CN112281872B - 一种凹陷露天矿采矿坑内排土的原位挡土坝及施工方法 - Google Patents

一种凹陷露天矿采矿坑内排土的原位挡土坝及施工方法 Download PDF

Info

Publication number
CN112281872B
CN112281872B CN202011064988.XA CN202011064988A CN112281872B CN 112281872 B CN112281872 B CN 112281872B CN 202011064988 A CN202011064988 A CN 202011064988A CN 112281872 B CN112281872 B CN 112281872B
Authority
CN
China
Prior art keywords
situ
dam
pit
retaining dam
dumping
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202011064988.XA
Other languages
English (en)
Other versions
CN112281872A (zh
Inventor
姜立春
王格格
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
South China University of Technology SCUT
Original Assignee
South China University of Technology SCUT
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by South China University of Technology SCUT filed Critical South China University of Technology SCUT
Priority to CN202011064988.XA priority Critical patent/CN112281872B/zh
Publication of CN112281872A publication Critical patent/CN112281872A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN112281872B publication Critical patent/CN112281872B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02D—FOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS; UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES
    • E02D17/00—Excavations; Bordering of excavations; Making embankments
    • E02D17/20—Securing of slopes or inclines
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02D—FOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS; UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES
    • E02D17/00—Excavations; Bordering of excavations; Making embankments
    • E02D17/02—Foundation pits
    • E02D17/04—Bordering surfacing or stiffening the sides of foundation pits
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02D—FOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS; UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES
    • E02D3/00—Improving or preserving soil or rock, e.g. preserving permafrost soil
    • E02D3/02—Improving by compacting
    • E02D3/10—Improving by compacting by watering, draining, de-aerating or blasting, e.g. by installing sand or wick drains

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mining & Mineral Resources (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Paleontology (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Agronomy & Crop Science (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Soil Sciences (AREA)
  • Revetment (AREA)

Abstract

本发明公开了一种凹陷露天矿采矿坑内排土的原位挡土坝及施工方法，一种凹陷露天矿采矿坑内排土的原位挡土坝，括原位坝体、预埋排水涵管和坝前基坑；所述预埋排水涵管位于原位坝体的最低水平垂直截面上，通过开挖原位坝体、预埋、填土而成；预埋排水涵管入水口区域铺设大尺寸块石，防止泥沙混入，出水口与采场排水系统相连；所述坝前基坑位于原位坝体与内排土场一侧，深度为矿山初步设计的台阶高度，宽度等于原位坝体底部宽度。原位挡土坝能够有效利用原生结构致密的未扰动岩土体，具有抗剪切抗倾覆强度大、施工速度快、工程造价低的优点，可提高采场作业安全和露天矿采坑最终边坡体稳定。

Description

一种凹陷露天矿采矿坑内排土的原位挡土坝及施工方法
技术领域
本发明属于露天矿山工程地质灾害防控领域，涉及一种凹陷露天矿采矿坑内排土的原位挡土坝及施工方法。
背景技术
边坡稳定是露天矿安全开采的前提，滑坡灾害容易造成人员伤亡和设备损毁。内排土是利用采场空间进行排土的一种方式，一方面，解决外排土场库容不足的难题，降低矿山排土费用；另一方面，排土体可以反压采场最终边坡体，提高边坡的稳定性。但内排土如果直接堆放露天采坑，在重力水平分力和雨水侵蚀作用下，松散岩土体将发生位移沉降，极易出现沿着底板接触面滑移，影响采场工作面作业安全。
构筑人工挡土坝是露天矿山常用的防止排土场滑坡的安全措施，通常由混凝土一次或分次浇筑而成，申请号为201220260324.5的专利中提到的一种边坡支护挡土坝，存在施工难度大、工程造价高、建造时间长等问题，同时在排土体长期挤压和雨水侵蚀作用下，容易发生倾覆的危险。
发明内容
本发明针对上述问题，提出利用凹陷露天矿采坑无矿天窗或贫矿区域的原生地质构造岩土体，原位开挖形成的一种挡土坝，涉及一种利用无矿天窗区域或贫矿区域原位开挖而成，承载内排土边坡稳定作用的原位挡土坝。本发明包括原位坝体、坝前基坑、预埋排水涵管。
本发明至少通过如下技术方案之一实现。
一种凹陷露天矿采矿坑内排土的原位挡土坝，包括原位坝体、预埋排水涵管和坝前基坑；
所述预埋排水涵管位于所述原位坝体的最低水平垂直截面上，通过开挖原位坝体、预埋、填土而成；所述预埋排水涵管入水口区域铺设大尺寸块石，出水口与采场排水系统相连；
所述坝前基坑位于所述原位坝体与内排土场一侧，深度为矿山初步设计的台阶高度、宽度等于所述原位坝体底部宽度，所述原位挡土坝垂直于边坡体，所述原位挡土坝和所述边坡体上设有在线位移监测系统。
优选的，所述原位挡土坝主要由矿山既有挖掘设备一次性开挖无矿天窗区域岩土体或低品位矿体而成。
优选的，所述原位挡土坝垂直截面为不等腰梯形。
优选的，所述原位挡土坝长度等于内排土体最下部台阶长度。
优选的，所述原位挡土坝顶宽度大于矿山自卸汽车、装载机或者铲车设备行车宽度。
优选的，所述原位挡土坝与内排土体接触侧面的坡面角小于45°。
优选的，所述原位挡土坝高度大于或等于采场台阶高度。
优选的，原位挡土坝临空侧面的坡面角为矿山初步设计的工作台阶坡面角。
根据所述的一种凹陷露天矿采矿坑内排土的原位挡土坝的施工方法，包括以下步骤：
步骤a、根据内排土体的体积和台阶数目，估算凹陷露天矿采坑容积，在无矿天窗区域，选择并预留原位挡土坝的位置，避开膨胀土层或高品位矿体区域；
步骤b、利用矿山既有挖掘设备，按照原位挡土坝的几何参数，一次性开挖成型，开挖方向垂直露天采坑最终边坡体，从采坑上盘向下盘开挖；
步骤c、在原位挡土坝与边坡体之间开挖基坑，基坑深度为矿山初步设计的台阶高度，宽度等于原位挡土坝底部宽度；在基坑内覆盖式排土，利用排土反压边坡体，内排土体在基坑内自然沉降；
步骤d、在原位挡土坝的最低水平垂直截面上，通过开挖原位坝体、预埋、填土，安装排水涵管，排水涵管入水口前端区域，铺设大片块石滤水，防止堵塞涵洞；出水口与采场排水系统相连；
步骤e、在原位挡土坝和边坡体上建设GNSS在线位移监测系统，实时监测内排土体和边坡体的位移变化，制定相应的监测方案，监测时间为两个水文年，监测期间一旦出现险情，立即撤离人员和设备。
与现有的技术相比，本发明的有益效果为：
(1)原位挡土坝由铲装设备直接按设计尺寸开挖而成，施工工艺简单；
(2)原位挡土坝利用矿山既有设备直接开挖而成，无需混凝土浇筑和打桩，建造时间短；
(3)原位挡土坝的建造不需要外购水泥、砂石、钢材、搅拌机械、模板等，无电力费用，工程造价低；
(4)原位挡土坝原生结构致密，自有高强度的抗剪切、抗倾覆能力，有效抵御内排土体重力荷载的水平分力和暴雨的侵蚀作用。坝体底部与基底间不存在人为薄弱接触面，有效防止坝体滑移，提高采场作业安全和露天矿采坑最终边坡体稳定。
(5)本发明工艺简单、施工速度快、造价低、抗剪切抗倾覆强度大。
附图说明
图1为本发明原位挡土坝垂直截面示意图；
图2为本发明的原位挡土坝位置分布截面示意图；
图3为本发明的原位挡土坝与基坑施工开挖截面示意图；
图4为本发明基坑内排土截面示意图；
图中：1-原位挡土坝；2-预埋排水涵管；3-坝前基坑；4-边坡体；5-潜在滑移面；6-无矿天窗区域；7-内排土体。
具体实施方式
下面结合附图和具体实例对本发明的技术进行说明。
本实施例的一种凹陷露天矿采矿坑内排土的原位挡土坝，包括原位坝体1、预埋排水涵管2和坝前基坑3；
所述预埋排水涵管2位于原位坝体1的最低水平垂直截面上，通过开挖原位坝体、预埋、填土而成；预埋排水涵管2入水口区域铺设大尺寸块石，防止泥沙混入，出水口与采场排水系统相连；
所述坝前基坑3位于原位坝体1与内排土场一侧，深度为矿山初步设计的台阶高度，宽度等于原位坝体1底部宽度。
如图1所示，原位挡土坝1由矿山既有挖掘设备一次性开挖无矿天窗区域6岩土体或低品位矿体而成，原位挡土坝1垂直采坑最终边坡体4，其垂直截面为不等腰梯形；原位挡土坝1长度等于内排土体最下部台阶长度，原位挡土坝1顶宽约为矿山自卸汽车、装载机、铲车等设备行车宽度的2倍；原位挡土坝1高度大于或等于采场台阶高度；原位挡土坝1与排土体7接触侧面的坡面角小于45°，临空侧面的坡面角为矿山初步开采设计的工作台阶坡面角。
原位挡土坝能够有效利用原生结构致密的未扰动岩土体，具有抗剪切抗倾覆强度大、施工速度快、工程造价低的优点，可提高采场作业安全和露天矿采坑最终边坡体稳定。
开挖所述凹陷露天矿采矿坑内排土的原位挡土坝的方法，包括以下步骤：
步骤a、原位挡土坝1设计。如图1所示，原位挡土坝1垂直采坑最终边坡体4，其垂直截面为不等腰梯形；原位挡土坝1长度等于内排土体最下部台阶长度，原位挡土坝1顶宽约为矿山自卸汽车、装载机、铲车等设备行车宽度的2倍；原位挡土坝1高度大于或等于采场台阶高度；原位挡土坝1与排土体7接触侧面的坡面角小于45°，临空侧面的坡面角为《矿山初步开采设计》的工作台阶坡面角。
步骤b、原位挡土坝1位置选择。如图2所示，根据设计的内排土体7体积和台阶数目，估算凹陷露天矿采坑容积，在无矿天窗区域6，选择并预留原位挡土坝1位置，避开膨胀土层或高品位矿体区域。
步骤c、原位挡土坝1开挖。如图3所示，利用矿山既有挖掘设备，按照原位挡土坝1设计的几何参数，一次性开挖成型。开挖方向垂直露天采坑最终边坡体4，从采坑上盘向下盘开挖。
步骤d、基坑3开挖。如图3、图4所示，在原位挡土坝1与边坡体4之间开挖基坑3，基坑3深度为矿山初步设计的台阶高度，宽度约等于原位挡土坝1底部宽度。在基坑3内覆盖式排土，利用排土反压边坡体4。内排土体7在基坑3内自然沉降，其与原位挡土坝1接触面积大，土体间摩擦力大，不易出现剪切滑移。
步骤e、疏水导流。如图1所示，在原位挡土坝1的最低水平垂直截面上，通过开挖原位坝体、预埋、填土，安装排水涵管2。排水涵管2入水口前端区域，铺设大片块石滤水，防止堵塞涵洞；出水口与采场排水系统相连。
步骤f、位移监测。在原位挡土坝1和边坡体4建设GNSS在线位移监测系统，实时监测内排土体7和边坡体4的位移变化，监测时间为2个水文年，监测期间一旦出现险情，立即撤离人员和设备。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种凹陷露天矿采矿坑内排土的原位挡土坝的施工方法，包括原位挡土坝（1）、预埋排水涵管（2）和坝前基坑（3）；
所述原位挡土坝（1）主要由矿山既有挖掘设备一次性开挖无矿天窗区域（6）岩土体或低品位矿体而成；
所述预埋排水涵管（2）位于所述原位挡土坝（1）的最低水平垂直截面上，通过开挖原位挡土坝、预埋、填土而成；所述预埋排水涵管（2）入水口区域铺设大尺寸块石，出水口与采场排水系统相连；
所述坝前基坑（3）位于所述原位挡土坝（1）与内排土体（7）一侧，深度为矿山初步设计的台阶高度、宽度等于所述原位挡土坝（1）底部宽度，所述原位挡土坝（1）垂直于边坡体（4），所述原位挡土坝（1）和所述边坡体（4）上设有在线位移监测系统，其特征在于，包括以下步骤：
步骤a、根据内排土体（7）的体积和台阶数目，估算凹陷露天矿采坑容积，在无矿天窗区域（6），选择并预留原位挡土坝（1）的位置，避开膨胀土层或高品位矿体区域;
步骤b、利用矿山既有挖掘设备，按照原位挡土坝（1）的几何参数，一次性开挖成型，开挖方向垂直露天采坑最终边坡体（4），从采坑上盘向下盘开挖；
步骤c、在原位挡土坝（1）与边坡体（4）之间开挖坝前基坑（3），坝前基坑（3）深度为矿山初步设计的台阶高度，宽度等于原位挡土坝（1）底部宽度；在坝前基坑（3）内覆盖式排土，利用排土反压边坡体（4），内排土体（7）在坝前基坑（3）内自然沉降；
步骤d、在原位挡土坝（1）的最低水平垂直截面上，通过开挖原位坝体、预埋、填土，安装预埋排水涵管（2），预埋排水涵管（2）入水口前端区域，铺设大片块石滤水，防止堵塞涵洞；出水口与采场排水系统相连；
步骤e、在原位挡土坝（1）和边坡体（4）上建设GNSS在线位移监测系统，实时监测内排土体（7）和边坡体（4）的位移变化，制定相应的监测方案，监测时间为两个水文年，监测期间一旦出现险情，立即撤离人员和设备。
2.根据权利要求1所述的一种凹陷露天矿采矿坑内排土的原位挡土坝的施工方法，其特征在于，所述原位挡土坝（1）垂直截面为不等腰梯形。
3.根据权利要求2所述的一种凹陷露天矿采矿坑内排土的原位挡土坝的施工方法，其特征在于，所述原位挡土坝（1）长度等于内排土体（7）最下部台阶长度。
4.根据权利要求3所述的一种凹陷露天矿采矿坑内排土的原位挡土坝的施工方法，其特征在于，所述原位挡土坝（1）顶宽度大于矿山自卸汽车、装载机或者铲车设备行车宽度。
5.根据权利要求4所述的一种凹陷露天矿采矿坑内排土的原位挡土坝的施工方法，其特征在于，所述原位挡土坝（1）与内排土体（7）接触侧面的坡面角小于45°。
6.根据权利要求5所述的一种凹陷露天矿采矿坑内排土的原位挡土坝的施工方法，其特征在于，所述原位挡土坝（1）高度大于或等于采场台阶高度。
7.根据权利要求1~6任一项所述的一种凹陷露天矿采矿坑内排土的原位挡土坝的施工方法，其特征在于，原位挡土坝（1）临空侧面的坡面角为矿山初步设计的工作台阶坡面角。
CN202011064988.XA 2020-09-30 2020-09-30 一种凹陷露天矿采矿坑内排土的原位挡土坝及施工方法 Active CN112281872B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202011064988.XA CN112281872B (zh) 2020-09-30 2020-09-30 一种凹陷露天矿采矿坑内排土的原位挡土坝及施工方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202011064988.XA CN112281872B (zh) 2020-09-30 2020-09-30 一种凹陷露天矿采矿坑内排土的原位挡土坝及施工方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN112281872A CN112281872A (zh) 2021-01-29
CN112281872B true CN112281872B (zh) 2021-10-26

Family

ID=74422733

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202011064988.XA Active CN112281872B (zh) 2020-09-30 2020-09-30 一种凹陷露天矿采矿坑内排土的原位挡土坝及施工方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN112281872B (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113958363B (zh) * 2021-09-15 2023-09-29 中铁十九局集团矿业投资有限公司 一种倾斜基底露天矿内排方法及施工方法

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101632993A (zh) * 2008-07-22 2010-01-27 鞍钢集团矿业公司 采用矿山排土堆筑尾矿坝的方法
CN102966355A (zh) * 2012-12-06 2013-03-13 马钢集团设计研究院有限责任公司 一种创造露天矿内排土条件的方法
CN105040713A (zh) * 2015-08-03 2015-11-11 李世海 一种露天矿边坡滑坡治理方法
RU2582814C1 (ru) * 2015-03-25 2016-04-27 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования Кабардино-Балкарский государственный аграрный университет им. В.М. Кокова (ФГБОУ ВПО КБГАУ) Способ возведения противооползневого сооружения биопозитивной конструкции
CN105926644A (zh) * 2016-05-04 2016-09-07 何满潮 一种单台阶排土场及其施工方法
CN205934961U (zh) * 2016-07-29 2017-02-08 辽宁大学 一种用于矿山边坡治理的挡土墙结构
WO2018014069A1 (en) * 2016-07-19 2018-01-25 Mark Robert Edmund Curtis Sealing system for dam walls
CN111395365A (zh) * 2020-04-26 2020-07-10 中冶沈勘工程技术有限公司 露天矿采场的干排尾矿的堆排系统及其堆排方法

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101632993A (zh) * 2008-07-22 2010-01-27 鞍钢集团矿业公司 采用矿山排土堆筑尾矿坝的方法
CN102966355A (zh) * 2012-12-06 2013-03-13 马钢集团设计研究院有限责任公司 一种创造露天矿内排土条件的方法
RU2582814C1 (ru) * 2015-03-25 2016-04-27 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования Кабардино-Балкарский государственный аграрный университет им. В.М. Кокова (ФГБОУ ВПО КБГАУ) Способ возведения противооползневого сооружения биопозитивной конструкции
CN105040713A (zh) * 2015-08-03 2015-11-11 李世海 一种露天矿边坡滑坡治理方法
CN105926644A (zh) * 2016-05-04 2016-09-07 何满潮 一种单台阶排土场及其施工方法
WO2018014069A1 (en) * 2016-07-19 2018-01-25 Mark Robert Edmund Curtis Sealing system for dam walls
CN205934961U (zh) * 2016-07-29 2017-02-08 辽宁大学 一种用于矿山边坡治理的挡土墙结构
CN111395365A (zh) * 2020-04-26 2020-07-10 中冶沈勘工程技术有限公司 露天矿采场的干排尾矿的堆排系统及其堆排方法

Non-Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
保山昆钢嘉华水泥建材有限公司施甸县小官市石灰石矿排土场挡土坝的设计与验算;孙蓉等;《中国水泥》;20120131;第1-3节，附图1 *
哈尔乌素露天煤矿内排土场增高研究;罗怀廷等;《露天采矿技术》;20170315(第03期);全文 *
某露天矿排土场拦渣坝稳定性分析;仲崇春等;《化工矿物与加工》;20150315(第03期);全文 *
水泥原料矿山排土场的设计与安全运行;张翔等;《中国水泥》;20140101(第01期);全文 *
露天铝土矿山内排土场滑坡破坏模式分析及工程防治;姜立春等;《有色金属(矿山部分)》;20071115(第06期);全文 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN112281872A (zh) 2021-01-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Brown et al. Design of riprap revetment
CN112064751A (zh) 一种排水管线的深沟槽施工方法
CN115199288A (zh) 一种下穿铁路路基地层的泥水平衡圆形顶管施工工法
CN112281872B (zh) 一种凹陷露天矿采矿坑内排土的原位挡土坝及施工方法
CN109812271B (zh) 一种盾构过侵限箱涵的施工方法
CN114575208A (zh) 一种便于预制安装的陡坡路基结构
CN111119154A (zh) 河谷型泥石流沟弃渣造地构造及施工方法
CN102493485B (zh) 一种填方边坡防护挡土墙构筑方法
CN112663558B (zh) 一种内河港池中风化岩开挖施工工艺
CN219410355U (zh) 一种既有铁路高填方路堤柔性帮宽结构
CN116377780A (zh) 山区公路高填方路基填筑施工方法
CN113622233B (zh) 一种可避免水冲击影响的露天矿双拱道路的施工方法
CN113266362B (zh) 一种穿越既有密集锚索区域的顶管盖挖施工方法
CN115506382A (zh) 一种用于筑岛平台桩板墙的施工方法
CN111663387B (zh) 一种固化土路基结构及其设计方法
CN211523176U (zh) 河谷型泥石流沟弃渣造地构造
Sigl et al. NATM tunnelling in Singapore old alluvium–design assumptions and construction experience
CN106192880A (zh) L型箱式码头及其建造方法
CN112176945A (zh) 一种退堤还海的施工方法
CN111794252A (zh) 用于治理高边急坡滑坡的施工方法
CN217324788U (zh) 一种便于预制安装的陡坡路基结构
CN219410378U (zh) 岩质斜坡悬挑式道路结构
CN219604048U (zh) 一种既有铁路高填方路基拓宽结构
CN114263460B (zh) 一种傍山型尾矿库回采方法
Rowe The potentially latent dominance of groundwater in ground engineering

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant