尾礦庫基本知識

尾礦庫綜合調(diào)查金屬非金屬礦山尾礦庫平安技術(shù)中心目錄第一講尾礦庫根底知識

第二講尾礦庫綜合調(diào)查

第一講尾礦庫根底知識第一節(jié)尾礦設(shè)備的功能及組成第二節(jié)尾礦庫第三節(jié)尾礦壩第四節(jié)尾礦庫排洪設(shè)備第五節(jié)尾礦庫監(jiān)測設(shè)備第六節(jié)尾礦庫平安度第一節(jié)尾礦設(shè)備的功能及組成尾礦—金屬或非金屬礦山開采出的礦石，經(jīng)選礦廠選出有價值的精礦產(chǎn)生砂一樣的“廢渣〞，稱作尾礦。尾礦處置—將選礦廠排出的尾礦送往指定地點(diǎn)堆存或利用的技術(shù)叫做尾礦處置。尾礦設(shè)備—為尾礦處置所建造的設(shè)備系統(tǒng)稱作尾礦設(shè)備。尾礦設(shè)備組成及功能1、尾礦水力保送系統(tǒng)包括尾礦濃縮池、尾礦保送管槽、保送泵站和尾礦分散管槽等，用以將選礦廠排出的尾礦漿送往尾礦庫堆存；2、尾礦堆存系統(tǒng)普通常簡稱為尾礦庫，包括庫區(qū)、尾礦壩、排洪構(gòu)筑物和壩的觀測設(shè)備等，用以儲存選礦廠排出的尾礦；尾礦設(shè)備組成3、尾礦回水系統(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廓清水，送回選礦廠供選礦消費(fèi)反復(fù)利用；4、尾礦水處置系統(tǒng)包括水處置站和截滲、回收設(shè)備等，用以處置不符合反復(fù)利用或排放規(guī)范要求的尾礦水，使之到達(dá)規(guī)范。

第二節(jié)尾礦庫尾礦庫類型：1、山谷型尾礦庫山谷型尾礦庫是在山谷谷口處筑壩構(gòu)成的尾礦庫。它的特點(diǎn)是初期壩相對較短，壩體工程量較小，后期尾礦堆壩相對較易管理維護(hù)，當(dāng)堆壩較高時，可獲得較大的庫容；庫區(qū)縱深較長，尾礦水廓清間隔及干灘長度易滿足設(shè)計要求；但匯水面積較大時，排洪設(shè)備工程量相對較大。我國現(xiàn)有的大、中型尾礦庫大多屬于這種類型。

第二節(jié)尾礦庫山谷型尾礦庫

第二節(jié)尾礦庫2、傍山型尾礦庫傍山型尾礦庫是在山坡腳下依山筑壩所圍成的尾礦庫。它的特點(diǎn)是初期壩相對較長,初期壩和后期尾礦堆壩工程量較大；由于庫區(qū)縱深較短，尾礦水廓清間隔及干灘長度遭到限制，后期壩堆的高度普通不太高，故庫容較小；匯水面積雖小，但調(diào)洪才干較低，排洪設(shè)備的進(jìn)水構(gòu)筑物較大；由于尾礦水的廓清條件和防洪控制條件較差，管理、維護(hù)相對比較復(fù)雜。國內(nèi)低山丘陵地域中小礦山常選用這種類型尾礦庫。

第二節(jié)尾礦庫傍山型尾礦庫

第二節(jié)尾礦庫3、平地型尾礦庫平地型尾礦庫是在平緩地形周邊筑壩圍成的尾礦庫。其特點(diǎn)是初期壩和后期尾礦堆壩工程量大，維護(hù)管理比較費(fèi)事；由于周邊堆壩，庫區(qū)面積越來越小，尾礦堆積灘坡度越來越緩，因此廓清間隔、干灘長度以及調(diào)洪才干都隨之減少，堆壩高度遭到限制，普通不高；但匯水面積小，排水構(gòu)筑物相對較??；國內(nèi)平原或沙漠戈壁地域常采用這類尾礦庫。例如金川、包鋼和山東省一些金礦的尾礦庫。

第二節(jié)尾礦庫平地型尾礦庫

第二節(jié)尾礦庫4、截河型尾礦庫截河型尾礦庫是截取一段河床，在其上、下游兩端分別筑壩構(gòu)成的尾礦庫。有的在寬淺式河床上留出一定的流水寬度，三面筑壩圍成尾礦庫，也屬此類。它的特點(diǎn)是不占農(nóng)田；庫區(qū)匯水面積不太大，但尾礦庫上游的匯水面積通常很大，庫內(nèi)和庫上游都要設(shè)置排水系統(tǒng)，配置較復(fù)雜，規(guī)模龐大。這種類型的尾礦庫維護(hù)管理比較復(fù)雜，國內(nèi)采用的不多。

第二節(jié)尾礦庫截河型尾礦庫第二節(jié)尾礦庫庫容—系指尾礦庫空間容積第二節(jié)尾礦庫全庫容尾礦壩某標(biāo)高頂面、下游坡面及庫底面所圍空間的容積，包括有效庫容、死水庫容、蓄水庫容、調(diào)洪庫容和平安庫容5部分。有效庫容某壩頂標(biāo)高時，初期壩內(nèi)坡面、堆積壩外坡面以里〔對下游式尾礦筑壩那么為壩內(nèi)坡面以里〕，堆積灘面以下，庫底以上的空間，即包容尾礦的庫容。第二節(jié)尾礦庫調(diào)洪庫容某壩頂標(biāo)高時，堆積灘面、正常水位以上的庫底、正常水位三者以上，最高洪水位以下的空間。總庫容設(shè)計最終堆積標(biāo)高時的全庫容。第二節(jié)尾礦庫尾礦庫等別、構(gòu)筑級別尾礦庫的等別從高到低分為五等。規(guī)程對等別不同的尾礦庫采用的防洪規(guī)范和壩體平安系數(shù)也是不同的。一等最高，五等最低。尾礦庫各運(yùn)用期的設(shè)計等別應(yīng)根據(jù)該期的全庫容和壩高分別按表1確定。當(dāng)兩者的等差為一等時，以高者為準(zhǔn)；當(dāng)?shù)炔畲笥谝坏葧r，按高者降低一等。尾礦庫失事將使下游重要城鎮(zhèn)、工礦企業(yè)或鐵路干線蒙受嚴(yán)重災(zāi)禍者，其設(shè)計等別可提高一等。第二節(jié)尾礦庫尾礦庫等別等別全庫容V（萬m3）壩高H（m）一二等庫具備提高等別條件者二三四五V≥100001000≤V＜10000100≤V＜1000V＜100H≥10060≤H＜10030≤H＜60H＜30第二節(jié)尾礦庫尾礦庫等別構(gòu)筑物的級別主要構(gòu)筑物次要構(gòu)筑物臨時構(gòu)筑物一134二234三355四455五

555注：主要構(gòu)筑物指尾礦壩、庫內(nèi)排水構(gòu)筑物等失事后難以修復(fù)的構(gòu)筑物；次要構(gòu)筑物指失事后不致造成下游災(zāi)害或?qū)ξ驳V庫安全影響不大并易于修復(fù)的構(gòu)筑物；臨時構(gòu)筑物指尾礦庫施工期臨時使用的構(gòu)筑物。構(gòu)筑物級別第三節(jié)尾礦壩一尾礦壩定義1.尾礦壩—擋尾礦和水的尾礦庫外圍構(gòu)筑物，常泛指尾礦庫初期壩和堆積壩的總體。2.初期壩—基建中用作支撐后期尾礦堆存體的壩。3.堆積壩—消費(fèi)過程中在初期壩壩頂以上用尾礦充填堆筑而成的壩。

第三節(jié)尾礦壩—初期壩二初期壩1.初期壩的類型不透水初期壩──用透水性較小的資料筑成的初期壩。因其透水性遠(yuǎn)小于庫內(nèi)尾礦的透水性，不利于庫內(nèi)堆積尾礦的排水固結(jié)。當(dāng)尾礦堆高后，浸潤線往往從初期壩壩頂以上的尾礦堆積壩壩坡逸出，呵斥壩面沼澤化，不利于后期壩壩體的穩(wěn)定。這種壩型適用于擋水式尾礦壩或尾礦堆壩不高的尾礦壩。透水初期壩──用透水性較好的資料筑成的初期壩。因其透水性大于庫內(nèi)堆積尾礦，有利于后期壩的排水固結(jié)，并可降低壩體浸潤線，提高壩體的穩(wěn)定性。它是比較合理的初期壩壩型。2、初期壩的壩型及其特點(diǎn)〔1〕均質(zhì)土壩均質(zhì)土壩是用粘土、粉質(zhì)粘土或風(fēng)化土料筑成的壩，如下圖，它像水壩一樣，屬典型的不透水壩型。在壩的外坡腳往往設(shè)有毛石堆成的排水棱體，以降低壩體浸潤線。該壩型對壩基工程地質(zhì)條件要求不高，施工簡單，造價較低。在早期或短少石材地區(qū)運(yùn)用較多。第三節(jié)尾礦壩—初期壩第三節(jié)尾礦壩—初期壩假設(shè)在均質(zhì)土壩內(nèi)坡面和壩底面鋪筑可靠的排滲層，如下圖，使尾礦堆積壩內(nèi)的滲水經(jīng)過此排滲層排到壩外。這樣，便成了適用于后期尾礦堆壩要求的透水土壩。第三節(jié)尾礦壩—初期壩〔2〕透水堆石壩用堆石料堆筑成的壩，如下圖。在壩的上游坡面用天然反濾料或土工布鋪設(shè)反濾層，防止尾砂流失。該壩型能有效地降低后期壩的浸潤線。由于它對后期壩的穩(wěn)定有利，且施工簡便，成為二十世紀(jì)六十年代以后廣泛采用的初期壩型。第三節(jié)尾礦壩—初期壩〔3〕砂、石透水堆石壩該壩型對壩基工程地質(zhì)條件要求也不高。當(dāng)質(zhì)量較好的石料數(shù)量缺乏時，也可采用一部分較差的砂石料來筑壩。即將質(zhì)量較好石料鋪筑在壩體底部及上游坡一側(cè)〔浸水飽和部位〕，而將質(zhì)量較差的砂石料鋪筑在壩體的次要部位，如下圖。第三節(jié)尾礦壩—初期壩〔4〕廢石壩用采礦場剝離的廢石筑壩，有兩種情況：當(dāng)廢石質(zhì)量符合強(qiáng)度和塊度要求時，可按正常堆石壩要求筑壩；另一種是結(jié)合采礦場廢石排放筑壩，廢石不經(jīng)挑選，用汽車或輕便軌道直接上壩卸料，下游壩坡為廢石的自然安息角，為平安計，壩頂寬度較大，如下圖。在上游坡面應(yīng)設(shè)置砂礫料或土工布做成的反濾層，以防止壩體土顆粒透過堆石而流失。第三節(jié)尾礦壩—初期壩〔5〕砌石壩用塊石或條石砌成的壩，分干砌石壩和漿砌石壩兩種。這種壩型的壩體強(qiáng)度較高，壩坡可做得比較陡，能節(jié)省筑壩資料，但造價較高?？捎糜诟叨炔淮蟮奈驳V壩，但對壩基的工程地質(zhì)條件要求較高，壩基最好是基巖，以免壩體產(chǎn)生不均勻沉降，導(dǎo)致壩體產(chǎn)生裂痕?！?〕混凝土壩用混凝土澆筑成的壩。這種壩整體性好，強(qiáng)度高，因此壩坡可做得很陡，筑壩工程量比其他壩型都小，但工程造價高，對壩基條件要求高，采用者比較少。第三節(jié)尾礦壩—堆積壩三堆積壩1.堆積壩功能與特點(diǎn)本質(zhì)上是尾礦堆積體，這種水力充填堆積的砂性土邊坡穩(wěn)定性能較差；大、中型尾礦堆積壩最終的高度往往比初期壩高得多，是尾礦壩的主體部分。堆積壩一旦失穩(wěn)，災(zāi)禍繁重。所以如何確保堆積壩的平安歷來是設(shè)計和消費(fèi)部門非常注重的一項任務(wù)，也是平安消費(fèi)管理和平安監(jiān)視管理任務(wù)的重點(diǎn)之一。第三節(jié)尾礦壩—堆積壩2.堆積壩型式〔1〕上游式缺陷：細(xì)粒夾層多浸透性能差浸潤線高壩體穩(wěn)定性差優(yōu)點(diǎn)：筑壩工藝簡單管理方便運(yùn)營費(fèi)用國內(nèi)外均普遍采用第三節(jié)尾礦壩—堆積壩〔2〕下游式優(yōu)點(diǎn)：壩體質(zhì)量可控浸透性強(qiáng)浸潤線低壩體穩(wěn)定性好缺陷：筑壩工藝復(fù)雜管理復(fù)雜受地形限制運(yùn)營費(fèi)用高國內(nèi)采用少第三節(jié)尾礦壩—堆積壩〔3〕中線式優(yōu)點(diǎn)：壩體質(zhì)量可控浸透性較強(qiáng)浸潤線低壩體穩(wěn)定性較好缺陷：筑壩工藝較復(fù)雜管理較復(fù)雜受地形限制運(yùn)營費(fèi)用高國內(nèi)采用少第三節(jié)尾礦壩—堆積壩3.堆積灘—水力沖積尾礦構(gòu)成的堆積體表層，常指顯露水面部分灘頂—堆積灘面與堆積壩外坡的交線，為堆積灘的最高點(diǎn)。灘長—由灘頂至庫內(nèi)水邊線的程度間隔。最小干灘長度—設(shè)計洪水位時的干灘長度。最小平安超高—規(guī)定的平安超高最小允許值。第三節(jié)尾礦壩—堆積壩第三節(jié)尾礦壩—堆積壩4.壩高壩高—對初期壩和中線式、下游式筑壩為壩頂與壩軸線處壩底的高差;對上游式筑壩那么為堆積壩壩頂與初期壩壩軸線處壩底的高差。總壩高—與總庫容相對應(yīng)的最終堆積標(biāo)高時的壩高。

堆壩高度〔堆積高度〕—尾礦堆積壩壩頂與初期壩壩頂?shù)母卟睢５谌?jié)尾礦壩—堆積壩第三節(jié)尾礦壩—堆積壩第三節(jié)尾礦壩—堆積壩第三節(jié)尾礦壩—堆積壩第四節(jié)尾礦庫排洪設(shè)備1.排洪設(shè)備的功能及組成排洪設(shè)備是尾礦庫必需設(shè)置的平安設(shè)備，其功能在于將匯水面積內(nèi)洪程度安地排至庫外，保證尾礦庫在洪水運(yùn)轉(zhuǎn)期的平安運(yùn)轉(zhuǎn)。它的平安性和可靠性直接關(guān)系到尾礦庫防洪平安。尾礦庫庫內(nèi)排洪構(gòu)筑物通常由進(jìn)水構(gòu)筑物和輸水構(gòu)筑物兩部分組成。尾礦壩下游坡面的雨水用排水溝排除。排洪構(gòu)筑物型式的選擇，應(yīng)根據(jù)尾礦庫排水量的大小、尾礦庫地形、地質(zhì)條件、運(yùn)用要求以及施工條件等要素并經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較確定。第四節(jié)尾礦庫排洪設(shè)備2.進(jìn)水構(gòu)筑物〔1〕排水井〔塔〕窗口式—整體性好，堵孔簡單，但進(jìn)水量小，早期運(yùn)用較多。

框架式—構(gòu)造合理，進(jìn)水量大，操作也較簡便，廣泛采用。

井圈疊裝式和砌塊式—用預(yù)制井圈和預(yù)制砌塊逐層加高，進(jìn)水量大，操作要求高，整體性差，運(yùn)用不多。

第三節(jié)尾礦庫排洪設(shè)備第四節(jié)尾礦庫排洪設(shè)備〔2〕排水斜槽—既是進(jìn)水構(gòu)筑物，又是輸水構(gòu)筑物。隨著庫水位的升高，進(jìn)水口的位置不斷向上挪動。它沒有復(fù)雜的排水井，但畢竟進(jìn)水量小，普通在排洪量較小時經(jīng)常采用?！?〕溢洪道—常用于一次性建庫的排洪進(jìn)水構(gòu)筑物。為減少過水深度，常采用寬淺式溢洪道。〔4〕截洪溝—也是進(jìn)水構(gòu)筑物兼作輸水構(gòu)筑物。沿全部溝長均可進(jìn)水。在較陡山坡處的截洪溝易遭暴雨沖毀，可靠性差，管理維護(hù)任務(wù)量大。第四節(jié)尾礦庫排洪設(shè)備2、輸水構(gòu)筑物〔1〕排水管—埋設(shè)在庫底部，接受荷載較大，普通采用鋼筋混凝土構(gòu)造。第四節(jié)尾礦庫排洪設(shè)備〔2〕斜槽—鋼筋混凝土或漿砌石構(gòu)造。〔3〕隧洞—構(gòu)造穩(wěn)定性好，是大、中型尾礦庫常用的輸水構(gòu)筑物。當(dāng)排洪量較大，且地質(zhì)條件較好時，隧洞方案往往比較經(jīng)濟(jì)?！?〕截洪溝—鋼筋混凝土或漿砌石構(gòu)造。第四節(jié)尾礦庫排洪設(shè)備3、壩坡排水溝〔1〕截水溝—沿山坡與壩坡結(jié)合部設(shè)置漿砌塊石，以防止山坡暴雨匯流沖刷壩肩?！?〕排水溝—在壩體下游坡面設(shè)置縱橫，將壩面的雨水導(dǎo)流排出壩外，以免雨水滯留在壩面呵斥壩面拉溝，影響壩體的平安。第五節(jié)尾礦庫觀測設(shè)備尾礦庫觀測設(shè)備主要有庫水位觀測壩體位移觀測浸潤線觀測構(gòu)筑物變形觀測滲流水觀測孔隙水壩體固結(jié)觀測排水水量及水質(zhì)監(jiān)測

第六節(jié)尾礦庫平安度【條文】8.1尾礦庫平安度分類尾礦庫平安度主要根據(jù)尾礦庫防洪才干和尾礦壩壩體穩(wěn)定性確定，分為危庫、險庫、病庫、正常庫四級。

第六節(jié)尾礦庫平安度【釋義與知識】尾礦庫平安度劃分的主要原那么是根據(jù)尾礦庫防洪才干和尾礦壩體穩(wěn)定性的平安程度?！?〕尾礦庫防洪才干的平安程度或可靠程度主要指防洪規(guī)范、調(diào)洪排洪才干及排洪設(shè)備平安可靠性能否符合平安規(guī)定及符合程度；〔2〕尾礦壩穩(wěn)定性平安程度主要指壩體在規(guī)定的工況條件下靜力、動力和滲流穩(wěn)定性能否符合平安規(guī)定及符合程度。尾礦庫平安度是經(jīng)過平安評價對影響尾礦庫平安的各種危險有害要素進(jìn)展定性、定量分析而確定的。評價單位在對在用或擬閉庫的尾礦庫進(jìn)展平安現(xiàn)狀評價時，應(yīng)對尾礦庫平安度作出明確結(jié)論。

第六節(jié)尾礦庫平安度【條文】8.2危庫危庫指平安沒有保證，隨時能夠發(fā)生垮壩事故的尾礦庫。危庫必需停頓消費(fèi)并采取應(yīng)急措施。尾礦庫有以下工況之一的為危庫：a)尾礦庫調(diào)洪庫容嚴(yán)重缺乏，在設(shè)計洪水位時，平安超高和最小干灘長度都不滿足設(shè)計要求，將能夠出現(xiàn)洪水漫頂；b)排洪系統(tǒng)嚴(yán)重堵塞或坍塌，不能排水或排水才干急劇降低；c)排水井顯著傾斜，有倒塌的跡象；d)壩體出現(xiàn)貫穿性橫向裂痕，且出現(xiàn)較大范圍管涌、流土變形，壩體出現(xiàn)深層滑動跡象；e)閱歷算，壩體抗滑穩(wěn)定最小平安系數(shù)小于表6規(guī)定值的0.95；f)其他嚴(yán)重危及尾礦庫平安運(yùn)轉(zhuǎn)的情況。

第六節(jié)尾礦庫平安度【釋義與知識】當(dāng)尾礦庫防洪才干嚴(yán)重缺乏，出現(xiàn)洪水漫頂能夠，或壩體穩(wěn)定性嚴(yán)重缺乏，出現(xiàn)垮壩跡象，或出現(xiàn)其他嚴(yán)重危及尾礦庫平安運(yùn)轉(zhuǎn)時都屬于危庫。危庫完全不具備平安消費(fèi)的根本條件，必需停產(chǎn)，排除險情，并迅速向平安消費(fèi)監(jiān)視管理部門和當(dāng)?shù)卣畧蟾妫瑔酉鄳?yīng)的應(yīng)急預(yù)案，根據(jù)險情的實踐可采取以下應(yīng)急措施：1、立刻降低庫水位，擴(kuò)展調(diào)洪庫容，加高壩體，嚴(yán)防洪水漫頂；2、為滿足汛期最小平安超高和最小干灘長度的要求，必要時，可按最小干灘長度為壩頂寬度，用渠槽法搶筑寬頂子壩，以構(gòu)成所需的平安超高和干灘長度；3、疏通、加固或修復(fù)排水構(gòu)筑物，必要時可另開挖暫時排洪通道；4、緊急加固壩體。

第六節(jié)尾礦庫平安度【條文】8.3險庫險庫指平安設(shè)備存在嚴(yán)重隱患，假設(shè)不及時處置將會導(dǎo)致垮壩事故的尾礦庫。險庫必需立刻停產(chǎn)，排除險情。尾礦庫有以下工況之一的為險庫：a)尾礦庫調(diào)洪庫容缺乏，在設(shè)計洪水位時平安超高和最小干灘長度均不能滿足設(shè)計要求；b)排洪系統(tǒng)部分堵塞或坍塌，排水才干有所降低，達(dá)不到設(shè)計要求；c)排水井有所傾斜；d)壩體出現(xiàn)淺層滑動跡象；e)閱歷算，壩體抗滑穩(wěn)定最小平安系數(shù)小于表6規(guī)定值的0.98；f)壩體出現(xiàn)大面積縱向裂痕，且出現(xiàn)較大范圍浸透水高位出逸，出現(xiàn)大面積沼澤化；g)其他危及尾礦庫平安運(yùn)轉(zhuǎn)的情況。

第六節(jié)尾礦庫平安度【釋義與知識】當(dāng)尾礦庫排洪系統(tǒng)存在嚴(yán)重隱患，防洪才干缺乏，或壩體存在嚴(yán)重隱患，要挾壩體平安穩(wěn)定性時都屬于險庫。險庫不具備平安消費(fèi)的根本條件，應(yīng)根據(jù)險情實踐，采取措施，排除險情。1、降低庫水位，擴(kuò)展調(diào)洪庫容，滿足汛期最小平安超高和最小干灘長度的要求；2、疏通、加固或修復(fù)排水構(gòu)筑物；3、增建或擴(kuò)建排水系統(tǒng)；4、處置滑坡，加固壩體；5、降低浸潤線、消除管涌和流土。

第六節(jié)尾礦庫平安度【條文】8.4病庫病庫指平安設(shè)備不完全符合設(shè)計規(guī)定，但符合根本平安消費(fèi)條件的尾礦庫。病庫應(yīng)限期整改。尾礦庫有以下工況之一的為病庫：a)尾礦庫調(diào)洪庫容缺乏，在設(shè)計洪水位時不能同時滿足設(shè)計規(guī)定的平安超高和最小干灘長度的要求；b)排洪設(shè)備出現(xiàn)不影響平安運(yùn)用的裂痕、腐蝕或磨損；

第六節(jié)尾礦庫平安度c)閱歷算，壩體抗滑穩(wěn)定最小平安系數(shù)滿足表6規(guī)定值，但部分高程上堆積邊坡過陡，能夠出現(xiàn)部