排土场滑坡形式与变形特征
在矿山开采过程中，排土场作为堆积废弃物料的重要场所，其稳定性对于矿山安全生产至关重要。然而，排土场滑坡作为一种常见的地质灾害，不仅威胁着矿山生产的正常进行，还可能对周边环境和人员安全造成严重威胁。因此，深入了解排土场的滑坡形式与变形特征，对于预防和应对此类灾害具有重要意义。目前，按照滑动面的形状和位置及其产生滑动的原因，可以将所有排土场的滑坡分为三类：沿排土场内部滑动面的滑坡；沿废石堆与地基接触面的滑坡；沿地基软岩层的滑坡。
一、排土场内部滑坡
排土场在自重作用下逐渐产生压密和沉降，其变形特征主要表现为下沉和裂缝。排土场内部的滑坡是指地基岩层稳固，由于物料的岩石力学性质，排土工艺及其他外界条件（如外载荷和雨水等）所导致的排土场失稳现象，其滑动面出露在边坡的不同高度。
对于排土场岩石坚硬、块度较大时，其压缩变形较小。当新排弃的岩石较破碎或含土量较多，且湿度较高时，则初期的边坡角较陡。随着排土场高度增加，继续压实和沉降，于是排土场内部出现孔隙压力的不平衡和应力集中区。孔隙压力降低了潜在滑动面上的摩擦阻力，并导致滑坡。在边坡下部的应力集中区产生位移变形或边坡鼓出，便牵动上部边坡下沉、开裂和滑移。最后形成弧形的边坡面，即上部陡、中部缓、下部更平缓的稳定边坡。
排土场内部的滑坡多数与物料的力学性质有关，如排弃软弱岩石，或表土较多时，在排土场受到大气降雨和地表水的浸润条件下，会严重恶化排土场的稳定状态。很多矿山排土场滑坡的案例都是因为雨水诱发所致。例如，1990 年6 月30 日，云南省文山州普阳矿区发生洪灾，1 号排土场暗涵冒顶堵塞。暗涵盖板及沟帮垮塌，导致排土场积水，造成边坡安全隐患。1994 年8 月16～19 日，普阳矿区连降大雨，8 月20～23 日1 号排土场出现滑坡，滑体长170 m、宽100 m，滑坡体方量约11 万m3，滑坡前缘触及公路，破坏了原修建的挡土坝和暗涵工程。滑坡发生后煤矿于1994 年在滑坡体前沿重新修建了挡土坝，对滑坡体进行治理。2007 年8 月，普阳矿区1 号排土场受降雨影响，下部再次发生变形滑动，滑坡体前缘高程804 m、后缘高程829 m，纵向长186 m、平均宽度75m，面积13950 m2。滑体厚度3.80～8.10 m，滑体平均厚度6.52 m，滑坡体方量约9 万m3，为中型浅层土质滑坡。
二、沿地基接触面滑坡
滑坡沿着地基上的软弱接触带（即滑动面）产生，虽然水平地基也会出现这类滑坡，但多数是在倾斜地基条件下发生的，特别是堆置在倾角较陡的山坡型排土场很容易产生滑坡。因为，当排土场与地基接触面之间的抗剪强度小于排土场本身的抗剪强度时便会产生这类滑坡。这是在地基与排土场物料接触面之间形成了软弱的潜在滑动面。如在矿山基建初期，大量的表土和风化岩土都排弃在排土场的下部形成了软弱层。若原地基上生长有树木和植被，腐殖土层较厚，被排土场覆盖后，植物腐烂，它和腐殖土一样都成了潜在的滑动面。如遇到雨水和地基倾角大时，就会加剧排土场沿地基接触带的滑坡。
很多矿山排土场的滑坡案例都属于这种类型的滑坡。例如，海南铁矿排土场自然地形陡峭，一般坡度为28°～ 43°，地表有3～4m 厚的坡积土，地处沟谷多含水，地表树木杂草丛生，这些地形被压在排土场之下，再经过雨季，树木腐烂形成软弱夹层。由于排弃的岩土多为强风化的透辉角闪石灰岩、绢云母片岩和白云质结晶灰岩等，而这些岩石和风化土占总剥离量的75%以上，其粒度分布中，粒径小于100mm 的占60%～65%，这些强风化岩石的特点是吸水性强、黏结力弱，遇水松软，失水干燥后则呈粉末状。因此，此类排土场历年来滑坡频繁。据1969年至1976 年统计，大小滑坡共发生39 次。1973 年8 月25 日，在连续两天大雨之后有四条排土线同时出现滑坡，其中以第六土场东边的滑坡较严重，造成三条铁路路基破坏。滑坡范围长158m、宽48m，排土场下沉15m，滑坡量几十万立方米，造成排土场停产80 多天。又如1978 年9 月8 日在第八土场发生一次大滑坡，滑体长约200m、宽40～50m，错动高度25m，造成电铲、电机车和矿车随滑体下滑，停产20 多天。
歪头山铁矿下盘排土场10 号铲位置自1991 年6 月以来先后发生多起滑坡。首次滑坡发生于1991 年6 月13 日，滑体长约13m、厚度约10m，台阶高45m 左右，滑坡总量约6 万多m3。滑坡发生时，滑体滑动速度很快，滑体表面成波浪形。严重影响了矿山排土正常生产。经调查，滑坡原因是由于黏土层地基和地表植被的影响，以及局部地基沟谷地下水的渗入作用，造成沿地基接触面的滑坡，现场可看到滑体剪出面上腐烂的植被草皮。
三、软弱地基底鼓滑坡
排土场稳定性首先要分析基底岩层构造、地形坡度及其承载能力。当基底坡度较陡，接近或大于排土场物料的内摩擦角时，易产生沿基底接触面的滑坡。如果基底为软弱岩层而且力学性质低于排土场物料的力学性质时，则软岩基底在排土场荷载作用下必产生底鼓或滑动，然后导致排土场滑坡。
在排土初期，基底岩土开始被压实。当堆置到一定高度时，基底进一步压实达到最大的承载能力，尚未到极限状态。但当排土场继续加载时，尤其是坐落在倾斜软弱地层上的排土场，由于地基受排土场压力而产生滑动和底鼓，然后牵动排土场滑坡。在调查的冶金矿山排土场重大滑坡事故统计中，因软弱地基引起滑坡的约占1/3。因此，在选择场址时对于软弱地基应采取相应的技术措施来处理，不能盲目排土。
地基为软弱层引起滑坡和底鼓可分下列两种情况:一种是第四纪表土层和风化带，在山坡坡底和沟谷含冲积层及腐殖层较厚，受地表水的浸润作用，其承载能力降低，极易产生滑动;另一种是因人为活动而形成的软弱地层，如很多矿山的排土场坐落在尾矿池上（由废石筑坝）或排土场的地基原来为小的水库、水塘淤积层及稻田耕地等。
例如，齐大山铁矿二道排土线的沟筒子地段，排土场堆置高度为52m，地基为山坡沉积物，厚度约3.4～4m。由于沟底渗水，地表土含水饱和后，在排土场压力作用下产生底鼓和滑动，坡脚滑移了200 多米远，沟底翻出了黑色的泥浆，原沟底上的小树向下飘移。从 1983 年5 月16 日到22 日先后滑动了10 次，牵动了上部排土场的滑坡，滑体长约100m，总量为3.5×104m3。
攀枝花朱家包包铁矿1 号排土台阶段高受地形控制为30～160m，地基土层局部含砂质黏土（昔格达层）不透水而又含水，遇水变软在排土场压力作用下产生底鼓。1981年7 月4 日发生大滑坡，滑坡量1.5×104m3。当时机车正在卸土，发现地表裂缝、轨道断开，待电铲退出险区后，四节车厢随滑体下滑，造成约80m 轨道被拉弯折断。
2008 年8 月1 日凌晨0 时15 分，位于山西省太原市娄烦县境内的太原钢铁（集团）有限公司矿业分公司尖山铁矿的南排土场1632 平台外侧约30m 处发生大面积下沉，随后产生垮塌、滑坡。这次滑坡在排土场垮塌滑体的压力作用下，推挤了黄土山梁土体产生向下移动，从而推垮并掩埋了仅距寺沟旧村黄土山梁坡脚50m 处的部分房屋。事故共造成45 人死亡、1 人受伤，直接经济损失达到3080.23万元。滑坡主要原因包括：排土场地基为第四系黄土层，承载能力较差、矿山违规超能力排放、排土场设计依据不充分、没有对排土场进行认真监测监控以及对周边群众未组织搬迁撤离等。
综上，排土场滑坡是一种常见的地质灾害，其形式和变形特征复杂多样。为有效预防和应对排土场滑坡，确保矿山的安全和稳定运营，需从以下三个方面做好工作。首先，在矿山规划和设计阶段，应充分考虑地形地貌、地层岩性等因素，合理选择排土场的位置和布局，避开地质条件较差的区域。其次，在排土场建设和运营过程中，应优化排土工艺，提高排土场的稳定性。这包括采用合理的排土方式、控制排土高度和坡度、加强边坡的支护和加固等措施。最后，加强边坡的监测和预警工作也至关重要。通过定期巡查、安装监测设备等手段，及时发现和处理边坡的变形和滑动迹象，为预防和应对滑坡提供有力支持。
排土台阶