排土场基础知识

排土场基础知识

一、场址选择

（一）排土场场址选择需要考虑的影响因素

排土场场址应按相关设计规范要求满足与采矿场、工业场地（厂区）、居民点、铁路、公路、输电及通信干线、水域、隧洞等设施的安全防护距离的要求。

排土场不宜设在工程地质和水文地质不良地带。禁止将水源保护区、江河、湖泊、水库作为排土场，严禁侵占名胜古迹、自然保护区。排土场宜充分利用山坡、沟谷的荒地，少占耕地、林地。排土场场址不宜设于居民区和工业厂区常年主导风向的上风侧和生活水源的上游。含有污染物的岩土应按《一般工业固体废物贮存、处置污染控制标准》（GB 18599）中的要求进行堆放、处置。

排土场的容量应满足矿山服务期内所排弃的全部岩土，并考虑2%~5%富余量排土场应一次规划，分期实施。

有回收利用价值的岩土和表土应单独堆存，并为其回收利用创造有利的装运条件。

（二）外部排土场场址的选择

排土场的场址应避开有形成泥石流条件、排水不良、可能危及露天采矿场、井（硐）口、工业场地、居住区、村镇、交通干线等重要建（构）筑物的上游。

外部排土场场址宜设置在原地形坡度不大于12°、水文地质及工程地质相对简单的沟谷，不宜设置在汇水面积大、沟谷纵坡陡、出口不易拦截的山谷中。无法避开时，应采取截排水及安全防护措施，同时场址应尽量选在靠近采场，以便缩短排土运距。

（三）内部排土场场址的选择

具有多个露天采场的矿山，可合理安排采场开采顺序，将开采结束后的采场作为内部排土场当有两个以上不同露天坑底标高时，露天采场可分期进行开采，然后利用先期闭坑的露天采场作为内部排土场。露天开采缓倾斜矿床矿山，可通过合理安排开采顺序，实现内部堆排。分期开采露天矿山，经过技术经济比较确定后，可在远期开采境界内布置临时排土场。

地下开采的矿山，在条件允许时，可将地表移动区域设计为内部排土场但在设计时应充分考虑移动区域塌陷可能对排土作业造成的安全影响，并根据塌陷范围合理安排排土计划和排土工艺。

露天转地下开采矿山，可利用闭坑的露天采场作为地下开采阶段的排土场。

（四）防护距离

不具有形成泥石流条件、基底工程地质或水文地质条件良好的排土场，其设计最终坡底线与主要设施、场地、居住区等的安全距离当不设置防护工程时，应满足表5-1的要求。当设置防护工程时，应按采取工程措施要求确定。

复杂及不良场地条件的排土场，其设计最终坡底线与主要设施、场地、居住区等的安全距离应根据所采取的安全措施论证确定。

二、构成要素

排土场构成的要素主要包括堆置总高度、台阶高度、平台宽度、排土场边坡角度、容积、占地面积等，如图5-1所示。

排土场台阶高度、总堆置高度、边坡角度、平台宽度应按照排土工艺，根据剥离物的物理力学性质、地形、工程地质与水文地质、气候等条件通过排土场稳定性计算分析确定。多台阶排土场的总体边坡角应满足排土场整体稳定性要求。

按排土场与露天采场的相对位置，分为内部排土场、外部排土场。内部排土场是指设置在露天采场内部的排土场，岩土运距短，最经济。但内部排土场的使用条件有严格限制，适用于开采水平或倾角小于5°~10°的缓倾斜矿体，而且一次采掘有用矿物的全厚，随着采剥工作线逐步向前推进将岩土排弃在采空区内；外部排土场是指设置在露天采场外部的排土场。金属矿床多为倾斜和急倾斜，且开采深度较大，因而多采用外部排土场。但是，当采矿场内有两个以上开采深度不同的底平面时，先结束的区段就可以作为采空区排岩。因此合理安排开采顺序或进行分区开采，可以使部分岩土实现内部排弃。

根据排土场堆置顺序的不同可分为单台阶排土场、覆盖式排土场和压坡式排土场，如图5-2所示。

排土场的容积应根据岩土剥离总量、体重、松散系数和下沉率确定。（1）排土场有效容积计算公式

V_y=V_sxK_s/(1+K_c)

式中   V_y——排土场设计的有效容积，m³；

      V_s——剥离岩土的实方数，m³；

      K_s——剥离岩土的松散系数；

      K_c——剥离岩土的下沉率。

（2）排土场的设计总容积计算公式

 V=K₁×V_y

式中    V——排土场设计总容积，m²;

      K1——容积富余系数，取1.02~1.05 

      V_y——排土场设计的有效容积，m³。

三、排土工艺

（一）排土方式

根据矿山开拓运输方式、岩土性质、运输量、运输距离，排土方式应结合排土场地形、地质条件等因素综合比较后确定。主要排土方式、作业程序及适用条件应符合表5-2要求。人工排土宜采用单台阶排土方式。

（二）汽车—推土机排土要求

（1）排土卸载平台边缘应有固定或移动的挡车设施，其高度不应小于轮胎直径的1/2，车挡顶宽和底宽分别不小于轮胎直径的1/4和3/4；设置移动车挡设施时，应对不同类型移动车挡制定相应的安全作业要求，并按要求作业。

（2）排土场平台平整，排土线整体均衡推进，排土工作面向坡顶线方向应有2%~5%的反坡。

（3）道路应符合《厂矿道路设计规范》（GBJ22）的规定要求。

（4）汽车排土作业时，应有专人指挥；非作业人员不应进入排土作业区进入作业区内的工作人员、车辆、工程机械，应服从指挥人员的指挥。

按规定顺序排弃土岩在同一地段进行卸车和推土作业时，设备之间保持足够的安全距离。卸土时，汽车垂直于排土工作线汽车倒车速度小于5km/h，不应高速倒车，以免冲撞安全车挡。

在排土场边缘，推土机不应沿平行坡顶线方向推土。排土安全车挡或反坡不符合规定、坡顶线内侧30m范围内有大面积裂缝（缝宽0.1~0.25m）或不正常下沉（0.1~0.2m）时，汽车不应进入该危险作业区，应查明原因及时处理，方可恢复排土作业。排土场作业区内烟雾、粉尘、照明等因素导致驾驶员视距小于30m，或遇暴雨、大雪、大风等恶劣天气时，停止推土作业。汽车进入排土场内应限速行驶，距排土工作面50~200m时速度低于16km/h，50m范围内低于8km/h排土作业区设置一定数量的限速牌等安全标志牌。

排土作业区照明系统完好，照明角度符合要求，夜间无照明不应排土灯塔与排土车挡距离d≥车辆视觉盲区距离＋10m。

排土作业区应配备质量合格、适合相应载重汽车突发事故救援使用的钢丝绳（多于4根）、大卸扣（多于4个）等应急工具。排土作业区，应配备指挥工作间和通信工具。

（三）铁路——装载机排土时排土线设置要求

（1）铁路排土线应设备用线，备用线数量应为生产线数量的20%。排土场为两处以上时，每处排土场至少应设一条备用排土线。

（2）挖掘机排土，一条排土线宜配一台挖掘机。排土线的通过能力应比挖掘机生产能力高15%~20%。

（3）在独头卸载线端部应设置车挡。车挡应有完好的挡栏指示和灯光示警。独头线的起点和终点，应设置铁路障碍指示器。

（4）排土线长度可按表5-3选取。

（5）列车在卸车线上运行和卸载时，列车进入排土线后，由排土人员指挥列车运行机械排土线的列车运行速度，准轨不超过10km/h窄轨不超过8km/h接近路端时不超过5km/h运行中不应卸载（曲轨侧卸式和底卸式除外）卸车顺序从尾部向机车方向依次进行；必要时，机车以推送方式进入；列车推送时，有调车员在前引导指挥；列车在新移设的线路上首次运行时，不应牵引进入翻车时由两人操作，且操作人员不应位于卸载侧；清扫自卸车宜采用机械化作业；人工清扫时应有安全措施；卸车完毕，排土人员发出出车信号后，列车方可驶出排土线。

（6）排土犁推排作业，推排作业线上、排土犁犁板和支出机构上，不应站人。排土犁推排岩土的行走速度，不超过5km/h。

（7）单斗挖掘机排土时，受土坑的坡面角不应大于60°，不应超挖卸车线路基。

（8）人工排土时，人员不应站在车架上卸载或在卸载侧处理粘车。

（9）排土机在稳定的平盘上作业，外侧履带与台阶坡顶线之间保持一定的安全距离；工作场地和行走道路的坡度，应符合排土机的技术要求排土机长距离行走时，受料臂、排料臂应与行走方向成一直线，并将其吊起、固定配重小车靠近回转中心的前端，到位后用销子规定；上坡不应转弯。

（10）铁路运输线路应符合《冶金露天矿准轨铁路设计规范》（GB50512）及《冶金矿山地面窄轨铁路设计规范》（YB 9065）的规定。铁路移动线路的卸车地段，路基面向排土场内侧形成反坡线路一般为直线，困难条件下，其最小曲线半径不小于表5-4的规定，并根据翻卸作业的安全要求设置外轨超高线路尽头前的一个列车长度内，有不小于2.5%~5%~5%o的上升坡度；卸车线钢轨轨顶外侧至台阶坡顶线的距离，应不小于表5-5的规定。

（四）胶带—排土机排土要求

（1）排土线长度应满足2~3个月的移设周期要求。

（2）上排台阶高度应根据排料臂长度、倾角、排弃物料抛出水平距离、排土机中心线至排土台阶坡底线安全距离，以及排土台阶坡面角等确定。

（3）下排台阶高度应根据排料臂水平投影长度、排土机中心线至排土台阶坡顶线安全距离和稳定性计算综合确定。

（4）排土机排土前应修筑初始路堤。初始路堤宽度应根据移置胶带机中心线至路堤边缘距离、移置胶带机中心线至排土机中心线距离、排土机中心线至路堤边缘距离综合确定。

（5）应设置初始排土机组装场地，场地面积不宜小于100m×50m。

（6）采用排土机排土，应进行不均匀沉降计算，并按规范规定给出反坡坡度。

（7）排土机距坡顶线应留有安全距离，安全距离应根据排土台阶高度、堆排物料性质和设备荷载等确定。

（8）带式输送机应符合《带式输送机工程设计规范》（GB50431）的规定。

四、防排水

排土场外围汇水面积较大时，必须设置完整的防排洪系统。排土场防洪设施设计频率，一、二级排土场应不小于50a，三、四级排土场应不小于20a，临时性排洪工程可降低标准，但不应小于10a。截、排洪沟洪峰流量应根据当地水文站的实测资料计算。

排土场平台应有2%~5%的逆坡，场内的地表水应有组织排至场外。排土场坡脚处宜采用大块石填筑高5~10m的渗水层。山坡或沟谷与排土场发生交叉时，应设置相应防洪设施，当排土场上游洪水量较小时，可采用截洪沟当排土场上游洪水量较大时，应在上游设置导流堤，或视其地形特征，沿山坡修防洪渠或在排土场底部修暗涵将洪水排出场外。

排土场内的地下水和滞留水，应根据潜水大小，采用盲沟，透水管或涵洞形式将水引出场外。沟谷型排土场可在山谷间利用岩性坚硬耐水性较好的大块废石先行填筑形成排渗盲沟或泄流基底。

汛期前，应疏通排土场内外截洪沟，详细检查排洪系统的安全情况，备足抗洪抢险所需物资，落实应急救援措施。

汛期应及时了解和掌握水情和气象预报情况，并对排土场，下游泥石流拦挡坝，通信、供电及照明线路进行巡视，发现问题应及时修复。洪水过后，对坝体和排洪构筑物进行全面认真的检查与清理。