林沖尾礦庫(kù)閉庫(kù)治理_劉正國(guó)

1、Se ries N o . 408J une 2010金 屬 礦 山 M ETA L M I NE總 第 408期2010年第 6期劉正國(guó) (1964 , 男 , 仙人橋礦業(yè) 公司 , 總經(jīng) 理 , 212400江蘇 省句容市。林沖尾礦庫(kù)閉庫(kù)治理劉正國(guó)(仙人橋礦業(yè)公司 摘 要 對(duì)林沖尾 礦庫(kù)存在的安全隱患進(jìn)行必要的 治理 , 對(duì)庫(kù) 內(nèi)的尾 砂進(jìn)行 回采 , 然后充 填露天 取砂 , 一方面可以閉庫(kù)復(fù)墾 , 徹底 消除危險(xiǎn)源 , ; 另一方面可以治理地表露天 采坑并進(jìn)行 生態(tài)復(fù)墾 合治理。詳細(xì)敘述了林沖尾礦庫(kù)閉庫(kù)治理流程。關(guān)鍵詞 尾礦庫(kù) 回采 充填 綜合治理Treatm e nt Counter

2、m easures of L inchong Taili n gs D a m C losingL i u Zhengguo(Xianrenq i ao M i ning C o mpany Abstrac t T he necessa ry trea t m ent on risks of L inchong ta ili ng s da m ism ade . A nd the sands i n taili ngs da m s are re -covered , then the recovered sands are used to fill the open p its . T h

3、rough recover i ng t he sand , the c l osed da m s can be re -c lai m ed to tota lly eli m i nate the r i sks and keep safety . On the othe r hand , the eco l og ical recla m a ti on can be reali zed by trea -ti ng the s u rface open m i n i ng p its , so that both ta ili ngs da m and open m ini ng

4、p it are co m prehensively treated . A s we l, l the pa -per desc ri bed t he treat m ent propo sal for ta ili ng s da m c l osing i n deta i. lK eywords T aili ngs da m, M i ni ng , F illi ng, Comprehensi ve treat m ent傳統(tǒng)資源型國(guó)有工業(yè)企業(yè)受計(jì)劃經(jīng)濟(jì)時(shí)期國(guó)家 產(chǎn)業(yè)政策 的影響 以及技 術(shù)發(fā) 展的 限制 , 一直 沿用 高開(kāi)采、 低利用、 高排放 的線性經(jīng)濟(jì)模式 , 資源利 用

5、率不高 , 礦產(chǎn)開(kāi)采造成的生態(tài)破壞、 環(huán)境污染和安 全隱患嚴(yán)重。遺留下的尾礦庫(kù)堆積著大量的尾砂 , 造成嚴(yán)重的環(huán)境污染和生態(tài)破壞 , 不僅需要環(huán)保治 理和生態(tài)恢復(fù) , 而且存在著嚴(yán)重的安全隱患 , 同時(shí)增 加企業(yè)成本 , 降低產(chǎn)品的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。本項(xiàng)目對(duì)鳳 凰山銅礦林沖尾礦庫(kù)的尾砂進(jìn)行回采 , 用于充填鳳 凰山銅礦露采形成的露天采坑 , 治理 2大安全隱患 (尾礦庫(kù)、 露天采坑 , 恢復(fù)礦山及周邊生態(tài)環(huán)境。1 林沖尾礦庫(kù)概況林沖尾礦庫(kù)由原北京有色冶金設(shè)計(jì)研究總院設(shè) 計(jì) , 1970年底竣工投產(chǎn) , 1979年 12月停止使用 , 設(shè) 計(jì)總壩 高 36. 1m, 總庫(kù) 容 120萬(wàn) m 3, 匯水

6、 面積約0. 95k m 2?，F(xiàn)存尾砂量 120萬(wàn) m 3(主要是 -37 m 粒徑的尾砂 , 約 1. 71 106t 。 尾礦庫(kù)三面環(huán)山 , 一 面筑壩 , 庫(kù)區(qū)流域內(nèi)有耕地?cái)?shù)千公頃 , 尾礦壩下游常 住居民人口約 300人 , 有民辦企業(yè)數(shù)家 , 公路、 礦山 專(zhuān)用鐵路橫穿壩下游溝口 , 地理位置十分重要。尾 礦庫(kù)設(shè)計(jì)、 現(xiàn)狀技術(shù)參數(shù)見(jiàn)表 1。表 1 尾礦庫(kù)設(shè)計(jì) 、 現(xiàn)狀技術(shù)參數(shù)技術(shù)參數(shù)設(shè)計(jì)規(guī)格及描述現(xiàn)狀規(guī)格及描述初 期 壩堆積 壩 壩高 /m27. 027. 0外坡比 1 2. 01 2. 0內(nèi)坡比 1 1. 51 1. 6壩底標(biāo)高 /m73. 073. 0筑壩材料 塊石 塊石 壩高

7、/m9. 19. 1壩頂寬度 /m3. 03. 0壩頂標(biāo)高 /m109. 10109. 10外坡比 1 2. 51 2. 01 2. 5筑壩材料 粘土 粘土 目前壩長(zhǎng) /m218. 0218. 0尾礦庫(kù)排洪系統(tǒng) 排水井 +排水涵管 排水井 +排水涵管尾礦庫(kù)總庫(kù)容 /萬(wàn) m 3120. 0(分兩期 120. 0匯水面積 /km20. 950. 91尾礦庫(kù)等別四等庫(kù)四等庫(kù)2008年 12月 , 安徽省人民政 府安全生產(chǎn)委員 會(huì)下達(dá) 關(guān)于下發(fā)省重點(diǎn)督促整治的尾礦庫(kù)安全生 產(chǎn)隱患的通知 (皖安 2008 6號(hào) , 傳達(dá)了由安徽 省政府組織的省尾礦庫(kù)專(zhuān)家檢查組對(duì)全省尾礦庫(kù)大檢查的情況。林沖尾礦庫(kù)經(jīng)過(guò)專(zhuān)家

8、組檢查后 , 結(jié)論 為 :該庫(kù)已停用多年 , 建議盡快進(jìn)行閉庫(kù)。2009年 8月 , 馬鞍山礦山研究院提交 了 鳳凰 山銅礦林沖尾礦庫(kù)閉庫(kù)安全評(píng)價(jià)報(bào)告 , 結(jié)論為 :在 現(xiàn)行工況下 , 尾礦庫(kù)在最高洪水位時(shí)不能滿(mǎn)足規(guī)范 規(guī)定的安全超高和最小干灘長(zhǎng)度要求 , 排洪系統(tǒng)存 在部分堵塞現(xiàn)象 , 壩肩及壩面排水溝破損、 缺失 , 尾 礦壩整體抗滑穩(wěn)定性安全系數(shù)不滿(mǎn)足規(guī)范要求。按 尾礦庫(kù)安全技術(shù)規(guī)程 (AQ2006 2005 的規(guī)定劃 分 , 在現(xiàn)狀條件下 , 林沖尾礦庫(kù)為險(xiǎn)庫(kù)。2 閉庫(kù)治理方案根據(jù) 2009年 8月馬鞍山礦山研究院 鳳凰山銅 礦林沖尾礦庫(kù) 閉庫(kù)安全評(píng)價(jià)報(bào)告 , 林沖尾礦庫(kù)為 險(xiǎn)庫(kù) ,

9、采用先進(jìn)行尾礦庫(kù)臨時(shí)隱患整治 , 再進(jìn)行尾礦 庫(kù)取砂閉庫(kù)的方案 , 是適合該尾礦庫(kù)現(xiàn)狀條件的最 佳閉庫(kù)方法。治理方案中將庫(kù)區(qū)尾砂全部取出 , 充 填露天采坑 , 最終推平基礎(chǔ)壩 , 以徹底消除危險(xiǎn)源 , 實(shí)現(xiàn)安全閉庫(kù) , 從而恢復(fù)庫(kù)區(qū)及周邊生態(tài)環(huán)境、 恢復(fù) 土地使用功能。閉庫(kù)治理流程為 :采砂前臨時(shí)安全 措施 庫(kù)區(qū)采砂 尾砂輸送與充填 閉庫(kù)復(fù)墾。 2. 1 尾礦庫(kù)采砂前臨時(shí)安全措施根據(jù)林沖尾礦庫(kù)閉庫(kù)治理方案 , 采砂消庫(kù)前 , 對(duì) 尾礦庫(kù)存在的安全隱患進(jìn)行臨時(shí)治理 , 治理結(jié)束后 使尾礦庫(kù)達(dá)到正常庫(kù)的標(biāo)準(zhǔn) , 為采砂期間尾礦庫(kù)的 安全做準(zhǔn)備?？紤]到尾礦庫(kù)在整個(gè)工程結(jié)束后不復(fù) 存在的實(shí)際 , 治

10、理方案遵循安全第一 , 技術(shù)可行 , 經(jīng) 濟(jì)合理的原則 , 即在保證尾礦庫(kù)安全的前提下 , 盡量 采用施工簡(jiǎn)單 , 造價(jià)低廉且安全可靠的工程措施進(jìn) 行尾礦庫(kù)的治理施工 , 部分屬尾礦庫(kù)次要、 臨時(shí)的構(gòu) 筑物采用規(guī)范要求的較低的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計(jì)、 校核。 2. 1. 1 排洪安全隱患治理根據(jù)對(duì)現(xiàn)狀尾礦庫(kù)防洪的安全分析 , 目前尾礦 庫(kù)排洪系統(tǒng)雖運(yùn)行正常 , 但是泄洪能力不能滿(mǎn)足要 求 , 鳳凰山銅礦林沖尾礦庫(kù)閉庫(kù)安全評(píng)價(jià)報(bào)告 中 也得出同樣結(jié)論 , 并建議重新布置排洪系統(tǒng)。考慮 尾礦庫(kù)庫(kù)區(qū)地形及尾礦庫(kù)已經(jīng)堆滿(mǎn)的現(xiàn)實(shí)條件 , 再 設(shè)計(jì)布置排水井、 斜槽等顯然不符合實(shí)際。鑒于庫(kù) 岸地形較緩的特點(diǎn) , 考

11、慮采用在環(huán)周設(shè)置截洪設(shè)施 的方案減少入庫(kù)洪水 , 并修整現(xiàn)有排洪系統(tǒng) , 保證庫(kù) 內(nèi)洪水的順利排放。(1 設(shè)置截洪溝 :根據(jù)尾礦庫(kù)地形特點(diǎn) , 擬環(huán)尾 礦庫(kù)岸布置截洪溝。(2 新建溢洪道 :尾礦庫(kù)截洪后 , 庫(kù)內(nèi)泄洪量?jī)H 為庫(kù)面雨水量。溢洪道延伸至尾礦庫(kù)壩內(nèi) 50m 以 遠(yuǎn) , 設(shè)計(jì)寬度為 3. 5m, 總長(zhǎng) 75m, 溝壁采用漿砌塊 石砌筑 , 溝底鋪筑砂礫石 , 以便取砂降壩時(shí) , 溢洪道 溝底 降 低 施工。進(jìn) 水段 溝 底 坡度 設(shè) 計(jì) 為不 小 于 3%。(3 修復(fù)現(xiàn)有排洪系統(tǒng) :現(xiàn)有 排洪構(gòu)筑物出現(xiàn) 淤堵、 裂縫、 磨損現(xiàn)象 , 設(shè)計(jì)對(duì)排洪構(gòu)筑物進(jìn)行清理 修復(fù) , 以便庫(kù)內(nèi)蓄洪的排

12、放。修整工程主要是清淤、 加固排水井和排水管、 修整下游排水明溝。2. 1. 2 壩體安全隱患治理(1 堆積壩貼坡反濾 :排洪系 統(tǒng)的治理完成后 在一定程度上會(huì)提高尾礦壩的穩(wěn)定性 , 但考慮現(xiàn)狀 粘土壩內(nèi)土體處于含水量較大的狀態(tài) , 故設(shè)計(jì)在后 期壩外坡面實(shí)施塊石壓坡反濾 , 堆石標(biāo)高 100105 m , 并配合排滲體在 100m 平臺(tái)內(nèi)側(cè)堆石腳下設(shè) 0. 4 m 0. 4m 漿砌石橫向排水溝 , 以接壩體滲水 , 引至 兩側(cè)壩肩排水溝。(2 新建壩面、 壩肩排水溝 :林沖尾礦庫(kù)初期壩 及后期粘土壩壩肩及壩面排水溝破損、 缺失 , 已經(jīng)無(wú) 法發(fā)揮截 (排 水作用 , 為防止雨水對(duì)壩面 的沖刷

13、 , 設(shè)計(jì)在 87m, 100m, 105m 標(biāo)高分別設(shè) 0. 3m 0. 4 m 漿砌石橫向排水溝。在南壩肩接溢洪道設(shè)縱向排 水溝兼做壩肩截水溝 , 設(shè)計(jì)斷面為 2. 0m 1. 5m, 北側(cè)壩肩設(shè) 1. 5m 1. 0m 壩肩排水溝。壩肩排水 溝均采用漿砌塊石結(jié)構(gòu) , 水泥砂漿抹光面。2. 1. 3 安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)建立林沖尾礦庫(kù)在本次工程實(shí)施 完成后將不復(fù)存 在 , 安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的建立遵循安全可靠、 經(jīng)濟(jì)合理的 原則 , 即在確保尾礦庫(kù)在可控的狀態(tài)下 , 盡可能采用 簡(jiǎn)單易行、 安全可靠、 造價(jià)低廉的設(shè)備及工藝。 (1 壩體位移觀測(cè)設(shè)施 :對(duì)壩 體表面變形進(jìn)行 觀測(cè) , 包括豎向位移及水平位

14、移的觀測(cè) , 水平位移包 括垂直壩軸線的橫向水平位移和平行壩軸線的縱向 水平位移 , 為壩體穩(wěn)定性監(jiān)測(cè)提供實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)。監(jiān)測(cè) 每月進(jìn)行 1次 , 汛期等情況加大觀測(cè)頻率。擬采用 全站儀等儀器進(jìn)行觀測(cè)。(2 浸潤(rùn)線觀測(cè) :浸潤(rùn)線觀測(cè)采用鉆孔觀測(cè) , 鉆 孔垂直壩體軸線布置 4組 , 每組布置 2個(gè)孔 , 各組之 間的間距為 5060m 。觀測(cè)孔布 置在標(biāo)高 105m 及 109. 1m 臺(tái)階上。觀測(cè)孔采用 110mm 鋼管制總第 408期 金 屬 礦 山 2010年第 6期作 , 深度按 8. 0m, 下端的 1. 0m 長(zhǎng)為滲水管 , 滲水 管段設(shè) 400g /m2土工布反濾層。施工時(shí)應(yīng)保證觀 測(cè)

15、孔鉛直。(3 庫(kù)區(qū)水位觀測(cè)標(biāo)尺 :庫(kù)區(qū)水位觀測(cè)標(biāo)尺設(shè) 在排水井井身上 , 并與之固定。庫(kù)區(qū)水位應(yīng)定期檢 測(cè) , 并做好記錄。汛期應(yīng)增加觀測(cè)次數(shù) , 按照設(shè)計(jì)的 調(diào)洪高度控制庫(kù)內(nèi)水位標(biāo)高。(4 視頻監(jiān)視系統(tǒng) :在壩體、 取砂池、 溢洪道、 排 水井等重要尾礦設(shè)施的適當(dāng)位置安裝可視化視頻監(jiān) 測(cè)系統(tǒng) , 做到實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)尾礦庫(kù)的壩面、 灘面、 水面等 情況。經(jīng)過(guò)治理后庫(kù)內(nèi)匯集洪水量小于安全超過(guò)要求 的調(diào)洪庫(kù)容 , 尾礦庫(kù)排洪安全滿(mǎn)足規(guī)范要求 , 使尾礦 庫(kù)達(dá)到正常庫(kù)的標(biāo)準(zhǔn) , 為采砂期間尾礦庫(kù)的安全做 準(zhǔn)備。2. 2 尾礦庫(kù)采砂尾砂回采設(shè)計(jì)采用吸揚(yáng)式采砂船 +推土機(jī) (電 耙 聯(lián)合采砂方案 , 該方案具

16、有勞動(dòng)生產(chǎn)率高、 采砂 連續(xù)化、 能耗省、 產(chǎn)量大、 成本低等優(yōu)點(diǎn)。利用水力沖碎吸揚(yáng)式采砂船、 推土機(jī)、 電耙等設(shè) 備 , 采用下向水平分層回采法 , 分層厚度為 0. 6m, 整個(gè)庫(kù)區(qū)分成 2個(gè)采區(qū)。一采區(qū)為采池 , 面積為 9. 7 104m 2, 為保證尾礦壩的安全 , 采池距主壩 132m 。 下游段至基壩為二采區(qū) , 面積約為 3. 8 104m 2。 2個(gè)采區(qū)按下列順序回采。第一步驟 :利用采砂船將基坑擴(kuò)幫 , 至整個(gè)一采 區(qū) (采池 范圍 , 面積約為 9. 7 104m 2, 形成一、 二 采區(qū)范圍界線。第二步驟 :一采區(qū) (采池 回采 , 利用采砂船將 采池全 面積下 向回

17、采一個(gè) 分層 (分 層厚度 為 0. 6 m , 開(kāi)采尾砂量約 8. 44 104t 。第三步驟 :二采區(qū)回采下降一個(gè)分層 , 二采區(qū)下 降回采一個(gè)分層尾砂量約 3. 42 104t 。 由于采池 距基壩 130多 m, 由推土機(jī)將尾砂推運(yùn)至距采池岸 邊 525m 的范圍內(nèi) , 然后由安裝在采砂船上的 30 k W 電耙將上述尾砂耙入采池 中 , 再由船上的吸砂 泵將濃度為 20%的砂漿吸揚(yáng)至設(shè)在庫(kù)邊的濃縮機(jī) 進(jìn)行濃縮。二采區(qū)向采池方向的坡度為 3%5%, 其目的 一是雨天雨水徑流入采池 , 由溢流井泄洪 ; 二是推土 機(jī)下坡推運(yùn)較容易。嚴(yán)格按上述 2個(gè)步驟回采 , 使 2個(gè)采區(qū)逐層均勻下降。

18、尾砂庫(kù)拐角處的尾砂利用 鏟運(yùn)機(jī)處理。 2. 3 尾砂輸送與充填庫(kù)區(qū)采出尾砂在庫(kù)邊經(jīng)濃密后輸送至充填站造 漿后 , 再充填原露天采坑。采砂采出的砂漿濃度為 20%, 經(jīng)濃密后底流濃度達(dá)到 40%。露天采坑充填完畢后 , 為防止干燥天氣風(fēng)沙漫 天影響周邊環(huán)境 , 及消除對(duì)臨近的鳳凰山省級(jí)風(fēng)景 名勝區(qū)的影響 , 考慮對(duì)尾砂表面覆土植被綠化 , 并在 坑口周邊布置排水溝渠。2. 4 閉庫(kù)復(fù)墾庫(kù)內(nèi)尾砂全部采出后 , 庫(kù)區(qū)基本恢復(fù)到建庫(kù)前 原始地貌形態(tài) , 實(shí)施相應(yīng)安全及環(huán)保閉庫(kù)工程措施 后 , 消除其對(duì)下游安全及庫(kù)區(qū)環(huán)境的影響 , 最終達(dá)到 融入自然生態(tài)系統(tǒng) , 恢復(fù)土地功能。根據(jù)本尾礦庫(kù) 的特點(diǎn)和實(shí)際情況 , 擬采取工程措施如下。2. 4. 1拆除壩體尾礦庫(kù) 初期壩為 塊石斜墻 堆石體 , 壩高 27. 0 m , 內(nèi)坡比 1 1. 5, 外坡比 1 2; 壩底標(biāo)高 73. 0m, 采 砂結(jié)束后推平初期堆石