排土场设计安全专篇

xx有限公司 排土场初步设计

安全专篇

工程号：LXCK-H10042

总 经 理： 副 总 工： 项目负责人：

2010年7月

目 录

1 设计依据................................................................................................. 1

1.1 建设项目依据的批准文件和相关的合法证明 ......................... 1 1.2 国家、地方政府和主管部门的有关安全规定 ......................... 1 1.3 设计依据的技术规范、规程和标准 ......................................... 2 1.4 设计依据的基础资料 ................................................................. 2 2 工程概述................................................................................................. 3

2.1 排土场概述 ................................................................................. 3 2.2工程设计中涉及安全问题的新科研成果、新工艺、新技术、新设备 ............................................................................................... 16 2.3 影响排土安全的主要因素及防范措施 ................................... 16 2.4 排土场安全状况及对周边安全环境的影响 ........................... 24 2.5 存在的问题和建议 ................................................................... 25 3 排土场主要影响因素的可靠性分析 .................................................. 25

3.1 排土场边坡稳定性分析 ........................................................... 25 3.2 排土场防洪能力及防洪设施可靠性分析 ............................... 29 3.3排渗及观测设施可靠性分析 .................................................... 30 3.4 排土场通讯设备的可靠性分析 ............................................... 30 3.5 排土场的安全管理可靠性分析 ............................................... 30 4 排土场的安全管理 .............................................................................. 31

4.1 排土场安全管理要求 ............................................................... 31 4.2安全管理机构 ............................................................................ 31 4.3 排土场安全检查 ....................................................................... 32 4.4 排土场防汛 ............................................................................... 33 4.5 制定应急救援预案 ................................................................... 33 5 安全专项投资概算 .............................................................................. 34 6 结论与建议 .......................................................................................... 35

1 设计依据

1.1 建设项目依据的批准文件和相关的合法证明

（1）企业法人营业执照。

1.2 国家、地方政府和主管部门的有关安全规定

（1）设计依据的法律、法规 1）《中华人民共和国安全生产法》； 2）《中华人民共和国劳动法》； 3）《中华人民共和国矿山安全法》； 4）《中华人民共和国矿山安全法实施条例》； 5）《中华人民共和国职业病防治法》； 6）《中华人民共和国环境保护法》； 7）《中华人民共和国环境噪声污染防治法》； 8）《中华人民共和国固体废物污染环境防治法》； 9）《建设项目环境保护管理条例》（国务院第253号令）； 10）《地质灾害预防条例》（国务院第394号令）。 （2）依据的主要文件

1）《国家安全监管总局关于进一步加强非煤矿山排土场安全生产工作的通知》安监总管一〔2008〕199号；

2）《生产经营单位安全培训规定》（国家安全生产监督管理总局2006年3号令）；

3）《劳动保护用品监督管理规定》（国家安全生产监督管理总局2005年1号令）；

4）《河北省人民政府关于印发〈落实生产经营单位安全生产主体责任暂行规定〉》（冀政[2006]69号）；

5）《河北省安全生产监督管理局〈关于加强金属非金属矿山安全基础管理的实施意见〉》（冀安监管一[2007]127号）；

承德龙兴矿业工程设计有限责任公司 1

6）《关于印发〈河北省非煤矿山建设项目安全评价、安全设施设计审查与竣工验收实施办法的通知〉》（冀监管一[2005]55号）；

7）承德市《关于进一步加强金属非金属矿山采空区治理和排土场安全管理工作的通知》承市安监字[2008]380号。 1.3 设计依据的技术规范、规程和标准

（1）《有色金属矿山排土场设计规范》（GB 50421-2007）； （2）《金属非金属矿山安全规程》（GB 16423-2006）； （3）《厂矿道路设计规范》（GBJ 22-1987）； （4）《建筑抗震设计规范》（GB 50011-2001）； （5）《矿山安全标志》（GB 14161）；

（6）《金属非金属矿山排土场安全生产规则》（AQ 2005-2005）； （7）《一般工业固体废物贮存、处置场污染控制标准》（GB 18599-2001）；

（8）《大气污染物综合排放标准》（GB 16297-1996）；

（9）《工业企业厂界噪声标准》（GB 12348-1990的Ⅲ类标准）； （10）《工业企业设计卫生标准》（GBZ 1-2002）； （11）《工业场所有害因素职业接触极限》（GBZ 2-2002）； （12）《采矿设计手册》。 1.4 设计依据的基础资料

（1）与企业签定的委托合同书； （2）xx有限公司提供的排土场地形图；

（3）承德市工程勘察院2010年6月提交的《顺昌矿业采区排土场挡土墙岩土工程勘察报告》；

（4）现场调查资料和矿方提供的其他资料； （5）《承德水文图集》（1989年3月）； （6）本次编写的初步设计。

承德龙兴矿业工程设计有限责任公司 2

2 工程概述 2.1 排土场概述 2.1.1 排土场位置

xx有限公司刁家后沟排土场位于韩麻营镇汤头沟村。距离县城15 km，距韩麻营镇5km，行政区划属韩麻营镇汤头沟村。

排土场与韩麻营镇之间有村村通公路相连，交通方便。 排土场挡土墙中心坐标：X：4564062.5

Y：39570605

2.1.2排土场现状及周边环境

（1）排土场生产现状

xx有限公司刁家后沟排土场已进行了大量排放采场甩废，废弃物排放采用皮带－推土机工艺，现在排放最高平台标高为969m，堆放极不规范，平台高低不平，外坡角对数地点较陡，最陡处阶段高度达48m高没有留设马道，堆积边坡角达到34度。

该排土场没有建设任何安全设施。现排土工艺采用压坡脚式，排土工艺使用和排土顺序不是很正规。

（2）排土场周边环境

xx有限公司刁家后沟排土场位于韩麻营镇汤头沟村刁家后沟内，此沟内没有居民，没有耕地。排土场下游距离最近的居民点为570m，不会产生影响。

排土场北侧山梁后有一露天采场，相距400m，又有山梁相隔，相互不存在影响。

排土场的西侧和南侧是企业自己的三个采场，西侧的第二采场由于矿石品位太低，没有开采价值，已经停产不采多年，以后也不在开采，排土场可以占用；靠南侧的第一和第三采场是企业正在生产的采区，该采区2009年12月由承德信诚矿山工程设计有限责任公司进行了开采设

承德龙兴矿业工程设计有限责任公司 3

计，设计采场的最终开采境界和排土场最终堆积境界最近距离为50m，不存在相互影响，但采场爆破时要统一布置避炮。

排土场的南侧与采场之间紧邻自己的干选车间，排土场的堆积物也就是此车间干选后的废弃物。 2.1.3 排土场地质概况

（1）排土场自然气象和地形、地貌

本区属大陆性季风型气候，冬季长而寒冷，夏季短而炎热。多年平均气温9.0℃，最高气温41.5℃，最低气温-23.3℃；多年平均降水量585mm，最大降水量853.90mm，降水多集中在7、8、9月；标准冻度1.26ｍ，最大降雪深度27cm，基本雪压0.3KPa；历年最多风向为西北, 最大风速20m/s，极大风速为26m/s，最大风力9级，平均为1～2级。

库区属侵蚀构造中低山区，沟谷纵深走向东西，地势南高北低。库区位于荒山沟谷之中，沟谷纵横，且向沟谷纵深处十分为开阔，沟谷横断面呈“V”型。山谷和冲沟两岸的山坡上分布有第四系沉积。两侧山体倾角约27o～33o，挡土墙处沟谷狭窄，两侧山体基本对称。

（2）排土场工程地质条件

采用地面调查及钻探相结合的方法进行勘探，布置勘探点7个，按地基岩土的物质组成、结构构造特征、物理力学性质、成因类型，场区地层自上而下划分为二个工程地质层，依次为：①角砾、②辉长岩，分层描述如下：

第一层 ①角砾

黄褐色,湿,稍密-中密,骨架颗粒成分以辉长岩、石英岩等为主,粒径大于2mm颗粒质量占总质量50%以上，充填物以粘性土为主,颗粒级配较差，局部夹有粉土薄层。该层厚度一般为2.10~8.50m。

第二层 辉长岩 ②强风化辉长岩

褐灰色，裂隙发育，已风化成碎块状，矿物成份以斜长石为主，

承德龙兴矿业工程设计有限责任公司 4

睛色矿物多为黑云母，另有少量角闪石，具混染现象。该层厚度一般为0.90~1.90m。

②中风化辉长岩

褐灰色，裂隙较发育，中粒半自形结构，块状构造，矿物成份以斜长石为主，睛色矿物多为黑云母，另有少量角闪石，具混染现象，岩石质量等级为Ⅳ类。

该层全区分布，层位稳定，工程地质特性稳定，是良好的地基持力层。

（2）排土场水文地质 地下水的补给来源有两部分：

1）大气降水补给为主要来源。库区大部分岩层裸露，构造发育，地表岩石比较破碎，大气降水通过地表风化带，构造、裂隙等下渗补给地下水。

2）地表水的下渗是形成地下水的又一来源。 （3）地基工程分析 1）场地土地震效应

本区地震抗震设防烈度为6度，设计基本地震加速度值为0.05g。设计特征周期0.45S.地震设计分组第二组.

2） 地质构造与场地稳定性及适宜性

根据地面调查及钻探结果，按地基岩土的物质组成、结构构造特征、物理力学性质、成因类型，场区地层自上而下划分为二个工程地质层，场区工程地质条件简单，两侧岩体倾角约27o～33o ，挡土墙两侧山体基本对称，尚未发现有新近构造活动痕迹，未发现不良地质现象，无坍塌、滑坡、泥石流等地质灾害发生，沟谷纵深出较为开阔，因此，该处适宜筑坝。

据邻区经验场地等效剪切波速约为350m/s，场地土为中硬土，场地类别属Ⅱ类场地，场地抗震设防烈度为6度，设计地震分组为第二组，设计基本地震加速度值为0.05g，设计特征周期为0.45s，场地稳定性较好，属建筑抗震有利地段，有利于该项工程建设。

承德龙兴矿业工程设计有限责任公司 5

（4）地质勘察结论

结合现场测试及地区经验，综合考虑，场地无不良地质现象，挡土墙处两侧山体基岩裸露，且岩石致密坚硬，山体稳定，无坍塌、滑坡、泥石流等地质灾害发生的迹象，岩土工程地质条件较好，适宜筑坝；建议采用天然地基方案，基础直接座于中风化辉长岩之上，以防止排土场内土体产生侧滑或位移。

根据岩土层的密实程度、本区经验及相应规范要求，建议：中风化辉长岩的地基承载力特征值为fak = 4000KPa，内摩擦角ф取41o为宜，内聚力C=2Mpa，弹性模量取500Mpa为宜，其渗透系数取0.001m/d。 2.1.4 主要建设方案

（1）浆砌石挡土墙设计

为了增加排土场的稳定性、拦截渗出污泥和减小滚石危害，设计在排土场下游设置挡土墙。

挡土墙为浆砌石结构，顶部标高497m，基础要座落在中风化辉长石基岩上，挡土墙轴线长（顶面）56.46m。中心部位地面上墙高5m。

设计参数为浆砌石挡墙顶宽3.0m，下游按1：0.3坡比建设，里坡垂直。

（2）排洪设施设计 1）排洪沟

为了排出场区内汇水，设计在排土场西南侧堆积境界外以不小于4％坡降修建排洪沟，排洪沟采用浆砌石结构，水泥抹面。排洪沟断面规格为2.5m（宽）×1.5m（高）。

设计排洪沟上游点坐标为：X＝4564127 Y=39570086 Z=1022, 出口坐标为：X＝4563959.5 Y=39570581 Z=917.5。

2）截洪沟

为了防止大气降水流入排土场，在排土场东北部堆积范围外修建

承德龙兴矿业工程设计有限责任公司 6

截洪沟，采用浆砌石结构，水泥抹面。断面规格为0.6m（宽）×0.5m（高）。

3）雨季临时排洪沟

每年雨季前，要在排土场工作台阶高度修建临时排洪沟把洪水疏导入主排洪沟，临时排洪沟可以采用毛沟结构，断面1.0m（宽）×1.0m（高）。

4）马道排水沟

为了排出坡面降水，在每个马道平台设置马道排水沟，马道排水沟采用浆砌石结构，水泥抹面。断面为0.4m（宽）×0.4m（高）。

（3）排渗设施及位移观测设施设计 1）排渗设施

为增加排土场稳定和有效排渗，挡土墙加设排水管3根，排水管采用Φ200的PVC管，铺设坡度为3％，间隔为5m。

浆砌石挡墙施工时要在地面向上1.0m高处留设泄水孔，每升高1.0m留设一排。泄水孔断面为100mm×100mm。

2）堆积体位移观测设施

设计在915m、930m、945m、960m、975m、990m、1005m标高马道设置堆体位移观测桩，并在北侧山体设置观测基点桩，对堆体位移情况进行观测。

（4）照明设施设计

为了保证排土场和排土公路夜间作业安全，在排土场两侧的山梁和公路上要设置探照灯，设置数量应满足照明需要。

（5）原有堆积坡处理

由于该排土场已经使用，堆积坡外坡比较陡。

设计将坡面较陡部分和高出设计部分用挖掘机削除，按着本次设计就近堆积至低洼处，以保证坡面平整；排土场平台向排土场的后部要有3％的反坡。

承德龙兴矿业工程设计有限责任公司 7

企业要在对现状排土场进行整改，并修建完安全设施后才可以再进行排土作业。

（2）排土工艺及边坡

排土场采用皮带—推土机排土工艺。

采用多台阶覆盖式排土方法，排土作业采用单台阶作业，下台阶排满后再排置上一个台阶，不实行多台阶同时工作。

排土顺序采用从后向前，按着设计的台阶从下向上分台阶进行。 排弃岩土的自然安息角平均值约为35°，为确保排土场的稳定，设计每个阶段（15m）均以1：2的坡比排筑，马道平台宽度不小于5.0m，最终排土场的边坡角为23°。 2.1.5排土场容积、服务年限及等级 2.1.5.1 排土场容积 （1）排土场的总容积

排土场容积计算表

标高 （m） 890 900 910 920 930 940 950 960 970 980 面积 (m2) 0 2832.5 3968.78 5537.6 8692.0 11841.75 5654.5 7446.93 11855. 14054 平均面积 (m2) 0 1416.25 3400.64 4753.19 7114.8 10266.88 8748.13 6550.72 9650.97 12954.5 高差 (m) 0 10 10 10 10 10 10 10 10 10 排土场容积 (m3) 0 14162.5 34006.4 47531.9 71148.0 10266.88 87481.3 65507.2 96509.7 129545.0 累计容积 （m3） 0 14162.5 48168.5 95700.8 166848.8 269517.55 356998.8 422505.95 519015.6 648560.6 承德龙兴矿业工程设计有限责任公司 8

990 1000 1005 19254.5 26115.5 27015.2 16654.25 22685.00 26565.35 10 10 5 166542.5 226850 132826.75 815103.1 104195.3 1174779.85 经计算排土场堆积至1005m标高时的总容积约为117.75万m3。 2.1.5.2服务年限 （1）排土场剩余容积

由于该排土场已经堆放了42万m3，故剩余容积还有75.75万m3。 （2）年排放有效容积 有效容积为V有＝V×K/K1

式中：V有——有效容积 万m3；

V——每年剥离岩土实方量 100万吨，38.46万m3

K——剥离岩土的松散系数 1.5 K1——排土场沉降系数 1.17 V有＝50.17万 m3 （3）排土场服务年限 排土场服务年限按下式计算： T=V / V有

式中：T——服务年限，a；

V有——有效容积 50.17万m3； V——排土场容积 75.75万m3。 T=75.75/50.17=1.51a。

经计算排土场的总容积为117.75万m3。剩余容积75.75万m3，还可以满足矿山1.51年的排土要求。 2.1.5.3 排场等级

参照《金属矿山排土场设计规范》规定，排土场等级划分如下：

排土场级别划分表

等 别 单个排土场总容量（万m3） 堆置高度m） 承德龙兴矿业工程设计有限责任公司 9

一 二 三 四 V≥1000 500≤V＜1000 100≤V＜500 V＜100 H≥150 100≤H＜150 50≤H＜100 H＜50 本排土场堆置高度115m，总容积为117.75万m3，参照上表，排土场的级别为二级。

所以主要构筑物按2级建筑标准设置，次要构筑物、临时构筑物按3级设置。

2.1.6 排土工艺及设备选择 （1） 排土场类型

该排土场按地形属于山谷型，采用皮带——推土机排土，属于多台阶覆盖式排土场。 （2） 排土场堆置顺序

排土场采用多台阶覆盖式排土方法，排土作业采用单台阶作业，下台阶排满后再排置上一个台阶，不实行多台阶同时工作。

排土顺序采用从后向前，按着设计的台阶从下向上分台阶进行。 （3） 排土作业工艺

依据排土场作业方式，采用皮带—推土机排土工艺。 （4） 排土平台宽度

设计排土场采用单台阶排土，废石场堆置阶段的工作平盘宽度主要取决于排弃物的物理力学性质、采用的排弃设备、运输方式等因素，其宽度应达到排岩工作不受影响的基本要求。

根据使用设备，选取平台宽度如下： A=1.5+2（R+L）+C

式中：A——推土机平台宽度，m；

R——推土机转弯半径，8m； L——推土机长度，5.0m；

承德龙兴矿业工程设计有限责任公司 10

C——超前堆置宽度，2.0m。 A=1.5+2（8.0+5.0）+2=29.5m。

正常排土场工作平台宽度29.5m,最初在工作平台没有达到宽度时，需要利用推土机协助推土堆置。 （5） 排土场边坡角

排土场的边坡角应小于排弃岩土的自然安息角。本次设计所排弃的岩土主要为采场干选后废弃物。

查表排弃岩土的自然安息角平均值约为35°，为确保排土场的稳定，设计每个阶段（15m）均以1：2的坡比排筑，马道平台宽度不小于5.0m，最终排土场的边坡角为23°。 （6） 排土场最终境界边界处理

在排土场最终边界5m范围内要排弃大块废石，排弃厚度3.0m，块石粒度大于300mm。

（7）推土机型号选择

设计选用ZL-50C型推土机功率大、油耗低，带有废气涡轮增压器，整机采用先进的液力传动、液压操纵技术，结构先进合理，操纵轻便灵活，质量可靠。

（8）推土机生产能力计算

1）推土机堆置岩土时，台班生产能力：

QT=

3600VBTcKB tH式中：QT——推土机台班生产能力，m3/台班；

VB——推土机一个循环堆置的岩土松方量，3m3； Tc——班工作小时数，8h；

KB——推土机工作时间利用系数，0.75； tH——推土机一个循环的时间，30s。

承德龙兴矿业工程设计有限责任公司 11

QT=3600×3×8×0.75/30=2160m3/台班。 2）推土机在平台上平场的台班效率

Qs=

3600FTcKB

?L?m??to????式中：Qs——推土机台班生产能力，；

F——推土一个行程平场的面积，75m2； m——平整面积F需要的行程数，3； L——一个行程平场的区段长度，25m； v——推土机运行速度，5m/s； to——推土机转向时间，20s。 Qs=

3600?75?8?0.75=21600m2/台班。

?25?3???20??5?3）推土机数量计算

矿山采用皮带排土，排至的废石按总量的90％要推土机堆置计算需要推土机数量。

推土机数量计算：

NT=

VsKsKr QT式中：NT——需用推土机台数，台；

Ks——岩土松散系数，1.35； Kr——设备检修系数，1.20；

Vs——需要推土机移动的实方量，501.7m3/班（总排土量90%）；

Qr——推土机台班效率，2160m3/台班（按堆置时计算）。 NT=501.7×1.35×1.2/2160=0.38台。

根据计算选用1台ZL-50C型推土机完全满足排土要求。 2.1.7洪水计算及排洪能力验算

承德龙兴矿业工程设计有限责任公司 12

（1）洪水计算标准

该排土场的级别为二等，根据《金属非金属矿山排土场安全生产规则》并参照《有色金属矿山排土场设计规范》规定，防洪标准应按25年一遇设计，由于周边环境复杂，故提高洪水计算标准，确定防洪标准为50年一遇。

（2） 洪水计算

依据地形图，求得该排土场汇水区内整个汇水面积为为0.93km2,径流长度1.41km，平均坡降千分率319。

依据《承德水文图集》（1989年3月）中的水文数据，计算设计洪峰流量Q24P、洪水总量W24P及洪水总历时T。

1）主要参数选择上 Cv=0.35×1.11=0.39 Kp（2％）=2.05 H24＝62 n2=0.65 H=0.828 B=0.52 X=0.015 Y=1.38

洪水历时系数a＝8.0 径流深度42mm 2）暴雨强度计算

依据排土场等级及洪水计算标准，并查用《承德水文图集》； 采用公式：

Spi?sp?n

式中： i—— 暴雨强度（mm/h） ——雨力（mm/h）；

?——汇流时间（h）；

承德龙兴矿业工程设计有限责任公司 13

n——暴雨递减系数。 3）洪峰流量的计算

采用合理化公式：Qp%?0.278?i?u?F

式中： Qp%——设计频率下的洪峰流量（m3/s） i—— 暴雨强度（mm/h）

u——产流历时内的平均渗率（mm/h） F——流域面积（km）

24）汇流历时计算

采用经验公式和查用《承德水文图集》计算。

13?? ??HlJ采用公式：

B式中： ?——汇流时间（h）； H、B——汇流系数； J——河道坡降（‰）； 5）洪水总量计算

采用公式：WP?0.1HRF

式中： Wp——设计频率下的洪水总量（万m）；

3

F——流域面积（km）；

20.1——单位换算系数；

HR——设计频率面雨量产生的径流深（mm）。

6）洪水历时计算

采用公式：Tm?w24p??0.36Q24P? 式中： ?——洪水历时过程系数； Tm——洪水历时（h）

统计以上计算数据，绘制洪水计算成果下表。

洪水计算成果表

项目 地点 汇水面积内

承德龙兴矿业工程设计有限责任公司 14

频率 Qp（m3/s） W24p(万m3) T（h） P＝2% 26.56 3.9 3.26 （3）排洪沟排洪能力计算

排土场南侧排洪沟净断面为2.5m（宽）×1.5m（高），最小坡降为4％。

排洪沟排洪能力验算： Q=WCRI 式中：Q—洪量（m3/s）

W—过水面积（3.0m2） C—谢才系数（65.49） R—水力半经（0.55m）

带入相应参数得排洪沟的最小泄流能力q＝28.2(m3/s)。 排洪沟的最小排洪能力为28.2m3/s，大于25.56m3/s洪峰量，满足要求。

2.1.8 排土场供配电、照明及通讯 2.1.8.1供电电源

排土场用电主要是照明，供电电源已经接入，照明电压采用220V。 2.1.8.2 场区照明

设计排土场采用投光灯照明，投光灯安装在灯塔上。排土场照明及接地、灯塔的防雷及接地，按有关供电规范规定设计。 2.1.8.3场区通讯

根据生产管理需要，排土场值班室设置通讯电话，电话采用有线和无线电话两种。 2.1.9 排土场复垦

承德龙兴矿业工程设计有限责任公司 15

2.1.9.1 排土场复垦要求

（1）复垦类型应因地制宜，宜农则农、宜林则林，条件允许时，应优先考虑为耕地或农用地。

（2）复垦规划宜满足开发复垦耕地与占用耕地动态平衡。 （3）复垦后地形地貌应与当地自然环境和景观相协调，其植被的覆盖率不应低于原有覆盖率。

（4）坚持经济效益、生态效益和社会效益相统一。 2.1.9.2 复垦方案

排土场最终平台，复垦场地作为农业用地，经整治后地面平台坡度小于5°，利用自卸汽车运载优良土质进行覆盖，推土机平整，覆土厚度应在1.0m以上。

排土场坡面，复垦后作为林业用地，经整治后地坡度不宜大于25°，25°以内的坡地可用种植草灌木固土封坡，覆土厚度不小于1.0m。 2.1.10 投资概算

该矿排土场工程初步设计概算总投资为100.3万元，其中第一部分建设费用投资为59.3万元。第二部分项目办理费用31万元，第三部分预备费10万元。

2.2工程设计中涉及安全问题的新科研成果、新工艺、新技术、新设备

该排土场采用的方法及工艺为我国内同行业一般水平，是较为成熟的应用型技术，所采用的设备也是国家行业标准产品，现阶段存在新科研成果、新工艺、新技术、新设备由于投资大、基建期长、技术工艺复杂等原因在设计中暂不采用。 2.3 影响排土安全的主要因素及防范措施

本着贯彻“安全第一，预防为主、综合治理”的安全生产方针，根据国家及省、市关于安全生产的法律、法规、技术规范标准以及有关矿山生产实践经验，对影响矿山安全的危险、有害因素进行分析评

承德龙兴矿业工程设计有限责任公司 16

价。

防范措施分别按照生产工序和发生频率高、危害性大的事故类型为单元制定，并特别强调对主要危害因素进行防范。 2.3.1 推土机作业危险因素分析及防范措施

推土过程全部由移动式机械设备完成，在作业过程中受作业环境（扬尘、雨天、大风、夜晚等）影响容易发生挂碰、碾压、撞车、翻车等交通事故。

（1）推土机在倾斜工作面上作业时，允许的最大作业坡度应小于其技术性能所能达到的坡度。

（2）推土机作业时，刮板不得超过平台边缘。推土机距离平台边缘小于5m时，必须低速运行。禁止推土机后退开向平台边缘。

（3）推土机发动时，严禁人员在机体下面工作，机体近旁不准有人员逗留。推土机行走时，禁止人员站在推土机上或刮板架上。发动机运转且刮板抬起时，司机不得离开驾驶室。

（4）推土机的检修、润滑和调整，应在平整的地面上进行。检查刮板时，应将其放稳在垫板上，并关闭发动机。禁止人员在提起的刮板上停留或进行检查。

（5） 推土时，在排土场边缘严禁推土机沿平行坡顶线方向推土。 （6） 排土场作业区内因雾、粉尘、照明等因素使驾驶员视距小于30米或遇暴雨、大雪、大风等恶劣天气时，应停止排土作业。 （7） 排土作业区照明必须完好，灯塔与排土挡墙距离15～25米，照明角度必须符合要求，夜间无照明禁止排土。 2.3.2 皮带输送机及推土机作业应遵守下列规定

（1）每条皮带机必须有经过培训的专职人员看护。 （2）夜间作业皮带运行路线要有良好的照明。 （3）人员严禁乘坐皮带。 （4）转载点要有洒水消尘设施。

承德龙兴矿业工程设计有限责任公司 17

2.3.3 边坡管理

由于生产使应力平衡遭到破坏，次生应力重新分布的结果。其表现形式为边坡发生变形、位移、边帮发生裂痕，直至波及到地表出现边坡浮石滑落或边坡滑塌。实践表明，影响边坡的主要因素有台阶参数设置、气候与时间效应、结构弱面、岩性、地下水等。

防范边坡事故的一般措施如下：

（1）对排土工作边坡应每季检查一次，高陡边帮应每月检查一次，不稳定区段在暴雨过后应及时检查，发现异常应立即处理。

（2）进行排土作业时，应保证最终边坡的稳定性，合并段数不应超过三个。应定期进行安全稳定性检查，发现坍塌或滑落征兆，必须及时采取安全措施，并报告给矿长或生产技术人员。

（3）应采取措施防止地表水渗入边帮岩体的弱层裂隙或直接冲刷边坡，边帮岩体有含水层时，应采取疏干措施。

（4）在境界外邻近地区堆卸废石时，必须遵守设计规定，保证边坡的稳固，防止滚石、塌落的危害。

（5）该矿必须建立健全边坡管理和检查制度，对边坡重点部位和有潜在滑坡危险的地段应进行加固。

（6）对边坡应进行定点定期观测。 2.3.4 火灾危害因素及防范措施

排土场内用电及用柴油设备等外因有可能造成火灾，措施如下： （1）排土场必须防火措施，防火措施和制度必须符合国家有关法律、法规和标准的规定。

（2）排土场内的运输、排土等主要设备，必须备有灭火器材，并定期检查和更换。

（3）作业设备应配备电气灭火器材。加注燃油、润滑油时，严禁吸烟和明火。禁止在设备上或近旁存放汽油和其它易燃易爆物品，禁止用气油擦洗设备，使用过的油纱等易燃材料，应妥善管理。禁止在

承德龙兴矿业工程设计有限责任公司 18

机械设备上存放汽油和其他易燃易爆材料，禁止用汽油擦洗设备。

（4）排土场应设置消防蓄水池及消防供水管路，并保证足够的消防用水。

（5）排土场的建构筑物，必须按国家发布的有关防火规定和当地消防机关的要求，设置消防设备和器材。

（6）设计排土场（与选矿厂共用）高位水池存有250m3消防用水。 （7）排土场防火灾计划应每年编制，并报主管部门批准。防火灾计划，应根据变动情况及时修改。

（8）排土场企业应规定专门的火灾信号，具有声光信号，并要能够做到排土场发生火灾时，能通知工作地点所有人员及时撤离危险区。

（9）排土场应成立兼职消防队。 2.3.5 供配电系统危害分析及防范措施

生产和生活用电设备，由于各种原因，会产生漏电伤人危害并有引起火灾的可能。采取措施如下：

（1）配备、使用绝缘性能良好的绝缘防护用品； （2）加强安全教育，提高人员素质，严禁违章作业；

（3）安装过流、欠压和漏电等保护装置，定期检修维护，确保灵敏可靠；

（4）安装使用先进、可靠的接地保护装置，保持完好有效； （5）停电检修时，必须验电、放电和将线路接地； （6）带电体周围和断、送电时要设置警示标志； （7）确保用电设备相间绝缘性能良好，防止相间短路； （8）照明、信号、携带式电动工具的电压要符合《规程》的规定； （9）设计矿山用电设备均设有专用的受电开关，停电或送电必须有工作牌。

（10）检修设备前必须切断电源，用操作牌换电源牌，在操作箱上挂好“禁止开动”标志牌方可开始修理。

承德龙兴矿业工程设计有限责任公司 19

2.3.6 排土场水危害

雨季时如果排洪设施设备不健全，大气降水会涌入排土场，对排土场边坡及工作人员造成危害。

（1）排土场周围应修筑可靠的排水设施排放汇水。

（2） 排土场内平台应实施3%的反坡，并在排土场平台修筑排水沟拦截平台表面山坡汇水。

（3）当排土场范围内有出水点时，必须在排土之前必须采取措施将水疏出。排土场底层应排弃大块岩石，并形成渗流通道。 （4） 汛期前应采取下列措施做好防汛工作： 1）明确防汛安全生产责任制，建立紧急预案； 2）疏浚排土场排水沟；详细检查排洪系统的安全情况； 3）备足抗洪抢险所需物资，落实应急救援措施；

4）及时了解和掌握汛期水情和气象预报情况，确保排土场和下游泥石流拦挡坝道路、通讯、供电及照明线路可靠和畅通。

（5）汛期应对排土场和下游挡淤坝进行巡视，发现问题应及时修复，防止连续暴雨后发生泥石流和排土场滑坡事故；

（6）洪水过后应对堆体和排洪构筑物进行全面认真的检查与清理。发现问题应及时修复。

（7）排土场每年雨季前必须对防排水设施作全面检查，制定当年的防排水计划和措施。检修防排水设施、新建的重要防排水工程必须在雨季前完工。

（8）排土场地表及边坡上的防排水设施，应避开有滑坡危险的地段。排水沟应经常检查、清淤，不应渗漏、倒灌或漫流。当排土场内有滑坡区时，应在滑坡区周围设截水沟。当水沟经过有变形、裂缝的边坡地段时，应采取防渗措施。

（9）排水设备及设施应定期进行检查清理，保证完好。 （10）遇到大雨时，应停止排土场边坡附近的相应工作，撤除人

承德龙兴矿业工程设计有限责任公司 20

员。

2.3.7 机械伤害分析及防范措施

为防止机械伤害，采取的措施：

（1）排土场必须使用国家质量认证的设备，不准使用非标准产品。 （2）设备操作人员必须预先进行培训，熟练掌握设备操作知识，熟悉设备性能。

（3）新购买的设备必须先学习使用说明书，待掌握性能后方可进行操作使用。

（4）对于固定安装的设备，应设置护栏，并建立明显的警示标志，禁止无关人员入内。

（5）对于移动的设备应安装齐全防护罩和保护装置，操作时禁止无关人员靠近。

2.3.8 排土场日常管理措施

（1）保证排弃土岩时不致因滚石、滑坡、塌方等威胁采矿场、工业场地（厂区）、居民点、道路、输电网线和通讯干线、耕种区、固定标志及永久性建筑等的安全。

（2）任何人均不应在排土场作业区或排土场危险区内从事捡矿石、捡石材和其他活动。

（3）未经设计或技术论证，任何单位不应在排土场内回采低品位矿石和石材。

（4）高台阶排土场，应有专人负责观测和管理；发现危险征兆，应采取有效措施，及时处理。

（5）排土场平台平整；排土线整体均衡推进，坡顶线呈直线形或弧形，排土工作面向坡顶线方向有3%的反坡；

（6）按规定顺序排弃土岩；在同一地段进行卸车和推土作业时，设备之间保持足够的安全距离；

（7）在排土场边缘，推土机不应沿平行坡顶线方向推土；

承德龙兴矿业工程设计有限责任公司 21

（8）排土作业区照明系统完好，照明角度符合要求，夜间无照明不应排土；灯塔与排土车挡距离d按以下公式计算：

d≥车辆视觉盲区距离+l0m；

（9）排土作业区，应配备指挥工作间和通讯工具。

（10）汛期及时了解和掌握水情和气象预报情况，并对排土场，下游泥石流拦挡坝，通讯、供电及照明线路进行巡视，发现问题应及时修复；

（11）洪水过后，对排土场和排洪构筑物等要进行全面认真的检查与清理。

2.3.9 安全标志完善措施

（1）企业的要害岗位、重要设备和设施及危险区域，应根据其可能出现的事故模式，设置相应的、符合GB 14161要求的安全警示标志。未经主管部门许可，不应任意拆除或移动安全警示标志。

（2）排土场滚石区应设置醒目的安全警示标志。

（3）危险性较大的矿用产品，应根据国家有关规定取得矿用产品安全标志。

（4）矿山企业应对安全设备、设施和器材进行经常性维护、保养，并定期检测，保证正常运转。维护、保养、检测应作好记录，并由有关人员签字。

（5）排土场周围要设置铁丝网和明显的标志，禁止无关人员入内。 上述设备、设施和器材，不应毁坏或挪作他用，未经许可不应任意拆除。 2.3.10 防地震措施

该矿位于6度地震烈度区，建、构筑物按防6度地震烈度建设。 2.3.11安全管理措施

（1）建立建全保证体系，建议以矿长为核心的各方行政领导人员，以总工程师为首的各级专业技术人员，建立起系统的、分层次的安全

承德龙兴矿业工程设计有限责任公司 22

生产保证体系。

（2）设置安全管理机构，配备充足的安全管理人员，专门负责安全监督管理工作。

（3）建立建全安全生产岗位责任制、各项规章制度，编制岗位操作规程、安全作业规程，并严格贯彻落实。

（4）加强全员安全教育培训，提高操作技能和安全生产意识。 （5）全面开展以班组危险预测预控活动，控制人为失误，提高职工安全素质，落实安全操作规程和岗位责任制，及时发现事故隐患，为隐患整改提供动态信息。

（6）建立设备安全生产管理档案，制定各类设备的维修、保养责任制度，建立设备运行、维修、保养记录档案，每台设备落实责任人员。

（7）加强特种设备管理。严格执行《特种设备安全监察条例》。 （8）加强特种作业人员管理，对特殊工程作业人员管理应执行《特种作业人员安全技术考核管理规则》，特种作业人员必须经安全技术培训考核合格后，取得操作证，方准独立作业。

（9）强化隐患整改的管理，疏通隐患整改渠道，应建立科学的隐患传递网络，疏通隐患传递通道。同时，应根据隐患整改难易程度，轻重缓急，分级进行。对于不能及时整改的重大隐患，在整改前要制定可靠的临时措施。

（10）矿内外建立有线、无线通讯联系，保证通讯畅通。 （11）安全投入必须满足矿山安全生产需要，必须满足国家及有关部门对安全投入的要求。

（12）为防止事故蔓延扩大，减少人员伤亡和财产损失，建立事故应急救援体系，编制事故应急救援预案。 2.3.12 企业救护措施

（1）企业应编制针对排土场的应急预案。

承德龙兴矿业工程设计有限责任公司 23

（2）企业应建立起兼职的救护组织机构，配备必要的专用交通工具及各种救援设备、材料、救护用品等

（3）对救护人员应进行有关技术方面的培训和技能训练，并应制定应急预案演习计划，演习时尽量模拟真实情况；

（4）企业应开展事故或紧急情况的自救教育和培训工作，要求每个工人和技术人员均应熟悉各种事故征兆的识别方法、判断事故的地点及性质、学会急救方法，熟悉矿山安全逃生路线等。 2.4 排土场安全状况及对周边安全环境的影响 2.4.1 排土场安全状况评价

（1）该矿工程设施总体布置安全合理。

工程设施布置在岩石稳定地带，符合安全规程规定。 （2）设计中采取的预防措施符合安全规程规定。

通过危险、有害因素的危险度分析预测可知，该排土场开采所存在的主要危害为设备危害、边坡危害、防洪危害等。设计中有关设备选型和配置等提出了明确要求，并制定了安全措施。

这些措施基本符合安全规程中的相关规定，严格按这些措施执行，并在生产过程中加强管理，可以有效降低矿山风险概率和事故危害程度，因此这些安全措施是可行的。设计中安全卫生方面的内容，符合国家有关法律、法规、技术标准的要求。 2.4.2 对周边安全环境影响评价

xx有限公司刁家后沟排土场位于韩麻营镇汤头沟村刁家后沟内，此沟内没有居民，没有耕地。排土场下游距离最近的居民点为570m，不会产生影响。

排土场北侧山梁后有一露天采场，相距400m，又有山梁相隔，相互不存在影响。

排土场的西侧和南侧是企业自己的三个采场，西侧的第二采场由于矿石品位太低，没有开采价值，已经停产不采多年，以后也不在开采，

承德龙兴矿业工程设计有限责任公司 24

排土场可以占用；靠南侧的第一和第三采场是企业正在生产的采区，该采区2009年12月由承德信诚矿山工程设计有限责任公司进行了开采设计，设计采场的最终开采境界和排土场最终堆积境界最近距离为50m，不存在相互影响，但采场爆破时要统一布置避炮。

排土场的南侧与采场之间紧邻自己的干选车间，排土场的堆积物也就是此车间干选后的废弃物。

本项目对自然环境的影响主要是：粉尘、噪音等。采用环保措施后，对周围的环境不会造成污染，不会影响周围居民的正常生活。 2.5 存在的问题和建议

该排土场已经使用。在没有完成本次设计的安全设施和对现有边坡进行整改前，不应再进行排岩作业。 3 排土场主要影响因素的可靠性分析 3.1 排土场边坡稳定性分析

3.1.1排土场基底承载能力稳定性计算

根据该排土场岩土工程报告，排土场基底较为稳定。

在排土初期，基底岩土开始被压实，当堆置到一定高度时，基底被压实到最大的承载能力，但尚未到达极限状态，排土场地基最大的承载能力允许堆置高度为：

????????? H1=10?4?Cctg?????ctg??1802?????1式中：H1——排土场高度，m；

C——基底岩土粘结力，岩土综合分析为3.0×104Pa； φ——内摩擦角，取40°；

γ——排土场物料的容重，由平均取样为1.80t/m3。

???40??????=19.6m。 H1=10?4???3.0?104?ctg40??1.85???ctg60?1802????承德龙兴矿业工程设计有限责任公司 25 ?1

该排土场第一层堆筑高度10m，小于上述计算值，地基处于最大的承载能力之内，基底稳定可靠。

随着排土作业的进行，当基底处于极限状态，失去承载能力，产生塑性变形和位移时，计算排土场极限高度为：

10?4Cctg??2?????tg??H2=tg?45??e?1? ??2????式中：H2——排土场极限高度，m。

10?4?3.0?104?ctg40?H2=

1.85?2??40???tg60???1?=125.5m。 ?tg??45?2??e????设计排土场最终堆积高度115m，排土场基底承载能力及台阶极限高度要求安全满足生产需要。

排土场在相邻台阶之间留设平台，减小排土场总体边坡角，使排土场总体边坡角小于其自然安息角，增加排土场的稳定性。在基底稳定的条件下，用弹性理论和极限平衡原理，计算第一台阶的极限高度，计算如下：

H=

2?10?4C??ctg?

式中：H——第一台阶极限高度，m；

C——松散岩土粘结力，岩土综合分析为1.25×104Pa； φ——松散岩土内摩擦角，取12°； λ——稳定性参数，取0.2。

2?10?4?1.25?104?ctg12?=32m。 H=

1.80?0.2根据规范要求，多台阶排土第一台阶的高度宜为25m以下，设计排土场堆置第一台阶的高度10m，处于计算允许范围内。 3.1.2 排土场边坡稳定性计算

（1）计算方法

承德龙兴矿业工程设计有限责任公司 26

稳定分析方法：圆弧滑动法。 （2）计算公式 计算公式如下所示：

Ks??Ri ?TiRi?Nitan?i?cili

Ni??Gi?Gbi?cos?i?P?i??i) Wisin(Ri??Gi?Gbi?sin?i?P?i??i) Wicos(式中：Ks——边坡稳定性系数；

Ri——第i计算条块滑动面上的抗滑力（kN/m）； Ti——第i计算条块滑体在滑动面切线上的反力（kN/m）； Ni——第i计算条块滑体在滑动面法线上的反力（kN/m）； ci——第i计算条块滑动面上岩土体的粘结强度标准值（kPa）； φi——第i计算条块滑动面上岩土体的内摩擦标准值（°）； li——第i计算条块滑动面长度（m）；

θi、αi——第i计算条块底面倾角和地下水位面倾角（°）； Gi——第i计算条块单位宽度岩土体自重（kN/m）；

Gbi——第i计算条块滑体地表建筑物的单位宽度自重（kN/m）； Pwi——第i计算条块单位宽度的动水压力（kN/m）。 （3）计算条件

排土场材料的物理力学指标见下表。

岩土物理力学参数

岩体名称 浆砌石 排弃物 基底 c(kPa) 20 3 20 φ(°) 40 30 41 γ(kN/m3) 20 19.5 25 承德龙兴矿业工程设计有限责任公司 27

圆弧稳定分析方法: 瑞典条分法

土条重切向分力与滑动方向反向时: 当抗滑力对待 稳定计算目标: (null) 条分法的土条宽度: 5.000(m) 圆弧入口起点x坐标: 85.000(m) 圆弧入口终点x坐标: 300.000(m) 圆弧出口起点x坐标: -5.000(m) 圆弧出口终点x坐标: 70.000(m) 搜索时的圆心步长: 1.000(m) 入口搜索步长: 1.000(m) 出口搜索步长: 1.000(m) 搜索圆弧底的上限: 1000.000(m) 搜索圆弧底的下限: -1000.000(m) 圆弧限制最小弓高: 1.000(m) （4）稳定计算结果

对不同剖面利用理正软件，导入相应数据，通过分析计算得到边坡最小安全系数为1.459，参照《有色金属矿山排土场设计规范》，该排土场的抗滑稳定安全系数大于规范规定的最高安全系数1.3，满足稳定要求。

最不利滑动面:

滑动圆心 = (64.137,150.297)(m) 滑动半径 = 121.163(m) 滑动安全系数 = 1.459 （5）计算结果图 承德龙兴矿业工程设计有限责任公司 28

3.2 排土场防洪能力及防洪设施可靠性分析

（1）排土场洪水计算

该排土场的级别为二等，根据《金属非金属矿山排土场安全生产规则》并参照《有色金属矿山排土场设计规范》规定，防洪标准应按25年一遇设计，由于周边环境复杂，故提高洪水计算标准，确定防洪标准为50年一遇。

洪水计算成果表

项目 地点 频率 Qp（m3/s） W24p(万m3) T（h） 汇水面积内 P＝2% 26.56 3.9 3.26 （2） 排洪沟排洪能力计算

排土场南侧排洪沟净断面为2.5m（宽）×1.5m（高），最小坡降为4％。

排洪沟排洪能力验算： Q=WCRI 式中：Q—洪量（m3/s）

W—过水面积（3.0m2）

承德龙兴矿业工程设计有限责任公司 29

C—谢才系数（65.49） R—水力半经（0.55m）

带入相应参数得排洪沟的最小泄流能力q＝28.2(m3/s)。 排洪沟的最小排洪能力为28.2m3/s，大于25.56m3/s洪峰量，满足要求。

3.3排渗及观测设施可靠性分析

（1）排渗设施可靠性分析

为增加排土场稳定和有效排渗，挡土墙加设排水管3根，排水管采用Φ200的PVC管，铺设坡度为3％，间隔为5m。

浆砌石挡墙施工时要在地面向上1.0m高处留设泄水孔，每升高1.0m留设一排。泄水孔断面为100mm×100mm。

采用的排渗设施可靠，满足需要。 （2）位移观测设施

设计在915m、930m、945m、960m、975m、990m、1005m标高马道设置堆体位移观测桩，并在北侧山体设置观测基点桩，对堆体位移情况进行观测，每月观测不少于两次。

通过位移设施的建设，可以随时了解排土场坡面位移情况，能够及早发现问题，采取措施。观测设施满足需要。 3.4 排土场通讯设备的可靠性分析

根据生产管理需要，排土场值班室设置通讯电话，电话采用有线和无线电话两种，满足需要。 3.5 排土场的安全管理可靠性分析

（1）必须严格遵守国家有关安全的法律、法规和行业规范，建立健全安全管理制度；

（2）必须结合实际，制定具体的安全操作规程，工人上岗前进行岗位培训和安全教育；

（3）企业要成立不少于3人的专职安全管理机构，负责矿山生产

承德龙兴矿业工程设计有限责任公司 30

安全、通风防尘、灾害监测等。

（4）建有兼职救护队和消防队，与就近的专业救护队签订救护协议。

（5）采取安全保健措施，对工作人员按规程要求进行体检。 以上采取的安全措施满足排土场安全需要。 4 排土场的安全管理 4.1 排土场安全管理要求

（1）企业主要负责人是排土场安全生产第一责任人，主要负责人应指定或设立相应的机构负责实施本规则有关排土场安全规定的各项要求，配备与实际工作相适应的专业技术人员或有实际工作能力的人员负责排土场的安全管理工作，保证安全生产所需经费。

（2）安全目标管理制度；排土场安全生产责任制度；排土场安全生产检查制度；排土场安全技术措施实施计划；排土场安全操作以及有关安全培训、教育制度和安全评价制度。

（3）企业必须严格按照设计文件的要求和有关技术规范，做好排土场安全检查和监测工作。

（4）未经技术论证和安全生产监督管理部门的批准，任何单位和个人不得随意变更排土场设计或设计推荐的有关参数。 （5）排土场滚石区应设置醒目的安全警示标志。

（6）严禁在排土场作业区或排土场边坡面捡矿石和其他石材。 （7）排土场最终境界应排弃大块岩石以确保排土场结束后的安全稳定，防止发生泥石流灾害。 4.2安全管理机构

（1）按照《中华人民共和国安全生产法》第二章第十五条“矿山建筑单位和危险物品的生产、经营、储存单位，应当设置安全生产管理机构或者配备专职安全生产管理人员”的要求，企业必须设置专门的

承德龙兴矿业工程设计有限责任公司 31

安全生产管理机构和专职安全管理人员，负责排土场的安全管理工作。

（2）企业要成立不少于3人的专职安全管理机构，负责生产安全、通风防尘、灾害监测等。

（3）救护、医疗急救组织及人员配备

工业卫生和医疗急救要与就近的镇卫生院签定救护协议。 （4）安全教育、培训及人员配备

安全教育工作由企业负责人亲自主抓，成立由技术、安全等专业人员组成的培训小组，亦可聘请专业技术人员兼任或有关部门的专业技术人员授课。

职工经考试合格后方准上岗。调换工种的人员，必须进行新岗位安全操作教育的培训。特种作业人员，重要岗位，重要设备与设施的作业人员，都必须经过技术培训和专门安全教育，经考核合格取得操作资格证书或执照后，方准上岗。

（5）制定管理制度并严格贯彻落实

制定各岗位安全生产责任制，责任落实到人；各种安全管理制度，重要内容要上墙；编制切实可行的操作规程，教育职工严格遵守；制定应急救援预案，每年进行演练一次，并结合演练结果修改预案。 4.3 排土场安全检查

（1）排土场稳定性安全检查的内容包括：排土参数、变形、裂缝、底鼓、滑坡等。

（2）检查排土参数。

1）测量各类型排土场段高、排土线长度，测量精度按生产测量精度要求。实测的排土参数应不超过设计的参数，特殊地段应检查是否有相应的措施。

2）测量各类型排土场的反坡坡度，每100m不少于2条剖面，测量精度按生产测量精度要求。实测的反坡坡度应在各类型排土场范围内。 3）检查排土场变形、裂缝情况。排土场出现不均匀沉降、裂缝时，

承德龙兴矿业工程设计有限责任公司 32

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/kjat.html