非煤礦山尾礦庫的構造及危害類型

非煤礦山尾礦庫的構造及危害類型一、尾礦庫的危害：尾礦庫的構造：礦山開采出來的礦石經(jīng)過選礦選出有用的礦物后剩下的礦渣稱為尾礦。一般地,尾礦以漿狀排出,堆存在尾礦庫里。尾礦庫是筑壩攔截谷口或圍地構成的用以貯存尾礦的場所。尾礦庫從地形分有山谷型尾礦庫、傍山型尾礦庫、平地型尾,都由尾礦輸送系統(tǒng)、尾礦壩、尾礦堆存和水處理系統(tǒng)構成。尾礦水力輸送系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括尾礦濃縮池、尾礦輸,用以將選礦廠排出的尾礦漿送往尾礦庫堆存尾礦回水系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括回水泵站、回水管道和回水池等,用以回收尾礦庫或濃縮池的澄清水,送回選礦廠供選礦生產(chǎn)重復利用尾礦堆存系統(tǒng)。該系統(tǒng)一般簡稱為尾礦庫,包括庫區(qū)、,用以貯存選礦廠排出的尾礦尾礦水處理系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括水處理站和截滲、回收設施等,用以處理不符合重復利用或排放標準要求的尾礦水,使之到達標準。尾礦壩尾礦壩是貯存尾礦和水的尾礦庫外圍的壩體構筑物,一般包括初期壩和積存壩。所謂初期壩是指基建時筑成的、作;積存壩是生產(chǎn)過程中在初期壩壩頂以上用尾礦充填堆筑而成的壩。依據(jù)使用的筑壩材料,砌石壩和混凝土壩等。其中,土壩造價低,施工便利,常用于缺少沙石料地區(qū),但是透水性差,浸潤線常從壩坡逸出,易產(chǎn)生管涌,導致垮壩,一般需要設置排滲設施;堆石壩由堆石體及其上游面的反濾層和保護層構成(7-1),透水性好,可降低尾礦壩的浸潤線,加快尾礦固結,有利于尾礦壩的穩(wěn)定。按積存壩的堆筑方式,和下游式筑壩三種。上游式筑壩承受向初期壩上游方向充填尾礦加高壩的筑壩工藝。上游式筑壩的穩(wěn)定性較差,抗地震液化性能差,如不實行肯定的措施不適于在高地震烈度地區(qū)使用,但由于筑壩工藝簡潔、治理簡潔、本錢低,在國內礦山應用廣泛。中線式筑壩承受在初期壩的壩軸線位置上用旋流粗沙沖積尾礦的筑壩工藝,在生產(chǎn)治理與維護方面比上游式筑壩簡單。下游式筑壩承受向初期壩下游方向用旋流粗沙沖積尾礦的筑壩工藝,壩體穩(wěn)定性好，抗地震液化力量較強,適用于高地震烈度地區(qū)的筑壩,但筑壩生產(chǎn)治理與維護比較簡單且本錢較高。排水系統(tǒng)排水系統(tǒng)的作用在于排出庫內積水,包括尾礦水和洪水。排水系統(tǒng)的排水力量應當保證尾礦庫最高洪水位時安全超高和干灘長度滿足規(guī)程要求。,其余排水構筑物都漸漸被厚厚的尾礦所掩蓋,,,對施工質量的要求也很嚴格。排水系統(tǒng)有井-管(洞)式和槽-管(洞)式兩種形式。井-管(洞)式排水系統(tǒng)以豎向的排水井和橫向的排水管(洞)構成〔見圖7-2〕排水井包括井基、井座和井筒三局部,有窗口式,多用鋼筋混凝土澆筑而成,高度一般為10~20m之間,特別狀況和地形條件下也可做得高一些。槽-管(洞)式排水系統(tǒng)以沿山坡筑成的排水斜槽和橫向的排水管(洞)構成(見圖7-3)。排水槽的斷面為矩形或圓形,寬度或直徑一般為1.0~1.5m左右,高度宜大于寬度,排水量較大,漸漸加蓋板將斜槽,所受土壓力和水壓力很大,因此蓋板厚度很厚。蓋板可做成平板或圓拱形板,后者受力條件好,溢流至槽內。因溢流沿較長,斜槽的排水量較大,適用于排洪水中等以上的尾礦庫排洪。溢洪道用于洪水流量大的尾礦庫排洪,其排水力量大,有正堰式和側槽式兩種。截洪溝的作用是截住溝以上匯流面積的暴雨洪水,削減入庫水量,起關心排洪的作用。尾礦庫的安全等級尾礦庫一般分為危庫、險庫、病庫、正常庫四個等級。危庫尾礦庫有以下狀況的為危庫尾礦庫調洪庫容缺乏,在最高洪水位時不能同時滿足,不能保證尾礦庫的防洪安全；排洪系統(tǒng)嚴峻堵塞或坍塌,不能排水或排水力量急劇降低;排水井顯著傾斜,有倒塌的跡象;(4)壩體消滅深層滑動跡象閱歷算,壩體抗滑穩(wěn)定最小安全系數(shù)小于表7-1規(guī)定95%7-1尾礦壩抗滑穩(wěn)定最小安全系數(shù)運用狀況壩的級別1234正常運行1.301.251.201.15洪水運行1.201.151.101.05特別運行1.101.051.051.00其他危及尾礦庫安全運行的狀況。險庫尾礦庫有以下狀況的為險庫尾礦庫調洪庫容缺乏,在最高洪水位時不能同時滿足設計規(guī)定的安全超高和最小干灘長度的要求,但尋常對壩體的安全影響不大排洪系統(tǒng)局部堵塞或坍塌,排水力量有所降低,達不到設計要求排水井有所傾斜壩體消滅淺層滑動跡象閱歷算,壩體抗滑穩(wěn)定最小安全系數(shù)小于表7-1規(guī)定98%;壩體消滅貫穿性橫向裂縫,且消滅較大管涌,水質混濁,挾帶泥沙或壩體滲流在積存壩坡有較大范圍逸出,且消滅流土變形(7)其他影響尾礦庫安全運行的狀況。病庫尾礦庫有以下狀況的為病庫尾礦庫調洪庫容缺乏,在最高洪水位時不能同時滿足設計規(guī)定的安全超高和最小干攤長度的要求。,排水管接頭漏沙;,但對壩體穩(wěn)定影響較小,或雖符合設計規(guī)定,但局部高程上積存邊坡過陡,可能消滅局部失穩(wěn);閱歷算,壩體抗滑穩(wěn)定最小安全系數(shù)小于表7-1規(guī)定值浸潤線位置過高,滲透水自高位逸出,壩面消滅沼澤化(6)壩面消滅較多的局部縱向或橫向裂縫;壩體消滅小的管涌并挾帶少量泥沙；積存壩外坡沖蝕嚴峻,形成較多或較大的沖溝；(9)壩端無截水溝,山坡雨水沖刷壩肩；(10)其他不正?，F(xiàn)象。正常尾礦庫的標準尾礦庫正常運行的標準如下尾礦庫是經(jīng)正規(guī)建設程序設計和施工建成的；根底壩穩(wěn)定,,壩體完整無損,堆石壩反浸層工作正常；,保持良好工作狀態(tài),,但實行其他排洪措施(如臨時溢洪道等)確保庫的安全度汛;后期壩排滲設施運行正常,無流沙(土)塌坡現(xiàn)象,壩坡坡度符合設計要求,平坦美觀,壩面排水系統(tǒng)完好,壩面及灘面無灰塵問題;未經(jīng)擴容設計,不超期服役;尾礦排放合理,,水邊線平坦,澄清距離能滿足排水質量的要求;有完整的排水、回水系統(tǒng),且排水、回水符合標準,設施能正常運行有健全的監(jiān)測系統(tǒng),并能按要求完全正常工作尾礦庫病害的類型尾礦庫的病害類型,概括起來有以下幾種(1)庫區(qū)的滲漏、坍岸和泥石流;(2)壩基、壩肩失穩(wěn)和滲漏;尾礦積存壩的浸潤線逸出,塌、塌陷、沖刷等土壩類的初期壩壩體浸潤線高或逸出,沖刷成溝;透水堆石類初期壩消滅滲漏渾水及滲漏穩(wěn)定現(xiàn)象(6)漿砌石類壩體裂縫、壩基滲漏和抗滑穩(wěn)定問題;排水構筑物的斷裂、滲漏、跑渾水及下游消能防沖、排水力量不夠等；回水澄清距離不夠,回水水質不符合要求;(10)尾礦庫沒有足夠的抗震力量；(11)尾礦塵害及排水污染環(huán)境。上述病害、險情,就某一座庫而言,不是同時都存在,而只是存在其中一兩種。但病情險情不除,尾礦庫就有發(fā)生事故的可能。尾礦庫滲漏尾礦壩壩體及壩基的滲漏有正常滲流和特別滲漏之分。正常滲流有利于尾礦壩壩體及壩前干灘的固結,從而有利于(滲漏),導致滲流出口處壩體產(chǎn)生流士、沖刷及管涌多種形式的破壞,嚴峻的可導致垮壩事故。壩體滲漏。土壩壩體薄弱,邊坡太陡,滲水從濾水體以上逸出;復式斷面土壩的黏土防滲體設計斷面缺乏或與下游壩體缺乏良好的過渡層,使防滲體破壞而漏水;埋設于壩體內的壓力管道強度不夠或管道埋置于不同性質的地基,地基處理不當,流出,管身未設截流環(huán);壩后濾水體排水效果不;對于下游可能消滅的洪水倒灌防護缺乏,在泄洪時濾水體被淤塞失效,迫使壩體下游浸潤線上升,滲水從坡面逸出等。土壩分層填筑時,土層太厚,碾壓不透致使每層填土上部密實,下部疏松,庫內放礦后形成水平滲水帶;土料含沙礫太多,滲透系數(shù)大;沒有嚴格按要求掌握及調整填筑土料的含水量,致使碾壓達不到設計要求的密實度;在分段進展填筑時,由于土層厚薄不同上升速度不一,相鄰兩段的接合部位可能消滅少壓或漏壓的松土帶;料場土料的取土與壩體填筑的部位分布不合理,致使浸潤線與設計不符,滲水從壩坡逸出;冬季施工中,對碾壓后的凍土層未徹底處理,或把大量凍土塊填在壩內;壩后濾水體施工時,沙石料質量不好,級配不合理,或濾層材料鋪設混亂,致濾水體失效,壩體浸潤線上升等。;地震引起壩體或防滲體發(fā)生貫穿性的橫向裂縫等。;設計時未能實行有效的防滲措施,如壩前水平鋪蓋的長度或厚度缺乏,垂直防滲墻深度不夠;黏土鋪蓋與透水沙礫石地基之間,并無有效的濾層,鋪蓋在滲水壓力作用下破壞;對自然鋪蓋了解不夠,薄弱部位未做處理等。水平鋪蓋或垂直防滲設施施工質量差;施工治理不善,在庫內任意挖坑取土,自然鋪蓋被破壞;巖基的強風化層及裂開;巖基上部的沖積層未按設計要求清理等。壩前干灘暴露暴曬而開裂,尾礦庫放水等從裂縫滲透;對防滲設施養(yǎng)護修理不善,下游漸漸消滅沼澤化,甚至形成管涌;在壩后任意取土,影響地基的滲透穩(wěn)定等。:根底清理不好,未做接合槽或做得不徹底;土壩兩端與山坡接合局部的坡面過陡,而且清基不徹底或未做防滲漏墻;涵管等構筑物與壩體接觸處,因施工條件不好,回填夯實質量差,或未設截流環(huán)(墻)及其他止水措施，造成滲流等。:與土壩兩端連接的岸坡屬條形山或掩蓋層薄弱的山坡而且有透水層;山坡的巖石裂開,節(jié)理發(fā)育,或有斷層通過;因施工取土或庫內存水后由于風浪的淘刷,岸坡的自然鋪蓋被破壞;溶洞以及生物地窖或植物根莖腐爛后形成的孔洞等。尾礦庫裂縫,某些細小的橫向裂,有的縱向裂縫也可能是壩體發(fā)生滑坡的預兆,應予以充分重視。,有的裂縫在壩體外表就可以看到,有的隱蔽在壩體內部,要開挖檢查才能覺察。裂縫寬度最窄的不到1mm,寬的可達數(shù)十厘米,甚至更大。裂縫長度短的不到1m,長的數(shù)十米,1m,,有的是垂直壩軸線的橫縫,有的是大致水平的水平縫,還有的是傾斜的裂縫。裂縫的成因,質量差、壩身構造及斷面尺寸設計不當或其他因素等所引起。有的裂縫是由于單一因索所造成,有的則是多種因素所形成。尾礦庫管涌,它是指在滲流作用下土體中的細顆粒在粗顆粒形成的孔隙道中發(fā)生移動并被帶走,對于某些土即使在很大的水力坡降下也不會消滅管涌,而對于另一些土(如缺乏中間粒徑的沙礫料)卻在不大的水力坡降下就可以發(fā)生管涌。尾礦庫管涌是壩身或壩基內的土壤顆粒被滲流帶走的現(xiàn)象。管涌發(fā)生時,如不準時處理,空洞會在很短的時間內擴大,其勢不行擋,從而導致尾礦壩坍塌。尾礦庫滑坡尾礦庫滑坡是指尾礦壩斜坡上的土體或者巖體在重力作用下,沿著肯定的脆弱面或者脆弱帶,整體地或者分散地順坡向下滑動的自然現(xiàn)象。在勘探時沒有查明壩基根底有淤泥層或其他高壓縮性軟土層,或水塘,筑壩后由于壩腳沉陷過大而引起滑坡;壩端巖石裂開、節(jié)理發(fā)育,未實行適當?shù)姆罎B措施,產(chǎn)生繞壩滲流,使局部壩體飽和,引起滑坡。在碾壓土壩施工中,由于鋪土太厚,碾壓不實,或含水量不合要求,干重度沒有到達設計標準;搶筑臨時攔洪斷面和合攏斷面,邊坡過陡,填筑質量差;,以致形成凍土層,在解凍或蓄水后,庫水入滲形成脆弱夾層;采用風化程度不同的殘積土筑壩時,將黏性土填在土壩下部,而上部又填了透水性較大的土料,放礦后背水坡上部潮濕飽和;尾礦積存壩與初期壩二者之間或各期積存壩壩體之間沒有結合好,在滲水飽和后,造成滑坡等。猛烈地震引起土壩滑坡;持續(xù)的特大暴雨,使壩坡土體飽和,或風浪淘刷,使護坡遭破壞,致壩坡形成陡坡以及在土壩附近爆破或者在壩體上部堆有物料等人為因素。在高水位時期、發(fā)生猛烈地震后、持續(xù)特大暴雨和臺風攻擊以及回春解凍之際應進展具體檢查,縫的進展規(guī)律、位移觀測資料、浸潤線觀測分析和孔隙水壓力觀測成果等方面進展滑坡的推斷。尾礦庫洪水漫壩尾礦壩多為散粒構造,洪水