昆阳磷矿排土场反坡施工控制技术

昆阳磷矿排土场反坡施工控制技术

杨帆，王政豪，陈显刚，李自强，张亭

云南磷化集团有限公司昆阳磷矿

摘要：  矿山排土工程是安全生产的一项重要工程，是露天采矿工艺的重要环节，排土场应优先选择内部排土场，选择排土场应尽量避免占用耕地、经济林区、草地和村庄，排土场的设计应排弃总高度、总容量、边坡断面参数，推土机的初始工作平台参数应符合设计要求，排土台阶有变形或滑坡隐患时，应及时对基底进行处理采取防范措施。由于露天采场剥离废石量较大，排土场反向坡度较难控制。因此需要严格规范控制排土施工中的反向坡度，做好排土场施工阶段的施工技术控制。针对现场施工技术中存在的问题，有效的提出解决方案，机动灵活，适宜在地形复杂的排土场作业，而且排土线路建设投资小，又容易维护，其排土工艺和排土技术管理也比较方便可行。

关键词：排土场；设计方案；排土场返坡；

1 技术背景

1.1 矿区简介

昆阳磷矿始建于1965年，矿区面积为10.390km2，开采标高2350-1620m，生产规模260万t/a。昆阳磷矿为已生产多年的矿山，排土采用自卸矿用车加推土机联合排土，排土方式采用内排排土的方式。露天采场北部边坡为矿体底板，倾角较缓，平均坡度约为16°，因此矿山将北部边坡作为内排土场，自东向西依次形成内排土场，目前总排土量约为1亿m³。

1.2 排土工艺

昆阳磷矿排土场内排工艺选用汽车-推土机进行排土，排土方式为边缘式，汽车进入排土平台后调车，其调车方式大于汽车的最小转弯半径，最后汽车后退靠近边坡翻卸排土。排土平台宽度为40m，排土过程中，应采用推土机将部分废石堆置成一定规格的安全车档，汽车卸载时，后轮应在安全车档内侧，部分遗留在平台上的废石采用推土机推下。为了保证安全卸载和充分利用排土场的容积，排土时考虑下沉系数，台阶顶面保持3%-5%的反向坡。

1.3 相关规定要求

按照《金属与非金属矿山排土场安全生产规则》的要求，排土场平台与坡顶线应呈直线或弧形，排土工作面向坡顶线方向，应设置3%-5%的反坡坡度，以满足排土场排土场安全排土和平面排水要求。 昆阳磷矿为了保证废石安全卸载和充分利用排土场容积，同时以防止运输车辆的坠落，确保排土场排土场安全排土和平面排水要求。昆阳磷矿安全设计设施要求排土场施工中堆弃岩土时使台阶坡顶面保持3%-5%的反向坡。目前，对排土场反坡坡度的测量主要是采用全站仪进行测量后计算出反坡坡度的方法，这种方法操作起来较为复杂，不利于施工中过程控制。特别是在施工过程中，测量人员不能适时的对排土场反坡的坡度进行测量，及时指导施工作业，通常现场技术人员或作业人员都是通过目测的方法主观的来控制或确定排土场的反坡坡度。这就造成所确定的反坡坡度偏差较大，甚至有时会出现逆向坡度，导致汛期排水不利，造成排土场局部滑坡、坍塌等安全事故。

2设计技术方案概述

由于矿山露天采场剥离废石量较大，排土场反向坡度较难控制。因此需要严格规范控制排土施工中的反向坡度，做好排土场施工阶段的施工技术控制。针对现场施工技术中存在的问题，有效的提出解决方案，机动灵活，适宜在地形复杂的排土场作业，而且排土线路建设投资小，又容易维护，其排土工艺和排土技术管理也比较方便可行。同时排土场设有专人排土指挥，有效弥补了方案的不足之处。

2.1 标记法

用标记法控制排土反向坡度是指，先用测量仪器将预设置的反向坡坡度控制在3%-5%，然后用红旗和彩带标记在未排土区域的排土场坡面上，形成一条可视化的排土场反坡控制线，然后推土机按照控制线进行推排施工，从而将排土场反坡控制在规定范围内。

图2.1：红旗彩带标记设计图

图2.2：实际土场标记

2.2 模型法

用模型法控制排土反向坡度是指，先用钢架结构、泡沫体、木头等做成一个三角形模型，让三角形模型的最长边与底边的坡度控制在3%-5%，然后使用模型在排土场平台上，推土机驾驶员通过观察模型的坡度，实际操作控制排土场的反向坡度。推排施工排土场的坡面和三角形模型的最长边面在同一平面上，从而将排土场反坡控制在规定范围内。

50cm

10m

图2.3：三角形模型图

图2.4：排土场坡面设计

2.3连通器法

用连通器法控制排土反向坡度是指，先用透明塑料水管、透明其他材料管等做成一个简易连通器，连通器呈“L”字型，其中一条边长于另外一条边。用10m长的水管作为长边，其中短边高度在60cm以上，在水管上用红色线标记出30cm和50cm位置，标记清晰可见，将连通器水管灌满水。将做好的联通器固定在未排土的区域的排土场坡面上，人工调节未标记的长边使连通器水柱保持在两根红色标记线之间。然后推土机按照连通器水柱的长边控制线进行推排施工，从而将排土场反坡控制在规定范围内。

60cm    50cm 50cm

    10m

图2.5：连通器法示意图

图2.6：连通器法设计

图2.7：连通器法设计

2.4组合方法

用标记法、模型法、连通器法任意2-3种组合控制排土反向坡度，根据不同条件和作业环境任意组合，以更好的控制好排土的反向坡度。

图2.8：组合方法

图2.9：组合方法

3 现场施工难点

3.1排土场地形条件差

排土场整体位于采区北侧，地面高程起伏较大，部分边坡存在较大差异，同时自然降雨使部分边坡冲刷严重。

3.2提前准备好材料和器具

排土场排土量较大，随时需要更换或者延长排土场，需要提前准备好材料和器具，点多面散，需专门设置相关专业人员进行此项工作。

4施工质量控制

对排土场不定期进行测量，对排土反向坡度异常情况进行分析，并立即制定相关纠偏方案。对所有排土场进行同一规划、统一施工标准，统一时间段进行测量，高效协同保证排土场反坡坡度和排土施工的连续性。选取经验丰富的技术人员，排土指挥人员和推土机操作人员定期对其他相关人员进行辅导和指挥演示，保证排土场反坡坡度施工控制。每月召开排土场现场技术交流会，总结和发现主动发现施工中的问题，并主动解决问题 。

5施工技术交底

排土施工前对每个排土场均须编制详细的施工方案，对每一个步骤及关键点均做技术交底，并在其中明确排土施工控制方法及质量控制措施。排土施工过程是一个连续不间断的，严格按技术交底进行施工，所有技术人员，排土指挥人员，推土机操作工必须在现场进行技术交底。 技术交底的主要内容包括：排土概况、具体施工方案、反坡控制方法及控制措施、应急及保障措施。

6结论

通过昆阳磷矿排土场反坡控制技术研究，具体有效进行排土场施工并将排土场反坡控制控制在3%-5%，解决了露天矿山排土场施工中反向坡坡度控制的难题，保证了排土场安全有效顺利进行，通过长时间排土场测量数据说明，排土场整体稳定，施工中反向坡坡度控制较好。

（1） 通过对排土场整体反向坡度数据进行测量分析，确定施工中标记法、模型法、连通器法实用有效控制了排土施工中的反向坡坡度，对露天矿山排土施工中控制反向坡坡度具有重要的指导意义。 ( 2) 针对露天矿山精细化施工提供了借鉴，提出对矿山各个工序（穿孔，爆破，采装，运输，排土）实用具体可衡量的方法进行施工，严格控制好各个工序的参数，保障露天矿山持续安全高效运行。