浅谈尾矿库特点及灾害防治与监测

1、    浅谈尾矿库特点及灾害防治与监测    张喜超摘要：隨着矿山产业的发展，尾矿库作为环境保护的主要措施，越来越受到重视，一旦破裂，将是一场巨大的灾难，给国家和群众带来无法估量的损失。目前，我国矿山尾矿库数量众多，水平不同，安全水平不同，没有完善的监测和管理。因此，必须采取有效措施，加强尾矿库灾害的防治与监测。关键词：尾矿库;监测技术;破坏机理;溃坝模式;稳固措施尾矿库是指大坝被山谷或周边地区拦截的地方，用于储存金属非金属矿用于分选矿石，然后排入尾矿，通常包括尾矿坝、水库区和泄洪设施。在正常情况下，尾矿库还储存尾矿废水，以便在储存尾矿砂时进行回收。目前

2、尾矿堆积方式主要有：上游、中线、下游，高浓度尾矿堆积和储层尾矿堆积。目前，我国有数以万计的尾矿库，分布在矿区的山谷中，数量众多，分布广泛。在生产中，许多尾矿坝已进入中后期服役期，并存在不同程度的不安全因素和隐患，因此可以看出中国尾矿库的安全形势严峻，需要特别注意。一、尾矿库工程的主要特点（1）绝大多数尾矿库分布在采矿区的下谷和凹陷处，如山谷和凹陷。通常情况下，尾矿池利用天然沟壑地形将水坝建成水库，斜坡三面，上游集水区面积大，直接面对暴雨和山洪。在短时间内很容易收集大量的雨水和山洪，导致洪水、水坝和其他灾害。（2）尾矿库下游多为人口密集的居民区，情况较为复杂。通常在河流、湖泊和水源上游建造尾矿池

3、，而下游则有村庄、工厂、农田、住宅建筑和交通设施。尾矿库事故将直接威胁居民的生命财产。（3）尾矿坝的目的是阻止水库中的尾矿和废水，而不仅仅是堵塞水。尾矿库设有排洪设施。与一般水库不同，尾矿库本身不具备蓄水和调节洪水的能力，并且用于排放上游水库洪水。通常，在储水器的底部设置诸如排水槽，管道或隧道的结构，或者在一侧挖掘排水开放通道。（4）尾矿的分布非常复杂。同时，为了提高矿物提取率，选矿需要细磨粒度，颗粒越细，尾矿池沉积滩面越光滑。水库水位接近大坝前缘，尾砂大部分饱和，在振动和搅拌条件下容易液化。（5）大多数尾矿坝都是永久性建筑物。（6）尾矿库表面以下一定深度的尾矿处于水 土混合和欠固结状态，剪切

4、强度为零或极低。（7）作为一个结构系统，尾矿坝由坝基、初始坝、副坝和水库尾矿沉积物组成。最初的大坝通常通过碾压来建造，并且大坝要么被填充要么被填满。一般来说，坝体和尾矿的堆积处于相对松散的状态，而松散状态下的饱和尾矿对地震非常敏感。（8）尾矿库是一种高度威胁的污染源。通常我们在选矿过程中添加各种有毒化学品。因此，尾矿通常含有酸性、碱性，有毒污染物和有害重金属，如镉、砷、铅、锌、银和汞。这是一个隐藏着隐患的“有毒田”，其污染影响面远远超过尾矿池本身。一旦发生大坝破坏，它将对下游生态系统造成灭绝和不可挽回的破坏。（9）尾矿库关闭后仍存在安全隐患。恢复尾矿库的最佳方法是开垦，即恢复土地或植物树木、植

5、草，恢复库区生态，改善矿区的环境。但由于缺乏监管，矿主往往因经济原因只是进行简单处理。由于尾矿库的自然环境恶劣，即使在封闭仓库之后，仍存在安全事故，发生后再造成地质灾害的隐患。二、尾矿库灾害的防治与监测导致尾矿池（金属矿）发生灾害的因素很多。有必要对不同的主导因素采取相应的有效措施进行整改。目前，国内外普遍采用以下方法进行治理保护。（1）主动避让危险区域。选址应尽量避开喀斯特地区或居民区、重要的交通干线、水源等。要避开泥石流等地质灾害的地区。也就是说，在泥石流范围内不应该有人口密集的居民区。（2）改善坝体的渗流条件。尾矿坝的渗流决定其稳定性。在中国，大多数尾矿坝都是采用上游方法建造的，大坝的浸

6、润线通常很高，特别是对于一些土坝。随着尾矿坝高度的不断增加，尾矿坝的浸润线也会相应上升，可能出现坝基、坝坡、地下水位上升等稳定性问题。其中，地下水饱和线的高程是大坝稳定性下降甚至丧失的主要原因。随着科学技术的发展和施工技术的提高，坝坡排水技术得到了明显的发展。从最初采用管井法，井点沉淀法等，逐步发展为尾矿坝水平井排水，纵井和水平井联合排水，辐射井排水等。这些特殊的排水和降水技术的开发和应用，对尾矿坝体的稳定性取得了积极成果。（3）提高坝体的密实度。尾矿材料的实验室测试表明，增加坝体的紧凑性对提高剪切强度有显著影响。在这方面，使用诸如分级箱、分级管、旋流池和水力旋流器的设备对尾料进行分级。粗粒尾

7、矿分选填补下游坝坡的技术已经成熟，实践证明效果显着。（4）改善坝体的受力条件。在改善大坝的应力条件方面，我们可以考虑大坝振动引起的液化和大坝的过度破坏。对于初始坝，我们可以采用抛石坡脚，抗滑桩加固，坝体注入粘土加固，振动法加强坝坝基础和土木工程复合加固等方法。对于后期的子坝，我们可以使用振动法、振动浸入管法、钻井法等加固。（5）种植植物加固技术。对于雨水冲刷效果明显的坝坡，经常采用粗砂或废石铺路等措施作为保护层。随着人们对环境保护的认识和要求的提高，在建设大量加筋土结构的同时，注意综合利用加固技术和绿色环保技术来整治边坡。其主要设计理念是将低强度土工布的次生肋骨替换为易于生存的低滑灌木，甚至直接作为主肋骨。由于植被枝条可以提供显著的内聚力，因此对于缺乏凝聚力的沙质土壤斜坡尤其有效，例如尾矿坝。（6）加强对尾矿库的监测。虽然地质灾害是突然发生的，但是在灾害发生之前经常会出现应力集中和变形错位等异常现象。报告应包括监控对象，监控方法和内容（参数）以及监控点布局。三、结语总之，为减少安全隐患的可能性，只有审时度势，采取有效措施，才能更有针对性地进行预防和控制。当然，预防和控制方案的制定还需要考虑一些经济、环境和技术相关问题，使指导方针和措施更加