治理尾矿坝渗流 降低坝体浸润线实践.pdf

7 一 治理尾矿坝渗流降低坝体浸润线实践 } 白银 有色金属公 司 孙希 乐 J 【 摘要】舟 绍 不遗 东 尾 矿 羽 运 行 使 甩 过 程 中 出 现 时 渗 流 、 营 涌 、 坍 塌 ， 分 析 形 成 渗 流 的原因 ． 说明将太 口辐射井技术甩于尾矿坝体排渗的实践 。二 一 ／ 1．， 彳． ， 关 键词 尾 矿 坝 浸 润 线 - 二 ≥ 一 r t ／ ／ -基 本 情 况 喜 目9蓑 蓄 白银有色金属公司第三冶炼厂选矿生产 观测系统组成 。 年 。 ’ 产 2 渗流 出现与成 因的分析 t 1 9 6 6 约 2 0 万 。尾矿岸 属 山谷形， 于 年 开 始 ⋯⋯ 设计，1 9 7 2 年建成，1 9 7 6 年投入使用。 尾矿库投入使用的头几年，投有出现任 尾矿库汇水面积约1 ． o k ra ，设计总库容 何阅题。1 9 8 3 年尾矿初期坝 基坝填满， 7 3 0 万m 。按原设计年处理矿石6 0 万t 、年产 开始堆筑子坝 1 9 8 4 年下半年麓 生 坝 体 渗 尾砂4 0 万墙 算，服务年限为1 9 年。 基 坝为 漏，渗漏点沿摹坝顶形成一条线，基坝含水 不透水均质土坝，高1 8 m ，坝顼标高1 8 4 0 m， 增多，且外坡形成水流， 冲刷坝体。1 9 8 5 年 长7 0 ． 7 m，由黄土状亚粘土用 水中填土法筑 春解苗_后，畲水接近饱和，坝面几乎不能站 成。 后 期子坝采用上游l法堆积，坝疆分散。 人。基姆同子坝衔接处外坡中段出现1 0 m 设计的最终坝顶标高为 0 m 。现 B堆筑子 上的局部滑坡。当时坝顶标商l 8 4 6 m 。 坝1 4 m ，坝顶标高1 4 m，坝顶长 度2 0 O re 。 1 ．9 8 6 年春解冻后，坝况进一步恶化，出 库内存贮尾砂约2 1 5 万 截至1 9 9 2 年底。 现多处管涌、流沙，年底尾砂堆积堆中段形- 尾矿坝在使用过程中，出现了坝俸浸润 成6 m 深、 最大3 0 m宽、 最多4 0 m长的大 缺 口， 线逸出，形成 坝体外坡渗流，管涌、坍塌， 基坝也冲出一 条2 5 m 长 5 m 宽 l n 严重影响规体安全和选矿系统 正 常 生 产。 深的沟。缺 口有 3股较集中的水砂混台 1 9 9 0 年采甩大 口辐射 井 技 术 治理，工程于 流流出，授蚀破坏坝体，坍塌现 象 相 当 严 1 9 9 1 年1 1 月完工，至今已运行 2年，情况 良 重。见 图 1 。 好，圆满解决 了坝体渗流破璐 问题 该工程 1 9 8 5 年，某设计单位曾提 出治理意见； ***************** ********- *一 ****** **** 方便，易学的特点，适用于多种控制要求和 工作环境 ， 控制精度较高， 可靠性强，维修方 便，控制系统的成本低，寿命 长。它还在简 化 顺序 步进 控 制线 路，减少大量 继电器等方 面有比较明显的优势，程序设 计 也 十 分简 单 。 泗 洲选矿厂用 可编程序控 制器代替原 继． 电器控 制系 统，除新 增一 台F1 --6 o MR和F1 ‘ 一 6 0 E R 外，原系统的设备几 乎未 用。它不 仅适于数字量的控制，也能广泛用于模拟量 的控 制，相信 它的应用会越来 越广 泛。 责任编 辑康晓茜 治理尾 矿蛹渗 流磷 低 蚬 浸谰线 实陡 孙希 乐 ～ } ～ 矿 一 一 尾 一 傩 ● t}， 维普资讯 图 1 尾矿 坝破 坏状况 髓 时保持库 内进 出水量平衡 J增加坝顶放矿 管长度， 以增长干 坡j 严格控制库 内水 位， 要求洪水位始终低于坝 顶2 ． 5 m以 下；立 即 修复滑坡地段。但是如此治理并耒收到预期 效 果， 渗水 现象没有 减轻，坝体 继续受 害。 后 来将子 坝在 I 8 4 6 m高处 内 移4 5 9 0 m，筑 起1 8 5 1 m高程 子 坝 图 1， 才控 制 住坝的 恶化趋势。但渗水蚀坝现象仅稍有缓解，仍 在继续。这说明还未找出真正起因。 1 9 8 6 年夏 与 1 9 8 7 年秋 ，先后派人 外出学 习与考察，收集 了有关尾矿坝资料，进行了 认真分析与试验， 1 9 8 g 年初终于署清渗流原 因 。 ’ 该尾矿坝基坝是坝，其渗透系数比尾 砂小两个数量墩， 所 以相对来说，‘箍 不透水 韵。但是坝体内无排渗设施，其浸 线受基 坝影响而被迫抬高，造成丁渗流涪基坝顼渗 l出。 藿 透水坝坝体提润线 不透承坝坝体浸润线 图2尾矿坝浸 润线 如 图 2所示，在 正常 情况下， 浸润线 应 渗 入地下，不会 逸出。但 该尾 矿坝 图 2右 圈的情况不同，因而形成 丁管 涌 流 水 流 砂 。因此，要解决该尾矿坝渗流破坏问题， 必须 增设排渗设施， 降低浸滑线，这 才是 治 车之法 3 治理方案的选 择 正如前述，尾矿坝渗流后，进行了多方 摸索，对整 个库 区进行 了综合治理， 如使 圊 水 系 统的进 出水量平衡 ，增设溢洪道 ，强 化 放 矿 位置 管理等。这 些举措都为解 决 坝体 渗 流、浸润线过高的问题，创造了有利条件。 为解决 坝体浸润线 抬高问题，在 1 9 8 7 年 平整 坝面时，利用 渗流坍 塌形成 的缺 口，设 置 了一 个排渗井进行 试验 ，见 图 3。 1 ． 术平 B i 漉管 2 ． 过 滤营部分 圈3 排渗井 位置示意 排渗井可以大幅度降低浸润线位置，十 分 有利于防止坝坡渗流 、地震 液化，使 坝体 稳定 。 。 一 ． 根撼渗井设计原l剥 与工作原理，设计的 排 渗试验井有 3层厦滤层，花 管 开 孔 率为 0 O ％。成井后 求自 流流 出 流量O ． 2 3 m。 ／ a 。 1 9 8 7 年 7且 1 9 8 8 年 1月，排 渗井正常工作 了半 年多 。1 9 8 8 年 1月出水 口冻住，处理时 发现水平 引流管 内有一些 特细的 细泥 ，渗井 淤积，处理使井受到破坏。试验 过 程 中 发 现，排 渗井工作期 间， 以井 为中心 的 1 O m直 径范围内已疏干，排渗效果 良好。排渗井破 坏 后两个 多月， 附近区域又有水 渗出。这证 明该井确实 起 了一 定作用 。因此增 设排 渗设 施，是解决 尾矿坝 渗流问题的出路 与方 向。 结果经多方比较，最终选择了西北水利科学 研究所 的大 口辐射 井排 渗方 案，并 由该 所负 责设计与施工 。设计 于1 9 9 0 年 完 成，工 程 1 9 9 1 年1 1 月竣 工， 至今 已运行 两年，情 况 良 好 。 有 自 矿 l 9 9 ‘ ． 3 涟 ～ 秽 0 ～ ～ ＼ ～ ．． 维普资讯 4 大 口辐射井方案及 效果 大 口辐射井技术 用于尾矿 坝排 渗，在 国 l内尚属首创。该工程由集水井 竖井，集 渗管，排水管道，检查井、减压孔、水位自 葫观测系 统组 成。 竖井 集水 井设置在基 坝坝 顶1 8 4 0 m 处 ， 设 2口砼集水井和里辐 射状 的集 渗管 ， 井 深 l O m，井 内径 3 ． 6 m， 集 渗管分 三层呈辐射 状 伸入坝体，各层集渗 管 中心线 分别位于坝 休 1 8 3 3 m、1 8 3 5 m和 1 8 3 7 m高 程 处 。每个集 水井设l O 条集渗管和 1 条排水管，水由下游 排 水管排 出。 为 了克 服坝体堆辩分 层 、垂直 渗透 系数 较 小的不 利因素，使各 层渗 透水能顺 利进入 集 渗管，在集水 井 上 游2 5 m，3 7 ． 5 m和5 0 m 处平行 坝轴线设置 了 3排 垂 直 减 压 孔， 孔 径 i O O mm，孔深 I m， 孔 距 1 2 ～2 5 m。在 坝 牛心位置沿垂直瑚辘线方向l O O m内 设置了5 个 自动观测孔，有水深传感器 与自动观测系 统相连，每天打印出一批浸润线深度数据供 管 理使用 。 ． ． 浸润线变 化能比较直观 地反映 坝的运行 情况，但 变化缓 慢，故而 需长期 地， 每天定 时地进行 观测。 考虑到尾矿 坝远离厂 区， 设 置 丁 自动 观测装置 自动完成观 测记录工 作。 浸润 线澳 l 量 系统包括观测 孔、地埋 电缆 与测量仪 器等。 自动 测量 仪器 每 厢2 4 h自动 工作一次 ，打 印记 录一组轻 润 线数 据。记录 数据具有 日期 、孔 号以及 各井相 对 水 位 高 度。有关 人员每隔一段时 间取 回数据 ，就 可 了解 与掌 握坝的浸润 绂情况 。 仪器房设有简易室温自动控制 电路，可 保证环境温 度始终保持在 一 5℃ 以上 ，使测 量装置能长时准确地连续工作。该测量装置 自1 9 9 1 年 1 1 月投入使用 以来， 运行 良好，达 到了 自动控 制观测 的 目的， 误差也符合 设计 要 求。 圉4大 口辐射 井排渗 系统 布置 平面 诌理尾 矿坝漆 流降低 规体侵 满线 实践 孙希 乐 ～ 59 维普资讯 8 1 t 5 丈 口辐射 并排渗 系统布置 断面 如图 4与图 5 所示，集渗管分三层呈辐 射状伸入坝体内，将渗水 引入大 口井，送进 坝外排供淘，从丽降低浸润线。 浸润线观湃数据袭 从 表中可 以看 出， 工程投 入使用后， 浸 润线大幅度下降，其深 度 均 在4 m以下，达 到了设计规 范要求。 5 工程效果 与效益评价 排渗工程施工前，坝面浸润线在坝顶， 渗水逸出点高出基坝坝顼1 m 多，致 使 基 坝 顶面积水，坝面冲淘纵横 ，子坝坍塌，坝体 饱和，坝面上几乎不能站人，每 天 有1 O 0 多 ／ n 水由坝面冲沟而下，威胁坝体安垒。 工程竣工后 ， 3个浸 润线观 测断面和各 点浸润线高程，均降至实际坡面4 m以 下， 大 多在6 ～7 m 深处。两年多的生产实践证 明， 无论 正面放矿 或雨 季， 浸润线最高 点距实际 坡面l T 4 m多 ，低 于设计要求 按规 范低 于 4 m， 。 从两年多的渗流量资料看，坝面停止放 矿对 ， 渗流量最低降至2 1 8 m ／ d ，最高 达3 0 0 多m0 ／ d o - 现在坝坡面干燥， 已不再有坝休渗水、 流抄，基坝泥泞坍塌等现象。 排 渗工程还 有 以下优点 1 水平集 渗孔与上游垂直感压孔形 成立体排渗网络，控制范围大，排渗效果显 著，经济上合理。 2 自流排水，管理方便，没有任何 机械动力设备，运行成本极低，安全可靠。 3水平孔施工，设备定点作业，比． 较方便，不需打一孔移个地方，不需大量 钻 机后坐支撑设备，钻机后坐力支持作用于大 口井内壁上，钻孔方向可任意变动。 4工程坚固，大部分为隐蔽式，外 露部分很少，故耐久性好，不易破坏。 参考文献略 责任编辑李怀先 有 色矿 山 1 9 9 1 ． 维普资讯