[发明专利]一种凹陷露天矿采矿坑内排土的原位挡土坝及施工方法

说明书

本发明公开了一种凹陷露天矿采矿坑内排土的原位挡土坝及施工方法，一种凹陷露天矿采矿坑内排土的原位挡土坝，括原位坝体、预埋排水涵管和坝前基坑；所述预埋排水涵管位于原位坝体的最低水平垂直截面上，通过开挖原位坝体、预埋、填土而成；预埋排水涵管入水口区域铺设大尺寸块石，防止泥沙混入，出水口与采场排水系统相连；所述坝前基坑位于原位坝体与内排土场一侧，深度为矿山初步设计的台阶高度，宽度等于原位坝体底部宽度。原位挡土坝能够有效利用原生结构致密的未扰动岩土体，具有抗剪切抗倾覆强度大、施工速度快、工程造价低的优点，可提高采场作业安全和露天矿采坑最终边坡体稳定。

技术领域

本发明属于露天矿山工程地质灾害防控领域，涉及一种凹陷露天矿采矿坑内排土的原位挡土坝及施工方法。

背景技术

边坡稳定是露天矿安全开采的前提，滑坡灾害容易造成人员伤亡和设备损毁。内排土是利用采场空间进行排土的一种方式，一方面，解决外排土场库容不足的难题，降低矿山排土费用；另一方面，排土体可以反压采场最终边坡体，提高边坡的稳定性。但内排土如果直接堆放露天采坑，在重力水平分力和雨水侵蚀作用下，松散岩土体将发生位移沉降，极易出现沿着底板接触面滑移，影响采场工作面作业安全。

构筑人工挡土坝是露天矿山常用的防止排土场滑坡的安全措施，通常由混凝土一次或分次浇筑而成，申请号为201220260324.5的专利中提到的一种边坡支护挡土坝，存在施工难度大、工程造价高、建造时间长等问题，同时在排土体长期挤压和雨水侵蚀作用下，容易发生倾覆的危险。

发明内容

本发明针对上述问题，提出利用凹陷露天矿采坑无矿天窗或贫矿区域的原生地质构造岩土体，原位开挖形成的一种挡土坝，涉及一种利用无矿天窗区域或贫矿区域原位开挖而成，承载内排土边坡稳定作用的原位挡土坝。本发明包括原位坝体、坝前基坑、预埋排水涵管。

本发明至少通过如下技术方案之一实现。

一种凹陷露天矿采矿坑内排土的原位挡土坝，包括原位坝体、预埋排水涵管和坝前基坑；

所述预埋排水涵管位于所述原位坝体的最低水平垂直截面上，通过开挖原位坝体、预埋、填土而成；所述预埋排水涵管入水口区域铺设大尺寸块石，出水口与采场排水系统相连；

所述坝前基坑位于所述原位坝体与内排土场一侧，深度为矿山初步设计的台阶高度、宽度等于所述原位坝体底部宽度，所述原位挡土坝垂直于边坡体，所述原位挡土坝和所述边坡体上设有在线位移监测系统。

优选的，所述原位挡土坝主要由矿山既有挖掘设备一次性开挖无矿天窗区域岩土体或低品位矿体而成。

优选的，所述原位挡土坝垂直截面为不等腰梯形。

优选的，所述原位挡土坝长度等于内排土体最下部台阶长度。

优选的，所述原位挡土坝顶宽度大于矿山自卸汽车、装载机或者铲车设备行车宽度。

优选的，所述原位挡土坝与内排土体接触侧面的坡面角小于45°。

优选的，所述原位挡土坝高度大于或等于采场台阶高度。

优选的，原位挡土坝临空侧面的坡面角为矿山初步设计的工作台阶坡面角。

根据所述的一种凹陷露天矿采矿坑内排土的原位挡土坝的施工方法，包括以下步骤：

步骤a、根据内排土体的体积和台阶数目，估算凹陷露天矿采坑容积，在无矿天窗区域，选择并预留原位挡土坝的位置，避开膨胀土层或高品位矿体区域；

步骤b、利用矿山既有挖掘设备，按照原位挡土坝的几何参数，一次性开挖成型，开挖方向垂直露天采坑最终边坡体，从采坑上盘向下盘开挖；