馬鋼礦山上游式尾礦庫安全運行與閉庫關(guān)鍵技術(shù)

馬鋼南山礦業(yè)公司馬鋼礦山上游式尾礦庫平安運轉(zhuǎn)與閉庫關(guān)鍵技術(shù)

概述馬鋼南山礦業(yè)公司現(xiàn)有三座選廠，分別是凹山選廠、和尚橋選廠及東山選廠，年產(chǎn)尾礦1000萬噸。其受礦場所為凹山總尾礦庫、城門峒尾礦庫和閉坑的露天采坑。兩庫承接凹山選礦廠年產(chǎn)420萬噸的尾礦儲存義務(wù)，其中凹山總尾礦庫受礦220噸/年，城門峒尾礦庫受礦200萬噸/年；閉坑的露天采坑充填580噸/年。

尾礦庫概略〔一〕凹山總尾礦庫凹山總尾礦庫位于馬鞍山市向山鎮(zhèn)東南5km處的南莊村境內(nèi)屬三等庫，上游式筑壩。前期由鞍山礦山設(shè)計院設(shè)計，后期由馬鞍山鋼鐵設(shè)計院設(shè)計。該庫于1965年建成投產(chǎn)。凹山尾礦庫和南山坳尾礦庫與1998年合并而成凹山總尾礦庫。凹山總尾礦庫最終設(shè)計標(biāo)高為100米，全庫容為8863萬米3，已平安運轉(zhuǎn)51年。凹山總尾礦庫〔二〕城門峒尾礦庫

城門峒尾礦庫位于馬鞍山市當(dāng)涂縣銀塘鎮(zhèn)境內(nèi)，由馬鋼礦研所與鞍山礦山設(shè)計院共同設(shè)計，設(shè)計全庫容為3150萬米3，有效庫容為2520萬米3，已達最終標(biāo)高180米。屬二等庫，上游式筑壩，2021年8月停排。城門峒尾礦庫

尾礦庫平安運轉(zhuǎn)管理1、建立了完好的尾礦庫平安管理體系2、科學(xué)制定作業(yè)方案3、操作、管理規(guī)范化4、尾礦庫的日常監(jiān)測規(guī)范化5、保證資金投入6、嚴(yán)厲落實平安消費責(zé)任制1、建立了完好的尾礦庫平安管理體系公司設(shè)置了尾礦庫專職管理理機構(gòu)，確定專職技術(shù)管理人員，聘請尾礦專家為技術(shù)顧問，處理尾礦庫運轉(zhuǎn)中的技術(shù)難題。礦業(yè)公司平安管理部、南山礦業(yè)公司平安科對尾礦庫的平安進展監(jiān)視管理。尾礦車間對尾礦庫進展日常平安管理，工段、班組對尾礦庫進展日常操作和巡查巡檢。2、科學(xué)制定作業(yè)方案上年末召開尾礦專題會議，制定下一年度的尾礦消費年度方案、安措工程、技術(shù)要求。根據(jù)尾礦庫監(jiān)測數(shù)據(jù)和排尾量，制定季、月排尾方案細化到各尾礦庫、各壩段，制定相應(yīng)的技術(shù)措施確保方案兌現(xiàn)率。

3、操作、管理規(guī)范化①嚴(yán)厲控制尾礦庫的技術(shù)參數(shù)，總坡比、堆積灘長度坡度、調(diào)洪庫容、平安超高、浸潤線埋深等。②嚴(yán)厲規(guī)范化操作，及時調(diào)整尾礦排放點，實行分壩段交替放礦，實行兩庫過程分流排放和各壩段堆積灘平衡上升，保證尾礦庫的調(diào)洪庫容和平安超高。定時巡檢尾礦庫運轉(zhuǎn)情況，尤其是低期子壩；按監(jiān)測數(shù)據(jù)調(diào)整庫水位。按設(shè)計要求堆筑子壩。③對尾礦庫定期勘測分析，對尾礦壩進展工程地質(zhì)勘察和抗震穩(wěn)定性分析，及時進展尾礦庫平安現(xiàn)狀評價。④實施平安規(guī)范化，全面實行管理和操作全要素規(guī)范化，兩庫已獲得全國第一批非煤礦山尾礦平安規(guī)范化一級。4、尾礦庫的日常監(jiān)測規(guī)范化在尾礦庫庫區(qū)設(shè)置完善的監(jiān)測系統(tǒng)，定期對庫水位，對壩體浸潤線、堆積灘高程、堆積灘長度和坡度。對壩體形變等技術(shù)參數(shù)進展定期監(jiān)測，掌握尾礦庫的運態(tài)；指導(dǎo)尾礦庫的平安消費。5、保證資金投入公司每年投入1000多萬元專項資金，用于尾礦庫的安全運轉(zhuǎn)維護、病害治理和尾礦庫平安運轉(zhuǎn)的科研及技術(shù)創(chuàng)新。6、嚴(yán)厲落實平安消費責(zé)任制①平安消費責(zé)任制層層落實，責(zé)任到人。平安消費實行公司、車間、工段、班組四級擔(dān)任，措施層層落實，責(zé)任到人。②對尾礦庫的平安檢查做到集團公司每季檢查一次，公司每旬檢查一次，車間、工段每周檢查一次，班組每班巡查一次，崗位工每兩小時巡查一次。

③加強尾礦庫汛期管理，公司在每年四月份以文件的方式制定下發(fā)當(dāng)年尾礦庫防洪防汛任務(wù)方案，⑴成立以公司經(jīng)理為組長的防洪防汛任務(wù)指點小組，明確兩尾礦庫汛期的技術(shù)目的要求，使各單位義務(wù)明確、責(zé)任清楚、措施到位。⑵嚴(yán)厲落實防汛搶險物資及設(shè)備準(zhǔn)備充分、到位；⑶編制尾礦庫事故應(yīng)急預(yù)案。加強汛期指點值班，確保24小時有指點在現(xiàn)場協(xié)調(diào)、指揮消費，及時處置消費作業(yè)過程中出現(xiàn)的問題；成立民兵搶險突擊隊，每年汛前舉行一次“防汛搶險知識講座〞及“防汛動員會〞，對尾礦工和防汛搶險隊員強化防汛認(rèn)識和技藝教育，提高認(rèn)識、明確責(zé)任。尾礦庫常見病害治理尾礦庫常見病害有：尾礦壩滑坡、尾礦壩滲漏、浸潤線過高壩面沼澤化。一、尾礦壩滑坡治理滑坡的種類：滑坡按其動因可分為：剪切性滑坡、液化性滑坡、塑性滑坡2、滑坡的治理滑坡治理的原那么：上部削坡減載，下部壓坡固腳；⑴浸潤線過高呵斥坡滑坡。上游防滲，下游削坡、滑動體下部設(shè)置濾水層。挖除滑動體上部已松動的土體，然后按壩坡線分層夯實，做好護坡。⑵壩體有脆弱夾層，下游坡過陡呵斥下游坡滑坡。首先降低庫水位，置換脆弱層，放緩壩坡，固腳防滑,恢復(fù)排滲設(shè)備功能。

二、尾礦壩滲漏治理2、尾礦壩滲漏治理發(fā)現(xiàn)滲漏，應(yīng)停頓排礦，找到滲漏點,修復(fù)反濾設(shè)備。⑴建造濾水圍井，然后濾料壓滲，導(dǎo)出滲水。⑵蓄水減滲，滲漏面外圍筑土埂池以蓄滲水，減少內(nèi)外水頭差，控制滲漏開展。⑶塘內(nèi)壓滲，對于壩下游是水塘、用蘆葦、竹芭等在水花周圍，圍成圍圈。在圍圈內(nèi)填放濾料，控制滲漏開展。三、浸潤線過高，壩面沼澤化。壩面沼澤化的治理浸潤線過高壩面沼澤化的治理方法：貼坡反濾和排滲對于壩高較矮和低級別的尾礦庫，在滿足壩體抗滑穩(wěn)定的平安要求，可貼坡反濾。該方法不能降低壩體浸潤線，維護壩體不發(fā)生流土。對于壩高較高、抗滑和抗震要求高的尾礦庫，要采用排滲措施處理。常用的排滲措施有：預(yù)埋盲溝排滲法、輕型井點排滲法、豎井排滲、程度濾管—垂直插板結(jié)合排滲法、輻射井排滲法等。⑴預(yù)埋盲溝排滲法，在堆積灘面每隔30—50米，垂直壩軸線方向布置橫向盲溝，平行于壩軸線每隔50—100米布置縱向盲溝與橫向盲溝連通?？v向盲溝，銜接一根導(dǎo)水管將滲水導(dǎo)出壩外降低以后壩體浸潤線。該法施工簡單，造價低廉；但只能排其上部滲水，濾體易堵塞，而呵斥排滲失效。⑵輕型井點排滲法，在子壩平臺上利用鉆機，垂直向下敷設(shè)多個井點濾管，各井點濾管與程度總管銜接，程度總管銜接真空泵。由真空泵產(chǎn)生負壓，將尾礦滲水強迫排出，從而降低浸潤線。該法強迫排滲，易將細粒尾砂排出呵斥壩體部分塌陷，機械磨損檢修量大，管道容易漏氣。目前運用不多。⑶程度濾管—垂直插板結(jié)合排滲法，程度濾管植入壩內(nèi)，滲水經(jīng)程度濾管排出降低壩體浸潤線。在程度濾管上部壩面垂直向下插入垂直排水板，穿透細泥隔水夾層，將細泥隔水夾層上部積水聚集至程度濾管附近，經(jīng)程度濾管排出降低壩體浸潤線，該法只能排出出水口上部滲水。

⑷輻射井排滲法，在適當(dāng)?shù)奈恢檬┕ゎA(yù)定深度的豎井，在豎井內(nèi)不同的深度處，分層沿井壁向各方向置程度濾管，在豎井底部敷設(shè)導(dǎo)水管。各層程度濾管將壩內(nèi)積水排入豎井，再經(jīng)導(dǎo)水管排出壩外。尾礦庫并庫凹山總尾礦庫是由凹山尾礦庫與南山坳尾礦庫合并而成。當(dāng)凹山尾礦庫標(biāo)高為80米時停排，在該庫東南側(cè)新建的南山坳尾礦庫排尾，該庫水區(qū)集于凹山尾礦庫原2#壩，當(dāng)兩庫標(biāo)高根本一致時實行并庫。1、兩庫分置排水系統(tǒng)以便控制庫水位和并庫流量2、并庫前，在凹山尾礦庫原2#壩實施壩面壓坡，及粗粒尾礦在其壩腳排放。防止壩基揚壓力和浸透破壞原尾礦壩的穩(wěn)定性。3、并庫盡量選擇在枯水季節(jié)進展。4、小庫尾礦水注入大庫，流量必需小于大庫的排洪能力且必需保證回水水質(zhì)達標(biāo)。

尾礦庫平安消費的技術(shù)創(chuàng)新

尾礦庫運轉(zhuǎn)的在線監(jiān)測利用信息化技術(shù)與水文工程技術(shù)，結(jié)合尾礦庫的特點，對尾礦庫平安數(shù)字化管理系統(tǒng)研討開發(fā)，建成了尾礦庫壩體浸潤線、庫水位、降雨量、壩體形變的自動在線監(jiān)測和消費視頻監(jiān)視，直觀地掌握壩體的實時運轉(zhuǎn)動態(tài)。①庫水位、降雨量監(jiān)測系統(tǒng)庫區(qū)水位監(jiān)測：庫區(qū)水位每升降一厘米，系統(tǒng)自動檢測并發(fā)回數(shù)據(jù)。為汛期暴雨時段，庫水位上升情況可以做到準(zhǔn)確適時檢測，根據(jù)降雨量的情況預(yù)測庫水位變化趨勢。為判別汛情開展提供可靠根底數(shù)據(jù)，為緊急措施的采取博得的珍貴時間。②浸潤線自動化監(jiān)測系統(tǒng)該系統(tǒng)對尾礦壩體的，浸潤線埋深數(shù)據(jù)，進展實時采集，經(jīng)過系統(tǒng)軟件直觀壩體內(nèi)部浸潤線的形狀。并能繪制指定測壓管浸潤線的歷時曲線圖及浸潤線埋藏深度與庫水位相關(guān)關(guān)系曲線圖，實時掌握浸潤線埋深情況和開展趨勢。③壩體形變監(jiān)測系統(tǒng)對尾礦壩體，進展豎直沉降和程度位移監(jiān)測，實時監(jiān)測壩體的形變形狀，掌握壩體的形變異常和突變，這為我們分析、判別壩體能否存在平安隱患，及時采取相應(yīng)的措施，提供了的科學(xué)協(xié)助。④視頻監(jiān)測系統(tǒng)視頻系統(tǒng)對全庫進展視頻監(jiān)視，對庫區(qū)消費形狀可以進展直觀的了解?？梢杂行У乇O(jiān)測全庫區(qū)的消費形狀。消費中出現(xiàn)的問題，能得到及時處置。研發(fā)建立尾礦庫運轉(zhuǎn)的在線監(jiān)測系統(tǒng)發(fā)明上游式尾礦庫回水處置安裝尾礦庫已運用至后期庫長變短，且尾礦粒度逐年變細，尾礦漿的廓清水距缺乏，出現(xiàn)尾礦回水渾濁度達不到外排水的環(huán)保要求。利用細泥的沉降特性，發(fā)明了具有分散效應(yīng)、面壁效應(yīng)、吸附效應(yīng)的上游式尾礦庫回水處置安裝。加速礦泥沉降，縮短廓清水距。在實踐運用后到達良好的效果，大大地降低了尾礦庫回水渾濁度，使之達標(biāo)排放。該安裝獲得發(fā)明專利。發(fā)明上游式尾礦庫回水處置安裝3、創(chuàng)新輻射井串聯(lián)技術(shù)實現(xiàn)復(fù)雜地形尾礦壩體有效降水輻射井是尾礦壩排滲的有效設(shè)備，但是在大面積高潛水水位壩段，地形條件復(fù)雜，單座輻射井的運用受限制，采用輻射井串聯(lián)技術(shù)勝利的處理了降低區(qū)域壩體潛水位的難題，有效的降低了壩體的浸潤線，同時導(dǎo)水管管口采用水封技術(shù)消除管口結(jié)垢堵塞景象。

3、創(chuàng)新輻射井串聯(lián)技術(shù)實現(xiàn)復(fù)雜地形尾礦壩體有效降水4、研制尾礦分泥安裝，減少入庫礦泥量、改善入庫尾礦級配根據(jù)礦漿在輸尾管道中分層流動的特性和干涉沉降原理，在確保原輸尾管中礦漿流速大于其臨界流速的前提下，研制一套尾礦分泥安裝，實現(xiàn)無新增動力分別礦泥，分別部分礦泥保送至閉坑后的采坑充填，粗粒尾礦保送至尾礦庫改善了入庫尾礦級配，該安裝獲國家發(fā)明專利。4、研制尾礦分泥安裝，減少入庫礦泥量、改善入庫尾礦級配尾礦庫閉庫常規(guī)的尾礦庫閉庫方式是，在確保尾礦庫是正常庫的前提下，進展灘面覆土植被，壩面修整，保管原排洪系統(tǒng)排洪排洪。城門峒尾礦庫已達設(shè)計標(biāo)高，將進展閉庫。創(chuàng)新閉庫方式，利用現(xiàn)有的地形條件，經(jīng)灘面覆土植被后，采取地表徑流方式排出庫內(nèi)大氣降水。即降水從庫腰和庫尾排出實現(xiàn)雨后，庫內(nèi)灘面無積水。尾礦庫最后成為一座尾礦堆體，為日后再利用發(fā)明有利條件。封堵原排水系統(tǒng)，消除因排洪系統(tǒng)日后年久失修，而坍塌的事故隱患。

頭頂庫加固治理凹山總尾礦庫，下游居民眾多，是一座典型的“頭頂庫〞如今雖為正常庫，將于2021年8月停排。但南山礦本著對下游居民平安高度擔(dān)任的態(tài)度，決議對其提升本質(zhì)平安度治理。其治理的方法是利用和尚橋采場的廢石經(jīng)過膠