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文檔簡介
尾礦庫平安技術知識第一局部尾礦庫根底知識第二局部尾礦庫建設第三局部尾礦庫平安運行第四局部尾礦庫平安檢查第五局部尾礦庫閉庫及再利用第六局部尾礦庫事故案例第一局部尾礦庫根底知識一尾礦設施的功能及組成二尾礦庫三尾礦壩四尾礦庫排洪設施五尾礦庫監測設施六尾礦庫平安度一尾礦設施組成及功能尾礦:金屬或非金屬礦山開采出的礦石,經選礦廠選出有價值的精礦產生砂一樣的“廢渣〞,稱作尾礦。尾礦處理:將選礦廠排出的尾礦送往指定地點堆存或利用的技術叫做尾礦處理。尾礦設施:為尾礦處理所建造的設施系統稱作尾礦設施。
尾礦設施的組成、功能尾礦設施組成包括:尾礦水力輸送系統、尾礦堆存系統、尾礦回水系統、尾礦水處理系統。其中,尾礦水力輸送系統包括尾礦濃縮池、尾礦輸送管槽、輸送泵站和尾礦分散管槽等,用以將選礦廠排出的尾礦漿送往尾礦庫堆存;尾礦堆存系統一般常簡稱為尾礦庫,包括庫區、尾礦壩、排洪構筑物和壩的觀測設施等,用以儲存選礦廠排出的尾礦;尾礦回水系統包括回水泵站、回水管道和回水池等,用以回收尾礦庫或濃縮池的澄清水,送回選礦廠供選礦生產重復利用;尾礦水處理系統包括水處理站和截滲、回收設施等,用以處理不符合重復利用或排放標準要求的尾礦水,使之到達標準。二尾礦庫尾礦庫:是指筑壩攔截谷口或圍地構成的、用以貯存金屬非金屬礦山進行礦石選別后排出尾礦或工業廢渣的場所。尾礦庫類型:山谷型尾礦庫傍山型尾礦庫平地型尾礦庫截河型尾礦庫山谷型尾礦庫山谷型尾礦庫是在山谷谷口處筑壩形成的尾礦庫。它的特點是初期壩相對較短,壩體工程量較小,后期尾礦堆壩相對較易管理維護,當堆壩較高時,可獲得較大的庫容;庫區縱深較長,尾礦水澄清距離及干灘長度易滿足設計要求;但匯水面積較大時,排洪設施工程量相對較大。我省現有尾礦庫大多屬于山谷型尾礦庫。傍山型尾礦庫傍山型尾礦庫是在山坡腳下依山筑壩所圍成的尾礦庫。它的特點是初期壩相對較長,初期壩和后期尾礦堆壩工程量較大;由于庫區縱深較短,尾礦水澄清距離及干灘長度受到限制,后期壩堆積高度一般不太高,故庫容較小;匯水面積雖小,但調洪能力較低,排洪設施的進水構筑物較大;由于尾礦水的澄清條件和防洪控制條件較差,管理、維護相比照較復雜。國內低山丘陵地區中小礦山常選用這種類型尾礦庫。平地型尾礦庫平地型尾礦庫是在平緩地形周邊筑壩圍成的尾礦庫。其特點是初期壩和后期尾礦堆壩工程量大,維護管理比較麻煩;由于周邊堆壩,庫區面積越來越小,尾礦沉積灘坡度越來越緩,因而澄清距離、干灘長度以及調洪能力都隨之減少,堆壩高度受到限制,一般不高;匯水面積小,排水構筑物相對較小;國內平原或沙漠戈壁地區常采用這類尾礦庫。
平地型尾礦庫我省萊州市局部礦山尾礦庫為平地型尾礦庫。截河型尾礦庫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。它的特點是不占農田;庫區匯水面積不太大,但尾礦庫上游的匯水面積通常很大,庫內和庫上游都要設置排水系統,配置較復雜,規模龐大。這種類型的尾礦庫維護管理比較復雜,我省采用的極少。尾礦庫的庫容組成:
尾礦庫的庫容有全庫容、總庫容和有效庫容之分。用尾礦庫典型斷面示意圖說明。尾礦庫庫容組成示意圖圖中H1-某一壩頂標高,對應的水平面為AA
′;H2-洪水水位,對應的水平面為BB′;H3-蓄水水位,對應的水平面為CC′;H4-正常生產的最低水位,對應的水平面為DD′,該水位由最小澄清距離確定;DE-細顆粒尾礦沉積灘面及礦泥懸浮層面。空余庫容V1:指水平面AA′與BB′之間的庫容,它是為確保設計洪水位時壩體平安超高和沉積灘面以及地面以上所形成的空間容積,此庫容是不允許占用的,故又稱平安庫容;調洪庫容V2:指水平面BB′和CC′之間的庫容,它是在暴雨期間用以調洪的庫容。是設計確保最高洪水位不致超過BB′水平面所需的庫容,因此這局部庫容在非雨季一般不占用,雨季絕對不許占用。
蓄水庫容V3
:指水平面CC′和DD′之間的庫容,供礦山生產用水緊張時使用,一般的尾礦庫不具備蓄水條件時,此值為零,CC′和DD′重合;
澄清庫容V4
:指水平面DD′和DE灘面之間的庫容,它是保證正常生產時水量平衡和溢流水水質得以澄清的最低水位所占用的庫容。
有效庫容V5:是指灘面ABCDE以下沉積尾礦以及懸浮礦泥所占用的容積,它是指尾礦庫實際可容納尾礦的庫容。
尾礦庫的全庫容V是指某壩頂標高時的各種庫容之和。
尾礦庫的總庫容是指尾礦堆至最終設計壩頂標高時的全庫容。尾礦庫等別劃分等別全庫容V(萬立方米)壩高H(米)一二等庫具備提高等別條件者二V≥10000H≥100三1000≤V<1000060≤H<100四100≤V<100030≤H<60五V<100H<30尾礦庫的等別從高到低分為五等。規程對等別不同的尾礦采用的防洪標準和壩體平安系數也是不同的。一等最高,五等最低。尾礦庫各使用期的設計等別應根據該期的全庫容和壩高分別按下表確定。當兩者的等差為一等時以高者為準;當等差大于一等時,按高者降低一等。尾礦庫失事將使下游重要城鎮、工礦企業或鐵路干線遭受嚴重災害者,其設計等別可提高一等。三尾礦壩尾礦壩定義尾礦壩—擋尾礦和水的尾礦庫外圍構筑物,常泛
指尾礦庫初期壩和堆積壩的總體。初期壩—基建中用作支撐后期尾礦堆存體的壩。堆積壩—生產過程中在初期壩壩頂以上用尾礦充填
堆筑而成的壩。
初期壩的壩型及特點初期壩的壩型主要有均質土壩、透水堆石壩、砂石堆石壩、廢石壩、砌石壩及混凝土壩。
堆積壩
堆積壩功能與特點:堆積壩實質上是尾礦沉積體,這種水力充填沉積的砂性土邊坡穩定性能較差。大、中型尾礦堆積壩最終的高度往往比初期壩高得多,是尾礦壩的主體局部。堆積壩一旦失穩,災害沉重。堆積壩的類型:根據筑壩方式堆積壩可分為上游式尾礦壩、下游式尾礦壩、中線式尾礦壩三種。上游式尾礦壩上游式尾礦壩特點是子壩中心線位置不斷向初期壩上游方向移升,壩體由流動的礦漿自然沉積形成。受排礦方式的影響,往往細顆粒夾層較多,滲透性能較差,浸潤線位置較高,故壩體穩定性較差。但具有筑壩工藝簡單,管理相對簡單,運營費用較低等優點,且對庫址地形沒有太特別的要求。上游式尾礦壩在我省普遍采用。下游式尾礦壩下游式尾礦筑壩是用水力旋流器將尾礦分級,溢流局部即細粒尾礦,排向初期壩上游方向沉積;底流局部即粗粒尾礦,排向初期壩下游方向沉積。其特點是子壩中心線位置不斷向初期壩下游方向移升,由于壩體尾礦顆粒粗,抗剪強度高,滲透性能較好,浸潤線位置較低,故壩體穩定性較好。但分級設施費用較高且只適用于顆粒較粗的尾礦,我省較少使用。中線式尾礦壩中線式尾礦筑壩工藝與下游式尾礦筑壩類似,但壩的中心線位置始終不變,優缺點介于上游式與下游式之間。我省也較少使用。干灘、灘頂、灘長沉積灘〔干灘〕指水力沖積尾礦形成的沉積體表層,常指露出水面局部。灘頂指沉積灘面與堆積壩外坡的交線,為沉積灘的最高點。灘長指由灘頂至庫內水邊線的水平距離。最小干灘、最小平安超高最小干灘長度指設計洪水位時的干灘長度。最小平安超高指規定的平安超高最小允許值。壩高
壩高是指對初期壩和中線式、下游式筑壩為壩頂與壩軸線處壩底的高差;對上游式筑壩那么為堆積壩壩頂與初期壩壩軸線處壩底的高差。壩高總壩高總壩高是指與總庫容相對應的最終堆積標高時的壩高。堆壩高度〔堆積高度〕是指尾礦堆積壩壩頂與初期壩壩頂的高差。四尾礦庫排洪設施排洪設施是尾礦庫必須設置的平安設施,其功能在于將匯水面積內洪水平安地排至庫外,保證尾礦庫在洪水運行期的安全運行。它的平安性和可靠性直接關系到尾礦庫防洪平安。尾礦庫庫內排洪構筑物通常由進水構筑物和輸水構筑物兩局部組成。尾礦壩下游坡面的雨水用排水溝排出。排洪構筑物型式的選擇,根據尾礦庫排水量的大小、尾礦庫地形、地質條件、使用要求以及施工條件等因素并經技術經濟比較確定。目前,我省所采用的排水方式多為井-管式和斜槽-涵洞式。井-管式排洪系統斜槽-洞式排洪系統窗口式排水井排水斜槽排水斜槽既是進水構筑物,又是輸水構筑物。隨著庫水位的升高,進水口的位置不斷向上移動。它沒有復雜的排水井,但畢竟進水量小,一般在排洪量較小時經常采用。在我省內也廣泛使用。排水斜槽進水口排水斜槽在我省內廣泛使用。排水斜槽出水口壩坡排水溝在壩體下游坡面設置縱橫向排水溝,將壩面的雨水導流排出壩外,以免雨水滯留在壩面造成壩面拉溝,影響壩體的平安。五尾礦庫觀測設施
尾礦庫觀測設施主要有:
庫水位觀測壩體位移觀測浸潤線觀測構筑物變形觀測滲流水觀測等觀測技術:可利用光纖傳感、GPS等新科技、新技術對庫水位、壩體位移、浸潤線等進行觀測。庫水位觀測
通過設置的水位標尺對庫水位進行觀測。尾礦壩的水位監測包括洪水位監測和地下水浸潤線監測。?尾礦庫平安技術規程?第條要求:水位監測每月不少于1次,暴雨期間和水位異常波動時應增加監測次數。壩體位移觀測
?尾礦庫平安技術規程?第條要求:尾礦壩的位移監測每年不少于4次,位移異常變化時應增加監測次數。其它觀測
采用光纖傳感、GPS等新科技、新技術對庫水位、壩體位移、浸潤線、排水構筑物變形、滲流等進行觀測。六尾礦庫平安度尾礦庫平安度主要根據尾礦庫防洪能力和尾礦壩壩體穩定性確定,分為危庫、險庫、病庫、正常庫四級。尾礦庫平安度劃分原那么尾礦庫平安度劃分的主要原那么是依據尾礦庫防洪能力和尾礦壩體穩定性的平安程度。1尾礦庫防洪能力的平安程度或可靠程度主要指防洪標準、調洪排洪能力及排洪設施平安可靠性是否符合平安規定及符合程度;2尾礦壩穩定性平安程度主要指壩體在規定的工況條件下靜力、動力和滲流穩定性是否符合平安規定及符合程度。尾礦庫平安度是通過平安評價對影響尾礦庫平安的各種危險有害因素進行定性、定量分析而確定的。評價單位在對在用或擬閉庫的尾礦庫進行平安現狀評價時,應對尾礦庫平安度作出明確結論。危庫危庫指平安沒有保障,隨時可能發生垮壩事故的尾礦庫。危庫必須停止生產并采取應急措施。尾礦庫有以下工況之一的為危庫:a)尾礦庫調洪庫容嚴重缺乏,在設計洪水位時,平安超高和最小干灘長度都不滿足設計要求,將可能出現洪水漫頂;b)排洪系統嚴重堵塞或坍塌,不能排水或排水能力急劇降低;c)排水井顯著傾斜,有倒塌的跡象;d)壩體出現貫穿性橫向裂縫,且出現較大范圍管涌、流土變形,壩體出現深層滑動跡象;e)經驗算,壩體抗滑穩定最小平安系數小于規定值的0.95。f)其他嚴重危及尾礦庫平安運行的情況。危庫平安防范措施危庫完全不具備平安生產的根本條件,必須停產,排除險情,并迅速向平安生產監督管理部門和當地政府報告,啟動相應的應急預案,根據險情可采取以下應急措施:1立即降低庫水位,擴大調洪庫容,加高壩體,嚴防洪水漫頂;2為滿足汛期最小平安超高和最小干灘長度的要求,必要時,可按最小干灘長度為壩頂寬度,用渠槽法搶筑寬頂子壩,以形成所需的平安超高和干灘長度;3疏通、加固或修復排水構筑物,必要時可另開挖臨時排洪通道;4緊急加固壩體。險庫險庫指平安設施存在嚴重隱患,假設不及時處理將會導致垮壩事故的尾礦庫。險庫必須立即停產,排除險情。尾礦庫有以下工況之一的為險庫:a)尾礦庫調洪庫容缺乏,在設計洪水位時平安超高和最小干灘長度均不能滿足設計要求;b)排洪系統局部堵塞或坍塌,排水能力有所降低,達不到設計要求;c)排水井有所傾斜;d)壩體出現淺層滑動跡象;e)經驗算,壩體抗滑穩定最小平安系數小于規定值的0.98;f)壩體出現大面積縱向裂縫,且出現較大范圍滲透水高位出逸,出現大面積沼澤化;g)其他危及尾礦庫平安運行的情況。險庫圖例該壩體壩面有較嚴重沖溝,為險庫。險庫平安防范措施險庫不具備平安生產的根本條件,應根據險情實際,采取措施排除險情。1降低庫水位,擴大調洪庫容,滿足汛期最小平安超高和最小干灘長度的要求;2疏通、加固或修復排水構筑物;3增建或擴建排水系統;4處理滑坡,加固壩體;5降低浸潤線、消除管涌和流土。病庫病庫指平安設施不完全符合設計規定,但符合根本平安生產條件的尾礦庫。病庫應限期整改。尾礦庫有以下工況之一的為病庫:a)尾礦庫調洪庫容缺乏,在設計洪水位時不能同時滿足設計規定的平安超高和最小干灘長度的要求;b)排洪設施出現不影響平安使用的裂縫、腐蝕或磨損;經驗算,壩體抗滑穩定最小平安系數滿足表6規定值,但局部高程上堆積邊坡過陡,可能出現局部失穩;d)浸潤線位置局部過高,有滲透水出逸,壩面局部出現沼澤化;e)壩面局部出現縱向或橫向裂縫;f)壩面未按設計設置排水溝,沖蝕嚴重,形成較多或較大的沖溝;g)壩端無截水溝,山坡雨水沖刷壩肩;h)堆積壩外坡未按設計覆土、植被;i)其他不影響尾礦庫根本平安生產條例的非正常情況。病庫圖例壩體較多沖溝,壩體植被護坡較少,為病庫。病庫平安防范措施病庫應具備根本平安生產條件,是指壩體穩定性和尾礦庫防洪能力總體上能滿足要求,但局部上不完全符合規定,不影響尾礦庫總體平安。對于病庫,應采取以下措施在限定的時間內按照正常庫標準進行整治,消除事故隱患:1抓緊進行防洪治理,確保汛前徹底完成治理工作量;2加固、修復排水構筑物;3加固壩體或適當削坡,處理局部裂縫;4實施降水措施降低浸潤線,消除管涌和流土;5修整壩坡,開挖壩肩截水溝。正常庫尾礦庫同時滿足以下工況的為正常庫:a)尾礦庫在設計洪水位時能同時滿足設計規定的平安超高和最小干灘長度的要求;b)排水系統各構筑物符合設計要求,工況正常;c)尾礦壩的輪廓尺寸符合設計要求,穩定平安系數滿足設計要求;d)壩體滲流控制滿足要求,運行工況正常。正常庫壩體圖例正常庫的壩體輪廓尺寸符合要求,壩坡植被護坡,并設縱橫向排水溝,穩定系數滿足要求。正常庫
正常庫應運行工況正常、管理標準、資料齊全,完全具備平安生產條件,按規定每三年至少進行一次平安現狀評價。第二局部尾礦庫建設一尾礦庫建設程序二尾礦庫勘察三尾礦庫設計四尾礦壩設計五尾礦庫排洪設計六尾礦庫設施施工及驗收一尾礦庫建設程序尾礦庫建設主要有以下程序:1在有相應資質的勘察單位進行勘察后,委托有資質的單位進行平安預評價,平安預評價報告需經平安生產監督管理部門審查備案。2委托有資質的單位進行平安設施設計,并經平安生產監督管理部門審查通過。3委托有資質的施工單位進行施工〔監理〕,并應建立相關施工〔監理〕檔案。4投入運行前,委托有資質的單位進行平安驗收評價。5經相應平安生產監督管理部門組織驗收合格并取得平安生產許可證后,方可投入使用。二尾礦庫勘察尾礦庫勘察目的主要為:從地質條件方面論證所選尾礦庫庫址的合理性。為擬建的構筑物〔如初期壩、排洪系統等〕提供設計所需的壩材及地基土層的物理學指標。必要時,須對地質條件不良的地段提出治理建議。對尾礦筑壩壩體進行勘察為壩體穩定性分析提供壩體土層分布及各土層的物理力學性能等根本資料。未經勘察或勘察深度不夠的原因而造成壩體和排洪構筑物嚴重變形,不能正常使用甚至垮壩的事故時有發生。勘察的內容及要求?尾礦庫平安技術規程?第條要求:尾礦庫工程地質與水文地質勘查應符合有關國家及行業標準要求,查明影響尾礦庫及各構筑物平安性的不利因素,并提出工程措施建議,為設計提供可靠依據。勘察的主要內容及要求根據設計階段而定,一般在尾礦庫建設前期有初步設計階段勘察和施工圖階段設計階段勘察之分。對于用尾礦堆壩的尾礦庫,在建成運行一段時間后,還須對堆積壩體進行中期勘察。勘察任務書一般有設計單位提出,由業主委托有相應資質的勘察單位進行勘察。?尾礦庫平安技術規程?5.3.22上游式尾礦壩堆積至1/2~2/3最終設計壩高時,應對壩體進行一次全面的勘察,并進行穩定性專項評價,以驗證現狀及設計最終壩體的穩定性,確定后期處理措施。三尾礦庫設計
庫址選擇:尾礦庫庫址選擇應有兩個或兩個以上的庫址方案,經技術比較綜確定。?尾礦庫平安技術規程?第條要求,尾礦庫庫址選擇應遵守以下原那么:a)不宜位于工礦企業、大型水源地、水產基地和大型居民區上游。b)不應位于全國和省重點保護名勝古跡的上游。c)應避開地質構造復雜、不良地質現象嚴重區域。d)不宜位于有開采價值的礦床上面。e)匯水面積小,有足夠的庫容和初、終期庫長。庫址選擇尾礦庫設計應對影響尾礦庫穩定性的斷層、破碎帶、滑坡、溶洞、泉眼、泥石流等不良地質條件進行可靠的治理、否那么將給工程留下嚴重隱患。有的礦山利用已停采的露天采場改作尾礦庫,甚至還存在地下采礦活動,有的利用地下采礦陷落區建設尾礦庫,對這類尾礦庫的建設應進行專門的技術論證,并采取可靠的平安措施,保證尾礦庫和地下采礦活動的安全。另外對尾礦庫庫區周邊有采礦活動的,宜應進行工程勘察,詳細掌握采礦活動與庫區的聯系情況。設計的平安要求設計的平安要求是多方面的。除了要仔細審查勘察報告和根底資料外,在尾礦庫設計中主要表達在兩個方面:一是要確保設計的尾礦壩具有足夠的穩定性,各項穩定平安系數必須符合設計標準的規定。二是要使洪水位能控制在設計標準的范圍內,確保防洪的平安。對施工質量和運行管理的具體技術參數,必須在設計文件中有明確的交待,以便施工和生產部門嚴格按照設計要求進行管理。此外,應對庫區不良地質條件,周邊不利狀況提出相應對策,對尾礦庫動態監測和通訊設備配備的可靠性進行分析。四尾礦壩設計尾礦壩的設計主要包括:初期壩材料、壩頂寬度、壩坡、護坡、馬道、排滲棱體、反濾層等。初期壩初期壩材料:初期壩宜采用透水壩是為了能盡快自行排除尾礦堆積壩內的滲水,以降低后期壩的浸潤線,增強壩體穩定性。當地如缺少質量較好的石料或土料,可就地取材,風化土石料堆筑初期壩,當遇有尾礦本身不具備筑壩條件或用礦山廢石筑壩更合理情況,那么可采用當地土石料或廢石一次性或分期建設尾礦壩。初期壩初期壩高度:初期壩的高度一般能儲存選廠生產半年至一年尾礦量、同時還要滿足初期壩堆滿尾礦時調洪、平安灘長和澄清距離的要求。初期壩壩頂寬度:為滿足敷設尾礦輸送主管、放礦支管和向尾礦庫內放尾礦操作的要求,壩頂不宜小于下表所列數值。當有行車要求時,應滿足廠礦道路設計標準要求。壩高/m壩頂最小寬度/m<102.510~203.020~303.5>304.0初期壩壩坡:壩的內外坡比確實定應通過壩坡穩定性計算來確定。透水堆石壩堆石體上游坡比不宜陡于1:1.6,土壩上游坡比可略陡于或等于下游坡。初期壩下游坡坡比可按下表確定。
壩高/m土壩下游坡坡比透水堆石壩下游坡坡比巖基非巖基5~101:1.75~1:2.01:1.5~1:1.751:1.75~1:2.010~201:2.0~1:2.520~301:2.5~1:3.0五尾礦庫防洪設計在尾礦庫的運行過程中,排水系統能夠將庫內澄清水及洪水平安地排出壩外,它對確保尾礦庫的平安運行起著決定性的作用。一旦排水系統不能夠正常運行,尤其在汛期,造成庫內積水迅速增加,導致干灘長度變小,發生潰壩事故。防洪設施對于一次筑壩的尾礦庫,可在壩頂一端的山坡上開挖溢洪道排洪,其形式與水庫的溢洪道相類似。
對于非一次建壩的尾礦庫,排洪系統應靠尾礦庫一側山坡進行布置。選線應力求短直,根底置于堅實巖基上,盡量避開斷層、破碎帶、滑坡帶及軟弱巖層。進水構筑物排洪系統布置的關鍵是進水構筑物的位置。對于上游式尾礦庫,進水口位置是逐年向內推進的。當采用排水斜槽方案排洪時,為了適應排水口位置的不斷改變,需根據地形條件、排洪量大小確定斜槽的斷面和敷設坡度。進水構筑物當采用排水井作為進水構筑物時,為了適應排水口位置的不斷改變,往往需多個井接替使用,相鄰二井井筒有一定高度的重疊。進水構筑物以下可采用排水涵管或排水隧洞的結構形式進行排水。溢洪道截洪溝為了防止全部洪水流經尾礦庫而增大排水系統的規模,當尾礦庫淹沒范圍以上具備較緩山坡地形時,可沿庫周邊開挖截洪溝或在庫后部的山谷狹窄處設截洪溝和溢洪道分流,以減小庫區淹沒范圍內的排洪系統規模。六尾礦庫設施施工及驗收尾礦庫從勘察、設計、施工到使用的全過程,任何一個環節有問題都可能導致尾礦庫不能正常使用。庫區、壩基、排水構筑物等處的不良地質條件,可能造成滑坡、壩體變形、壩基滲漏等病害;設計質量低劣會造成壩體在中后期穩定性和防洪能力不能滿足設計標準要求;排水構筑物出現損壞;施工清基不徹底、壩體密實度不均會造成壩體沉降不均,壩體局部塌陷;同時操作管理不當,也會造成明顯的隱患和病害。尾礦設施施工及驗收?尾礦設施施工及驗收規程?對每項尾礦設施的施工及驗收工作都作了明確的規定和要求。對于隱蔽工程的施工及驗收,?尾礦庫平安技術規程?第條要求,隱蔽工程必須經分段驗收合格后,方可進行下一階段施工。第三局部尾礦庫平安運行一尾礦排放及筑壩二尾礦庫水位控制與防汛三滲流控制四尾礦庫危害五尾礦庫周邊環境六尾礦庫工程檔案
一尾礦排放及筑壩尾礦排放和筑壩是尾礦庫運行過程中最重要的工序之一。尾礦排放和筑壩是堆存尾礦滿足生產的要求的過程,同時又是筑壩施工過程,必須做到精心施工和嚴格管理,尾礦作業人員必須有相應的資格證,作到持證上崗。岸坡清理每一期子壩堆筑前必須進行岸坡處理,將樹木、樹根、草皮、廢石及其他有害構筑物全部去除。假設遇有泉眼、水井、地道或洞穴等,應作妥善處理去除雜物不得就地堆積,應運到庫外。岸坡清理應作隱蔽工程記錄,經主管技術人員檢查合格前方可充填筑壩。筑壩檢查每一期子壩的堆筑應滿足生產和平安要求,因此應對子壩堆筑進行質量檢查。子壩堆筑上游式筑壩法,應于壩前均勻放礦,維持壩體均勻上升,不得任意在庫后或一側岸放礦。上游式尾礦壩每期子壩一般是用灘面沉積尾礦堆筑的,這種由尾砂堆積形成的下游坡面是不能抗御雨水沖刷的,有的尾礦壩未采取壩面保護措施,在雨水沖刷和風力剝蝕作用下,壩面形成沖溝,嚴重威脅壩體的平安。因此應做好相應的維護,并隨子壩的加高及時增補。壩坡維護壩外坡面維護工作應按設計要求進行,或視具體情況選用以下維護措施:a)坡面修筑人字溝或網狀排水溝;b)坡面植草或灌木類植物;c)采用碎石、廢石或山坡土覆蓋壩坡。二尾礦庫水位控制與防汛
防洪標準是國家規定的工程設施應具備的抵御洪水的能力,是一項政策性很強的規定。尾礦庫庫內水位關系到尾礦庫平安、生產和環境保護非常重要的控制指標。從平安角度分析,庫內水位越低,那么干灘越長,浸潤線越低,壩體穩定性越高。從生產角度分析,庫內水位越高,庫內存水量越多,更有利于滿足生產回水量和回水水質要求。從環保角度分析,庫內水位越高,測澄清距離越長,越有利于提高尾礦庫排水水質。當平安、生產、環保出現矛盾時,應堅持平安第一的方針,尤其在汛期,庫內水位必須控制在防洪要求的汛期水位以下,使尾礦庫留出足夠的防洪庫容。三滲流控制
尾礦壩是一種散粒體堆筑的水工構筑物,當上游存在高勢能水位時,壩體內必然形成復雜的滲流場。在滲流作用下,壩體有可能發生滲流破壞,嚴重時將導致潰壩;同時,壩體浸潤線還直接影響壩體靜力和動力穩定性。滲流控制措施上游式尾礦堆積壩可采取以下措施控制滲流:a)尾礦筑壩地基設置排滲褥墊、水平排滲管〔溝〕及排滲井等;b)尾礦堆積體內設置水平排滲管〔溝〕或垂直排滲井、輻射式排滲井等;c)與山坡接觸的尾礦堆積坡腳處設置貼坡排滲或排滲管〔溝〕等;d)適當降低庫內水位,增大沉積灘長;e)壩前均勻放礦。四尾礦庫危害尾礦壩常見的危害有壩體裂縫、壩體滲漏及壩體滑坡。尾礦庫防地震引起的危害主要表現為壩體振動液化、壩體滑落、壩體滑裂及縱橫向裂縫。土壩的振動液化是飽和土在動荷〔如地震〕的作用下喪失原有強度而轉變為一種類似液體的狀態并造成嚴重后果的現象。壩體裂縫是壩的一種常見損傷,某些細小的橫向裂縫有可能開展成為壩體的集中滲漏通道,有的縱向裂縫也可能是壩體發生滑坡的預兆。其成因主要是由于壩基承載能力不均衡、壩體施工質量差、壩體結構及斷面尺寸設計不當或其它因素等所引起的,有的裂縫是由單一因素造成的,有的那么是由多種因素所形成。壩體滲漏壩體及壩基的滲漏有正常滲漏和異常滲漏,正常滲漏有利于壩體及壩前干灘的固結,從而有利于提高壩的整體穩定性;異常滲漏那么是有害的,由于設計考慮不周,施工不當以及后期管理不善等原因而產生非正常滲流,導致滲流出口處壩體產生流土、沖刷及管涌多種形式的破壞,嚴重的可導致垮壩事故。壩體滑坡壩體的一局部離開原來的位置塌落滑出,造成滑坡。滑坡初期,壩面首先出現縱向裂縫,裂縫不斷擴大變成弧形,裂縫錯距也不斷加大,同時滑坡體下部壩面出現帶狀或橢圓形隆起;后期,滑坡體移動加快,最終脫離原來的位置塌落滑出。需提高尾礦壩抗震穩定性時可采取以下措施:a)在下游坡坡腳增設土石料壓坡;b)對堆積坡進行削坡、放緩壩坡;c)對壩體進行加密處理;d)降低庫內水位或增設排滲設施,降低壩體浸潤線。五周邊環境尾礦庫是具有高勢能的人造泥石流危險源,尾礦庫下游殃及范圍內不得再建生產或生活設施。?尾礦庫平安監督管理規定?和?尾礦庫平安技術規程?都明確規定嚴禁在庫區和尾礦壩上及周圍進行亂采、亂挖、爆破等非法作業。六尾礦庫工程檔案尾礦庫工程檔案是尾礦庫建設、平安生產、維護和治理的重要依據,也是尾礦庫科學化、標準化管理的內容之一,因此應作好檔案資料的整理和歸檔、整編工作。第四局部尾礦庫平安檢查一企業平安檢查二平安評價一企業平安檢查企業平安檢查主要分為:建章立制;平安檢查。建章立制尾礦庫平安生產管理職責尾礦設施的管理目標是充分發揮尾礦庫工程功能,為礦山生產效勞,保證人民生命財產和環境的平安。企業是生產經營的主體,也是平安生產責任的主體。建章立制第一,建立健全平安管理責任制,除礦長、副礦長等平安生產責任制外,還應建立放礦、筑壩、排水、回水、觀測等尾礦工崗位責任制。第二,建立健全平安管理機構,配備與工作需要相適應的專業技術人員或者具有相應能力的人員。第三,建立平安檢查、平安教育、交接班等制度,制定尾礦工平安操作規程。企業平安檢查企業平安檢查主要為尾礦庫日常平安檢查〔日常巡視〕、定期平安檢查及特殊平安檢查。尾礦庫日常平安、定期檢查主要對庫內水位、灘頂高度、干灘長度、壩體位移、浸潤線、排滲設施、周邊違章作業情況進行檢查。尾礦庫特殊檢查主要是在特殊情況如汛期時,增加防洪能力、防洪設施平安性、庫區、尾礦壩異常情況等方面的檢查。二平安評價尾礦庫平安評價是為了保障尾礦庫平安生產,預先或超前對尾礦庫在方案、設計、施工、驗收、投產和運行等各階段的平安性進行科學的預測和評估,防止和減少在平安上的欠債和加強平安的投入。平安評價從預防事故的觀點出發,對尾礦庫可能產生的損失和傷害進行預測和評價,采取有效的手段以實現系統平安的總目標。因此,平安評價是控制尾礦庫總損失的技術,評價過程提高了平安管理水平,表達了從被動到主動;從事后處理到事前預防;從經驗到科學的平安管理方法。平安評價的作用平安評價有助于各級平安監察部門對企業平安生產的宏觀控制。通過對尾礦庫平安狀況系統地、科學地、客觀地評價,既能衡量尾礦庫危險性的大小,又可得出尾礦庫平安現狀的結論。各級監察部門可以以此為依據,按照不同的危險等級和平安現狀配備相應的監察力量,使監察工作能夠有目的有重點地進行,實現重點和一般相結合,全面控制企業平安生產的目的。平安評價的作用平安評價對于提高企業對尾礦庫的平安管理水平主要表現為:第一,變事后處理為事前預測預防,使企業平安工作更加科學化。第二,變縱向單一管理為全面系統管理,使企業平安工作更加系統化。第三,變盲目管理為目標管理,使企業平安工作逐步標準化。第四,平安評價可以為企業領導的平安決策提供必要的科學依據。尾礦庫平安評價要求?尾礦庫平安監督管理規定?要求尾礦庫應當每三年至少進行一次平安評價。尾礦庫平安評價包括建設期間的平安預評價和平安驗收評價、生產運行期間及閉庫前的平安現狀評價。停止使用的尾礦庫作為危險源長期存在,必須保證其長期平安性,因此,?尾礦庫平安監督管理規定?和?尾礦庫平安技術規程?都要求對停用的尾礦庫必須進行正規的閉庫。停用不等于閉庫,不能簡單的理解為尾礦庫已經停用了就是閉庫。閉庫的概念是代表一個過程,是說明一座停用的尾礦庫能到達長期平安穩定的要求而進行一系列工作的過程。第五局部尾礦庫閉庫及再利用閉庫范圍凡長期停用的尾礦庫都應進行閉庫,包括兩類,尾礦庫已到達設計最終堆積高程并不再進行繼續加高擴容的;尾礦庫尚未到達設計最終堆積高程,但由于各種原因的提前停止使用的。閉庫程序1對停用的尾礦庫應進行現狀評價,確定尾礦庫不平安的因素并提出相應的對策,作為閉設計的依據,并報平安生產監督管理部門備案。2針對平安現狀評價報告評價結果進行閉庫設計,采取必要的工程治理措施,保證閉庫后的長期平安穩定。閉庫設計需報經平安生產監督管理部門和其它有關部門審批。3閉庫治理工程施工、監理。4閉庫申請和閉庫治理工程平安驗收。閉庫后的維護停用的尾礦庫經閉庫治理只能為其長期平安穩定打下一個堅實的根底,但閉庫后的尾礦庫仍是一個危險源,要維持尾礦庫長期平安穩定還必須進行長期的維護與管理。1閉庫后的尾礦庫,必須做好壩體及排洪設施的維護。未經論證和批準,不得儲水。嚴禁在尾礦壩和庫內進行亂采、濫挖、違章建筑和違章作業。2未經有相應資質的設計部門進行專門論證、設計和安監部門批準,不得重新啟用或改作他用。閉庫后尾礦庫再利用1在用尾礦庫進行回采再利用或經批準閉庫的尾礦庫重新啟用或改作他用時,必須按照?尾礦庫平安技術規程?規定進行技術論證、工程設計、平安評價。2尾礦庫再利用生產運行過程必須按?尾礦庫平安技術規程?尾礦庫平安生產運行的規定確保尾礦庫安全。3對在用尾礦庫或對閉庫尾礦庫進行回采再利用的,不得影響尾礦壩和原排洪設施的平安。第六局部尾礦庫事故分析一尾礦庫事故統計分析二尾礦庫事故案例尾礦庫事故統計分析根據尾礦庫實際發生事故的統計資料分析,尾礦庫事故中幾乎占l/3的是由于洪水原因所造成的,其中包括泄洪能力缺乏,超標洪水、排洪設施損壞或淤堵等;其次壩基滲漏事故約占1/5強,其中運行前5年發生事故的約占1/3,而其中運行第一年發生事故的約占一半;排洪設施事故多發生在投入運行后的第一年的約占1/3,其中大半發生在汛期泄流時,其他事故中包括壩坡失穩以及地震液化等。巋美山尾礦庫事故
該庫位于我國江西省贛州地區,因尾礦庫泄洪能力不足,1960年8月27日,洪水漫頂造成潰壩。該庫初期壩壩高17m、寬度3m、壩長198m、相應庫容50×104m3,庫內設有直徑1.6m的排水管、上部為0.5m×0.6m雙格排水斜槽。潰壩之前已連續降雨16小時,雨量達136mm,庫內已是汪洋一片,排水斜槽蓋板已被泥沙覆蓋,泄流缺乏,導致洪水漫頂、壩體潰決,沖走土方4×104m3,尾礦3×104m3,近千畝田地受害。此外,類似洪水漫頂潰壩事故實例還有:銀山鉛鋅礦尾礦壩于1962年7月2日,因洪水造成初期壩決口潰壩,致局部尾礦泄漏造成環境污染,所幸未造成人員傷亡;新冶銅礦龍角山尾礦壩于1994年7月12日,因發生超標洪水,造成洪水漫頂導致潰壩,本次事故造成26人死亡、2人失蹤和重大經濟損失。鎮安縣黃金礦業有限責任公司“4.30〞尾礦庫特大潰壩事故2006年4月30日18時24分,陜西省鎮安縣黃金礦業有限責任公司在進行尾礦庫壩體加高施工時發生潰壩,約12萬立方米尾礦下泄,造成15人死亡、2人失蹤、5人受傷、76間房屋毀壞。直接經濟損失187.65萬元。事故經過2006年4月30日下午,鎮安縣黃金礦業有限責任公司〔以下簡稱鎮安黃金礦業公司〕組織1臺推土機和一臺自卸汽車及4名作業人員在尾礦庫進行壩體加高施工作業。18時24分左右,在第四期壩體外坡,壩面出現蠕動變形,并向壩外移動,隨后產生剪切破壞,沿剪切口有泥漿噴出,瞬間發生潰壩,形成泥石流,沖向壩下游的左山坡,然后轉向右側,約12萬立方米尾礦渣下泄到距壩腳約200余米處,其中絕大局部尾礦渣滯留在壩腳下方的200m×70m范圍內,少局部尾礦渣及污水流入米糧河。正在施工的1臺推土機和1臺自卸汽車及4名作業人員隨潰壩尾礦渣滑下。下泄的尾礦渣造成15人死亡,2人失蹤,5人受傷,76間房屋毀壞淹沒的特大尾礦庫潰壩事故。事故原因分析1〕屢次違規加高擴容,尾礦庫壩體超高并形成高陡邊坡。1997年7月、2000年5月和2002年7月,鎮安黃金礦業公司在沒有勘探資料、沒有進行平安條件論證、沒有正規設計的情況下擅自實施了三期壩、四期壩和五期壩加高擴容工程;使得尾礦庫實際壩頂標高到達+750米,實際壩高達50米,均超過原設計16米;下游坡比實為1:1.5,低于平安穩定的坡比,形
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