尾礦庫安全控制

尾礦庫安全控制技術(shù)?概述尾礦是礦山選礦廠從礦石選出有用礦物后所剩下的礦渣，通常它是以礦漿的形式排出。尾礦的堆存通常是利用有利地形，圍筑堤壩，形成一定的容積，將尾礦排人，這種設(shè)施稱為尾礦庫。為此而修筑的用尾礦堆積而成的壩體稱為尾礦壩。尾礦庫均設(shè)有排水構(gòu)筑物，常用的基本形式有排水管、隧洞、溢洪道及山坡截洪溝等。對(duì)于大、中流量的尾礦庫，通常采用由溢水塔、豎井和排水隧洞等組成的排水構(gòu)筑物。為充分而有效地利用水資源，尾礦庫通常設(shè)有回水系統(tǒng)，收集庫內(nèi)部分澄清水，供選礦廠內(nèi)冷卻或洗礦等用水，多余的部分則通過排水系統(tǒng)排往下游河道。當(dāng)排放的澄清水中含有害成分，且超過廢水排放標(biāo)準(zhǔn)和衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，則設(shè)凈化構(gòu)筑物對(duì)廢水進(jìn)行凈化處理。二,尾礦庫的形式(1)山谷型。在山區(qū)和丘陵地區(qū)，多利用自然山谷，三面環(huán)山，在谷口一面筑與修庫。⑵傍山型。傍山型尾礦庫是在山坡腳下依山筑壩所圍成的尾礦庫。⑶平地型。平地型尼礦庫是在平地四面筑壩圍成的尾礦庫。⑷截河型。截河型尾礦庫是截取一段河床，在其上、下游兩端分別筑壩形成的尾礦庫。三.尾礦庫的等級(jí)等級(jí)全庫容V/萬立方米壩高H/m一一二等庫具備提高等級(jí)條件者二V)10000H)100三1000WVV1000060WHV100四100WVV100030WHV60五VV100H<30

四?尾礦庫災(zāi)害實(shí)例1962年9月26日云南錫業(yè)公司火谷都尾礦庫潰壩，死亡171人，傷9人1985年8月25日湖南柿竹園有色礦牛角壟尾礦庫潰壩，死亡49人1986年4月30日安徽黃梅山鐵礦金山尾礦庫壩體潰決，死亡19人，傷95人1992年5月24日，河南灤川縣赤土店鄉(xiāng)鑰礦尾礦庫發(fā)生大規(guī)模坍塌，死1993年，福建省潘洛鐵礦庫區(qū)內(nèi)發(fā)生山體大規(guī)?；?，造成14人死亡，4人重傷1994年7月13日，湖北省大冶有色金屬公司龍角山銅礦尾礦庫潰壩，死亡28人，失蹤3人。2000年10月18日上午10時(shí)許，地處南丹縣大廠鎮(zhèn)酸水灣的鴻圖選礦廠的尾砂庫突然塌壩，造成下游華錫集團(tuán)銅坑礦住宅區(qū)部分房屋及部分民房倒塌。據(jù)有關(guān)部門調(diào)查，這起事故共造成28人死亡。當(dāng)坍塌發(fā)生后，疏松的廢礦砂奔涌而下，一瀉數(shù)百米，污水與泥石流沖起來有2米多高，砂壩附近的上百座民房頃刻間毀于一旦。柳州華錫集團(tuán)公司的三棟宿舍樓也被沖倒，來不及逃走的人們瞬間遭受滅頂之災(zāi)。砂壩坍塌后形成的“泥石流”延綿600余米。那股巨大黑流竟把正迎頭行駛的拖拉機(jī)、摩托車及路上行人全卷得毫無蹤影..…黑流竟把正迎頭行駛的拖拉機(jī)、摩托車及路上行人全卷得毫無蹤影..…五?尾礦庫災(zāi)害成因A洪水漫頂災(zāi)害造成洪水，及排水系統(tǒng)引起洪水漫頂事故的致災(zāi)因素包括：⑴防洪設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)低于現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)，造成尾礦庫防洪能力不足，發(fā)生供水漫頂潰壩。⑵洪水計(jì)算依據(jù)不充分，洪峰流量和洪水總量計(jì)算結(jié)果偏低。⑶尾礦庫調(diào)洪能力或排洪能力不足，安全超高和干灘長度不能滿足要求，造成潰壩。⑷排洪設(shè)施結(jié)構(gòu)原因和阻塞造成尾礦庫減少或喪失排洪能力。⑸子壩擋水無效，造成潰壩。B壩基壩坡失穩(wěn)災(zāi)害壩體的穩(wěn)定性，是尾礦庫能否安全運(yùn)行的重要保證。尾礦壩的組成成分與自然溈地、同，破壞類型也有所不同。其破壞類型如下：⑴滑坡。尾礦壩中的滑坡形式屬于滑坡破壞類型中的旋轉(zhuǎn)剪切滑動(dòng)?；逻^程公。三個(gè)階段：蠕滑階段、滑動(dòng)階段和劇滑階段。蠕滑階段，坡體內(nèi)部逐漸形成滑動(dòng)面，并量終發(fā)展成滑坡的坡體物質(zhì)蠕動(dòng)現(xiàn)象，不過很難覺察;滑動(dòng)階段，滑坡體已顯宏觀變形限于局部，變形微弱，可經(jīng)歷數(shù)月至數(shù)年。可根據(jù)滑坡形態(tài)對(duì)其進(jìn)行預(yù)測(cè)與判斷，通常表現(xiàn)為地表裂縫，如后緣裂縫、牽引裂縫、側(cè)界裂縫、滑坡體中部的橫向裂縫和前部的放射狀裂縫等。⑵滑塌。尾礦壩由于初級(jí)壩施工質(zhì)量差或其他人為因素(如人工開挖坡角等)可造成尾礦壩滑塌破壞。⑶塌陷。廢石松散，塊度不均，內(nèi)邊壓在尾礦沉積體上可造成塌陷。(4)滲漏及管涌潰堤。由于尾砂與廢石間無過渡層，易流失尾礦，發(fā)生滲漏；由于木力坡降，使壩體、壩基或壩肩發(fā)生細(xì)粒尾砂的侵蝕、滲漏等，引起潰壩。管涌是尾礦規(guī)常見的一種破壞模式，同樣也是威脅尾礦壩穩(wěn)定性的一個(gè)重要因素。管酒主要包括接觸沖刷流砂和出逸水水力坡降管涌。尾礦壩且失穩(wěn)，庫內(nèi)的尾砂和水就這以泥砂流的形式涌出，發(fā)生流砂型管涌。⑸滲流沖刷造成尾礦壩破壞。當(dāng)滲流量增大到臨界滲流量時(shí)，下游坡面上個(gè)別不牢固的石塊就會(huì)被滲流沖出滾落，當(dāng)滲流量超過臨界滲流量時(shí)，尾礦堆石壩便會(huì)發(fā)生沖刷破壞。C尾礦庫裂縫事故裂縫是尾礦壩上一種較為常見的病患，某些細(xì)小的橫向裂縫有可能發(fā)展成為壩體的集中滲漏通道，有的縱向裂縫也可能是壩體滑塌的預(yù)兆，應(yīng)給子應(yīng)有的重視。裂縫的成因，主要是由壩基承載能力不均衡、壩體施工質(zhì)量差、壩身結(jié)構(gòu)及斷面尺可設(shè)計(jì)不當(dāng)或其他因素等所引起。有的裂縫是由單因素所造成，有的則是多種因素所造皮。發(fā)縫的種類很多，如果不了解裂縫的性質(zhì)，就不能正確地處理，特別是滑動(dòng)性裂縫和非滑動(dòng)性裂縫，一定要認(rèn)真予以辨別。六?尾礦庫災(zāi)害防治A洪水漫頂災(zāi)害防治（I）按防洪標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行準(zhǔn)確的調(diào)洪演算。當(dāng)尾礦庫使用年限較短或失事后對(duì)下游不會(huì)造成嚴(yán)重危害時(shí)，宜取下限;反之應(yīng)取上限。當(dāng)尾礦庫貯存鈾礦等有放射性或有害尾礦，失事后對(duì)下游環(huán)境造成嚴(yán)重危害時(shí)，其防洪標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)予以提高，必要時(shí)其后期防洪可按最大洪水進(jìn)行設(shè)計(jì)。調(diào)洪演算的目的是根據(jù)既定的排水系統(tǒng)確定所需的調(diào)洪庫容及泄洪流量。對(duì)一定的來水過程線，排水構(gòu)筑物越小，所需調(diào)洪庫容就越大，壩也就越高。設(shè)計(jì)中應(yīng)通過幾種不同尺寸的排水系統(tǒng)的調(diào)洪演算結(jié)果，合理地確定壩高及排水構(gòu)筑物的尺寸，以便使整個(gè)工程造價(jià)最小。調(diào)洪演算的結(jié)果是否符合實(shí)際及其符合的程度如何，主要取決于：1）調(diào)洪的起始水位。它關(guān)系到正常運(yùn)行時(shí)灘長的控制?？刂扑坏淖詈蟠_定，又取決于最高洪水位時(shí)灘長的確定。在設(shè)計(jì)時(shí)，主要計(jì)算初期壩運(yùn)行期和終期的情況，在管理階段應(yīng)根據(jù)每年的度汛情況予以分析。2）調(diào)洪用的庫容曲線是沉積居礦后的庫容曲線。事先確定淤積灘面的坡度和形狀極為重要。3）泄流曲線和泄流構(gòu)筑物的尺寸。⑵避免排洪設(shè)施傾斜、沉陷斷裂和裂縫。防止或減少排洪設(shè)施等混凝土結(jié)構(gòu)發(fā)生傾斜、沉陷斷裂和裂縫，必須從設(shè)計(jì)和施工兩方面著手。除正確設(shè)計(jì)計(jì)算外，還可考慮以下措施：1）加強(qiáng)混凝土襯砌施T期的養(yǎng)護(hù)工作，拆模時(shí)間不宜過早，減少溫度突變影響，必要時(shí)控制混凝土人倉溫度。2）選擇合理的混凝土配合比和原材料，盡可能使用早期強(qiáng)度較高、析水率和干編較小及水化熱較低的水泥。合理降低混凝土的坍落度，正確使用外加劑和摻和料。3）鋼筋混凝土的配筋，應(yīng)結(jié)合施工條件，盡可能采用細(xì)筋。4）澆筑過程中應(yīng)合理分縫分塊。分段長度般可為6~12m。環(huán)向縫盡可能設(shè)在同一平面內(nèi)，避免錯(cuò)縫澆筑。5）同一澆筑塊，在澆筑時(shí)必須均勻聯(lián)系，加強(qiáng)振搗。防止產(chǎn)生冷縫。6）地下水豐富地段，在澆筑混凝土之前，必須采取一定的排水或封堵措施，以免影響混凝士澆筑質(zhì)量。7）混凝士襯砌的澆筑程序，般先底拱后邊墻再頂拱，以利于澆筑接縫的緊密結(jié)合。如果采取先頂拱后邊墻的施工程序，應(yīng)加強(qiáng)反縫的處理。8）隧洞開挖面應(yīng)大致平整，盡量減少超挖和有大的尖樓石塊，以避免襯砌應(yīng)力集中。9）開挖與襯砌平行作業(yè)時(shí)，開挖與襯砌的工作面，應(yīng)保持一定的距離，以防止開挖爆破對(duì)襯砌的影響，必要時(shí)應(yīng)采取防震措施。10）在嚴(yán)寒地區(qū)為減少襯砌內(nèi)外溫度劇烈變化，可在洞口采取保溫措施。11）現(xiàn)澆混凝土涵洞及管道要及時(shí)回填覆土，避免陽光暴曬。B壩基壩坡失穩(wěn)災(zāi)害防治⑴因壩本身填土碾壓不實(shí)，浸潤線過高而造成的背水坡滑坡，在有條件的情況下，一般應(yīng)以上游防滲為主，輔以下游壓坡，導(dǎo)滲和放緩壩坡，以達(dá)到穩(wěn)定壩坡的目的。⑵壩體有軟弱夾層或抗剪強(qiáng)度較低，且背水坡較陡而造成的滑坡，首先應(yīng)降低庫水位，如清除夾層有困難時(shí)，則以放緩壩坡為主，輔以在壩腳排水壓重的方法處理。⑶地基存在淤泥層、濕陷性黃士層或液化的均勻細(xì)砂層，施工時(shí)沒有清除或清除不徹底而引起的滑坡，處理的重點(diǎn)是清除這些淤泥、黃土和砂層，并進(jìn)行固腳阻滑，可先在壩腳外適當(dāng)距離，修筑■道固腳齒槽，然后將壩腳到齒槽間的泥、土、砂層挖除。施工時(shí)應(yīng)分段開挖，挖完段，就回填段透水料，切忌全線同時(shí)開挖，引起再次滑坡。⑷因排水設(shè)施堵塞而引起的青水坡滑坡，主要是恢復(fù)排水設(shè)施效能，筑壓重臺(tái)固腳。此外，在滑坡處理中，應(yīng)注意以下問題：（1）開挖與國城應(yīng)符合上部成較、下部壓重的原則開挖回城工作應(yīng)分段進(jìn)行，并保持允許的開挖邊坡。開挖中，對(duì)于松土與稀泥都必須徹底清際。（2）填士應(yīng)嚴(yán)格控制施工質(zhì)量、土料的含水量和干容重那必須符合設(shè)計(jì)要求，新舊士體的結(jié)合面應(yīng)創(chuàng)毛，以利接合。對(duì)于水中填土壩，在處理滑坡階段進(jìn)行填土?xí)r，最好不要采用碾壓施工，以免因原壩體固結(jié)沉陷而開裂。（3）滑坡主裂縫，一般不宜采取灌漿方法處理。（4）滑坡處理前，應(yīng)嚴(yán)格防止雨水滲人裂縫內(nèi)?？捎盟芰媳∧?、瀝青油氈或油布等加以覆蓋，同時(shí)還應(yīng)在裂縫上方修截水溝，以攔截和引走壩面的積水。C尾礦庫裂縫事故防治裂縫的處理，因其性質(zhì)不同而異。但無論哪種裂縫，發(fā)現(xiàn)后都可采取臨時(shí)防護(hù)措施，防止雨水冰凍影響。非滑動(dòng)性裂縫的一般處理方法為：⑴開挖回填。開挖回填是處理裂縫比較徹底的方法，適用于不太深的表層裂縫及防滲部位的裂縫。⑵灌漿。對(duì)壩內(nèi)裂縫、非滑動(dòng)性的很深的表層裂縫，由于開挖回填處理工作重太大，可采取黏土灌漿處理。一般采用重力灌漿或壓力灌漿方法，重力灌漿僅靠漿液自重罹人裂縫，不加壓力;壓力灌漿除漿液自重外，再加機(jī)械壓力，使?jié){液在較大壓力作用下，淮人裂縫。灌漿的漿液，通常為黏土泥漿，在浸潤線以下部位，摻人部分水泥，制成鞘土水泥漿，以促其硬化。（3）開挖回填與灌漿相結(jié)合。該方法適用于中等深度的裂縫、當(dāng)庫水位較高時(shí)不易全部采用開挖回填方法處理的部位開挖有困難的部位。施工時(shí)，對(duì)裂縫的上部采取開挖回填法，對(duì)發(fā)縫的下解采用來實(shí)法處理共年能方變作然后采用重力或壓挖至定深度（一般為2m左右）即進(jìn)行回填，在回填時(shí)預(yù)埋灌漿管，然后采用重力或壓力灌漿，對(duì)下部裂縫進(jìn)行灌漿處理。1.漫（潰）壩危害尾礦庫發(fā)生漫壩事故發(fā)生時(shí)，尾礦砂往往立即液化，擴(kuò)大尾礦壩的缺口，使大量尾礦泥砂沿山谷往下傾瀉，其危害程度遠(yuǎn)比水庫潰壩時(shí)嚴(yán)重得多，大量泥石流會(huì)嚴(yán)重危及下游居民人身和財(cái)產(chǎn)安全，在成環(huán)境污染?？赡芤鸬脑颍海?）尾礦庫排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)排水能力低、排水系統(tǒng)淤堵、無排水系統(tǒng)。（2）設(shè)計(jì)以外的尾礦、廢料或廢水進(jìn)庫。（3）壩端無截水溝，山坡雨水沖刷壩肩。（4）溢流斜槽的進(jìn)水口由漂浮物堵塞，排水斜槽發(fā)生變形、破損、斷裂，斜槽內(nèi)淤堵。壩面排水溝及壩端截水溝護(hù)砌變形、破損、斷裂，溝內(nèi)淤堵。（5）大氣降水量短時(shí)間內(nèi)驟增、庫區(qū)周圍山體發(fā)生大面積滑坡、塌方，特大暴雨、庫區(qū)周圍山體滑坡、塌方導(dǎo)致庫水位猛漲出現(xiàn)漫壩、潰壩事故。［案例］意大利斯塔瓦尾礦壩分上方壩及下方壩。1985年6月上旬，在下方庫匯水區(qū)域出現(xiàn)30米寬，3-4米深的漏洞，這是由于排水涵管破裂，大量泥性尾礦漏出。1985年7月19日當(dāng)上方壩升高到30米，上方壩首先發(fā)生災(zāi)難性潰壩，同時(shí)也沖毀了下方壩，上下兩壩的洪流淹沒了阿維蘇流域，268人罹難。2）壩體滲漏危害滲流破壞是造成尾礦壩安全事故的主要原因之一。由于尾礦壩體浸潤線過高發(fā)生