尾矿库安全控制

尾矿库安全控制技术・概述尾矿是矿山选矿厂从矿石选出有用矿物后所剩下的矿渣，通常它是以矿浆的形式排出。尾矿的堆存通常是利用有利地形，围筑堤坝，形成一定的容积，将尾矿排人，这种设施称为尾矿库。为此而修筑的用尾矿堆积而成的坝体称为尾矿坝。尾矿库均设有排水构筑物，常用的基本形式有排水管、隧洞、溢洪道及山坡截洪沟等。对于大、中流量的尾矿库，通常采用由溢水塔、竖井和排水隧洞等组成的排水构筑物。为充分而有效地利用水资源，尾矿库通常设有回水系统，收集库内部分澄清水，供选矿厂内冷却或洗矿等用水，多余的部分则通过排水系统排往下游河道。当排放的澄清水中含有害成分，且超过废水排放标准和卫生标准时，则设净化构筑物对废水进行净化处理。二,尾矿库的形式(1)山谷型。在山区和丘陵地区，多利用自然山谷，三面环山，在谷口一面筑与修库。⑵傍山型。傍山型尾矿库是在山坡脚下依山筑坝所围成的尾矿库。⑶平地型。平地型尼矿库是在平地四面筑坝围成的尾矿库。⑷截河型。截河型尾矿库是截取一段河床，在其上、下游两端分别筑坝形成的尾矿库。三.尾矿库的等级等级全库容V/万立方米坝高H/m一一二等库具备提高等级条件者二V)10000H)100三1000WVV1000060WHV100四100WVV100030WHV60五VV100H<30

四•尾矿库灾害实例1962年9月26日云南锡业公司火谷都尾矿库溃坝，死亡171人，伤9人1985年8月25日湖南柿竹园有色矿牛角垄尾矿库溃坝，死亡49人1986年4月30日安徽黄梅山铁矿金山尾矿库坝体溃决，死亡19人，伤95人1992年5月24日，河南滦川县赤土店乡钥矿尾矿库发生大规模坍塌，死1993年，福建省潘洛铁矿库区内发生山体大规模滑坡，造成14人死亡，4人重伤1994年7月13日，湖北省大冶有色金属公司龙角山铜矿尾矿库溃坝，死亡28人，失踪3人。2000年10月18日上午10时许，地处南丹县大厂镇酸水湾的鸿图选矿厂的尾砂库突然塌坝，造成下游华锡集团铜坑矿住宅区部分房屋及部分民房倒塌。据有关部门调查，这起事故共造成28人死亡。当坍塌发生后，疏松的废矿砂奔涌而下，一泻数百米，污水与泥石流冲起来有2米多高，砂坝附近的上百座民房顷刻间毁于一旦。柳州华锡集团公司的三栋宿舍楼也被冲倒，来不及逃走的人们瞬间遭受灭顶之灾。砂坝坍塌后形成的“泥石流”延绵600余米。那股巨大黑流竟把正迎头行驶的拖拉机、摩托车及路上行人全卷得毫无踪影..…黑流竟把正迎头行驶的拖拉机、摩托车及路上行人全卷得毫无踪影..…五•尾矿库灾害成因A洪水漫顶灾害造成洪水，及排水系统引起洪水漫顶事故的致灾因素包括：⑴防洪设防标准低于现行标准，造成尾矿库防洪能力不足，发生供水漫顶溃坝。⑵洪水计算依据不充分，洪峰流量和洪水总量计算结果偏低。⑶尾矿库调洪能力或排洪能力不足，安全超高和干滩长度不能满足要求，造成溃坝。⑷排洪设施结构原因和阻塞造成尾矿库减少或丧失排洪能力。⑸子坝挡水无效，造成溃坝。B坝基坝坡失稳灾害坝体的稳定性，是尾矿库能否安全运行的重要保证。尾矿坝的组成成分与自然沩地、同，破坏类型也有所不同。其破坏类型如下：⑴滑坡。尾矿坝中的滑坡形式属于滑坡破坏类型中的旋转剪切滑动。滑坡过程公。三个阶段：蠕滑阶段、滑动阶段和剧滑阶段。蠕滑阶段，坡体内部逐渐形成滑动面，并量终发展成滑坡的坡体物质蠕动现象，不过很难觉察;滑动阶段，滑坡体已显宏观变形限于局部，变形微弱，可经历数月至数年。可根据滑坡形态对其进行预测与判断，通常表现为地表裂缝，如后缘裂缝、牵引裂缝、侧界裂缝、滑坡体中部的横向裂缝和前部的放射状裂缝等。⑵滑塌。尾矿坝由于初级坝施工质量差或其他人为因素(如人工开挖坡角等)可造成尾矿坝滑塌破坏。⑶塌陷。废石松散，块度不均，内边压在尾矿沉积体上可造成塌陷。(4)渗漏及管涌溃堤。由于尾砂与废石间无过渡层，易流失尾矿，发生渗漏；由于木力坡降，使坝体、坝基或坝肩发生细粒尾砂的侵蚀、渗漏等，引起溃坝。管涌是尾矿规常见的一种破坏模式，同样也是威胁尾矿坝稳定性的一个重要因素。管酒主要包括接触冲刷流砂和出逸水水力坡降管涌。尾矿坝且失稳，库内的尾砂和水就这以泥砂流的形式涌出，发生流砂型管涌。⑸渗流冲刷造成尾矿坝破坏。当渗流量增大到临界渗流量时，下游坡面上个别不牢固的石块就会被渗流冲出滚落，当渗流量超过临界渗流量时，尾矿堆石坝便会发生冲刷破坏。C尾矿库裂缝事故裂缝是尾矿坝上一种较为常见的病患，某些细小的横向裂缝有可能发展成为坝体的集中渗漏通道，有的纵向裂缝也可能是坝体滑塌的预兆，应给子应有的重视。裂缝的成因，主要是由坝基承载能力不均衡、坝体施工质量差、坝身结构及断面尺可设计不当或其他因素等所引起。有的裂缝是由单因素所造成，有的则是多种因素所造皮。发缝的种类很多，如果不了解裂缝的性质，就不能正确地处理，特别是滑动性裂缝和非滑动性裂缝，一定要认真予以辨别。六•尾矿库灾害防治A洪水漫顶灾害防治（I）按防洪标准进行准确的调洪演算。当尾矿库使用年限较短或失事后对下游不会造成严重危害时，宜取下限;反之应取上限。当尾矿库贮存铀矿等有放射性或有害尾矿，失事后对下游环境造成严重危害时，其防洪标准应予以提高，必要时其后期防洪可按最大洪水进行设计。调洪演算的目的是根据既定的排水系统确定所需的调洪库容及泄洪流量。对一定的来水过程线，排水构筑物越小，所需调洪库容就越大，坝也就越高。设计中应通过几种不同尺寸的排水系统的调洪演算结果，合理地确定坝高及排水构筑物的尺寸，以便使整个工程造价最小。调洪演算的结果是否符合实际及其符合的程度如何，主要取决于：1）调洪的起始水位。它关系到正常运行时滩长的控制。控制水位的最后确定，又取决于最高洪水位时滩长的确定。在设计时，主要计算初期坝运行期和终期的情况，在管理阶段应根据每年的度汛情况予以分析。2）调洪用的库容曲线是沉积居矿后的库容曲线。事先确定淤积滩面的坡度和形状极为重要。3）泄流曲线和泄流构筑物的尺寸。⑵避免排洪设施倾斜、沉陷断裂和裂缝。防止或减少排洪设施等混凝土结构发生倾斜、沉陷断裂和裂缝，必须从设计和施工两方面着手。除正确设计计算外，还可考虑以下措施：1）加强混凝土衬砌施T期的养护工作，拆模时间不宜过早，减少温度突变影响，必要时控制混凝土人仓温度。2）选择合理的混凝土配合比和原材料，尽可能使用早期强度较高、析水率和干编较小及水化热较低的水泥。合理降低混凝土的坍落度，正确使用外加剂和掺和料。3）钢筋混凝土的配筋，应结合施工条件，尽可能采用细筋。4）浇筑过程中应合理分缝分块。分段长度般可为6~12m。环向缝尽可能设在同一平面内，避免错缝浇筑。5）同一浇筑块，在浇筑时必须均匀联系，加强振捣。防止产生冷缝。6）地下水丰富地段，在浇筑混凝土之前，必须采取一定的排水或封堵措施，以免影响混凝士浇筑质量。7）混凝士衬砌的浇筑程序，般先底拱后边墙再顶拱，以利于浇筑接缝的紧密结合。如果采取先顶拱后边墙的施工程序，应加强反缝的处理。8）隧洞开挖面应大致平整，尽量减少超挖和有大的尖楼石块，以避免衬砌应力集中。9）开挖与衬砌平行作业时，开挖与衬砌的工作面，应保持一定的距离，以防止开挖爆破对衬砌的影响，必要时应采取防震措施。10）在严寒地区为减少衬砌内外温度剧烈变化，可在洞口采取保温措施。11）现浇混凝土涵洞及管道要及时回填覆土，避免阳光暴晒。B坝基坝坡失稳灾害防治⑴因坝本身填土碾压不实，浸润线过高而造成的背水坡滑坡，在有条件的情况下，一般应以上游防渗为主，辅以下游压坡，导渗和放缓坝坡，以达到稳定坝坡的目的。⑵坝体有软弱夹层或抗剪强度较低，且背水坡较陡而造成的滑坡，首先应降低库水位，如清除夹层有困难时，则以放缓坝坡为主，辅以在坝脚排水压重的方法处理。⑶地基存在淤泥层、湿陷性黄士层或液化的均匀细砂层，施工时没有清除或清除不彻底而引起的滑坡，处理的重点是清除这些淤泥、黄土和砂层，并进行固脚阻滑，可先在坝脚外适当距离，修筑■道固脚齿槽，然后将坝脚到齿槽间的泥、土、砂层挖除。施工时应分段开挖，挖完段，就回填段透水料，切忌全线同时开挖，引起再次滑坡。⑷因排水设施堵塞而引起的青水坡滑坡，主要是恢复排水设施效能，筑压重台固脚。此外，在滑坡处理中，应注意以下问题：（1）开挖与国城应符合上部成较、下部压重的原则开挖回城工作应分段进行，并保持允许的开挖边坡。开挖中，对于松土与稀泥都必须彻底清际。（2）填士应严格控制施工质量、土料的含水量和干容重那必须符合设计要求，新旧士体的结合面应创毛，以利接合。对于水中填土坝，在处理滑坡阶段进行填土时，最好不要采用碾压施工，以免因原坝体固结沉陷而开裂。（3）滑坡主裂缝，一般不宜采取灌浆方法处理。（4）滑坡处理前，应严格防止雨水渗人裂缝内。可用塑料薄膜、沥青油毡或油布等加以覆盖，同时还应在裂缝上方修截水沟，以拦截和引走坝面的积水。C尾矿库裂缝事故防治裂缝的处理，因其性质不同而异。但无论哪种裂缝，发现后都可采取临时防护措施，防止雨水冰冻影响。非滑动性裂缝的一般处理方法为：⑴开挖回填。开挖回填是处理裂缝比较彻底的方法，适用于不太深的表层裂缝及防渗部位的裂缝。⑵灌浆。对坝内裂缝、非滑动性的很深的表层裂缝，由于开挖回填处理工作重太大，可采取黏土灌浆处理。一般采用重力灌浆或压力灌浆方法，重力灌浆仅靠浆液自重罹人裂缝，不加压力;压力灌浆除浆液自重外，再加机械压力，使浆液在较大压力作用下，淮人裂缝。灌浆的浆液，通常为黏土泥浆，在浸润线以下部位，掺人部分水泥，制成鞘土水泥浆，以促其硬化。（3）开挖回填与灌浆相结合。该方法适用于中等深度的裂缝、当库水位较高时不易全部采用开挖回填方法处理的部位开挖有困难的部位。施工时，对裂缝的上部采取开挖回填法，对发缝的下解采用来实法处理共年能方变作然后采用重力或压挖至定深度（一般为2m左右）即进行回填，在回填时预埋灌浆管，然后采用重力或压力灌浆，对下部裂缝进行灌浆处理。1.漫（溃）坝危害尾矿库发生漫坝事故发生时，尾矿砂往往立即液化，扩大尾矿坝的缺口，使大量尾矿泥砂沿山谷往下倾泻，其危害程度远比水库溃坝时严重得多，大量泥石流会严重危及下游居民人身和财产安全，在成环境污染。可能引起的原因：（1）尾矿库排水系统设计排水能力低、排水系统淤堵、无排水系统。（2）设计以外的尾矿、废料或废水进库。（3）坝端无截水沟，山坡雨水冲刷坝肩。（4）溢流斜槽的进水口由漂浮物堵塞，排水斜槽发生变形、破损、断裂，斜槽内淤堵。坝面排水沟及坝端截水沟护砌变形、破损、断裂，沟内淤堵。（5）大气降水量短时间内骤增、库区周围山体发生大面积滑坡、塌方，特大暴雨、库区周围山体滑坡、塌方导致库水位猛涨出现漫坝、溃坝事故。［案例］意大利斯塔瓦尾矿坝分上方坝及下方坝。1985年6月上旬，在下方库汇水区域出现30米宽，3-4米深的漏洞，这是由于排水涵管破裂，大量泥性尾矿漏出。1985年7月19日当上方坝升高到30米，上方坝首先发生灾难性溃坝，同时也冲毁了下方坝，上下两坝的洪流淹没了阿维苏流域，268人罹难。2）坝体渗漏危害渗流破坏是造成尾矿坝安全事故的主要原因之一。由于尾矿坝体浸润线过高发生