有色金属矿山排土场设计规范04.docx
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有色金属矿山排土场设计规范04
排土场设计规范
3、场址选择
3.一般规定
3.1排土场场址的选择必须与采矿设计同步进行。
选址时应考虑采掘和剥离物的分布，采掘顺序，剥离量大小，场址宜靠近采矿场。
3.2排土场的容量应能容纳矿山服务年限内所排弃的全部岩土；排土场地可为一个或多个。
在占地多、占用先后时间不一时，则宜一次规划，分期征用或租用。
初期征用土地时，大型矿山不宜小于10年的容量，中型矿山不宜小于7年的容量，小型矿山不宜小于5年的容量。
3.3有回收利用价值的岩土和耕植土的排土场应按要求分排、分堆，并应为其回收利用创造有利的条件。
3.4可行性研究、初步设计文件应对排土场设计方案优缺点和设计技术经济进行论证比较，并应包括以下内容：
1排弃土、石数量；
2排弃工艺、运距；
3排土场场址方案；
4原地貌特征，环境因素，占用土地概况；
5压占耕地和损坏林木面积；
6安全措施及防护带技术保证；
7可能造成的环保问题和水土流失危害；
8复垦安排。
3.1排土场场址方案的比较应包括以下内容：
1场址的地形、工程地质及水文地质；
2建议的自然条件；
3排弃物的运输方式、运距、容量、用地；
4对咱不能利用的资源日后利用回收的条件；
5安全与卫生防护距离。
3.2外部排土场场址选择
3.2.1外部排土场场址的选择应根据剥离物的运输方式，在保证开拓运输便捷通畅的前提下，因地制宜地利用地形，适当提高堆置高度，并应合理确定排土场各排土平台设计标高。
3.2.2外部排土场应充分利用沟谷、洼地、荒坡、劣地，不占良田，少占耕地；应避开城镇生活区。
3.2.3严禁将水源保护区、江河、湖泊作为排土场；严禁侵占名胜古迹、自然保护区。
3.2.4外部排土场场址宜选择在水文地质条件相对简单，原地形坡度相对平缓的沟谷；不宜设在工程地质与水文地质不良地带；不宜设在汇水面积大，沟谷纵坡陡，出口又不易拦截的山谷中；也不宜设在主要工业厂房、居住区及交通干线临近处。
当无法避开时，必须采取有效措施，防止泥石流灾害的发生。
3.2.5外部排土场不应设在居民区或工业场地的主导风向的上风侧和生活水源的上游，并不应设在废弃物扬散、流失的场所以及饮用水源的近旁。
废石中的污染物必须按照现行国家标准《一般工业固体废物贮存、处置场污染控制标准》GB18599-2001堆放、处置。
对有可能造成水土流失或泥石流的排土场，必须采取有效的拦截措施，防止水土流失，预防灾害的发生。
3.2.6宜利用山岗、山丘、竹木林地等有利地形地貌作为排土场的卫生防护带，无地形利用时，在排土场与居住区之间应按卫生、安全、防灾、环保等要求建设防护绿地。
3.2.7建于沟谷的外部排土场，设计时应设排洪设施，避免因排土场的设置而影响山洪的排泄及农田灌溉。
3.2.8外部排土场的复垦规划必须与排土规划同时进行，设计文件中应有包括土地复垦和恢复良好生态系统的工程措施。
3.4内部排土场场址选择
3、1有采空区或塌陷区的矿山，在条件允许时，应将其采空区或塌陷区开辟为内部排土场。
3.2采用充填法开采的矿山，宜将剥离物用作充填料。
3.3一个采场内有两个不同标高底平面的矿山，应考虑采用内部排土场。
3.4露天矿群和分区分段开采的矿山，应合理安排采掘顺序，选择易采矿体先行强化开采，腾出采空区用作内部排土场。
3.5分期开采的矿山，可在远期开采境界内设置临时的内部排土场，但应与外部排土场进行技术经济比较后确定。
4安全与卫生防护距离
4.1排土场最终坡线与其相邻的铁路、道路、工业场地、村镇等之间应有安全防护距离，并应根据下列因素确定：
1剥离物的颗粒组成及其性质，运输排土方式，堆置台阶高度及其边坡坡度；
2排土场地基的稳定性和相邻建筑物及设施的性质；
3安全防护地带的原地面坡度，植被情况和工程地质；
4安全防护对象的地面与排土场最终堆置高度的相对高差；；
5气象条件。
4.2剥离物堆置整体稳定、排水良好、原地面坡度不大于24°的排土场，其设计最终坡底线与主要建、构筑物等的安全防护距离按下列要求确定：
1当采取防护工程措施时，应按表4.0.2的规定确定。
表4.0.2排土场最终坡底线与保护对象间的安全距离
序号
保护对象名称
安全距离
1
国家铁（公）路干线、航道、高压输电线路铁塔等重要设施
1.00H～1.50H
2
矿山铁（道）路干线（不包括露天采矿场内部生产线路）
不宜小于0.75H
3
露天采矿场开采终了警戒线
根据边坡稳定状况及坡底线外地面坡度确定，但应大于或等于30m
4
矿山居住区、村镇、工业场地等
≥2.00H
注：
1安全防护距离：
航道由设计水位岸边线算起：
铁路、公路、道路由其设施边缘算起；建、构筑物由其边缘算起；工业场地由其边缘或围墙算起。
2规模较大的（0.7万人口以上）矿山居住区、有建制的镇，应按表列数值适当加大。
3排土场采取分层堆置，各层间留有宽20～30m安全平台时，序号1、2可取表列距离的75%零星建、构筑物及分散的个别农舍，可取表列序号4距离的75%；20～30m安全平台系指各台阶最终平台的宽度。
4序号1排土场坡底线外地面坡度不大于24°时，取下限值；大于24°时，应根据需要设置防滚石危害的措施，并在滚石区加设醒目的安全警示标志。
5表中H值为排土场设计最终堆置高度。
4.0.3剥离物堆置整体稳定性较差、排水不良且具有泥石流条件的排土场，严禁布置在有可能危及工业场地、村镇、居民区及交通干线的上游。
4.0.4具有本规范第4.0.3条情况的排土场，有特殊要求需要在其下方布置一般性建、构筑物而又无法满足安全距离要求时，必须采取可靠的安全防护工程措施，并征得有关部门同意后方可布置。
4.0.5排土场的设计等级应根据使用期内排土总容量、排土场的地形、排弃物堆置高度、场地地基强度和失事后的危害程度按表4.0.5的规定划分确定。
表4.0.5排土场的设计等级
等别
单个排土场总容量V（104m3）
堆置高度H（m）
一
V≥1000
H≥150
二
500≤V＜1000
100≤H＜150
三
100≤V＜500
50≤H＜100
四
V＜100
H＜50
注：
1剥离物堆置整体稳定性较差，排水不良，且具备形成泥石流条件的排土场，其设计等级可提高一等。
2排土场失事将使下游居民区、工矿或交通干线遭受严重灾难者，其设计等级可提高一等。
4.0.6排土场周围必须设置完整的排水系统。
4.0.7排土场排洪设施设计频率对于大、中性矿山宜为1/25，对于小型矿山宜为1/15，设计流量应采用调查并结合地区经验公式或推理公式确定。
排土场构筑物防洪级别根据排土场的等级及其在工程中的作用和重要性可按表4.0.7的规定划分确定。
表4.0.7排土场防洪构筑物的级别
排土场等级
构筑物的级别
主要构筑物
次要构筑物
临时构筑物
一
1
3
4
二
2
3
4
三
3
4
4
四
4
4
—
注：
1主要构筑物系指失事后使村镇、主要工业场地遭受严重灾害或主要交通干线运输中断的构筑物，如整治滑坡、泥石流的主题构筑物。
2次要构筑物系指失事后不致造成人员伤害或经济损失不大的构筑物，如护坡、谷坊、地表排水设施。
3临时构筑物系指防洪工程施工期使用的构筑物。
4.0.8排土线应整体均衡推进，卸载平台边缘必须设置安全车档。
安全车档的高度不应小于轮胎直径的2/5，车档顶部和底部宽度分别不应小于轮胎直径的1/3和1.3倍。
4.0.9排土场与村镇、居住区及其他设施的卫生防护距离，应符合国家有关规定和标准要求。
4.0.10排土场的排土作业区宜设夜间照明，照明灯塔与安全车档距离宜为15～25m。
5排土场分类及适用条件
5.0.1排土场可按设置地点、台阶数量、投资阶段等特征进行分类，并符合表5.0.1的要求。
表5.0.1排土场分类
分类
特征
适用条件
按设置地点划分
内部排土场
在露天采场或地下开采境界内，不另征地，剥离物运距较近
一个采场内有两个不同标高底平面的矿山；露天矿群或分区开采的矿山，合理安排开采顺序，可实现部分内部排弃
外部排土场
剥离物堆放在采场境界以外
无采用内部排土场条件的矿山
按地形划分
山坡排土场
初始沿山坡堆放，逐步向外扩大堆放
地形起伏较大的山区和重丘区
山沟排土场
剥离物在山沟堆放
优先选择沟底平缓、肚大口小沟谷
平地排土场
在平缓的地面修筑较低的初始路堤，然后交替排弃
地形平缓的地区
按台阶划分
单台阶排土场
在同一场地单层排弃，有利于尽早复垦
剥离量少、采场出口仅一个、运距短的矿山
多台阶排土场
在同一场地有两层以上同时排弃，能充分利用空间
多台阶同时剥离的山坡露天矿；需充分利用排弃空间的矿山
按时间划分
临时性排土场
剥离物需要二次搬运
在综合利用的岩土；剥离物堆置在采场周边或以后开采矿体上；可复垦的表土层
永久性排土场
剥离物长期堆存
排弃不再回收的岩土
按投资划分
基建排土场
基建剥离期间堆置剥离物的场地
堆置费用列入基建投资
生产排土场
矿山生产期间堆置剥离物的场地
堆你根本置费用计入生产
按排土方式划分
见表5.0.2
5.0.2排土场根据矿山所采用的排土设施，按排土方式进行分类，并符合表5.0.2的要求。
表5.0.2排土场按排土方式分类
序号
类别
作业程序
使用条件
1
人工排土
窄轨铁路运输机车牵引（或人力推或自溜），人工翻车，平整，移道
1.单台阶排土场堆置高度高；
2.矿车容量小；
3.运输量小
2
推土机排土
窄轨铁路运输，推土机转排
1.排土宽度≤25m；
2.块度大于0.5m的岩石不超过1/3；
3.排土线有效长度宜为1～3倍列车长
3
推土机排土
汽车运输自卸，推土机配合
1.工序简单，排放设备机动性大，各类型矿山都适用；
2.岩土受雨水冲刷后能确保汽车安全正常作业或影响作业时间不长
4
铲运机排土
铲运机装、运、排土
1.被剥离的岩土质送层厚，含水量≤20%；
2.铲斗容积为4.5～40m3，运距为100～1000m；
3.运行坡度：
空车上坡≤18°，重车上坡≤11°
5
电铲（或推土犁）排土
准轨铁路运输，电铲或推土犁排土③④
1.排土场基地稳定，其平均原地面坡度≤24°①
2.所排岩土力学性质较差；
3.排土段高：
电铲≤50m，推土犁≤那个30m②
4.排土线有效长度≥3倍列车
6
装载机转排
准轨铁路运输，装载机排土③④
1.排土场基底工程地质情况复杂，原地面坡度＞24°；
2.所排岩土力学性质较差；
3.排土台阶高度大于50m；
4.排土线有效长度宜为1～3倍列车长
7
排土机排土
胶带机运输，排土机排土
1.排土场基地稳定，其平均原地面度≤24°；①
2.所排岩土力学性质较好，排土工艺需有破碎-胶带机配合；
3.排土机下分台阶的阶段高度小于或等于排料臂长度的0.5倍；⑤
4.排土线的有效长度能使移道周期控制在2～3个月内
8
架空索道排土
架空索道运输
适用于小型露天矿或地下开采窄轨运输的矿山
9
斜坡道排土
1.斜坡道提升翻车架卸排；
2.转运仓箕斗提升，卸载架排土
矿车沿斜坡道逐步向上排土形成锥形废石山，适于1000t/d以下废石排放企业
10
水力排土
水力剥离自流或压力管道输送排放
1.采矿场采用水力剥离；
2.有适宜的水力排土场
11
高强胶带输送机排土
胶带机运输，排土机转排
运量大，需扩大堆置容量而用地受限的排土场，胶带坡度16°～18°，适用于大型矿山
注：
1表中①～⑤说明如下：
①适合单台阶排土场和多台阶排土场下部台阶的地形坡度。
②当推土犁作为电铲或装载机的辅助排土设备时，不受此限。
③排土电铲和装载机的斗容，不得小于剥离电铲的斗容。
④序号5、6排土方式的主要技术条件，亦适用于窄轨铁路。
⑤有可靠的安全措施时不受此限。
2水力排土场的技术条件同尾矿库。
5.0.3人工排土宜采用单台阶排土方式。
5.0.4汽车或铁路运输的矿山宜采用推土机排土。
推土机的推送距离宜为10～50m，推刀的偏角宜在20°以内。
当推送含水量大的粘性土或块度大而硬的岩石，且坚硬岩石粒径在0.5m以上，大块率超过30%时，宜选用功率较大的推土机。
采用汽车运输—推土机排土工艺的排土场堆置高度可适当加高，各台阶堆置顺序宜根据采矿场出口标高合理安排。
1采矿场运输出口标高低于排土最低台阶顶面标高时，宜先低后高，分台堆排；
2采矿场运输出口标高等于或高于排土台阶顶面标高时，宜采用单台阶堆排；
3采矿场运输出口标高岁开拓运输台阶变动时，排土台阶顶面标高亦应与其相适应。
5.0.5铲运机可用于采剥、运输、排土，也可与松土机配合使用，合理的平均运距为100～1000m，
5.0.6力学性质较差的岩土转排及南方多雨地区大型露天矿排土作业宜采用准轨铁路运输—电铲排土；大中型矿山松散岩土或挖掘机作业危险的排土作业宜采用准轨铁路运输—推土犁排土。
准轨铁路运输—移道机移道的矿山，可采用推土犁推土；在剥离物稳定性较差的排土场，台阶高度应小于30m。
5.0.7自然条件和岩土物理力学性质较差地点排土，可采用装载机排土。
5.0.8采用架空索道、斜坡道或胶带运输机排土的排土场，应提高堆高，减少占地及其对环境的污染。
5.0.9各种排放方式的排土场，都应根据其各自特点和以下要求确定。
1初始路基宽度；
2多台阶同时作业时，相邻上、下两台阶必须保持足够的排土作业及其安全防护要求的宽度；
3多台阶排土场，下台阶的初始路基可在上台阶的排土边坡上修建，但必须在上台阶边坡完全稳定后进行。
5.0.10山坡露天矿多台阶排土，应高土高排，低土低排。
6堆置要素
6.0.1排土场的主要堆置要素应包括堆置总高度与台阶高度；岩土自然安息角与边坡角；最小平台宽度；有效容积和占地面积等。
6.0.2排土场堆置高度与各台阶高度应根据剥离物的物理力学性质、排土机械设备类型、地形、工程地质、气象及水文等条件确定。
1排土场在排土初期基底压实到最大的承载能力时，排土场的堆置高度可按式（6.0.2-1）计算。
（6.0.2-1）
式中H1——排土场的堆置高度（m）；
C——基底岩土的粘结力（Pa）；
φ——基底岩土的内摩擦角（°）；
γ——排土场场料的容重（t/m3）。
2在基底处于极限状态，失去承载能力，产生塑性变形和移动时，排土场的极限堆置高度可按式（6.0.2-2）计算。
（6.0.2-2）
式中H2——排土场的极限堆置高度（m）。
3当无工程地质资料时，堆置的台阶高度可按表6.0.2确定。
表6.0.2剥离物堆置台阶（m）
岩土类别
排土方式
铁路运输
汽车运输
斜坡卷场
人工排土
推土机排土
推土犁排土
电铲排土
装载机排土
推土机排土
废石山
坚硬块石
40-60
（30-40）
40-50
（20-30）
20-30
（12-20）
40-50
（20-30）
≤200
≤200
＜150
混合土石
30-40（20-30）
30-40（20-30）
15-20（10-15）
30-40（20-30）
≤100
≤100
＜150
松散硬质粘土
15-20（12-15）
15-20（10-15）
10-15（10-12）
15-20（10-15）
15-30（15-20）
15-30（15-20）
70-80
松散软质粘土
12-15（10-12）
12-15（10-12）
10-12（8-10）
12-15（10-12）
12-15（10-12）
12-15（10-12）
50-60
砂质土
—
—
7-10
10-15
—
—
—
注：
1括号内数值系工程地质及气象条件差时参考值。
2当采用窄轨铁路运输时，表列数值可略为提高。
3地基土壤（粘土类或淤泥类软土）含水量大，排土堆置后可能不稳定的排土场，初始台阶高度可适当减少。
4排土场地基（原地面）坡度平缓，剥离物为坚硬岩石或利用狭窄山沟、谷地堆置的排土场，可不受此表限制。
5剥离物运来时，土石类别明显的，排土时的台阶高度可根据其不同的土石类别，分别采用各自不同的台阶高度。
当基底稳定，台阶高度可作如下估算：
堆置坚硬岩石时宜为30～60m（山坡型排土场高度不限）；堆置砂土时宜为15～20m；堆置松软岩土时宜为10～20m。
6多台阶排土的总高度可经过验算确定，在相邻台阶之间应留安全平台。
基底第一台阶的高度宜为10～25m。
6.0.3剥离物堆置的自然安息角应根据其物理力学性质和含水量，可按表6.0.3规定选取。
多台阶排土场剥离物堆置的总边坡角应小于剥离物堆置自然安息角。
表6.0.3剥离物堆置安息角
类别
自然安息角（°）
平均安息角（°）
沙质片岩（角砾、碎石）与砂粘土
25～42
35
砂岩（块石、碎石、角砾）
26～40
32
砂岩（砾石、碎石）
27～39
33
片岩（角砾、碎石）与砂粘土
36～43
38
页岩（片岩）
29～43
38
石灰岩（碎石）与砂粘土
27～45
34
花岗岩
35～40
37
钙质砂岩
—
34.5
致密石灰岩
32～36
35
片麻岩
—
34
云母片岩
—
30
各种块度的坚硬岩石
30～48
32～45
6.0.4排土场工作平台最小宽度应根据剥离物的物理力学性质、上一台阶的高度、大块石滚动距离、运排设备的工作宽度、平台上最外运输线至眉线间的安全距离等确定，并应满足上下两相邻台阶互不影响的要求。
1公路运输平台宽度（图6.0.4-1），可按表6.0.4-1和式（6.0.4-1）计算确定。
式中A——公路运输工作平台宽度（m）；
R——汽车转弯半径（m）；
L——汽车长度（m）；
C——超前堆置宽度（m），可按表6.0.4-1选取。
表6.0.4-1超前堆置宽度取值
堆排方式
超前堆置宽度C（m）
推土机
视作业条件而定
装载机
不小于装载和卸载半径之和
电铲
不小于一次移道步距，宜取18～24m
2铁路运输平台宽度（见图6.0.4-2），可按表6.0.4-2和式（6.0.4-2）计算确定。
式中A——铁路运输工作平台宽度（m）；
F——外侧线路中心至台阶边坡顶的最小距离（m）；准轨1.6～1.7m，窄轨1.0～1.2m；
D——线间距（m）；
B——上台阶坡脚线至线路中心的安全距离（m）；宜大于大块石滚落距离加轨道架线式电杆至线路中心距离（m）。
大块石滚落距离见表6.0.4-2。
表6.0.4-2大块石滚落距离
台阶高度（m）
10
12
16
20
25
30
40
大块石滚落距离（m）
15
16
18
20
22
24
27
3排土场工作平台宽度可按表6.0.4-3确定。
表6.0.4-3工作平台宽度参考值
运排方式
段高（m）
15
15～25
30～40
汽车推土机
40～55
45～60
50～65
窄轨推土机
20～25
25～30
30～40
准轨装载机
30～40
40～50
50～60
准轨电铲
40～50
45～55
50～60
准轨推土犁
30～35
35～40
40～45
6.0.5多台阶排土场，各台阶最终平台宽度不应小于5m。
6.0.6排土场需要的有效容积按式（6.0.6）计算。
V=V0K（6.0.6）
式中V——有效容量（m3）；
V0——剥离岩土的实方量（m3）；
K——剥离岩土经下沉后的松散系数。
各类剥离物的松散系数宜按表6.0.6选取。
表6.0.6剥离物的松散系数
类别
松散系数
砂
1.01～1.03
带夹石的粘土岩
1.10～1.20
砂质粘土
1.03～1.04
块度不大的岩石
1.20～1.30
粘土
1.04～1.07
大块岩石
1.25～1.35
6.0.7排土场的用地面积，除应按有效容积结合实际地形和剥离物堆置要素计算用地外，尚应增加排水设施、稳定性措施等工程用地，且应适当增加堆场最外坡脚线至用地外界的防护距离。
7病害防治与稳定性措施
7.0.1排土场设计应根据其所在地区的地形、工程地质、水文地质、气象和剥离物的物理力学性质以及排土方式、台阶高度等因素，对有可能招致病害（滑坡、坍塌、泥石流、沉陷、裂缝、水土流失、污染环境等）的原因认真分析，贯彻以防为主、防治结合的方针。
7.0.2在排土场设计时应配备病害监测所需的人员和配套仪器与设备。
7.0.3对有可能出现滑坡、坍塌的排土场，应采取下列措施防治：
1正确处理场址地基，必要时应根据工程、水文地质勘察资料、堆置高度分析验算边坡稳定性，对稳定性较差的土质山坡，宜采用推土机将原坡堆成台阶状，以增加稳定性；对松软潮湿土宜在堆排土之前挖渗沟疏干基底，倾填块碎石作垫层，以利排水；高填区，可采用自上而下逐层放缓折线形边坡或层间留出小平台。
2合理安排排土顺序，应将大块石堆置在最底层以稳定基底或把大块石堆在最低一个台阶；应合理确定台阶排土高度和最终堆置高度，并应符合下列要求：
1）对结构松散、粒径小的土质边坡，两台阶高差宜为6～12m，宜设置宽度不小于1.5～2m的平台；
2）对干旱、半干旱地区，两台阶高差可大些；湿润、半湿润地区，两台阶高差可小些；
3）当混合的碎（砾）石土高度大于30m，或在8度以上高烈度地震区，土坡高度大于12m时，应设置宽4m以上的大平台。
3消除水害
4采用适宜的坡脚防护，包括沿排土场外侧堆置路堤或干砌（或浆砌）拦石堤。
5合理确定台阶的排土高度。
7.0.4排土场必须有可靠的截流、防洪、排水设施。
防止水土流失，淤塞河道，淹没农田，影响周边环境。
7.0.5沿山谷或山坡堆置的排土场，应在场外周边设置截水沟或排洪渠。
沟渠类型可根据沟渠坡降及流速大小分别采用土质、三合土、浆砌石、预制块等形式。
7.0.6排土场分台阶排弃时，其平台应有2%～3%的逆坡，场内的地表水应有组织排至场外。
有条件时，在排土场坡脚处宜采用大块石填筑高5～10m的渗水层。
7.0.7对有大量松散物质排放的陡坡场地，或具有丰富水源的排土场，必须采取坡脚防护或拦碴工程，防止水土流失。
7.0.8坡脚防护及拦碴工程可采取以下措施：
1当坡面砂石对山沟下方可能造成危害时，应设置一级或多级挡沙堤（或坝），用地紧张时可采用坡脚挡碴墙。
2当小规模泥石流丢山沟下方可能造成危害时，应在沟谷的收口部位设置拦碴坝等拦蓄、排导、防治构筑物。
3当滚石对山沟下方可能造成危害时，应设置拦石堤或沟渠，并应留有足够的安全距离。
拦石堤可使用当地土（或干砌片石）筑成，宜采用梯形，其内坡陡于外坡；当拦石堤后的落石沟或落石平台有较宽的用地时，亦可采用较缓的内侧边坡，堤顶高出计算撞点的安全高度应为1m。
4当小规模滑坡对山沟下方可能造成危害时，应设置如重力式抗滑挡土墙、抗滑片石垛或抗滑桩等抗滑支挡构筑物。
7.0.9
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