縫最寬處達60cm，裂縫最大可見深度達1.5m；滑坡中前部多處錯臺，錯臺高度0.8cm～2.5m；滑坡的南、北側邊界清晰，有明顯的錯臺，錯臺高度2.5m～13.5m。根據物探資料結合滑坡的已有變形破壞特征和滑坡微地貌形態綜合分析，滑動面應位于殘坡積粉質黏土層、強風化砂巖層與堆填土的結合面，滑動面平均深度約30m，滑帶物質主要為低品位鐵礦石、粘土、風化巖塊堆積而成，礫徑一般為2cm～10cm不等，大者60cm～80cm；結構雜亂，不均勻，土體濕～稍濕，土體結構均勻性差，體積約300萬m3，屬深層巨型土質滑坡。

滑坡滑面總體上傾向西南（235°～265°），傾角為上段陡中下段緩，傾角由后部45°～55°，至中部25°～35°過渡到前部的10°～15°左右。滑面形態總體呈中間略低，兩側略高的西南傾凹面。滑坡不同部位其滑面形態和特征不同，滑坡面中上段，滑面明顯，滑面處土質極軟，且含水，見碎石。前段滑面不清晰，但見強度較軟土層，滑面巖性為強風化砂巖、殘坡積粉質黏土。由物探報告橫斷面圖及本報告工程地質剖面圖可以明顯反映滑面形態特征變化[3]。

本次垮塌滑體直接沖到西側山體，后往南滑動。受到山體沖撞的影響，滑坡體發生了第一次卸力，往南滑動數十米逐漸停止滑動。757排土場下方形成幾條波浪形小臺階，中間和北部沒有完全垮塌下去部分，在757排土場下方20米左右形成較大的臺階。

2.3 垮塌主要原因分析

（1）757排土場北部排土量大，推進快（平均每天2萬方推進），使整個北部達到一定荷載，荷載加大過程中逐漸大于排土場底部承載力，使整個排土面發生塑性變形，形成的鼓包逐漸增大，牽動排土平臺持續開裂下沉。

（2）757排土場高差大。757排土場正下方最低處的高程約+465m，有200多米的高差，臺階坡面角大，造成757排土場邊坡不穩定。

（3）不利的水文地質條件。757排土場北部下方有數條20世紀90年代民間偷采遺留下的巷道，巷道長期有地下水流出，滲透到排土場底部，從而形成沿排土場基底軟弱層的滑坡面。該填土層具失水收縮及復浸水軟化特征，降水使地表土體含水量增加，蒙脫石和伊利石吸水膨脹，造成土體軟化，產生蠕動變形，坡體中后部土體也因擠壓變形出現裂縫，加速了地表水的滲入，使裂縫附近土體極度飽和，造成了坡體土體不斷擠壓蠕變變形，從而形成滑坡[4]。

（4）757排土場地基承載力低。根據記載757排土場早期排的多是松土、粉質粘土和碎石，土的結構松散，具有濕陷性，抗滑能力弱，早期排下的松土和碎石囤積在底部形成較軟弱地基層。當上部的荷載足夠大時，極易失穩。

2.4 垮塌后采取的應急安全措施以及安全防范措施

（1）757排土場垮塌后，要求某施工隊在周邊裂縫外30米處設置警戒。并安排管理人員在現場做好值班值守，監督排土場的變化情況。在垮塌三天過后，邊排車間對757排土場進行安全確認，在確定排土場暫時穩定情況下，安排鉤機對排土場邊緣排險。

（2）必須按照《金屬非金屬礦山排土場安全生產規則》和《某礦業有限公司排土場安全管理制度》對排土場進行管理，確保安全生產。

（3）加強排土場管理，做好臺賬記錄。加強排土場監測工作，加強排土場人防措施，做好值班值守，在發現隱患時要及時撤離、及時警戒、及時上報。

（4）加強排土場安全隱患排查和整改，對發現隱患要做好記錄，并督促某施工隊立即整改。

（5）加強現場作業人員的培訓，增強現場作業人員辯識風險能力，增強全員安全意識。排土場開裂下沉時，絕對禁止過裂縫排土。

3 結語

本次757排土場垮塌，邊排車間現場值班人員根據在線監測系統預警和經驗做到及時發現、及時警戒、及時撤離，確保了作業人員和設備安全。

邊排車間全體人員會再次總結，為排土場安全管理不斷提升自己專業知識和管理經驗，充分利用排土場監測系統等技術手段，在每一次都能做到準確判斷，讓排土場的安全管理時刻做到可防可控。