焦家金矿北海尾矿库排渗研究

1、焦家金矿北海尾矿库排渗研究2007年8月第36卷第4期中国矿山工程chinamineengineeringaug.,2007vol_36no.4焦家金矿北海尾矿库排渗研究stadyondischargeoozingofnorthseastailingpondofjiaojiagoldmine冯福芳(山东黄金股份有限公司焦家金矿,山东莱州261441)摘要:通过对焦家金矿北海尾矿库坝体的稳定性验算,确定在坝体增设水平排渗管,增强坝体强度,提高坝体稳定性,保证尾矿库的安全运行.关键词:尾矿库;排渗;稳定;浸润线abstract:throughcheckingstabilityofnoahseast

2、ailingpondofjiaojiagoldmine,somemeasuresweredetermined,increasinghorizontalpipeondam,strengtheningintensityofdam,enhancingstabilityofdamwereusedtoassuresecuritymovingoftailingpond.keywords:tailingpond;dischargeoozing;stability;lineofseepagel前言焦家金矿位于莱州市金城镇,隶属于山东黄金集团有限公司.焦家金矿位于新城金矿的西南方向,距离新城金矿4km.焦家金矿

3、始建于1975年,1980年投产,采,选生产能力为500t/d.1985年经过二期工程建设,采,选能力达到了750t/d.1991年,焦家金矿在二期工程的基础上,又进行了三期工程技术改造,日处理矿量达到了1o00t以上.目前焦家金矿的生产能力为1950t/d,年产黄金5.4万多两.随着矿山快速发展,尾矿库用地压力越来越大.因此现有尾矿库如何最大限度的利用是焦家金矿北海尾矿库目前急需解决的课题.通过分析研究,该尾矿库要继续加高,扩容,延长服务年限,必需对坝体增设排渗设施.进行排渗处理,这样才能降低尾矿坝浸润线高度,提高坝体强度.增强坝体的稳定性,保证尾矿库的安全运行.而且又可以节约大量的土地和征

4、地费用,是最优方案.2尾矿库现状焦家金矿现役北海尾矿库位于距矿区9km左右的莱州市金城镇刘家村北的近海沙滩上.目前坝顶标高已达到20.6m.尾矿库初期坝于1986年设计,为海沙渗水坝,坝基标高平均为5.6m,坝顶标高10.6m,设计坝高5m.该库于1990年5月开工,1992年5月竣工并通过相关部门验收后投入使用.1997年对该尾矿库在初期坝的基础上进行了加高设计.筑坝方法为毛石尾砂混合式分期筑坝,后经矿山自行进行了扩容设计,扩容加高工程采用袋装尾矿与尾矿加筋相结合的筑坝方式,设计加高5m.坝顶标高+15.6m,边生产边施工.第4期冯福芳:焦家金矿北海尾矿库排渗研究?23?2002年对该尾矿库

5、坝体继续加高进行了设计,筑坝方式为砖砌子坝分期筑坝,坝体外坡1:3,增加总库容67.5万in.设计加高5m,坝顶标高+20.6m.形成总库容为251.2万m3o尾矿库等级为四级.该尾矿库排水系统为库区中央设一排水井,由,1,351x8的无缝钢管经管桥进行排水.尾矿放矿为坝上四周分散放矿.3坝体工程该尾矿库后期加高子坝采用m7.5水泥砂浆砌筑砌块砖(200mmx240mmx600mm),每级子坝高1m,子坝宽0.81m,墙基础平台高0.25m,宽1.25m,子坝间距3m,总坡为i:3.0.为降低尾矿坝浸润线高度.提高坝体强度,增强坝体的稳定性.在尾矿坝后期的子坝体内每隔15m预先铺设pvc水平排

6、渗管,直径100mm,长16m,水平间距15m,管内端钻梅花孔,孔径630mm,孔距100mm,钻孔段长3m,包滤布.后期坝子坝外坡脚亦设纵,横排水沟.纵向排水沟设在每个子坝坝外趾脚;横向排水沟从坝顶到坝脚,每隔50m设一条,纵横排水沟互相连通,以保护坝面不受雨水充蚀.纵横向排水沟的断面尺寸均为(宽深)0.4mxo.4m,壁厚0.3m,采用预制砌块砌筑.通过排渗管排出的渗水通过纵横排水沟集中外排.4尾矿坝稳定性分析原二期坝为堆石坝,由废石料逐层碾压筑成,尾矿堆积坝外坡比1:1.5,为确保坝体稳定安全,二期坝顶标高15.6m处需新增水平排渗管降低坝体浸润线,可大幅度提高坝体稳定性.根据建筑抗震设

7、计规范)gb50011-2001,该地区地震烈度为6度,抗震设防烈度为7度.尾矿坝稳定性分析采用瑞典圆弧法计算,求出安全系数最小值,并满足设计规范相应规定,计算公式为:k=(wcosoubseco)tg4)+clwsino+it式中:k安全系数;尺滑弧半径,in;计人渗透压力后的土条重量,计算时浸润线以上用湿密度,下游水位以下用浮密度;浸润线以下至下游水位间,当计算抗滑力时用浮密度,计算滑动力时用饱和密度,t:滑弧总长度,m:6滑块土条宽度,m;土条底面中心点切线与水平线夹角,(.);m土条底面的孔隙水压力,t/m:c,土在地震作用下的总应力抗剪强度指作用在滑体重心的地震力矩,m=ea,t?m

8、;作用在滑动土体重心的水平地震惯性力,t;地震力至滑动中心的力臂,in.水工建筑物抗震设计规范规定坝坡抗滑稳定最小安全系数k值见表1.表1水工建筑物抗震设计规范规定坝坡抗滑稳定最小安全系数值焦家金矿尾矿湿密度为1.79t/m,饱和密度为1.09ffm,浮密度为0.9t/m,为27.,c为0.25(地震综合影响系数),0为1.2(地震加速度分布系数),为0.1(水平地震系数).(1)未加水平排渗管时的稳定计算.计算结果见表2.e=cakw=0.25x1.2xo.1x5933.19=178t力臂a=149m,代入公式(1)(当不滑动时,孔隙水压力很小,忽略不计,抗剪强度为0)./r/nin=善=.

9、022+由结果知k=1.02小于k规=1.15,不满足规范要求.(2)加水平排渗管(初期坝顶标高15.6m)时的稳定计算.滑动稳定计算结果见表3./r/min=2.03121190.+一k血=2.03大于k规=1.15,满足规范要求系数.尾矿坝的安全稳定为企业生产,渡汛,堆存尾矿及回水等奠定了坚实的基础.5排渗水设施鉴于目前尾矿堆积坝,坝体内浸润线较高,可能加剧坝体外坡渗流,造成坝坡下滑,因此,急需对坝体进行排渗处理.?24?中国矿山工程2007年(第36卷)本次坝体加高采用水平钻孔排渗,水平排渗管管径90mm,管长66m,内端可崛起120.,在二期坝顶标高15.6m处铺设单排排渗管.间距lo

10、m,直线管长40m(深入坝内1,曲线管长26m,铺设排渗管150孔,每根管渗流量可达16m3/h.在单排排渗水管出口处接外坝坡排水沟,以利于将渗水排出.6排渗设施管理与渗流控制(1)在尾矿坝运行过程中如需增设或更新排渗设施,应经技术论证,并经企业安全管理部门批准.(2)排渗设施属隐蔽工程,必须按设计要求精心选料,精心施工,详细填写隐蔽工程施工验收记录,并绘制竣工图.排渗设施的施工可参照碾压式土石坝施工技术规范执行.(3)子坝应严格按设计要求施工,防止发生集中渗流.(4)尾矿库运行期间应加强观测,注意坝体浸润线出逸点的变化情况和分布状态,严格按设计要求控制.(5)当发现坝面局部隆起,塌陷,流土,管涌,渗水量增大或渗水变浑等异常情况时,应立即采取措施进行处理并加强观察.同时报告企业安全管理部门,