广西大新锰矿布康排土场的隐患及防治

2010-02-12刘文安蒙劳清

中国锰业 2010年4期

刘文安,蒙劳清

(1.中信大锰矿业有限责任公司大新分公司,广西大新 532315；2.广西锡山矿业有限公司,广西南宁 530022)

布康排土场又称中部排土场,位于中信大锰矿业有限责任公司大新锰矿矿区的中部采区14线北侧,是矿区内最大的排土场,距下雷镇中心约5 km,该排土场主要容纳露天开采东部采区和中部采区剥离的土石方。每年土石方的排放量达300万m3,预计还需容纳1 200～1 500万m3的土石方。现今排土场的最高标高水平是435 m,排土场落差约70 m,坡面角 42(°)。

1 区域地形及地貌

斜构造,轴线是西高东低,水文资料显示地下水的等水位线是由西往东递降走势,区域内有多处下降泉露头。

矿山出露地层自老至新有中泥盆系的东岗岭阶(D2d)、上泥盆系榴江组(D3L)、五指山组(D3W)、下石炭统岩关阶(C1y)、大塘阶(C1d)、中石炭统黄龙组(C2h)和第四系。分析区域内第四系上层被各洗矿点产生的淤泥、冲积土、排土场滑坡(塌方)堆积土所覆覆盖,最大厚度达20多m。

中部排土场经过多年的排土、多次塌方、填充,已将布康溪流经的山沟堵塞、填平,将原本就三面环山的布康村、蚂蝗沟一带形成了人工盆地,一度成为堰塞湖,排土场的坡脚就一直浸泡在湖水当中,排土方向是向湖心延伸。目前,通过人工开凿的巷道进行泄流,入水口设在布康村的东北侧,由于湖内的泥浆很快渗透、沉积到入水口附近,现在人为设坝,也抬高了湖水面标高。以湖心为中心,南面为西南采区和多个洗矿点,西南面是西北采区和地下采矿工程井口,西面、西北面属矿区北翼范围,矿石未开采,北面(入水口处)是正在建设的焙烧厂。湖的周边设有若干个为生产服务的抽水泵站。

2 地表水和地下水的径流及区域地质

区域地表汇水面积约211 331 m2,由于地形呈西高东低,西南采区的大部,西北采区的全部和北翼西北端的全部地表水汇集布康湖,现湖面水域宽41 822 m2,水面标高359 m。整个矿区是一个大向

3 排土场的安全隐患

根据排土场的现状、特定的区域地形地貌、已有的地表水和地下水径流方式、区域形成的土层结构,几方面共同作用,使排土场存在诸多的隐患。

1)中部排土场做为东部和中部采区的排土场,由于采区跨越的勘探线长(5～13线,相邻线间距为200 m),台阶落差由385台阶下至355台阶,不同勘探线、不同台阶的岩性变化大(风化岩和薄、厚层灰岩),爆破后的块度极不均匀(风化岩破碎,灰岩块度大)。不同岩性的岩土排放没有指定位置,不均匀岩土、不同自然安息角的岩土混合排放,组合成新的不均匀扰动土层,新土层各处的内聚力和内磨擦角各异,产生的抗滑力也各不相同,随着岩土排放量的增加,至某一弱滑层面的滑动力大于抗滑力时,就产生了滑坡、塌方。

2)排土场都是大颗粒、大块度的岩土自然松散堆积,孔隙率大,地表水极易渗透,堆积土内部存在相对隔水层和疏水层,地表渗水聚积在此两层面间,使其接触面起到软化、润滑作用,当上层岩土滑动力大于抗滑力时,形成滑坡。因此,雨后是滑坡多发时机。

3)排土场缺少植被,坡面直接受地表水冲刷,破坏其原有平衡状态,也易发生滑坡。

4)中部排土场的基础为淤泥,长期受水浸泡。坡脚受前方布康湖沉积的淤泥和上覆水层的自重和自身磨擦力影响,而淤泥和水分别是处于流塑和流动状态,稍有外力作用就可自由变形,随着排土量的不断增加,当此合力不足以抵消坡体的滑动力时,就会发生滑坡。

5)由于排土场根部和坡脚长期浸泡水中,水对岩土有崩解软化作用[1],在自重作用下,上层堆积土会在垂直方向和无侧限压力方向发生变形,毛细水的不断作用,随时间推移,变形幅度也会越来越大,由蠕变过渡到突变,并表现为滑坡；另外,水位的变化还会引起坡体的有效应力、抗滑力、滑动力的变化,使滑坡成为可能,如水位升高会使有效应力减小,抗滑力降低,滑动力增加,加大滑坡、塌方的可能。

由于布康排土场特殊的地理位置,一旦发生大滑坡、大塌方,影响和破坏极其巨大,甚至不可挽回：可能将布康湖一分为二,形成新的蚂蝗沟堰塞湖,影响西北区的地下采矿工程及其相关工程；库区形成的水域对后续井下工程造成威胁；可能波及人工开凿的布康排水工程安全,并破坏在此范围内现有的辅助生产系统。