第5章排巖工作采礦學(xué)下10采礦工程專業(yè)課件

采礦學(xué)(下)

MiningScienceandTechnology5露天礦排土工作7/21/20231第5章露天礦排土工作§5.1概述§5.2排土工藝§5.3排土場的建設(shè)§5.4排土場的安全防護與復(fù)墾

介紹露天礦常用的汽車、鐵路和帶式排土機排巖工藝、廢石場選擇的原則、排巖工藝的選擇、廢石場初始建設(shè)、廢石場常見的公害及其防治的基本措施。7/21/20232§5.1概述露天礦排土工作鳥瞰圖總出入溝排土場1排土場2排土場37/21/20233第5章排土工作山西省婁煩縣馬家莊鄉(xiāng)寺溝村發(fā)生山體滑坡2008年8月1日零時15分,山西省太原鋼鐵(集團)有限公司礦業(yè)分公司尖山鐵礦南排土場1632平臺外側(cè)約30米處發(fā)生大面積下沉,之后排土場產(chǎn)生垮塌、滑坡。在排土場垮塌滑體的壓力作用下,推擠了黃土山梁土體產(chǎn)生向下移動,從而推垮并掩埋了僅距寺溝舊村黃土山梁坡腳50米處的部分房屋,造成43人死亡、2人失蹤,直接經(jīng)濟損失3080.23萬元。

§5.1概述7/21/20234事故的直接原因：排土場地基土質(zhì)松軟、承載能力差；企業(yè)超排；排土場設(shè)計依據(jù)不充分，地質(zhì)資料不全，而且沒有施工圖；排土場下游的民房和散居人員沒有得到轉(zhuǎn)移；有關(guān)部門對排土場沒有實行安全監(jiān)測，發(fā)現(xiàn)了裂隙，但沒有采取有效措施。

事故的間接原因：企業(yè)對安全生產(chǎn)措施不落實，隱患整改不力；政府監(jiān)管不力，采取措施不到位，沒有從根本上解決問題，導(dǎo)致事故發(fā)生。7/21/20235

安全監(jiān)管總局為深刻吸取山西婁煩“8·1”排土場特大垮塌事故教訓(xùn)，安全監(jiān)管總局要求立即開展非煤礦山排土場專項整治行動：安全監(jiān)管總局要求，設(shè)有排土場的非煤礦山企業(yè)要建立健全安全生產(chǎn)責(zé)任制，制定完備的安全生產(chǎn)規(guī)章制度和操作規(guī)程，同時要規(guī)范排土場的設(shè)計和運行，加大安全投入，整治安全隱患，防止發(fā)生排土場垮塌等事故。對地基不良影響安全的，應(yīng)補做專門的地質(zhì)勘探工作，采取相應(yīng)防范措施，確保安全生產(chǎn)。此外，要進一步加大安全監(jiān)管工作力度。各級安全監(jiān)管部門要按照有關(guān)法律法規(guī)的要求，督促企業(yè)把排土場安全評價工作納入礦山安全評價工作中。切實加強排土場周邊的安全管理，嚴(yán)禁在安全距離內(nèi)有居民點或建設(shè)與排土場安全設(shè)施無關(guān)的其他建筑物，一旦發(fā)現(xiàn)應(yīng)及時組織搬遷或拆除。企業(yè)要提高礦產(chǎn)資源的回收率，降低排棄廢石中的礦石混入率，從源頭上杜絕扒渣撿礦行為。同時，強化應(yīng)急管理工作，要防止由自然災(zāi)害引發(fā)事故災(zāi)難。7/21/20236一、基本概念

排土場

接受并存放露天開采過程中因剝離而被排棄的巖土的場地，也稱作廢石場。

排土工作

在排土場用一定的方式對剝離的巖土進行堆放的工作。

金屬礦露天開采的一個重要特點，就是要剝離覆蓋在礦床上部及其周圍的表土和巖石，并將其運至專設(shè)的場地排棄。7/21/20237注意：為有效利用資源，有時將貧礦和難選礦物堆放到專設(shè)的廢石場貯存便于以后利用。金屬露天礦巖土剝離量平均為礦石開采量的1.5～4.5倍，廢石場一般占礦山總用地面積的39～55%，是露天采坑面積的2～3倍。因此它不僅關(guān)系到礦山企業(yè)生產(chǎn)能力和效益（征地面積很大，費用高，基本農(nóng)田不允許征收），還涉及到對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的影響和環(huán)境保護問題。7/21/20238二、排土場的類型按廢石場與露天采場的相對位置，分為內(nèi)部排土場、外部排土場

內(nèi)部排土場：指設(shè)置在露天采場內(nèi)部的排土場，巖土運距短，最經(jīng)濟。但內(nèi)部排土場的使用條件有嚴(yán)格限制，適用于開采水平或傾角小于5°～10°的緩傾斜礦體，而且一次采掘有用礦物的全厚，隨著采剝工作線逐步向前推進將巖土排棄在采空區(qū)內(nèi)。（值得注意的是，礦山開采初期必須建立臨時排土場，并不能做到完全零排放。）

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外部排土場：指設(shè)置在露天采場外部的排土場。金屬礦床多為傾斜和急傾斜，且開采深度較大，因而多采用外部排土場。但是，當(dāng)采礦場內(nèi)有兩個以上開采深度不同的底平面時，先結(jié)束的區(qū)段就可以作為采空區(qū)排巖。因此合理安排開采順序或進行分區(qū)開采，可以使部分巖土實現(xiàn)內(nèi)部排棄。7/21/202310三、排土場的選址原則1）要盡量不占或少占農(nóng)田，盡可能利用山谷、洼地、海濱；2）在山谷設(shè)置廢石場時，要充分考慮到山洪的影響，避免滑坡、泥石流等危險；下頁見實例3）盡可能靠近露天采場并在重點剝離區(qū)一側(cè)以縮短巖土運距；4）優(yōu)先考慮內(nèi)部廢石場的可行性減少占地面積；5）一般不宜將廢石場設(shè)在將要擴大的露天開采境界范圍之內(nèi)；6）對可能利用的巖石,應(yīng)考慮今后回收裝運的可能性；7）廢石場應(yīng)位于工業(yè)場地、居民區(qū)和水源的下游和下風(fēng)側(cè)，防止環(huán)境污染；8）設(shè)置廢石場必須考慮復(fù)墾的可能性，制定復(fù)墾規(guī)劃；9）排土場的總?cè)萘繎?yīng)與露天開采設(shè)計的總剝離量相適應(yīng)。7/21/202311某排土場標(biāo)高1360米左右，五家河海拔標(biāo)高在680米。山谷底部兩岸泥石痕跡有十多米，中間夾雜折斷的樹木、泥石，兩邊樹木被毀，部分田地被毀，7米高的公路橋護墩被摧毀，泥石流直接傾入五家河河道中部。突然響起山崩地裂隆隆的巨響，從排土場方向出現(xiàn)高度達十多米的泥石流，飛速而下，沿途摧毀了所有樹木、田地，有的泥石直接飛過寬50米的河道對岸。排土場災(zāi)害實例7/21/202312

四、排土場的容量按剝離量所需的排土場有效容量為:Vr—排土場有效容量，m3Vsh—剝離巖土排棄的實方量，m3Ks—巖土松散系數(shù)，參考《采礦學(xué)》(王青主編)表18-11取值。Kc—廢石沉降率，參考《采礦學(xué)》(王青主編)表18-12取值。7/21/202313排土場設(shè)計總?cè)莘e:V—排土場的設(shè)計總?cè)莘e，m3Vr—排土場的有效容積，m3K1—容積的富余系數(shù)，1.02～1.05。7/21/202314五、排土工藝露天礦的排土工藝是按運輸方式和排土設(shè)備的不同而劃分的，常用的排巖工藝可分為：

汽車運輸—推土機排土；鐵路運輸—挖掘機排土;鐵路運輸—排土犁排土;鐵路運輸—推土機排土;鐵路運輸—前裝機排土；

膠帶排土機排土。7/21/202315

一、汽車運輸—推土機排土(1)汽車運輸—推土機排土作業(yè)作業(yè)內(nèi)容包括：

汽車翻卸巖土推土機推排平整場地整修廢石場公路左圖中A為公路寬度

B為調(diào)車寬度

C為汽車翻卸后留在平臺上的巖堆寬度

§5.2排土工藝7/21/202316(2)汽車運輸—推土機排土過程7/21/202317

(3)汽車運輸—推土機排土注意事項

汽車進入廢石場后沿廢石場公路到達卸巖段，然后調(diào)車，其調(diào)車場地寬度要大于汽車的最小轉(zhuǎn)彎半徑，最后汽車后退靠近邊坡翻卸巖土。翻卸后留在平臺上的巖堆寬度的大小對推土機的推排工作量影響很大。據(jù)統(tǒng)計，當(dāng)汽車后橋中心線距坡頂線1.5～3m，巖土可大部分卸到邊坡下面。為了保證汽車卸載安全，臺階坡頂需用推土機推出車檔，車檔高度根據(jù)車型及巖土性質(zhì)不同，一般不低于0.6～0.8m。為了保證安全卸載和充分利用廢石場的容積，堆棄巖土?xí)r應(yīng)考慮下沉系數(shù)，臺階頂面應(yīng)保持2%的反向坡。7/21/202318(4)推土機的推土工作量推土機的工作量包括：堆排汽車卸載時殘留在平臺上的土巖，為克服下沉塌落進行整平工作。

推土工作量占排土量的比例的確定，與卸載汽車結(jié)構(gòu)、卸載時汽車后輪距坡頂線距離以及排棄物性質(zhì)和排棄時季節(jié)等有關(guān)。一般來講：

當(dāng)汽車后輪距坡頂線1～1.5m時，殘留在平臺上的土巖量只占翻卸量的5%～l0%；當(dāng)汽車后輪距坡頂線1.5～2.0m時，殘留量為15%～20%；當(dāng)汽車后輪距坡頂線3m時，殘留量為35%左右；若大于5m，則卸下的土巖全部留在平臺上。

7/21/202319(5)推土機的數(shù)量所需推土機的數(shù)量可按下式計算式中：NT—推土機數(shù)量，臺；Vs—需要推土機推送的巖土實方體積，m3/班；Ks—巖土松散系數(shù)，Ks=1.3～1.5；Kj—設(shè)備檢修系數(shù)，Kj=1.2～1.25；Qr—推土機生產(chǎn)能力(松方)，m3/班。當(dāng)排土場分散且相距較遠時，一般應(yīng)保證每個廢石場最少配有一臺推土機。7/21/202320(6)排土線長度汽車運輸—推土機排巖的排土線長度應(yīng)按同時翻卸的汽車數(shù)量確定，即Lp=n0b式中：Lp—排土線長度，m；n0—同時翻卸的汽車數(shù)；b—相鄰汽車正常作業(yè)的間距，一般取25～30m。考慮到備用和維護，排土線的總長應(yīng)為L=3LP7/21/202321

由于汽車運輸—推土機排巖機動靈活，其排巖臺階高度遠比鐵路運輸時大。如弓長嶺鐵礦排巖臺階高度在100m以上仍能安全作業(yè)。即使在巖性較差的情況下，臺階高度也比鐵路運輸排巖時大。因此，國內(nèi)外金屬露天礦廣泛采用汽車運輸，并且向大型方向發(fā)展，與之相配合的推土機也隨之不斷向大功率發(fā)展。（7）汽車運輸—推土機排巖評價

7/21/202322采用鐵路運輸?shù)呐磐练椒ㄓ校?/p>

挖掘機排土排土犁排土推土機排土前裝機排土

挖掘機排土能滿足大量排土的需要，因此，在使用鐵路運輸?shù)拇笮吐短斓V應(yīng)用較廣。

排土犁是一種行走在軌道上的排巖設(shè)備，排土方式不靈活，目前已經(jīng)很少使用。

前裝機排土機動靈活，排巖帶寬度大，使排巖臺階有較長的穩(wěn)定時期，可增加臺階的穩(wěn)定性。

二、鐵路運輸?shù)呐磐练椒?/21/202323

采用挖掘機排土的工序為：

列車翻卸巖土挖掘機堆壘線路移設(shè)

（1）鐵路運輸—挖掘機排土方法7/21/2023241）列車翻卸巖土列車進入排土線后逐輛對位將巖土翻卸到受土坑內(nèi)。

受土坑的長度不應(yīng)小于一輛自翻車的長度；為了防止大塊巖石滾落直接沖撞挖掘機，坑底標(biāo)高比挖掘機作業(yè)平臺要低1～1.5m；為保證安全，臺階坡頂線距線路枕木端部不小于0.3m。

2）挖掘機堆壘挖掘機從受土坑內(nèi)鏟取巖土，分上、下兩個分臺階堆排。上分臺階的高度取決于挖掘機最大卸載高度。下分臺階的高度根據(jù)巖土的粒度、軟硬和穩(wěn)定性而定，一般為10～30m。上、下分臺階高度之和為排巖臺階的總高度。挖掘機站在上分臺階的底部平臺將巖土向前方、旁側(cè)及后方排棄和堆壘，直到排滿規(guī)定的排巖臺階總高度。7/21/202325排土帶寬度（m）取決于挖掘機的工作規(guī)格，即

式中：—最大挖掘半徑，m；—最大卸載半徑m；—斗柄規(guī)格利用系數(shù)，一般取0.8～0.9。從受土坑挖取巖土?xí)r，除考慮減輕推壓機構(gòu)的磨損外，用最大挖掘半徑往往會挖壞排土線的路基，故一般都采用0.8。7/21/2023263）線路移設(shè)挖掘機排土?xí)r，因移道步距大，故采用吊車移設(shè)線路。其移道步距a等于排土帶寬度。a7/21/202327（2）鐵路運輸—排土犁排土排土犁是一種行走在軌道上的排巖設(shè)備，它自身沒有行走動力，由機車牽引，工作時利用汽缸壓氣將犁板張開一定的角度，并將堆置在排巖線外側(cè)的巖土向下推排。1一前部保護板;2一大犁板;3一小犁板;4一司機室;5一汽缸;6一軌道7/21/202328排土犁排巖的工藝過程是:列車進入排巖線排卸巖土后，排土犁進行推刮，將部分巖土推落坡下，上部形成新的受土容積。然后列車再翻卸新的巖土，直到線路外側(cè)形成的平盤寬度超過或等于排土犁板的最大允許排土寬度，排土犁已不能進行排巖作業(yè)時，用移道機進行移道。一般排巖線每卸2～6列車由排土犁推刮一次，每經(jīng)過6～8次推排后需移設(shè)線路，排土犁廢石場臺階高度通常為10～25m。7/21/202329排土犁排巖具有如下優(yōu)點：

(1)價格低，排巖效率高。每臺排土犁的價格僅為挖掘機價格的1/3左右，而排巖效率約為挖掘機的兩倍;

(2)設(shè)備結(jié)構(gòu)簡單，便于維修;

(3)排土犁適用性強。適用于準(zhǔn)軌運輸?shù)母鞣N地質(zhì)條件、各種巖石硬度的內(nèi)外廢石場;

(4)排土后的路基不需要加工便可直接鋪設(shè)線路。排土犁排巖具有如下缺點：

(1)排巖臺階高度受到限制，一般為10～25m;

(2)移道步距較小，兩次移道間的容土量少，因而需設(shè)較多的排巖線。7/21/202330推土機排巖的工藝程序是:列車將剝離下的廢石運至廢石場翻卸，推土機將廢石推排至排巖工作臺階以下，并平整場地及運輸線路。國內(nèi)采用推土機排巖工藝的不多。采用這種方式推排，免除了人工作業(yè)繁重的體力勞動。當(dāng)排棄濕度較大的巖石時，由于推土機履帶的來回碾壓，加強了路基的穩(wěn)定性，使排土場的堆置高度增大，但排棄成本高于其他方式。（3）鐵路運輸—推土機排土7/21/202331（4）鐵路運輸—前裝機排土前裝機轉(zhuǎn)排如圖所示，它具有機動靈活、排巖寬度大、運距長、安全可靠等優(yōu)點。這種排巖方式的排巖臺階有較長的穩(wěn)定期。但當(dāng)運距大時，排巖效率較低。當(dāng)排巖平臺較寬時，前裝機可就地做180°轉(zhuǎn)向運行;當(dāng)排巖平臺較窄時，可就地做90°轉(zhuǎn)向運行，以進行加長排巖工作平臺的作業(yè)。7/21/202332當(dāng)露天礦采用膠帶運輸機運輸時，為充分發(fā)揮運輸機的效率，通常采用帶式排土機排巖，以實現(xiàn)連續(xù)化作業(yè)。工藝過程為：由運輸機提供巖土，經(jīng)轉(zhuǎn)載機進入排土機的接收運輸機，再輸送到卸載運輸機進行排巖（上排或下排）；推土機平整工作面并完成其他輔助作業(yè)；帶式運輸機移位并開始下一排巖循環(huán)。

三、膠帶運輸機排土7/21/202333膠帶排土機排土排土機機座卸載臂接受臂排土機鐵塔排土機回轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)載臂7/21/202334優(yōu)點：（1）帶式排土機排巖一次排棄寬度大，輔助作業(yè)時間少，作業(yè)效率高；（2）近水平礦床可實現(xiàn)橫向內(nèi)排，減少運輸距離；（3）排土機的生產(chǎn)能力大，自動化程度高，管理簡便。缺點：（1）采、運、排生產(chǎn)作業(yè)各環(huán)節(jié)間制約大，機動性較差；（2）選擇廢石場位置時，在地形、工程地質(zhì)和水文地質(zhì)條件方面要求較高；（3）一般不宜采用分散的廢石場。7/21/202335該工藝的適用條件是：（1）剝離物為普氏堅固性系數(shù)<3的軟巖，中硬以上巖石（不適合膠帶輸送的大塊，需經(jīng)爆破法破碎后方可考慮采用）。（2）水平或近水平礦層，在覆蓋層厚度或夾層厚度小于設(shè)備作業(yè)規(guī)格時，可實現(xiàn)橫向直接內(nèi)排。（3）氣溫低于-25℃應(yīng)有防寒措施，實行季節(jié)性剝離作業(yè)；風(fēng)速大于7～8級時，帶式排土機應(yīng)停止作業(yè)。（4）設(shè)備作業(yè)及行走時坡度限制一般為：縱向坡度作業(yè)時為1/20～1/30，行走時1/10～1/20，橫向坡度為1/20。7/21/202336

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排巖設(shè)備的選擇取決于剝離工程中采運工藝環(huán)節(jié)所采用的設(shè)備類型，特別是運輸設(shè)備的類型。

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當(dāng)采用聯(lián)合運輸工藝時，排巖設(shè)備的選擇取決于最后一環(huán)的運輸設(shè)備類型。

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在一些工藝系統(tǒng)中，同樣的運輸設(shè)備可以與不同的排巖設(shè)備相配合，它們的選擇取決于排棄巖土的性質(zhì)、氣候條件、廢石場位置、要求的排巖能力以及排巖設(shè)備來源等因素。所選擇的排巖工藝應(yīng)能滿足安全、高效、經(jīng)濟等要求。見PPT39采運設(shè)備與排土設(shè)備的配合見下表

四、排巖工藝選擇7/21/202337序號采掘運輸和主要排巖設(shè)備輔助排巖設(shè)備12輪斗或鏈斗挖掘機運輸排土機、懸臂排土機帶式運輸機、帶式排土機推土機推土機、移設(shè)設(shè)備34機械鏟或吊斗鏟直接倒堆機械鏟或吊斗鏟再倒堆推土機再倒堆用吊斗鏟、推土機5機械鏟準(zhǔn)軌鐵道、機械鏟準(zhǔn)軌鐵道準(zhǔn)軌鐵道、吊斗鏟準(zhǔn)軌鐵道、鏟運機準(zhǔn)軌鐵道、前裝機準(zhǔn)軌鐵道、推土機推土機、吊車吊車、修筑用挖掘機、推土機推土機、吊車推土機、吊車吊車吊車汽車汽車汽車推土機吊斗鏟推土機推土機6鏟運機推土機7前裝機前裝機汽車、推土機8水槍管道運輸、水力排土推土機(復(fù)田用)7/21/202338排棄巖土的性質(zhì)對排巖設(shè)備的選擇有重大影響：

在鐵路運輸條件下，鏟運機僅適于排棄松軟且不含塊石的巖土；當(dāng)在高臺階條件下排棄中硬以下且含水巖土?xí)r，臺階的穩(wěn)定成為突出矛盾，從增加排巖寬度、減少移道次數(shù)和使鐵道路基穩(wěn)定等出發(fā)，較靈活的和排巖寬度較大的前裝機、推土機以及吊斗鏟等排巖設(shè)備優(yōu)于機械鏟。

氣候條件也對排巖設(shè)備的選擇有重大影響：

雨水較多的地區(qū)，通常不宜采用高排巖臺階作業(yè)；冰凍期長，大風(fēng)頻繁的地區(qū)不宜采用帶式排土機作業(yè)。在氣候條件不利的地區(qū)，應(yīng)選擇可靠性較高的機械鏟、吊斗鏟、推土機或前裝機等排巖設(shè)備。7/21/202339選擇的排巖設(shè)備應(yīng)滿足排巖能力的要求：

在鐵路運輸條件下，機械鏟和吊斗鏟的排巖能力最高，推土機、前裝機等次之。在相同的運輸方式下，當(dāng)兩種排巖工藝均能滿足要求時，若選擇投資大的排巖設(shè)備應(yīng)做好充分的技術(shù)經(jīng)濟論證。采用前裝機作為采、運、排設(shè)備時，視前裝機規(guī)格不同，其合理運距一般為100～1000m。鏟運機作為采、運、排設(shè)備使用時，其合理運距不大于1.5km。

7/21/202340

排土場的建設(shè),主要研究排土場初始排土線的修筑和排土線的擴展。根據(jù)地形條件的不同，分為山坡和平地兩種修筑方法?！?.3排土場的建設(shè)一、初始排土線的修筑(1)山坡排土場初始排土線的修筑(2)平地用排土犁修筑初始排土線(3)平地用挖掘機修筑初始排土線(4)平地用推土機修筑初始排土線(5)平地用膠帶機修筑初始排土線二、排土場的擴展(1)鐵路運輸單線廢石場的擴展方式(2)鐵路運輸多線排土場擴展方式(3)多層排巖7/21/202341一、初始排土線的修筑（1）山坡排土場初始排土線的修筑

鐵路運輸排土：先在山坡挖一單壁路塹，整平后鋪上鐵路線，形成鐵路運輸?shù)某跏寂磐辆€。

公路運輸排土：根據(jù)調(diào)車方式來確定初始排土線的路塹寬度，在山坡挖一單壁路塹，形成公路運輸排土線。鐵路運輸排土線的修筑7/21/202342(2)平地用排土犁修筑排土場初始排土線平地初始排土線的修筑需要分層堆壘和逐漸漲道。采取交錯堆壘的方式，每次漲道的高度可達0.4～0.5m。7/21/202343(3)平地用挖掘機修筑排土場初始排土線采用挖掘機修筑時，首先是從原地取土，并在旁側(cè)堆筑第一分層。為了加大第一分層堆壘高度，也可以在兩側(cè)取土，取土的地段形成了取土坑。第一分層經(jīng)平整后鋪上線路，就可由列車運送巖土并翻卸在路堤旁，再由挖掘機堆壘第二分層、第三分層，直達到所要求的臺階高度，便形成初始排土線。7/21/202344(4)平地用推土機修筑排土場初始排土線采用推土機修筑時，一般用兩臺推土機對推。此法可修筑高度在5m以內(nèi)的排土線初始路堤。7/21/202345(5)平地用膠帶機修筑排土場初始排土線在平地或較緩的山坡上設(shè)置外部廢石場，其初始排巖臺階也可以用帶式排土機堆筑。首先形成臺階1，后形成臺階2，然后將排土機移到臺階l和2的上面排棄，直至排巖臺階達到要求的高度時，初始排巖臺階便形成。7/21/202346二、排土場的擴展(1)

鐵路運輸單線排土場的擴展方式

單線排土線的擴展方式有平行(a)、扇形(b)、曲線(c)和環(huán)形(d)四種。7/21/202347

平行擴展，隨著排土線的擴展，線路不斷縮短，廢石場得不到充分利用。但這種方式移道步距是固定的，移道工作簡單。

扇形擴展，移道步距是變化的，它以道岔轉(zhuǎn)換曲線為移道中心點呈扇形擴展，其排土線終端仍然存在縮短問題。

曲線擴展，可以避免上述排土線縮短的問題，排土線每移道一次都要接軌加長。它廣泛地應(yīng)用在排土犁廢石場和挖掘機廢石場內(nèi)。

環(huán)形擴展，排土線向四周移動,排土線長度增加較快。但是，當(dāng)一段線路或某一列車發(fā)生故障時，會影響其他列車的翻卸工作。7/21/202348(2)鐵路運輸多線排土場擴展方式多線排土是指在一個排巖臺階上，布置若干條排土線同時排巖。它們之間在空間上和時間上保持一定的發(fā)展關(guān)系，其突出的優(yōu)點是收容能力大。建立在山坡上的多線廢石場，通常都采用單側(cè)擴展(a)。建立在緩坡或平地上的多線廢石場，多采用環(huán)形擴展(b)。7/21/202349

當(dāng)用挖掘機排巖時，各排土線可采用并列的配線方式。其特點是：各排土線保持一定距離，以避免相互干擾和提高排巖效率。7/21/202350(3)多層排巖

為了在有限的面積內(nèi)增加廢石場的受巖容積，可采用多層排巖。多層排巖就是在幾個不同水平上同時進行排巖，并向同一方向發(fā)展。為此可采用直進式或折返式線路，建立各分層之間的運輸聯(lián)系，各層排土線的發(fā)展在空間與時間關(guān)系上要合理配合。為保證安全和正常作業(yè)，上、下兩臺階之間應(yīng)保持一定的超前距離，并使之均衡發(fā)展。7/21/202351一、排土場的穩(wěn)定性與防護廢石場的穩(wěn)定性影響因素較多，主要取決于：廢石場的地形坡度、排棄高度、基底巖層構(gòu)造及其承壓能力、巖土性質(zhì)和堆排順序。常見的失穩(wěn)現(xiàn)象是滑坡和泥石流?！?.4排土場的安全防護與復(fù)墾7/21/202352（1）滑坡

排土場滑坡類型：(a)排土場內(nèi)部的滑坡；(b)沿基底面的滑坡；(c)基底軟弱層的滑動7/21/202353

排土場的自然沉降壓實屬于正常現(xiàn)象，其沉降率都很小。但如果基巖為軟弱巖層，其承壓能力較低時，則廢石場將發(fā)生大幅度沉降并隨基底的地形坡度而滑動。此種滑動的先兆是比自然壓實沉降的速率快，是自然沉降與基底沉降速度的疊加。提高廢石場基底的穩(wěn)定性是預(yù)防滑坡的先決條件。為此首先應(yīng)根據(jù)基底的巖層構(gòu)造、水文地質(zhì)和工程條件等進行穩(wěn)定性分析，控制排棄高度不超過基底的極限承壓能力。7/21/202354

提高基底抗滑能力的措施：①對傾斜基底，要先清除表土及軟巖層，然后開挖成階梯，以增強基底表面的坑滑力；②對含水的潮濕基底，應(yīng)將不易風(fēng)化的剝離物堆排在基底之上，并設(shè)置排水工程將地下水引出廢石場；③對傾斜度較大且光滑的巖石基底，可采用交叉式布點爆破，以增加其表面粗糙度；④筑堤或其它疏導(dǎo)工程，攔截或疏引外部地表水不使其進入廢石場，防止在基底表面形成大量潛流產(chǎn)生較大的動水壓力沖刷基底。7/21/202355

廢石場內(nèi)部滑坡的主要防護措施：①對于地形上陡下緩的廢石場，宜先從底部堆排或采取水平分段排棄，以保護廢石場坡角的穩(wěn)定性；②將不易風(fēng)化的巖石堆放在底部，清除基底的腐殖土，避免在基底表面形成弱面；③易風(fēng)化的巖土在旱季排棄，及時將不易風(fēng)化的大塊硬巖排棄在邊坡外側(cè)，覆蓋邊腳，或按一定比例混合排棄，以提高剝離物內(nèi)部的整體穩(wěn)定性；④設(shè)置可靠的排水設(shè)施，避免廢石場被地表水浸泡沖刷，掏挖坡腳。7/21/202356（2）泥石流

泥石流的發(fā)生基本條件：

①泥石流區(qū)含有豐富的松散的巖土來源；②山坡地形陡峻并有較大的溝谷河床縱坡；③泥石流區(qū)中上游有較大的匯水面積和充沛的水源。排土場泥石流多與滑坡相伴而生。有降雨和地面溝谷流水時，排土場坡面受到?jīng)_刷，使滑坡迅速轉(zhuǎn)化為泥石流而漫延。所以從排土場的選址開始，就應(yīng)避免泥石流的隱患。泥石流發(fā)生的地點、規(guī)模和滑延方向危害區(qū)域是可以事先預(yù)見的，因此可以預(yù)先采取防護措施，減小甚至消除泥石流發(fā)生后所造成的危害。

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泥石流的預(yù)防措施：①在排土場坡腳處修筑攔擋構(gòu)筑物，以穩(wěn)住坡腳，防止剝離物滑坡與山溝洪水匯合；②在排巖下游的山溝內(nèi)或溝口設(shè)攔淤壩，攔截并蓄存泥石流；③當(dāng)排土場下游地勢不具備筑壩攔淤條件時，可在其下游較開闊的場地修建停淤場，通過導(dǎo)流使泥石流流向預(yù)定地點而淤積。7/21/202358二、排土場對水質(zhì)的污染與處理（1）廢石場對水質(zhì)的污染當(dāng)剝離物中含有害元素和硫化礦物時，由于大氣降水和地表水的沖刷淋漓，有可能使廢石場成為水質(zhì)污染源。污染因性質(zhì)不同可分為物理污染和化學(xué)污染。物理污染是由于化學(xué)性質(zhì)不活潑的巖土顆?；蛴袡C物被水?dāng)y帶進入河流、蓄水池或農(nóng)田之中，如果含有放射性元素則污染危害更為嚴(yán)重。必須采取妥善的控制措施，切斷外流污染渠道?；瘜W(xué)污染的結(jié)果大多產(chǎn)生酸性污水，其中硫化礦物是酸水的重要來源。7/21/202359（2）對化學(xué)污染進行水質(zhì)處理的方法

中和法：用石灰來中和酸性水；

蒸餾法：將酸性水加熱到沸點，使生成飲用水和濃縮鹽水；

逆滲透法：酸性水通過一個半薄膜滲濾，過濾出和濃縮成離子鹽類；

離子交換法：采用特殊的樹脂，選擇性地交換礦水中的鹽類和酸類離子，產(chǎn)生無污染水；

凍結(jié)法：當(dāng)酸性礦水凍結(jié)后，形成純結(jié)晶，然后由水中離析有害成份；

電滲析法：從電極溶液中將某種物質(zhì)去除(電置換)的方法。7/21/202360三、排土場的復(fù)墾（1）排土場復(fù)墾的意義露天礦廢石場的占地面積幾乎是全礦區(qū)占地量的二分之一，有時甚至還要多些。從環(huán)境保護觀點來看，土地復(fù)墾是礦山開采工作的組成部分，是開采工作的繼續(xù)。礦山土地復(fù)墾已引起各國的重視，有的國家還制定專門的環(huán)境保護法以保護土地資源。可以想象，不進行礦山土地復(fù)墾的后果將是，惡化并縮小人類賴以生存的環(huán)境與空間。礦山土地復(fù)墾要因地制宜，根據(jù)地區(qū)氣候、植物生長環(huán)境、經(jīng)濟地理條件和巖土的化學(xué)成份含酸程度，規(guī)劃復(fù)墾土地的使用方式，以便制定復(fù)墾執(zhí)行計劃。7/21/202361（2）復(fù)墾后土地的使用方式

農(nóng)業(yè)復(fù)墾：將土地恢復(fù)供農(nóng)業(yè)使用；

林業(yè)復(fù)墾：恢復(fù)種植牧草和植被綠化，用于牧業(yè)生產(chǎn)，恢復(fù)生態(tài)平衡；

其他用途：將露天采礦改造成水庫、人工湖、養(yǎng)魚池或尾礦池，開辟風(fēng)景旅游區(qū)，以將復(fù)土地供建筑廠房使用等。礦山土地復(fù)墾所涉及的專業(yè)面較廣并相對自成體系，從復(fù)墾的觀點看，排巖一結(jié)束也就是復(fù)墾工作的開始，因此排巖與復(fù)墾的聯(lián)系十分密切。最好的復(fù)墾方法應(yīng)與露天開采工藝緊密結(jié)合協(xié)