一排土場(chǎng)地形和地質(zhì)結(jié)構(gòu)

普陽(yáng)露天煤礦排土場(chǎng)剝離物沿山坡排放，原地形南高北低，山坡底板高806級(jí)，山坡頂部高1250級(jí)。排土場(chǎng)基礎(chǔ)地質(zhì)結(jié)構(gòu)從下向上依次為硬巖組、軟巖組、松軟巖組。

1)硬巖組。排土場(chǎng)基底灰?guī)r堅(jiān)硬致密，巖溶發(fā)育弱，本巖組分為3個(gè)巖性段，下部為中厚層白云巖.灰?guī)r，分布于排土場(chǎng)西南側(cè)及西南外圍；中段薄層狀泥質(zhì)條帶灰?guī)r，夾多層泥巖.上段厚層狀白云質(zhì)灰?guī)r，分布在山谷底部.排土場(chǎng)中部和北部。該層厚度0～6.6m，平均為3.78m。

2）軟塑巖組。這塊巖石包括三個(gè)小層。①底部含有砂礫粉質(zhì)的粘土:棕黃色�？沙蔀橛残螤�，天然密度為1.91~1.98g/cm3，孔隙比為0.73~0.83，本巖組中力學(xué)性質(zhì)最好。分布面積最大的土層，巖性和厚度穩(wěn)定，一般含有碎石②中部淤泥質(zhì)土:棕黃色，含有大量腐蝕質(zhì)量和少量碎石見(jiàn)滑動(dòng)感，地表未露出。分布在排土場(chǎng)的下部和中部，該層厚度一般為1.55~4.70m，平均為3.13m③上部粉砂質(zhì)粘土:以褐色為主，有灰色、灰色、褐色等雜色，含有少量次圓石和粗.中.細(xì)砂巖，一般為成形狀，天然密度為1.89~1.97g/cm3，孔隙比為0.84~0.96，分布在排土場(chǎng)的下部，層厚為1.6~4.8m，平均為3.2m力學(xué)性質(zhì)介于上述砂礫粉質(zhì)粘土和淤泥土之間。

3）松散松軟巖組。即人工排棄土層，排棄物來(lái)自含煤巖系的各種巖石，主要是第三系中龍?zhí)睹航M的泥灰?guī)r.粉砂質(zhì)泥灰?guī)r和砂質(zhì)泥灰?guī)r，上新統(tǒng)河頭組泥質(zhì)巖.砂質(zhì)泥灰?guī)r及少量砂礫巖，以及第四系的粘土.亞粘土.鈣質(zhì)粘土，由于巖性不同，抗風(fēng)化能力各異，填土形成后，在地下水的條件下，抗風(fēng)化弱的巖石先變成粘性土，而抗風(fēng)化能力強(qiáng)的巖塊相互嵌組成骨架，在排棄土的重力作用下，先軟化的粘土被擠進(jìn)骨架之中，使堆土層的整體穩(wěn)定度減少。加之堆積過(guò)程雜亂，導(dǎo)致形成的排棄土層整層的巖性.含水性以及物理力學(xué)性質(zhì)不均[2]。

2排土場(chǎng)現(xiàn)狀

排土場(chǎng)位于普陽(yáng)村南西面約400m的一溶蝕谷地內(nèi)，距離露天采場(chǎng)1.5km，排棄終了占地面積為1.26km2；最低排卸水平為810，最終排棄標(biāo)高為1100，排棄總高度為290m，臺(tái)階坡面角為35°最終邊坡角為13.5°；排土臺(tái)階高度860水平以下為15m；860水平以上為10m，臺(tái)階坡面角為30°，最終松散系數(shù)為1.1。截至2013年底，排土場(chǎng)已排放至1030級(jí)，排土臺(tái)階高度不超過(guò)860級(jí)不超過(guò)15m，不超過(guò)860m級(jí)不超過(guò)10m，臺(tái)階坡面角不超過(guò)30°，邊坡角不超過(guò)13.5°，形成臺(tái)階22個(gè)，總高度不超過(guò)220m，其中940~1030m級(jí)不超過(guò)100m級(jí)不超過(guò)100m級(jí)不超過(guò)3000m，總共排土石方不超過(guò)4200萬(wàn)m。已采取工程技術(shù)防范措施如下：

1）根據(jù)排土場(chǎng)水文地質(zhì)條件和地表匯水流向，在820水平的泉眼出水點(diǎn)處分別修建了集水井和疏水暗涵。

2)根據(jù)排土階段的上升情況，排土場(chǎng)的基礎(chǔ)從南向北建設(shè)了長(zhǎng)1820m的疏水暗，同時(shí)復(fù)蓋的880水平防洪溝.940水平防洪溝.1010水平防洪溝改建為盲溝，確保上游匯流入盲溝自然疏水排土場(chǎng)。

3)從830水平到810水平分別建設(shè)長(zhǎng)570m的復(fù)式溝排水溝，長(zhǎng)40m.高8m.厚3.5m的擋土壩和直徑1.4m.18根平均深度23.4m的抗滑樁。4)在排土階段的邊坡上植被恢復(fù)，植被恢復(fù)區(qū)域面積達(dá)到0.46km2。5)在排土場(chǎng)930到806水平的階段設(shè)置監(jiān)視線，用RTK實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)GPS測(cè)量?jī)x器進(jìn)行監(jiān)視。

3排土場(chǎng)860水平以下危險(xiǎn)源分析

3.1內(nèi)在因素

1)普陽(yáng)露天煤礦1號(hào)排土場(chǎng)由上下人工填土、粉質(zhì)粘土、泥質(zhì)粘土、殘積土和基礎(chǔ)巖層構(gòu)成，但場(chǎng)內(nèi)基礎(chǔ)巖有小規(guī)模斷層，泥石產(chǎn)狀混亂，產(chǎn)生多個(gè)泉點(diǎn)(該地區(qū)共有14個(gè)泉點(diǎn))

2)由于該由鈣化、洪積、砂礫和基巖風(fēng)化裂縫構(gòu)成的谷底通道的存在，一部分水順谷底通道向下滲透，補(bǔ)給基巖含水層和人工填土含水層，另外谷底通道與人工填土層直接通過(guò)，谷底通道潛流，更多的人工填土含水層

3.2外在因素

1)普陽(yáng)露天煤礦1號(hào)排土場(chǎng)建設(shè)投入使用期間，堆積的材料由松散混合的剝離物構(gòu)成，剝離物大部分屬于泥質(zhì)成分，風(fēng)化松散后含水性變化極大，阻礙基礎(chǔ)泉水的正常排放。

2)由于整個(gè)排土場(chǎng)屬于溝谷地形，大量降雨匯水集中在溝底排出，基礎(chǔ)原始建設(shè)的806~832水平的標(biāo)高段暗示某處破損堵塞，部分泉水和大量降雨匯水匯集在溝底后無(wú)法暢通，該地區(qū)匯水充分補(bǔ)給填土層，長(zhǎng)時(shí)間浸泡后，排出的剝離物軟化，自重增加，受力失衡，邊坡穩(wěn)定[4]

4干燥排水的措施方案

根據(jù)排土場(chǎng)存在安全危險(xiǎn)的根源，主要是排土場(chǎng)的基礎(chǔ)涌水，為了有效排出基礎(chǔ)涌水和大氣降雨的匯水，提高整個(gè)排土場(chǎng)的邊坡穩(wěn)定，只能排出860m以下的基礎(chǔ)涌水。針對(duì)排土場(chǎng)860m水平以下的基礎(chǔ)涌水干燥處理構(gòu)想，提出了以下3個(gè)方案[5]。

1)方案1。在排土場(chǎng)填土體中設(shè)置水平干燥孔，將堆體含水層內(nèi)的水排出排土場(chǎng)外。

2）方案2。在排水道基礎(chǔ)灰?guī)r內(nèi)設(shè)置排水道的方法，通過(guò)將下層白云質(zhì)灰?guī)r內(nèi)的裂縫水和溶解巖水排出排水道的垂直排水孔將填土含水層內(nèi)的水導(dǎo)入排水道排出排水道。

3)方案3。在排土場(chǎng)表面通過(guò)旋挖或長(zhǎng)螺旋引孔設(shè)置連續(xù)排滲墻，從而將排土場(chǎng)內(nèi)的水通過(guò)排滲墻排出排土場(chǎng)。

5疏干排水措施的技術(shù)特征

1）方案1設(shè)置水平疏干孔。按照排土場(chǎng)匯水面積0.37km2，洪水設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)（重現(xiàn)期.年）50年，線路全長(zhǎng)２52km，由主疏干孔和副疏干孔構(gòu)成，流水方向由南至北，流水坡度為0.2%，施工方法為：以排土場(chǎng)堆體下部的806水平用鉆機(jī)沿著860平臺(tái)層底進(jìn)行鉆孔，在水平疏干孔末端設(shè)置排滲墻。方案1的優(yōu)點(diǎn)是：填土層含水層內(nèi)水通過(guò)疏干孔直接排出填土層，針對(duì)性強(qiáng)，但不能有效地將裂隙水.熔巖水排出，后期無(wú)法檢修，易被破壞。

2）方案2排水廊道+排滲孔。根據(jù)排土場(chǎng)匯水面積0.37km2，洪水設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)(再現(xiàn)期.年)50年，線路全長(zhǎng)1210m，由一條主排水廊.4條副排水廊構(gòu)成，流水方向由南向北，流水坡度起點(diǎn)段1%，出口0.2%，施工方法:排土場(chǎng)底部風(fēng)化灰?guī)r人工挖掘排水廊，在廊道設(shè)置連通地表的排水孔。方案2的優(yōu)點(diǎn)是排水走廊+排水滲透孔的設(shè)置有效排出含水層和裂縫水，后期維護(hù)容易，但施工中需要訪問(wèn)未挖掘走廊，防止突然涌出。

3)方案3設(shè)置滲透墻。按照排土場(chǎng)匯水面積0.37km2，洪水設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)（重現(xiàn)期.年）50年，線路全長(zhǎng)２52km，排滲墻長(zhǎng)3.2km，流水方向由南至北，流水坡度0.2%，施工方法：在排土場(chǎng)表面橫縱布置連續(xù)排滲墻，呈井字形，通過(guò)旋挖機(jī)引孔，并在孔內(nèi)填入碎石。方案3的優(yōu)點(diǎn)是，通過(guò)連續(xù)拍攝墻壁的設(shè)定，可以有效地排出含水層和裂縫水。但是，由于需要穿過(guò)填土層，對(duì)孔的要求很高。

6排水方案的選擇

1)工程投資。方案1成孔長(zhǎng)252km.排水墻長(zhǎng)10.3km.碎石量0.824萬(wàn)m3，預(yù)算投資1500萬(wàn)元方案2排水廊長(zhǎng)1210m，排水孔長(zhǎng)1760m，碎石0.5萬(wàn)m3，預(yù)算投資1250萬(wàn)元方案3排水墻總長(zhǎng)320km，碎石2萬(wàn)m3，預(yù)算投資1820萬(wàn)元

2)技術(shù)特征。方案1.方案2.方案3從排土場(chǎng)水文地質(zhì).地層結(jié)構(gòu)來(lái)看，可以實(shí)現(xiàn)排土場(chǎng)860水平以下的排水功能，但方案1.方案3除了施工難易度外，方案1無(wú)法有效排出裂縫水.巖溶水，后期無(wú)法檢查.容易破壞的方案3必須穿過(guò)填土層，因此對(duì)孔的要求很高，資金投入很大的方案2(排水孔+排水廊)基礎(chǔ)巖溶解裂縫水采用排水廊道排水，排水場(chǎng)堆體內(nèi)的孔隙水采用排水孔排水，排水孔接入下埋排水廊，統(tǒng)一排水廊排水廊外，2(排水孔+排水廊)排水場(chǎng)外2種排水方案采用排水渠道，排水渠道排水渠道排水水渠道排水渠道排水渠道排水渠道排水渠道排水渠道排水渠道排水渠道排水，排水渠道排水渠道排水渠道排水渠道排水渠道排水渠道排水渠道排水渠道排水渠道排水渠道排水渠道排水渠道排水渠道排水渠道排水渠道排水，排水渠道排水渠道排水渠道排水渠道排水渠道排水渠道排水渠道排水渠道排水渠道排水渠道排水渠道排水渠道排水渠道排水渠道排水渠道排水渠道排水排水排水渠道排水渠道排水渠道排水渠道排水渠道排水渠道排水渠道排水排水渠道排水渠道排水排水排水渠道排水排水渠道排水渠道排水渠道排水渠道排水渠道排水排水排水渠道排水排水渠道排水渠道排水渠道排水排水排水排水排水排水排水排水排水排水排水排水排水排水排水排水排水排水排水排水排水排水排水排水排水排水排水排水排水排水排水排水排水排水排水排水排水排水排水排水排水排水排水排水排水排水排水排水排水排水排水排水排水排水排水排水排水排水排水排

7結(jié)語(yǔ)

通過(guò)研究普陽(yáng)煤礦排土場(chǎng)860水平以下的排水管理措施，制定最佳方案。方案對(duì)該地區(qū)降雨豐富，地下水涌水量大，基礎(chǔ)匯水的有效排放具有廣泛的可操作性和實(shí)用性，對(duì)當(dāng)?shù)芈短烀旱V防排水工程具有很大的現(xiàn)實(shí)意義和指導(dǎo)作用。

雨水排水系統(tǒng)難題及戰(zhàn)略水電廠排水系統(tǒng)在尾水排水中的應(yīng)用CHT旋流加強(qiáng)型單立管排水系統(tǒng)應(yīng)用KE項(xiàng)目路基排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)自動(dòng)排水系統(tǒng)在隧道中的應(yīng)用經(jīng)濟(jì)開(kāi)發(fā)區(qū)排水系統(tǒng)規(guī)劃水電站左岸檢修排水系統(tǒng)分析旋流單立管排水系統(tǒng)施工技術(shù)論文露天煤礦安全文化建設(shè)論文露天煤礦雙電源技術(shù)論文。