【正文】 礦山損毀的地形重塑、礦山地質(zhì)災(zāi)害治理等工程的設(shè)計(jì)，此類設(shè)計(jì)是否合理，關(guān)系到礦山土地復(fù)墾的成效，關(guān)系到復(fù)墾工程實(shí)施過程中，以及復(fù)墾后的土地是否會(huì)遭受礦山次生地質(zhì)災(zāi)害的危害。表土剝離主要有露采礦山表土剝離、井采礦山塌陷區(qū)表土剝離、工業(yè)場(chǎng)地（堆場(chǎng)等）表土剝離幾種。表土剝離區(qū)厚度變化較大時(shí)，一般采用三角剖分法進(jìn)行剝離土方量計(jì)算，地勢(shì)較平坦時(shí)可采用方格網(wǎng)法。在山區(qū)，當(dāng)選擇溝谷作為表土堆場(chǎng)時(shí)，要做好上游來水的截、排措施，避免成為渣土泥石流的物源。土石方開挖是工程初期以至施工過程中的關(guān)鍵工序。當(dāng)?shù)V山廢渣土（石）堆場(chǎng)的允許高度、最大角度不滿足邊坡穩(wěn)定性要求時(shí)，也需要對(duì)其進(jìn)行削坡。（2）土質(zhì)邊坡當(dāng)復(fù)墾的露采礦山邊坡為土質(zhì)邊坡時(shí)，可根據(jù)邊坡土的類型、密實(shí)度，查表判別邊坡的穩(wěn)定性，符合表中所列條件的，可不進(jìn)行削坡工程設(shè)計(jì)，不符合的，則需削坡，以降低邊坡高度或角度（表8表8表8表86），確保邊坡的穩(wěn)定性。在削坡開階工程設(shè)計(jì)中，要根據(jù)邊坡體的巖土體性質(zhì)、地質(zhì)環(huán)境條件、場(chǎng)地條件等確定合理的坡度角、臺(tái)階高度、寬度及臺(tái)階數(shù)。）的小于55其它條件同上，但巖石具有裂縫40～45具有軟弱裂縫或節(jié)理的硬巖，軟弱面對(duì)開挖面的傾角為35176。的軟弱面10～40邊坡的巖石強(qiáng)裂風(fēng)化（泥質(zhì)巖、粘土質(zhì)砂巖、粘土質(zhì)頁巖、等等）以及容易碎散和剝落的巖石軟弱面對(duì)開挖面呈20176。10Ⅲa堅(jiān)固的巖石堅(jiān)固的石灰?guī)r，不堅(jiān)固的花崗巖，堅(jiān)固的砂巖，堅(jiān)固的大理巖，白云巖，黃鐵礦。Ⅶa軟巖微砂質(zhì)粘土，黃土，細(xì)礫石。再通過宕穴的回填土壤，加入水分和肥料，就為植物生長提供了一個(gè)空間。放坡開挖應(yīng)符合下列要求：（1）當(dāng)場(chǎng)地條件允許，并經(jīng)驗(yàn)算能保證邊坡穩(wěn)定性時(shí)，可采用放坡開挖方式。圖85 排水溝渠開挖斷面示意圖三、土石方回填土石方回填是指將填筑材料（土、石）回填至低洼地，再經(jīng)過平整、碾壓，從而使復(fù)墾區(qū)地表相對(duì)平整，符合所確定的土地復(fù)墾方向的用地要求。用推土機(jī)來回行駛進(jìn)行碾壓，履帶應(yīng)重疊寬度的一半。汽車不能在虛土上行駛，卸土推平和壓實(shí)工作須采取分段交叉進(jìn)行。泥漿泵大多為電動(dòng)設(shè)備，停電則無法施工；④減少水的消耗是降低成本的關(guān)鍵。在填挖過程中和工程竣工時(shí)，都要進(jìn)行測(cè)量，并做好記錄，以保證最后形成的復(fù)墾地符合設(shè)計(jì)規(guī)定的平面和高程。填方的壓實(shí)一般采用碾壓、夯實(shí)、振動(dòng)夯實(shí)等方法。在復(fù)墾工作中，盡量減少外運(yùn)進(jìn)、出的土方量的工作，不僅關(guān)系復(fù)墾費(fèi)用，而且對(duì)復(fù)墾平面布置有很大的影響。為了充分發(fā)揮施工機(jī)械的效率，便于組織施工，避免不必要的往返運(yùn)輸，還要繪制土石方調(diào)配圖，明確各地塊的工程量、填挖施工的先后順序、土石方的來源和去向，以及機(jī)械、車輛的運(yùn)行路線等。由于井下充填工程也屬于一種人工支護(hù)采礦法（即在礦房或礦塊中，隨著回采工作面的推進(jìn)，向采空區(qū)送入充填材料，以進(jìn)行地壓管理、控制圍巖崩落和地表移動(dòng)，并在形成的充填體上或在其保護(hù)下進(jìn)行回采。通過測(cè)井（波速、自然電位、放射性、超聲成像等），可以了解采空區(qū)“三帶”分布及鉆孔揭露地層的巖土力學(xué)性質(zhì)。二、井下充填工程根據(jù)所用充填材料和輸送方式不同，井下充填可分三類：①干式充填法，充填材料為專用露天采石場(chǎng)采出的碎石、露天礦剝離或地下礦采掘的廢石等。充填工藝如下：矸石礦車經(jīng)推車機(jī)推入翻車機(jī)，翻車機(jī)翻矸到矸石倉，由矸石倉下口入給料機(jī)，將矸石轉(zhuǎn)載到充填配巷的運(yùn)輸機(jī)、充填巷機(jī)尾驅(qū)動(dòng)式矸石輸送機(jī)，然后運(yùn)至充填機(jī)，由充填機(jī)充填到充填巷內(nèi)。而體積濃度則主要取決于顆粒大小與組成。礦山開采過程中進(jìn)行的廢渣土，尤其是尾砂，大量的壓占土地，污染環(huán)境，有時(shí)還會(huì)成為安全隱患，故應(yīng)該盡量將礦山廢棄的固形物充填井下，一方面可減少地表土地壓占，另一方面也可以減少環(huán)境污染。超高水材料充填方法主要有開放式、全袋（包）式、混合式充填法等。充填后地表變形量越小、影響范圍越小，表明充填開采效果越好；地表變形量越大、影響范圍越大，表明充填開采效果越差。圖812 斜井、平硐井口封堵示意圖封填報(bào)廢的立井、斜井和平硐時(shí)，必須做好隱蔽工程記錄，并繪制工程圖歸檔。尾礦庫閉庫工程一般包括閉庫前的安全評(píng)價(jià)、閉庫設(shè)計(jì)與施工、閉庫安全驗(yàn)收等工作?？刹扇》至鳌⒔亓鞯却胧⒑樗胖翈焱?。在高發(fā)地震區(qū)，尾礦庫作業(yè)期間發(fā)生地震時(shí)，松散沉積的尾礦可能液化，引起大規(guī)模的流動(dòng)型滑坡。有時(shí)選用緩于5：1的壩坡更為可取。例如，在尾礦沉積層上種植引進(jìn)的草本植物可能適宜用作家畜牧區(qū)，而可能不適宜于野生生物的生態(tài)環(huán)境。停用的尾礦庫經(jīng)閉庫治理雖能為其長期安全穩(wěn)定打下一個(gè)堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，但閉庫后的尾礦庫仍是一個(gè)危險(xiǎn)源，要維持尾礦庫長期安全穩(wěn)定還必須進(jìn)行長期維護(hù)管理。施工單位在施工結(jié)束后應(yīng)編制竣工報(bào)告和竣工圖；在工程竣工后，建設(shè)單位應(yīng)按規(guī)定程序進(jìn)行安全驗(yàn)收評(píng)價(jià)。有的尾礦壩總體坡比過陡，可采取上部削坡下部壓坡方式放緩坡比。為安全可靠，閉庫的尾礦庫常開設(shè)永久性溢洪道排洪。在閉庫治理方案設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)對(duì)整個(gè)尾礦庫的觀測(cè)設(shè)施進(jìn)行檢查、評(píng)述，對(duì)已損壞的和不符合要求的觀測(cè)設(shè)施進(jìn)行修復(fù)和重建，根據(jù)需要新增部分位移、變形監(jiān)測(cè)樁和浸潤線觀測(cè)孔，并在閉庫期間進(jìn)行連續(xù)觀測(cè)。第五節(jié) 邊坡支護(hù)工程設(shè)計(jì)在礦山土地復(fù)墾工程中會(huì)遇到各類自然邊坡和人工邊坡，復(fù)墾單元中邊坡的穩(wěn)定性關(guān)系到次生地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生和復(fù)墾工程的有效性，這在露采礦山土地復(fù)墾工程設(shè)計(jì)中尤顯重要，應(yīng)準(zhǔn)確評(píng)估邊坡的穩(wěn)定性，有針對(duì)性地進(jìn)行邊坡防護(hù)工程設(shè)計(jì)。（1）自然歷史分析法自然歷史分析法也叫成因歷史分析法，主要用于天然斜邊的穩(wěn)定性評(píng)價(jià)。在此基礎(chǔ)上，對(duì)比影響斜坡穩(wěn)定性的營力因素和斜坡成因。它是一種簡(jiǎn)便、直觀、形象的綜合圖解方法。圖813 赤平極射投影立體示意圖如圖813所示，外圓為投影球，經(jīng)過球心的平面與上半球球面的交線為圓弧NAS，它就是該平面的球面投影，該面法線與球面的交點(diǎn)Q為法線的球面投影?？捎肞O來描述直線QO的產(chǎn)狀，PO為傾向線，圓弧QE的投影EP可表示直線QO的傾角。如圖814（c），結(jié)構(gòu)面J1的傾向線AO為滑動(dòng)方向。瑞典條分法（1）圓弧滑動(dòng)法瑞典條分法是指簡(jiǎn)單均質(zhì)土坡，取一假定滑弧圓心為O，半徑為R和滑弧AC。（3）平面滑動(dòng)法圖817 巖質(zhì)邊坡平面滑動(dòng)法示意圖采用平面滑動(dòng)法時(shí)，邊坡穩(wěn)定性系數(shù)可按下式計(jì)算： （88）式中：W——巖土體的重度（kN／m3）； C——結(jié)構(gòu)面的粘聚力（kPa）； α——結(jié)構(gòu)面的內(nèi)摩擦角（176。）。②由土條自重Wi在滑弧上引起的法向力所產(chǎn)生的抗滑力為： （83）式中：為滑動(dòng)面上的摩擦角。對(duì)于復(fù)雜力系作用下的崩塌體，根據(jù)赤平極射投影的原理，將地質(zhì)體全部要素表示于赤平極射投影圖上，并對(duì)得到的投影圖進(jìn)行分析，可以確定崩塌體上的結(jié)構(gòu)面和臨空面的空間組合關(guān)系，確定崩塌體上可能不穩(wěn)定楔形結(jié)構(gòu)體的幾何形態(tài)、規(guī)模大小，以及他們的空間位置和分布，也可以確定不穩(wěn)定結(jié)構(gòu)體的可能變形位移方向，直觀地作出崩塌體穩(wěn)定性狀態(tài)評(píng)價(jià)。它們?cè)谧灾亓ψ饔孟碌幕品较颍话闶怯蓛蓚€(gè)或多個(gè)結(jié)構(gòu)面的組合交線的傾斜方向控制，可以根據(jù)結(jié)構(gòu)面赤平極射投影圖判斷這類崩塌體的滑移方向。此圓弧就是NAS面的赤平極射投影。它以一個(gè)球體作為投影工具，以球的中心（球心）作為比較物體的幾何要素（點(diǎn)、線、面）的方向和角距的原點(diǎn)，并以通過球心的一個(gè)水平面作為投影平面。上述6個(gè)方面的相似程度是使用對(duì)比法的基本依據(jù)。（2）工程地質(zhì)類比法傳統(tǒng)的工程類比分析法有自然斜坡類比法、觀測(cè)地質(zhì)現(xiàn)象判斷斜坡穩(wěn)定法等。一、邊坡防護(hù)等級(jí)劃分與安全系數(shù)確定邊坡防護(hù)等級(jí)劃分邊坡防護(hù)等級(jí)應(yīng)按其損壞后可能造成的破壞后果（危及人的生命、造成經(jīng)濟(jì)損失、產(chǎn)生社會(huì)不良影響）的嚴(yán)重性、邊坡類型和坡高等因素，根據(jù)下表確定安全等級(jí)（表815）。（2）環(huán)境因素：氣候、氣象和城鎮(zhèn)、居民區(qū)分布，尾礦庫使用前該地區(qū)環(huán)境狀況及尾礦庫使用后造成的污染評(píng)價(jià)等。同時(shí)應(yīng)將原排洪系統(tǒng)進(jìn)行可靠的封堵。常用的有輻射井、虹吸井、水平頂管與垂直沙袋井組合型式、自流排滲井、水平排滲管等方法。閉庫治理方案主要包括壩體整治、排洪系統(tǒng)整治、周邊環(huán)境整治和觀測(cè)設(shè)施完善等內(nèi)容。尾礦庫閉庫管理幾項(xiàng)要求尾礦庫閉庫設(shè)計(jì)施工方案報(bào)安全生產(chǎn)監(jiān)督管理部門審批合格后，企業(yè)方可組織進(jìn)行尾礦庫閉庫施工，根據(jù)安全生產(chǎn)監(jiān)督管理部門批準(zhǔn)的閉庫設(shè)計(jì)確定的工程等級(jí)，并按照建設(shè)程序規(guī)定，分別委托具有相應(yīng)資質(zhì)的單位承擔(dān)閉庫治理工程施工和施工監(jiān)理。尾礦庫閉庫驗(yàn)收尾礦庫閉庫安全驗(yàn)收由省級(jí)以上安全生產(chǎn)監(jiān)督管理部門負(fù)責(zé)并組織實(shí)施，安全驗(yàn)收的閉庫工程安全設(shè)施必須符合己批準(zhǔn)的閉庫設(shè)計(jì)文件規(guī)定和有關(guān)施工驗(yàn)收規(guī)程的要求。如果尾礦含有黃鐵礦，隨著廢棄尾礦庫內(nèi)地下水降低，非飽和帶內(nèi)黃鐵礦氧化急劇加速，引起PH降低和游離金屬污染物增加。3）水文穩(wěn)定性。③對(duì)現(xiàn)存壩體的穩(wěn)定性（靜力、動(dòng)力及滲流）做出評(píng)價(jià)。評(píng)價(jià)機(jī)構(gòu)向企業(yè)出具的尾礦庫安全評(píng)價(jià)報(bào)告應(yīng)當(dāng)包括下列內(nèi)容：（1）不良地質(zhì)現(xiàn)象對(duì)尾礦壩（庫）安全造成不利影響的情況；（2）壩體結(jié)構(gòu)、構(gòu)造的情況；（3）壩體沉陷、裂縫、坍塌、位移的情況；（4）壩面滲流破壞情況（包括管涌、流土等現(xiàn)象）；（5）執(zhí)行尾礦規(guī)程壩安全超高和沉積灘長度規(guī)范的情況；（6）尾礦堆積壩坡比及壩面防護(hù)的情況；（7）壩內(nèi)排滲設(shè)施效果及壩體浸潤線觀測(cè)的情況；（8）尾礦壩靜力、動(dòng)力和滲流穩(wěn)定分析結(jié)果；（9）尾礦庫防洪標(biāo)準(zhǔn)；（10）尾礦庫調(diào)洪與排洪能力的情況；（11）排洪構(gòu)筑物完好程度及可靠性的情況。平面結(jié)構(gòu)體系拆除：先讓機(jī)械把板拆除然后分主次斷開破碎大梁，先拆內(nèi)部墻體后再拆除外圍墻體，逐步向外圍進(jìn)行擴(kuò)展；豎直結(jié)構(gòu)體系拆除：可先拆除非承重結(jié)構(gòu)，再拆除承重結(jié)構(gòu)；先拆墻體，后拆斷柱的順序逐步推進(jìn)。第三節(jié) 井口封堵及建筑物拆除工程根據(jù)礦山管理的有關(guān)規(guī)定，當(dāng)?shù)V山閉坑（服務(wù)期滿）時(shí)，應(yīng)編制閉坑報(bào)告，實(shí)施相關(guān)閉坑工程，其中也包括了井口封堵及建筑物拆除工程，但現(xiàn)實(shí)存在一些無主礦山、政策性關(guān)閉礦山、小型老礦山、在生產(chǎn)礦山部分結(jié)束開采且不再利用的礦段等，存在不少廢棄井口、廢棄建構(gòu)筑物，而由此引起的私挖盜采、安全事故屢見不鮮，故在進(jìn)行礦山土地復(fù)墾時(shí)，要對(duì)礦山井巷設(shè)計(jì)圖、施工圖、現(xiàn)狀分布圖進(jìn)行收集，并進(jìn)行實(shí)地對(duì)比調(diào)查，查明廢棄的井口和建構(gòu)筑物現(xiàn)狀，針對(duì)性的設(shè)計(jì)井口封堵及建筑物拆除工程。綜上可知，不同的充填材料及充填方法具有不同的充填效果。超高水材料充填超高水材料充填開采技術(shù)可廣泛應(yīng)用于所有地下礦床開采及隱蔽大空洞的充填工程中。③膏體泵送膠結(jié)充填充填骨料有全尾砂、幫磨砂、粉煤灰、普通硅酸鹽水泥、磨碎爐渣等。尾砂（粉煤灰）充填（1）尾砂（粉煤灰）充填分類①分級(jí)尾砂充填分級(jí)尾砂充填工藝曾經(jīng)是我國應(yīng)用最廣泛的一種充填工藝，包括分級(jí)尾砂膠結(jié)充填和非膠結(jié)充填。②水力充填法，充填材料為砂、碎石、選廠尾砂或爐渣等。采空區(qū)穩(wěn)定性勘查與評(píng)價(jià)深度，一般控制在300~500m，其原因主要是更深的采空區(qū)，即使頂板塌落，變形也難以反應(yīng)至地表，再者深部物探成果解釋的準(zhǔn)確性較差，深部鉆探驗(yàn)證費(fèi)用支出較高。一、采空區(qū)穩(wěn)定性評(píng)價(jià)在開展老采空區(qū)地表復(fù)墾前，應(yīng)對(duì)采空區(qū)進(jìn)行穩(wěn)定性調(diào)查與評(píng)價(jià)，其方法主要是收集資料、地面調(diào)查、地球物理勘探與鉆探。圖87 方格網(wǎng)法土方調(diào)配圖首先，劃分調(diào)配區(qū)，在對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行實(shí)測(cè)的情況下，在場(chǎng)地平面圖上畫出各區(qū)的挖填方分界線（即零線），再根據(jù)地形條件，把各區(qū)塊的挖方區(qū)和填方區(qū)再行當(dāng)?shù)貏澐譃槿舾蓚€(gè)調(diào)配區(qū)。土石方工程量計(jì)算一般規(guī)則（1）土方體積，均以挖掘前的天然密實(shí)體積為準(zhǔn)計(jì)算。較小面積的填土工程，則宜用夯實(shí)工具進(jìn)行壓實(shí)。場(chǎng)地設(shè)計(jì)標(biāo)高選擇的原則是：①在滿足總平面設(shè)計(jì)的要求以及場(chǎng)外工程設(shè)施的標(biāo)高相協(xié)調(diào)的前提下，考慮挖填平衡，以挖作填；②如挖方少于填方，則要考慮土方的來源，如挖方多于填方，則要考慮棄土堆場(chǎng)；③場(chǎng)地設(shè)計(jì)標(biāo)高要高出區(qū)域最高洪水位，在嚴(yán)寒地區(qū)，場(chǎng)地的最高地下水位應(yīng)在土壤凍結(jié)深度以下；④要保持地下水位埋深在2m左右，以避免產(chǎn)生土壤鹽漬化。圖86 泥漿泵吸法場(chǎng)地平整場(chǎng)地平整就是將復(fù)墾區(qū)地面改造成復(fù)墾工程所要求的設(shè)計(jì)平面，場(chǎng)地平整時(shí)全場(chǎng)地兼有挖方和填方工程。土地復(fù)墾工作本著因地制宜原則，對(duì)于礦山采空塌陷常年積水區(qū)，水域保留是十分必要的，但要保證水域質(zhì)量，常采用挖深墊淺改造水域面積及積水深度。②鏟運(yùn)機(jī)填土鏟運(yùn)機(jī)鋪土，鋪填土區(qū)段，長度不宜小于20m，寬度不宜小于8m。土石方回填土石方回填方法主要有兩種：（1）人工回填土方法由于復(fù)墾場(chǎng)地通行條件的限制，如宕穴覆土、蓄土槽覆土、堆場(chǎng)表層覆土的最后環(huán)節(jié)都需人工才能完成。坡腳附近有局部深坑時(shí)，應(yīng)按深坑深度驗(yàn)算邊坡穩(wěn)定性；（2）應(yīng)根據(jù)土層性質(zhì)、開挖深度、荷載等通過計(jì)算確定坡體坡度、放坡平臺(tái)寬度。開挖尺寸應(yīng)根據(jù)擬種植的植被種類生長要求確定。Ⅸ松散巖石砂，細(xì)礫，松土，采下的煤。6Ⅳa相當(dāng)堅(jiān)固的巖石砂質(zhì)頁巖，混質(zhì)砂巖。傾角的所有巖類20～30Ⅲ軟巖（粘土質(zhì)與砂質(zhì)一粘土質(zhì)巖石）樣品抗壓強(qiáng)度：α≤785104Pa對(duì)于粘性（粘土質(zhì)）巖石為：樣品強(qiáng)度，軟弱面（軟面夾層、層間接觸面）方向不利。30～45具有軟弱裂縫的硬巖、軟弱面對(duì)開挖面的傾角為20176。圖82 削坡開階示意圖削坡開階形成的最終邊坡角越緩，剝巖量越大，從經(jīng)濟(jì)指標(biāo)考慮，邊坡角應(yīng)盡可能加大。表84 碎石土邊坡參考數(shù)值土體綜合密實(shí)度邊坡高度（m）10m以內(nèi)20m以內(nèi)20~30m膠結(jié)的1：1：~1：1：密實(shí)的1：1：~1：1：~1：中等密實(shí)的1：~1：1：11：~1：大多數(shù)塊徑大于40cm1：1：1：~1：多數(shù)塊徑大于25cm1：1：1：1~1：一般小于25cm1：1：1：~1：注：①含土多時(shí)還需按土質(zhì)邊坡進(jìn)行驗(yàn)算；②含碎石多且松散時(shí)，可視具體情況挖成折線形或臺(tái)階形；③如大塊石中有較多粘性土?xí)r，邊坡一般為1：1~1：。礦山邊坡類型多樣，具體劃分類型見表82。明挖除使用