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，則設(shè)凈化構(gòu)筑物對廢水進(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.尾礦庫的等級等級全庫容V/萬立方米壩高H/m一一二等庫具備提高等級條件者二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洪水計算依據(jù)不充分，洪峰流量和洪水總量計算結(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?；逻^程公。三個階段：蠕滑階段、滑動階段和劇滑階段。蠕滑階段，坡體內(nèi)部逐漸形成滑動面，并量終發(fā)展成滑坡的坡體物質(zhì)蠕動現(xiàn)象，不過很難覺察;滑動階段，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?？筛鶕?jù)滑坡形態(tài)對其進(jìn)行預(yù)測與判斷，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，下游坡面上個別不牢固的石塊就會被滲流沖出滾落，當(dāng)滲流量超過臨界滲流量時，尾礦堆石壩便會發(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，特別是滑動性裂縫和非滑動性裂縫，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下游不會造成嚴(yán)重危害時，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，失事后對下游環(huán)境造成嚴(yán)重危害時，其防洪標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)予以提高，必要時其后期防洪可按最大洪水進(jìn)行設(shè)計。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，以便使整個工程造價最小。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)行時灘長的控制?？刂扑坏淖詈蟠_定，又取決于最高洪水位時灘長的確定。在設(shè)計時，主要計算初期壩運(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)計和施工兩方面著手。除正確設(shè)計計算外，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，拆模時間不宜過早，減少溫度突變影響，必要時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)，避免錯縫澆筑。5）同一澆筑塊，在澆筑時必須均勻聯(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，開挖與襯砌的工作面，應(yīng)保持一定的距離，以防止開挖爆破對襯砌的影響，必要時應(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，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。施工時應(yīng)分段開挖，挖完段，就回填段透水料，切忌全線同時開挖，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)計要求，新舊士體的結(jié)合面應(yīng)創(chuàng)毛，以利接合。對于水中填土壩，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∧ぁr青油氈或油布等加以覆蓋，同時還應(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)后都可采取臨時防護(hù)措施，防止雨水冰凍影響。非滑動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。對壩內(nèi)裂縫、非滑動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，對裂縫的上部采取開挖回填法，對發(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，在回填時預(yù)埋灌漿管，然后采用重力或壓力灌漿，對下部裂縫進(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，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)比水庫潰壩時嚴(yán)重得多，大量泥石流會嚴(yán)重危及下游居民人身和財產(chǎn)安全，在成環(huán)境污染。可能引起的原因：（1）尾礦庫排水系統(tǒng)設(shè)計排水能力低、排水系統(tǒng)淤堵、無排水系統(tǒng)。（2）設(shè)計以外的尾礦、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