摘要：凹山采场是一个即将由采场转变为排尾的尾砂库，为了使得排尾时更安全，周边地质环境更加的稳定，同时为了资源的节约利用，在采场到尾矿库的过渡期间，充分回收残帮矿，因此提出了对凹山采场西南帮残矿回收地质环境综合治理的实施方案，可靠稳定回收矿石的同时扩大尾矿库的容积。
关键词：残矿回收 边坡治理 地质灾害 尾矿库
前言
凹山采场自上世纪50年代中期恢复生产后，至今已开采了将近60年时间，曾是马钢（集团）控股有限公司南山矿业公司（以下简称南山矿业公司）主要的铁矿石生产基地，高峰时采场生产规模为600万t/a，但由于资源储量枯竭，自2008年以后，采场产量逐渐下降。截至当前，凹山采场即将进入闭坑状态，而根据南山矿业公司总体规划，凹山采场闭坑后将作为尾矿坑使用，规划堆至+45m高程。
一、凹山采场西南帮边坡现状
凹山采场西南帮边坡主要由闪长玢岩、凝灰岩、角砾岩等组成，遭受地表塌陷的影响及长时间不同程度的风化、蚀变，岩体裂隙发育，完整性已变差。凹山采场西帮+45m高村铁路线以西约57m处曾发生了塌陷，该塌陷区位于马鞍山大王山绿松石矿东南侧，塌陷坑直径约6m，塌陷深度1.5～3m，塌陷引发的地表裂缝分布范围为东、西向190m左右，南、北向200m左右，裂隙整体向塌陷坑方向倾斜。诱发地表面塌陷的主要原因为：大王山绿松石矿为地下开采，局部地段由于早期在取得采矿证前私人非法盗采期间未预留安全矿柱，而后期采矿结束后又未对采空区进行充填。
由于该塌陷区的治理并不完善，其造成的裂缝大量存在，在经过降雨后，地表水经过裂隙下渗，最后通过西帮补给到凹山采场，而西南帮边坡又主要主要由经过长时间风化、蚀变的闪长玢岩、凝灰岩、角砾岩等组成，在长期的地下水浸泡下其岩体力学强度降低而造成边坡失稳。现采场西南帮局部台阶就已经出现滑塌现象，还有部分台阶上出现了明显的裂缝，大的裂缝共计约5条，有的贯穿两个台阶，裂缝长78～164m，宽0.2～0.5m，局部台阶已经出现下沉，落距约0.2cm，坡脚见有大量崩塌物，在暴雨冲刷后，其有可能形成滑动面后缘，最终发生滑塌。
二、凹山西南帮边坡岩土工程勘察评价
根据以往工程地质资料搜集整理，设计总结影响西南帮边坡稳定的不利因素主要有：
⒈ 地面塌陷影响
位于+45m高村铁路线西侧的塌陷区的治理并不完善，其造成的裂缝大量存在，在经过降雨后，地表水由裂隙下渗，最后通过西帮补给到凹山采坑，然后西帮边坡主要为散体状闪长玢岩，在长期的地下水浸泡下其岩体力学强度降低而造成边坡失稳。
⒉ 边坡岩体强度低
目前已产生滑坡和变形的边坡岩体主要由凝灰岩组成，边坡岩体类型属Ⅳ类，并具有遇水易软化、崩解等不良工程地质特征，说明边坡岩体自身强度较低，稳定性差。当尾矿堆积达到该剖面一定高度时，易失稳产生圆弧形破坏。
⒊ 岩体结构类型
边坡岩体结构类型主要为碎裂状结构和散体结构，散体结构岩体松散破碎，主要由全风化～强风化晶屑凝灰岩构成，高岭土化强烈，形成了泥土状，稳定性差；碎裂状结构岩体因节理裂隙发育，岩体完整性差。易出现滑坡、崩塌、冲刷等类型破坏。
4. 地表水的淋滤作用和软化作用
淋滤作用使坡面岩体强度减弱，易风化。地表水的渗入造成节理、裂隙和软弱层的静水压力增大，软化结构面并降低潜在滑面强度。
5. 物理力学性质变化差异大
构成边坡岩体的工程地质岩组在自然状态及浸水状态下其物理力学性质变化差异大。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆例如：碎裂状闪长玢岩组和层状凝灰角砾岩组在自然状态和浸水状态下稍有变化；碎裂状粗安岩组及层状二长班岩组在浸水作用下强度和稳定性变化较大；散体状晶屑凝灰岩组，在自然状态下其强度不大，在浸水状态下会崩解呈泥土状。
以上诸多因素是西南帮边坡当前局部发生开裂失稳，崩塌滑坡的直接原因，因此，应对西南帮边坡整体进行系统治理，以消除、减弱上述不利因素对边坡稳定的影响。
三、凹山西南帮边坡环境治理方案及实施
主要有削坡减载和支护加固两种方式，考虑施工的安全性、实施可行性以及效果可靠性，设计采用以削坡减载为主、支护加固为辅的治理方式，即首先对凹山采场西南帮进行扩帮治理，以对现有已经发生开裂失稳，崩塌滑坡水平的安全隐患予以排除，之后再对局部重要地段（如+45m高村铁路下部部分台阶）进行支护加固。
要实施凹山采场西南帮扩帮治理，必然会移动采场西侧上部现有0m固定转载台，而0m固定转载台又是保证采场治理的岩土工程量外运的必要设施。当前，凹山采场西侧0m固定转载台为双铁路线转载（每条线最大转载能力为200万t/a，双线最大转载能力为400万t/a），其移动主要受采场外部高村铁路线（西侧）和凹山铁路线（南侧）限制，由此，根据凹山采场实际情况确定了实施方案：外部铁路线不动（双线改单线）。
为保证治理实施速度，扩帮治理分成南、西两个治理区，由于工作面数目限制以及各水平治理工程量南、西两区不均衡，前期南区下降速度慢于西区，后期两区保持一致。
南治理区：南治理区先进行+30m水平治理，由现有采场西南侧总出入沟运输道路+30m处直接进入+30m水平，布置1个工作面。+15m水平治理待+30m治理结束后再进行，由于+15m安全平台与现有开拓运输道路不连通，因此设备无法直接进入+15m水平，设计从扩帮治理后+30m平台向下修筑一条临时运输道路进入+15m水平，扩帮后布置1个工作面，治理工程量可由自卸汽车运出，亦可由挖掘机转载至下部0m转载台上，之后在0m转载台由前装机倒至-15m铁路转载堆场。0m、-15m水平治理待+15m和0米水平治理结束后再进行，由现有运输道路0m缓和坡段处直接进入工作水平，各不止一个工作面。
-30m水平治理待-15m水平治理结束后再进行，由于扩帮治理区-30m安全平台与现有西侧开拓运输道路不连通，因此设备无法直接进入-30m水平，设计从现有西侧开拓运输道路-15m缓和坡段处往南向下修筑一条临时运输道路进入-30m水平，扩帮后布置1个工作面，由北向南单侧推进。-45m至-150m水平治理待上部水平治理结束后再进行，由现有西侧开拓运输道路-45m缓和坡段处直接进入，以下各台阶修筑运输通道连接上部水平，各布置1个工作面，由北向南单侧推进，直到与西治理区工作面贯通。
西治理区：西治理区2014年上半年主要在采场底部-201m水平进行，上部暂不治理（保留西侧开拓运输系统可缩短采场底部治理工程量的运输距离）。底部-201m水平治理结束后，再在上部进行-60m水平治理，布置1个工作面，由北向南单侧推进，直到与南治理区工作面贯通。-75m至-135m水平治理待上部水平治理结束后进行，由现有西侧开拓运输道路-75m缓和坡段处直接进入，以下各水平重新修筑运输通道连接上部水平，各布置1个工作面，由北向南单侧推进，直到与南治理区工作面贯通。-150m至-177m水平治理待上部水平治理结束后再进行，由现有西北侧开拓运输道路-150m缓和坡段处直接进入，以下各水平重新修筑运输通道连接上部水平，各布置2个工作面，向北、南两侧分别推进，直到治理结束。
四、结论
项目实施不仅能实现后期凹山采场作为尾矿坑使用时西南帮边坡的稳定、确保+45m高村铁路线的安全运行，还可为凹山采场后期作为尾矿坑时增加约400万立方库容，同时也将进一步提高了凹山采场资源利用水平，在今后3年内改善南山矿业公司生产配矿条件，为公司新、老矿山交替期间生产平稳过渡创造了有利条件，应尽快实施该项目。
参考文献
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[3]]王维勤. 凹山采场地质环境治理实践[J]. 现代矿业,2016,12:187 -188。
论文作者:周传胜
论文发表刊物:《基层建设》2017年1期
论文发表时间:2017/4/11
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