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排土是露天矿山生产工艺的一个重要环节，内排即是排放剥离物于露天采场内采空区。他与排放剥离物于采场外的外排比，具有运距短、减少用地、维护环境、简化生产管理工作等优点而得到国家产业政策的支持。近年来，外排与征地之间的矛盾日益突出，内排得到了国内采矿界高度重视，并得到国家产业政策的支持。随着社会的发展，生态环境问题对露天矿的开采提出了更高的要求。实施内排不但可以节约土地资源，恢复生态环境，还缩短了运距，降低运输成本，提高经济效益。

　　1 矿山概况。

　　1. 1 矿山现状。

　　兰桥矿区是福建省连城锰矿的主要生产矿区，矿区又分东采场、南采场和北采场等3 个采场。于1983年投入生产，采用公路运输开拓方式、组合台阶露天开采，并形成年产 3 万 t 氧化锰矿石量的生产能力，经三十余年开采，南采场并已闭坑。东采场分南坑和北坑开采，采场北坑于1997 年底闭坑，闭坑时坑底标高为 535 m,采场南坑目前也已闭坑，最底标高为515 m,而采场最高标高为 630 m,因此东采场已形成了占地面积为 12 万 m2的采空区。为了充分回收矿产资源和利用现有矿区露采装备设施，发挥露天开采回采率高、贫化率低，开采成本低的优势，以确保矿山延续开发，可持续发展，2013 年兰桥矿区实施扩大露天境界开采，实施扩大露采共需排弃废石土量约602. 31 × 104m3,而原"大禾底"排土场还余容量约180 × 104m3,运距为1 000 ~1 300 m,容量不足，运距也较长，因此，为解决排土问题，并综合考虑节约用地、降低能源消耗、降低成本，在已闭坑的东采场内部建设排土场是实施扩大露天开采的必要选择。

　　1. 2 采空区地形地貌。

　　兰桥矿区东采场开采结束后形成的采空区是一条相对封闭且肚大口小的沟谷，区内地形切割较强烈，地形起伏较大，采空区周边山坡坡度在 20（°） ~40（°） 之间，山谷沟口较小，沟底平均纵坡上陡下缓，沟谷两侧山坡呈斜坡状，植被发育，林木繁茂，沟谷相对封闭，是可利用的卫生防护带。

　　1. 3 矿区水文地质。

　　采空区内地下水露头少，水量贫乏，区内地下水位随地形起伏变化，岸坡水位较深，坡底处水位较浅。

　　受地形条件影响，地下水排泄速度快，储水条件差，区内的水主要由大气降水补给，地下水接受大气降水补给后，沿浅部松散层及基岩风化带由高处向低处排泄。场区水文地质条件属简单类型。区域内降水有明显的季节性，一般春夏多雨，秋冬少雨，多年平均降雨量1 680 mm,历年最大日平均降雨量 120 mm.采空区总汇水面积较小，为0.38 km2.矿区内地层结构出露较为简单，上部为素填土及第四系坡残积层，基底为二叠系下统文笔山组粉砂质泥岩及其风化壳。

　　2 影响内排土场稳定的因素。

　　2. 1 内排土场基底影响。

　　内排土场稳定性与基底倾角的大小有关。基底倾角允许达到的最大倾角与基底面的粗糙度、废石土的性质、区内含水特征、排土场高度和边坡角大小、排土方法以及采取的稳定措施等有关。基底面凹凸不平，粗糙度大，排弃的岩土强度较高，基底透水性好时，基底倾角可达 22[1].

　　2. 2 内排土场参数的影响。

　　1） 排土场边坡角。

　　随着边坡角的增大，在排土台阶内潜在的危险滑移面会从坡脚向上扩展并且扩大，当达到坡坏状态时，滑动面上将产生位移，发生塑性流动。因此控制每个排土台阶的坡面角同时增加排土台阶数，使排土场的最终边坡角变小，从而使排土场的稳定性系数变大[2].

　　2） 排土台阶高度。

　　由于废石土堆弃高度过大时，废石土压实不均匀，排土场内部会产生不均匀的压力和应力集中区，从而容易形成潜在的滑动面。一旦潜在滑动面上的抗滑阻力由于水的浸润作用而降低，或潜在滑体的下滑分力增大，滑体就会失去平衡，首先是边坡下部的应力集中区产生位移变形或鼓出，然后牵动滑体上部使废石场表面形成张裂缝隙，最后沿弧形滑面产生整体滑动。因此控制排土台阶高度，使排土场内的废石土得到均匀压实，可以有效保证排土场的稳定[3].

　　3） 水文地质因素。

　　兰桥矿区属亚热带季风气候，区域内降水具有明显的季节性，一般春夏多雨，秋冬少雨，多年平均降雨量 1 680 mm,历年最大日平均降雨量 120 mm,雨季一般集中在 4 ~ 9 月，雨季期间常有暴雨侵袭，因此排土场坡面容易受冲刷而被浸蚀冲沟，严重时会形成滑坡或泥石流。地下水对排土场稳定影响虽然缓慢，但危害性较大，地下水会对排土场的岩石碎裂、松散或改变其化学成分，从而影响排土场的稳定。

　　4） 废石土性质的影响。

　　矿区排弃的废石土成分主要为粉土、粘性土及碎块石，夹杂少量大块石，其密度为 2. 70 t/m3,f = 6 ~ 9,安息角 27 （°） ~ 39 （°） ,呈可塑-硬塑状态，坡体结构松散、空隙率较高、透水性较差，遇水易软化，强度较低、抗滑力小、易形成软弱滑移面。

　　5） 排土顺序的影响在排土过程中不合理的排土顺序会导致某一地点过多的排岩或排土，不利于排土场稳定，因为某一点过多排岩，则岩块间接触不充分，极不稳定，而过多排土则易形成软弱层。

　　3 建设内排土场采取的措施。

　　根据内排土场的地形、地貌、水文以及废石土特性等各项因素，为确保排土场的安全稳定，兰桥矿区东采场扩大露天开采在建设和实施内排土时，采取了如下措施。

　　1） 排弃废石土之前，清理沟底地表植被和腐殖土层，在场内沟底设置排渗盲沟，尽快将废石土渗水排至场外，避免将废石土浸泡，形成不稳定的软弱滑移面。

　　2） 在排土台阶坡脚建设一座干砌块石坝，拦挡废石土，防止废石土随地势滚落，起到压坡作用。每个排土台阶段高 10. 0 m,平台外坡比控制在 1∶ 2,每结束一个排土台阶后，留出 15. 0 m 宽的平台，排土台阶朝沟谷上游方向推进，后续排土作业依次展开，将排土场最终边坡角控制在 27（°） 以内，确保排土台阶边坡的稳定。

　　3） 因内排土场从下到上逐级排弃废石土，由沟谷口朝里排放，在场内碾压堆存，锁住了沟口，相当于筑起一座拦碴坝，为防止因雨季时采空区的汇水及地表迳流在排土场内形成积水，并避免将废石土冲刷、浸泡，形成不稳定的软弱滑移面，在排土场侧翼布置一排水斜井和排水平硐（净断面尺寸为B × H= 2. 4 m × 2. 6 m） ,将地表迳流及雨季汇水汇集后提前由东向西排至场外，改变水流走向，有效减少雨水及地表迳流水对排土场的影响。

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