CN102261075B - 用固结充填材料优化排岩场护坡的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及矿山排岩场护坡技术领域，特别是一种用固结充填材料优化排岩场护坡的方法，首先围绕排岩场护坡的整个边坡砌筑用充填材料的、呈阶梯波浪式的、顶端水平高度依次递减的3～5道拦挡小坝群，充填材料是以粒径范围为15～30mm的矿山废石、尾砂、高水速凝固化剂和水混合制成，在阶梯波浪式防护堤最后面砌筑强固的高２±0.5ｍ、宽１±0.5ｍ的挡渣坝，拦挡小坝群的坝体呈直角三角形状，上尖下宽，直立面冲向边坡，斜坡面背向边坡，每个拦挡小坝的坝体比前面拦挡小坝的坝体顶端水平高度依次递增10～20cm。本发明的有益效果是：低成本、简单易行地解决了排岩场护坡防灾保证安全的问题，且易于推广。同时，大量利用固体废弃物尾矿砂石，形成“以废制废，多重受益”的良性循环，社会、经济等方面效益显著。
Description
技术领域
本发明涉及矿山排岩场护坡技术领域，特别是一种用固结充填材料优化排岩场护坡的方法。
背景技术
随着矿产资源的开发规模迅速扩大，矿山的排岩量呈大幅增加之势，排岩场规模也有越来越大。排岩场作为露天矿山中用来堆放开采中剥离废石的场所，按照其排岩运输方式可分为铁路排岩场和汽车排岩场。一般铁路排岩场的单台阶高度为20～40 m,总高度80 m以上;汽车排岩场台阶高度为50～60m,总高度100m以上，两种方式都会形成较大的边坡。排岩场物料有剥离的表土、爆破的岩石等,粒径大小不等,级配较差,松散物，排岩场是露天矿山工程灾害的易发部位，其主要表现形式有: 边坡不稳定引起排岩场滑坡、排岩场泥石流、排岩场环境污染。“先稳坡、后护坡、再绿化”是露天矿山废矿石(碴)边坡治理的基本原则。保持排岩场的稳定与安全，关系到矿山能否正常生产，加强排土场灾害治理对矿山企业具有重要意义。
边坡稳定技术的工程措施主要有：排水工程措施、减重与反压填土工程措施，以及应用抗滑桩、挡渣坝工程措施等。但这些工程措施工成本很高，工程施工量大，工序复杂。例如：挡渣坝施工，施工量大且工序复杂，耗费水泥多，成本很高，不易维护。
通过对各种灾害形式的归纳和研究，发现发生这些灾害的根本原因是现有的排岩场护坡防灾技术不完善，成本高，不易推广。
发明内容
本发明的目的是提供一种成本低，易于推广的用固结充填材料优化排岩场护坡的方法，保证排岩场安全。
本发明的目的是通过下述技术方案来实现的：
本发明的用固结充填材料优化排岩场护坡的方法，其特征在于包括下述步骤：
1）首先，围绕排岩场护坡的整个边坡砌筑阶梯波浪式防护堤，所述的阶梯波浪式防护堤是用小坝充填材料的、呈阶梯波浪式的、顶端水平高度依次递增的、均匀分布的3～5道拦挡小坝群，所述的小坝充填材料是由体积比为：以粒径范围为15～30mm的矿山废石∶尾砂∶高水速凝固化剂∶水=25～35∶15～25∶15～25∶25～35的组分混合成，
2）其次，在阶梯波浪式防护堤最后面用强固充填材料砌筑的高度为边坡顶面到边坡底线平面垂直高度4～6%, 宽１±0.5ｍ的挡渣坝，此挡渣坝为梯形挡渣坝，所述的强固充填材料由体积比为：以粒径范围为0.2～1m的大块矿山废石∶尾砂∶高水速凝固化剂∶水=40～60∶5～15∶15～25∶15～25的组分混合成。
所述的拦挡小坝群的坝体呈直角三角形状，上尖下宽，直立面冲向边坡，斜坡面背向边坡，首个拦挡小坝的设点与边坡顶面所形成的夹角小于边坡的自然安息角，首个拦挡小坝的设点到边坡底线的距离为8～10m，坝高度为边坡顶面到边坡底线平面垂直高度2～3%,后面每个拦挡小坝的坝体比前面拦挡小坝的坝体顶端水平高度依次递增10～20cm，最后面的拦挡小坝与所述的挡渣坝的水平距离为4～6m。此间距用于推土机之类清障机械进行清障作业。
砌筑所述的拦挡小坝群时，首先进行地基处理：等距离下挖桩形柱洞，往此桩形柱洞内灌注充填材料后形成强固地基。
所述的小坝充填材料是由体积比为：以粒径范围为15～30mm的矿山废石∶尾砂∶高水速凝固化剂∶水=35∶25∶20∶30，所述的强固充填材料由体积比为：以粒径范围为0.2～1m的大块矿山废石∶尾砂∶高水速凝固化剂∶水=55∶10∶20∶15的组分混合成。
所述的小坝充填材料是由体积比为：以粒径范围为15～30mm的矿山废石∶尾砂∶高水速凝固化剂∶水=25∶25∶20∶30，所述的强固充填材料由体积比为：以粒径范围为0.2～1m的大块矿山废石∶尾砂∶高水速凝固化剂∶水=45∶15∶20∶20的组分混合成。
所述的小坝充填材料是由体积比为：以粒径范围为15～30mm的矿山废石∶尾砂∶高水速凝固化剂∶水=30∶20∶20∶30，所述的强固充填材料由体积比为：以粒径范围为0.2～1m的大块矿山废石∶尾砂∶高水速凝固化剂∶水=50∶10∶20∶20的组分混合成。
本发明的阶梯波浪式防护堤对边坡因下雨、风吹、自坠下落等形成的砂、泥、岩石流冲击有较好的抵御防灾功能。砌筑成易于将泥石流中泥砂碎石阻留下来形状的阶梯波浪式防护堤，当砂、泥、岩石流经过拦挡小坝时，砂、泥、岩石等因自重被逐步拦挡沉降下来，越过的部份冲击力大为减弱。边坡高处的砂泥岩石经雨水作用逐步堆存在阶梯波浪式防护堤拦挡小坝群内，起到逐步降低边坡坡度的作用，又能较好的抵御一般性的砂、泥、岩石流冲击。
阶梯波浪式防护堤和挡渣坝砌筑材料均为以不同粒级矿山废砂石为主的低成本固结充填材料，该材料按比例混合即可使用，强度一般7天后能达到4.5～5Mpa。由于筑坝材料大部份为矿山固体废弃物尾矿砂石， “高水固化材料”用量不大，只需占总用料的20%，成本很低。
本发明的有益效果是：低成本、简单易行地解决了排岩场护坡防灾保证安全的问题，且易于推广、技术完善。同时，大量利用固体废弃物尾矿砂石，形成“以废制废，多重受益”的良性循环，社会、经济等方面效益显著。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图说明本发明的具体实施方式。
如图1所示，本发明的优化排岩场护坡的方法，其特征在于包括下述步骤：
1）首先，围绕排岩场护坡的整个边坡1砌筑阶梯波浪式防护堤，所述的阶梯波浪式防护堤是用小坝充填材料的、呈阶梯波浪式的、顶端水平高度依次递增的、均匀分布的3～5道拦挡小坝群2，所述的小坝充填材料是由体积比为：以粒径范围为15～30mm的矿山废石∶尾砂∶高水速凝固化剂∶水=25～35∶15～25∶15～25∶25～35的组分混合成，
2）其次，在阶梯波浪式防护堤最后面用强固充填材料砌筑的高度h6为边坡顶面到边坡底线平面垂直高度H的4～6%, 宽１±0.5ｍ的挡渣坝3，此挡渣坝3为梯形挡渣坝，所述的强固充填材料由体积比为：以粒径范围为0.2～1m的大块矿山废石∶尾砂∶高水速凝固化剂∶水=40～60∶5～15∶15～25∶15～25的组分混合成。
所述的拦挡小坝群2的坝体呈直角三角形状，上尖下宽，直立面冲向边坡，斜坡面背向边坡，首个拦挡小坝的设点与边坡顶面所形成的夹角小于边坡的自然安息角35～40度，首个拦挡小坝的设点到边坡底线的距离为8～10m，坝高度h1为边坡顶面到边坡底线平面垂直高度2～3%,后面每个拦挡小坝的坝体比前面拦挡小坝的坝体顶端水平高度依次递增10～20cm，最后面的拦挡小坝与所述的挡渣坝的水平距离为4～6m。此间距用于推土机之类清障机械进行清障作业。图中的标号h2、h3、h4、h5为各个小坝的高度。
砌筑所述的拦挡小坝群2时，首先进行地基处理：等距离下挖桩形柱洞，往此桩形柱洞内灌注充填材料后形成强固地基。
所述的小坝充填材料是由体积比为：以粒径范围为15～30mm的矿山废石∶尾砂∶高水速凝固化剂∶水=35∶25∶20∶30，所述的强固充填材料由体积比为：以粒径范围为0.2～1m的大块矿山废石∶尾砂∶高水速凝固化剂∶水=55∶10∶20∶15的组分混合成。
所述的小坝充填材料是由体积比为：以粒径范围为15～30mm的矿山废石∶尾砂∶高水速凝固化剂∶水=25∶25∶20∶30，所述的强固充填材料由体积比为：以粒径范围为0.2～1m的大块矿山废石∶尾砂∶高水速凝固化剂∶水=45∶15∶20∶20的组分混合成。
所述的小坝充填材料是由体积比为：以粒径范围为15～30mm的矿山废石∶尾砂∶高水速凝固化剂∶水=30∶20∶20∶30，所述的强固充填材料由体积比为：以粒径范围为0.2～1m的大块矿山废石∶尾砂∶高水速凝固化剂∶水=50∶10∶20∶20的组分混合成。
本发明的阶梯波浪式防护堤对边坡因下雨、风吹、自坠下落等形成的砂、泥、岩石流冲击有较好的抵御防灾功能。砌筑成易于将泥石流中泥砂碎石阻留下来形状的阶梯波浪式防护堤，当砂、泥、岩石流经过拦挡小坝时，砂、泥、岩石等因自重被逐步拦挡沉降下来，越过的部份冲击力大为减弱。边坡高处的砂泥岩石经雨水作用逐步堆存在阶梯波浪式防护堤拦挡小坝群内，即起到逐步降低边坡坡度的作用，又能较好的抵御一般性的砂、泥、岩石流冲击。
筑坝施工、养护维修等不需专业施工队伍，简单易行，主要设备为搅拌混料设备，矿山一般都有。筑坝材料能迅速硬化，影响现场生产时间很短。养护维修简单方便，只要在破损处充填上调拌好的料浆即可。
阶梯波浪式防护堤和挡渣坝砌筑材料均为以不同粒级矿山废砂石为主的低成本固结充填材料，该材料按比例混合即可使用，强度一般7天后能达到4.5～5Mpa。由于筑坝材料大部份为矿山固体废弃物尾矿砂石， “高水固化材料”用量不大，只需占总用料的度的20%，成本很低。
Claims (6)
1.一种用固结充填材料优化排岩场护坡的方法，其特征在于包括下述步骤：
1）首先，围绕排岩场护坡的整个边坡砌筑阶梯波浪式防护堤，所述的阶梯波浪式防护堤是用小坝充填材料的、呈阶梯波浪式的、顶端水平高度依次递增的、均匀分布的3～5道拦挡小坝群，所述的小坝充填材料是由体积比为：以粒径范围为15～30mm的矿山废石∶尾砂∶高水速凝固化剂∶水=25～35∶15～25∶15～25∶25～35的组分混合成，
2）其次，在阶梯波浪式防护堤最后面用强固充填材料砌筑的高度为边坡顶面到边坡底线平面垂直高度4～6%, 宽１±0.5ｍ的挡渣坝，此挡渣坝为梯形挡渣坝，所述的强固充填材料由体积比为：以粒径范围为0.2～1m的大块矿山废石∶尾砂∶高水速凝固化剂∶水=40～60∶5～15∶15～25∶15～25的组分混合成。
2.根据权利要求1所述的用固结充填材料优化排岩场护坡的方法，其特征在于所述的拦挡小坝群的坝体呈直角三角形状，上尖下宽，直立面冲向边坡，斜坡面背向边坡，首个拦挡小坝的设点与边坡顶面所形成的夹角小于边坡的自然安息角，首个拦挡小坝的设点到边坡底线的距离为8～10m，坝高度为边坡顶面到边坡底线平面垂直高度2～3%,后面每个拦挡小坝的坝体比前面拦挡小坝的坝体顶端水平高度依次递增10～20cm，最后面的拦挡小坝与所述的挡渣坝的水平距离为4～6m。
3.根据权利要求1所述的用固结充填材料优化排岩场护坡的方法，其特征在于砌筑所述的拦挡小坝群时，首先进行地基处理：等距离下挖桩形柱洞，往此桩形柱洞内灌注充填材料后形成强固地基。
4.根据权利要求1所述的用固结充填材料优化排岩场护坡的方法，其特征在于砌筑所述的小坝充填材料是由体积比为：以粒径范围为15～30mm的矿山废石∶尾砂∶高水速凝固化剂∶水=35∶25∶20∶30，所述的强固充填材料由体积比为：以粒径范围为0.2～1m的大块矿山废石∶尾砂∶高水速凝固化剂∶水=55∶10∶20∶15的组分混合成。
5.根据权利要求1所述的用固结充填材料优化排岩场护坡的方法，其特征在于砌筑所述的小坝充填材料是由体积比为：以粒径范围为15～30mm的矿山废石∶尾砂∶高水速凝固化剂∶水=25∶25∶20∶30，所述的强固充填材料由体积比为：以粒径范围为0.2～1m的大块矿山废石∶尾砂∶高水速凝固化剂∶水=45∶15∶20∶20的组分混合成。
6.根据权利要求1所述的用固结充填材料优化排岩场护坡的方法，其特征在于砌筑所述的小坝充填材料是由体积比为：以粒径范围为15～30mm的矿山废石∶尾砂∶高水速凝固化剂∶水=30∶20∶20∶30，所述的强固充填材料由体积比为：以粒径范围为0.2～1m的大块矿山废石∶尾砂∶高水速凝固化剂∶水=50∶10∶20∶20的组分混合成。
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