尾矿库安全技术.ppt

尾矿库安全技术,二〇〇九年六月,第三节尾矿库安全技术,一、尾矿排放方式尾矿排放方式主要包括地表排放、地下排放和深水排放等三种方式。另外，目前部分矿区积极利用尾矿，变害为利，将尾矿作为散状填料或原材料，实际上也是一种最积极的尾矿处理方式。地表排放是目前最普遍使用的排放方法，仍在尾矿管理中占有重要地位。然而，由于经济条件、技术条件和管理条件的发展，必将产生更实用的、更有创新性的排放方法。,1．地表排放是采用某种类型堤坝形成拦挡、容纳尾矿和选矿废水的尾矿库，使尾矿从悬浮状态沉淀下来形成稳定的沉积层，使废水澄清再返回选矿厂使用。地表排放方式有挡水坝、上升坝、环形坝和干处置。1挡水坝。是在开始向尾矿库排放之前一次性地按全高构筑的坝。筑坝材料通常取用各种天然土。挡水坝包括不透水心墙、排水带、渗滤层和上游式堆石等。挡水坝适宜于蓄水要求高的尾矿库，例如暴雨径流流入量大的尾矿库，或者因选矿工艺的制约限制尾矿废水再循环的场合，或者尾矿沉淀需要大的贮水容积和蒸发面积的场合，或者为控制尾矿废水污染当地水系的场合。挡水坝因建库地势不同可分山谷坝和环形坝。从工程角度看，挡水坝适用于任意类型和级配的尾矿，适用于任意排放方法，抗震性能较好，坝体一次筑就，无升高速度的限制，防渗性能要求较高，因此，筑坝成本较高。,2上升坝。地表尾矿库使用最普遍的是上升坝，它与挡水坝不同，是在尾矿库整个服务期间分期构筑的坝。首先构筑初期坝，初期坝坝高设计一般考虑尾矿库使用头2～3年的尾矿产量以及适当的洪水流入量。继后按照预定的尾矿上升高程、库中允许洪水蓄积量齐步并升。建筑材料包括天然土、露天和地下开采的废石、水力沉积或旋流尾矿砂。上升坝的优点①由于在尾矿库整个服务期间分配建设费用，初期工程费用低。②由于不必在筑坝初期一次性备齐筑坝材料，在筑坝材料的选择上可有很大的灵活性。采矿废石或尾矿砂都是理想的筑坝材料。除压密费用外，材料是“免费”提供的。上升坝可分为上游坝、下游坝和中心线坝三类。,3环形坝。它是在平地上四面筑坝形成的，因此成本较高。4干处置。在尾矿沉淀之前尾矿以固体形式干处理，通过带式过滤机把水从中排出，形成干尾矿，从而减少尾矿废水的渗漏，但成本高。带式过滤工作原理简单，随着尾矿在合成橡胶支托的过滤编织带上移动，采用真空装置从尾矿中汲取液体，使尾矿含水量从约50％降低到20％～30％，处理成“干饼”状堆放。由于尾矿基本上呈固体形式处置，所以土地恢复可与尾矿处置同时进行有很大优点。但这种处置方法的成本较高，基建费用和作业费用都很高。,2．地下排放虽然地表尾矿库是最广泛应用的尾矿排放方法，但长期以来，地下采矿已采用尾矿砂充填空区以支护岩层，客观上也起到第二作用，即减少尾矿的地表处理量。近些年来，由于地表排放的成本和环境管理规程压力的增大，日趋把地下排放视作正规的排放方案。特别是所排放尾矿属惰性、无潜在危险的场合，地下排放更有突出优点。地下排放包括地下矿山充填、露天矿坑排放和专门掘坑排放。3．深水排放是把尾矿泵入深湖或近海，但因环境生态问题的争议而一直未普及应用。深湖和近海排放的主要特点是尾矿上面的水位形成一个理想的输氧屏障，从而能抑制硫化物生成酸的反应；减少了细菌出现，有助于防止氧化；节省了昂贵的尾矿库建设费用；如果这种排放在环境上允许，则该排放方法有少占土地和美化环境的优点。,二、尾矿库的类型1．山谷型尾矿库是在山谷谷口处筑坝形成的尾矿库，如图62所示。它的特点是初期坝相对较短，坝体工程量较小；后期尾矿堆坝相对较易管理和维护，当堆坝较高时，可获得较大的库容；库区纵深较长，澄清距离及干滩长度易于满足设计要求；但汇水面积较大，排水设施工程量大。我国大中型尾矿库大多属于这类尾矿库。,2．傍山型尾矿库是在山坡脚下依山筑坝所围成的尾矿库，如图63所示。它的特点是初期坝相对较长，初期坝和后期尾矿堆坝工程量较大；由于库区纵深较短，澄清距离及干滩长度受到限制，后期堆坝高度一般不太高，库容较小；汇水面积虽小，但调洪能力较小，排洪设施的进水构筑物较大；由于尾矿水的澄清条件和防洪控制条件较差，管理、维护相对比较复杂。国内低山丘陵地区的尾矿库大多属于这种类型。,3．平地型尾矿库是在平地四面筑坝围成的尾矿库，如下图所示。其特点是初期坝和后期尾矿堆坝工程量最大，维护管理比较麻烦；由于周边堆坝，库区面积越来越小，尾矿沉积滩坡度越来越缓，因而澄清距离、干滩长度以及调洪能力都随之减少；堆坝高度受到限制，一般不高；但汇水面积小，排水构筑物相对较小。国内平原或沙漠地区多采用这类尾矿库。,平地型尾矿库,4．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，如下图所示。有的在宽浅式河床上留出一定的流水宽度，三面筑坝围成尾矿库。其特点是不占农田；库区汇水面积不太大，但库外上游的汇水面积通常很大，库内和库上游都要设置排水系统，配置较复杂，规模庞大。这种类型的尾矿库维护管理比较复杂。国内采用者不多。,截河型尾矿库,三、尾矿库危险性分级的要求,1.尾矿库安全度的分类根据尾矿库的防洪能力和尾矿坝坝体的稳定性确定。尾矿库分为危库、险库、病库和正常库。1尾矿库有下列工况之一的为危库尾矿坝的最小安全超高和尾矿库的最小干滩长度达不到设计规范的要求，不能确保坝体的安全；排水系统严重堵塞或坍塌，不能排水或排水能力急剧降低，排水井显著倾斜，有倒塌的迹象；坝体出现深层滑动迹象；其他危及尾矿库的情况。2尾矿库有下列工况之一的为险库尾矿坝的最小安全超高和尾矿库的最小干滩长度达不到设计规范的要求，但平时对坝体的安全影响不大；排水系统部分堵塞或坍塌，排水能力有所降低，达不到设计要求；坝体出现浅层滑动迹象；坝体出现贯穿性的横向裂缝，且出现较大的管涌，水质浑浊挟带泥沙或坝体渗流在堆积坝坡有较大范围逸出，且出现流土变形；其他影响尾矿库安全运行的情况。,3尾矿库有下列工况之一的为病库尾矿坝的最小安全超高和尾矿库的最小干滩长度达不到设计规范的要求；排水系统出现裂缝、变形、腐蚀或磨损，排水管接头漏砂；堆积坝的整体外坡坡比陡于设计规定值，或虽符合设计规定，但部分高程上的堆积坝边坡过陡，可能形成局部失稳；经验算，坝体稳定安全系数小于设计规范规定值；浸润线位置过高，渗透水自高位出逸，坝面出现沼泽化；坝体出现较多的局部纵向或横向裂缝；坝体出现小的管涌并挟带少量泥沙；堆积坝外坡冲蚀严重，形成较多或较大的冲沟；坝端无截水沟，山坡雨水冲刷坝肩；其他不正常现象。4同时满足下列工况的为正常库尾矿坝的最小安全超高和尾矿库的最小于滩长度均符合设计要求；排水系统各构筑物符合设计要求，工况正常；尾矿坝的轮廓尺寸符合设计要求，稳定安全系数及坝体渗流控制满足要求，工况正常。,三、尾矿库危险性分级的要求,2.尾矿库的整治企业应请由有资质条件的中介技术服务机构每5年对尾矿库进行一次安全评价。尾矿库的安全评价报告必须报省级安全生产监督管理部门备案。1对于危库，企业必须停产抢险，并采取以下应急措施立即降低库水位，确保坝的安全和满足汛期最小安全超高和最小干滩长度的要求，必要时，可按最小干滩长度为坝顶宽度，用渠槽法抢筑子坝，以形成所需的安全超高和干滩长度；疏通、加固或修复排水构筑物，必要时可另开挖临时排洪通道；处理滑坡，加固坝体。2对于险库，企业应采取以下措施在限定的时间前消除险情降低库水位，确保满足汛期最小安全超高和最小干滩长度的要求；疏通、加固或修复排水构筑物；处理滑坡，加固坝体，消除管涌和流土。,三、尾矿库危险性分级的要求,3对于病库，企业应采取以下措施尽快消除事故隐患抓紧进行防洪治理工程，确保汛前彻底完成治理工程量；加固、修复排水构筑物；加固坝体或适当削坡，处理局部裂缝；实施降水措施降低浸润线，消除管涌和流土；修整坝坡，开挖坝肩截水沟。3.企业对非正常级尾矿库的检查周期对“危”级尾矿库每周不少于1次；对“险”级尾矿库每月不少于1次；对“病”级尾矿库每季不少于1次。在暴雨和汛期期间，应根据实际情况对尾矿库增加检查次数。检查中如发现重大隐患，必须立即采取措施进行整改，并向安全生产监督部门报告。,三、尾矿库危险性分级的要求,四、尾矿库的巡检与安全检查,一尾矿库的巡检尾矿库的任何事故都不是突然爆发的。巡检工作就是为了发现隐患并消除隐患。因此，尾矿库的巡检工作非常重要。应建立巡检制度，规定巡检工作的内容、办法和时间等。1.对坝体部分的巡检应检查尾矿堆积坝顶高程是否一致，坝上放矿是否均匀，尾矿沉积滩是否平整，沉积滩长度、坡度是否符合要求，水边线是否与坝轴线大致平行，库内水位是否符合规定，子坝堆筑是否符合要求，尾矿排放是否冲刷坝体、坝坡，坝体有无裂缝、滑坡、塌陷、表面冲刷、兽蚁洞穴等危及坝体安全的现象，坝面护坡、排水系统是否完好，有无淤堵、沉降、积水等不良现象，坝体下游坡面、坝脚、坝下埋管出坝处、坝肩等部位有无散浸、渗水、漏水、管涌、流土等现象，渗流水量是否稳定，水质是否有变化，观测设施测压管、测点、水尺、警示设备、孔隙水压力计、测压盒、量水堰等是否完好等。,一尾矿库的巡检2.对排水构筑物的巡检应检查排水井、排水管涵、隧洞、截洪沟、溢洪道等是否完好，有无淤堵，排水井、斜槽盖板的封堵方式、材料、方法是否符合要求，有无损坏，月闭设备有无锈蚀，是否灵活可靠，下游泄流区有无障碍物妨害行洪等。3.对辅助设施的巡检应检查交通道路是否畅通，通讯、照明系统是否完好有效，防汛物资、器材和工具是否完好、齐备。岗位人员是否到位，管理制度与细则是否完善并行之有效等。上述巡检仅是日常的巡检。汛期应加强检查，并做好预警工作。汛前、汛后、暴雨期、地震后等应对尾矿库进行全面的安全大检查，必要时应请主管部门派人参与共同检查。,二尾矿库的安全检查,1．尾矿库防洪安全检查防洪检查包括设计防洪标准、尾矿沉积滩的干滩长度和尾矿坝的安全超高等。1检查设计采用的防洪标准是否符合现行尾矿设施设计规范的要求。当设计采用的防洪标准高于或等于现行设计规范的要求时，可按原设计的洪水参数进行检查；当设计采用的防洪标准低于现行设计规范的要求时，应重新进行洪水计算及调洪演算。2尾矿库水位标高的检测，其测量误差应小于20mm。3尾矿库滩顶标高的检测，应沿坝滩顶方向布置测点进行实测，其测量误差应小于20mm。当滩顶一端高一端低时，应在低标高段选较低处检测1～3个点；当滩顶高低相间时，应选较低处不少于3个点；其他情况，每100m坝长选较低处检测1--2个点，但总数不少于3个点。各测点中的最低点作为尾矿库滩顶标高。,4尾矿库干滩长度的测定，视坝长及水边线弯曲情况，选干滩长度较短处布置1--3个断面。测量断面应垂直于坝轴线布置，在几个量测结果中，选最小者作为该尾矿库的沉积滩干滩长度。5检查尾矿库沉积干滩的平均坡度时，应视沉积干滩的平整情况，每100m坝长布置不少于1--3个断面。测量断面应垂直于坝轴线布置，测点应尽量在各变坡点处进行布置，且测点间距不大于10--20m干滩长者取大值，测点高程测量误差应小于5mm。尾矿库沉积干滩平均坡度，应按各测量断面的尾矿沉积干滩平均坡度加权平均计算。尾矿库沉积干滩平均坡度与设计平均坡度的偏差应不大于10％。,二尾矿库的安全检查,二尾矿库的安全检查,6根据检测的滩顶标高、库水位和计算出的沉积干滩平均坡度，检查尾矿库最高洪水位的最小干滩长度是否满足下列表中的要求。表67上游式尾矿坝的最小干滩长度,表68下游式、中线式尾矿坝的最小干滩长度,二尾矿库的安全检查,7根据检测出的滩顶标高、库水位和计算沉积干滩平均坡度，检查尾矿库在最高洪水位时坝的安全超高是否满足表中的要求。,表69尾矿库的等级,表69尾矿坝的最小安全距离,2．排水构筑物部分的安全检查,检查的主要内容包括构筑物有无变形、移位、损毁、淤堵，排水能力是否满足要求等。1对排水井的安全检查井的内径、窗口尺寸及位置，井壁剥蚀、脱落、渗漏，最大裂缝开展宽度，井身倾斜度和变位，井、管联结部位，进水口水面漂浮物，停用井的封盖方法等。排水井最大裂缝开展宽度应符合表611规定。,表611钢筋混凝土结构构件最大裂缝宽度的允许值,2对排水斜槽的安全检查斜槽断面尺寸，槽身变形、损毁或坍塌，盖板放置、断裂，最大裂缝开展宽度，盖板之间以及盖板与槽壁之间的防漏填充物，漏砂，斜槽内淤堵等。3对排水涵管的安全检查涵管断面尺寸，变形、破损、断裂和磨蚀，最大裂缝开展宽度，管间止水及填充物，涵管内淤堵等。4对排水隧洞的安全检查隧洞断面尺寸，洞内塌方，衬砌变形、破损、断裂、剥落和磨蚀，最大裂缝的开展宽度，伸缩缝、止水及填充物，洞内淤堵等。,2．排水构筑物的安全检查,5对溢洪道的安全检查溢洪道断面尺寸，沿线山坡滑坡、塌方，护砌变形、破损、断裂和磨蚀，沟内淤堵，溢流口底部高程，消力池及消力坎等。6对截洪沟的安全检查截洪沟断面尺寸，沿线山坡滑坡、塌方，护砌变形、破损、断裂和磨蚀，沟内物淤堵等。7对截水沟的安全检查截水沟断面尺寸，截水沟沿线山坡稳定性和磨蚀，沟内淤堵等。,2．排水构筑物的安全检查,3．尾矿坝部分的安全检查,检查的内容包括坝的轮廓尺寸，变形、裂缝、滑坡和渗漏等。1对坝外坡坡的检查比每100m坝长不少于2处，应选在最大坝高断面或坝坡较陡断面。水平距离和标高的测量误差不大于10mm；实测的坝外坡坡比不应陡于设计坡比减1。2对坝体位移的检查要求坝的位移量变化应均衡，无突变现象，且应逐年减小。当位移量变化出现突变或有增大趋势时，应查明原因，妥善处理。,3对坝体裂缝的检查坝体出现裂缝时，应查明裂缝的长度、宽度、深度、走向、形态和成因，判定危害程度。4对坝体滑坡的检查坝体出现滑坡时，应查明滑坡位置、范围和形态以及滑坡的动态趋势。5对坝体浸润线位置的检查应查明坝面浸润线出逸位置、范围和形态。6对坝体渗漏情况的检查应查明有无渗漏出逸点，出逸点的位置、形态、流量及含砂量等。,3．尾矿坝安全检查,4．尾矿库库区部分的安全检查,检查的主要内容包括周边山体稳定性，违章建筑、违章施工和违章民办采选活动等情况。1对库区周边山体的检查有滑坡、塌方和泥石流等情况时，要详细观察周边山体有无异常和急变，并根据工程地质勘察报告，分析周边山体发生滑坡的可能性。2对其他影响库区安全的的检查有无违章爆破、采石和建筑，违章取尾矿再选、取水，外来尾矿、废石、废水和废弃物排入，放牧和开垦等。,五、尾矿库险情预测,根据不完全统计，导致尾矿库溃坝事故的直接原因为洪水约占50％，坝体稳定性不足约占20％，渗流破坏约占20％左右，其他约占10％。事故的根源是尾矿库存在隐患，而隐患分先天因素和后天因素两类。如尾矿库建没前期工作对自然条件如工程地质、水文、气象等了解不够，设计不当如考虑不周，盲目压低资金而置安全于不顾，由不具备设计资格的设计单位进行设计等或施工质量不良是造成隐患的先天因素。在生产运行中，尾矿库由不具备专业知识的人员管理，未按设计要求或有关规定执行，是造成隐患的后天因素。险情预测就是通过日常检查发现不正常现象，借以研判可能发生的事故。,1坝前尾矿沉积滩是否已形成，尾矿沉积滩长度是否符合要求，沉积滩坡度是否符合原控制设计条件，调洪高度是否满足需要，安全超高是否足够，排水构筑物、截洪构筑物是否完好畅通，断面是否够大，库区内有无大的泥石流，泥石流拦截设施是否完好有效，岸坡有无滑坡和塌方的征兆。这些项目中如有不正常者，就是可能导致洪水溃坝成灾的隐患。2坝体边坡是否过陡，有无局部坍滑或隆起，坝面有无发生冲刷、塌坑等不良现象，有无裂缝，是纵缝还是横缝，裂缝形状及开展宽度，是趋于稳定还是在继续扩大，变化速度怎样若速度加快，裂缝增大，且其下部有局部隆起，这是发生坝体滑坡的前期征兆，浸润线是否过高，坝基下是否存在软基或岩溶，坝体是否疏松。这些项目中如有异常者，就是可能导致坝体失稳破坏。,五、尾矿库险情预测,3浸润线的位置是否过高由测压管中的水位量测或观察其出逸位置，尾矿沉积滩的长度是否过短，坝面或下游有无发生沼泽化，沼泽化面积是否不断扩大，有无产生管涌、流土，坝体、坝肩和不同材料结合部位有无渗流水流出，渗流量是否在增大，位置是否有变化，渗流水是否清澈透明。这些项目中如有不正常者就是可能导致渗流破坏的隐患。,五、尾矿库险情预测,六、尾矿库运行、闭库的安全管理要求,一尾矿库运行的安全管理要求1．尾矿排放与筑坝方面1尾矿坝滩顶高程必须满足生产、防汛、冬季冰下放矿和回水的要求。2尾矿筑坝必须有足够的安全超高、沉积干滩长度和下游坝面坡度。3每一期筑坝充填作业之前，必须进行岸坡处理。岸坡处理应做隐蔽工程记录，如遇泉眼、水井、地道或洞穴等，要采取有效措施进行处理，经主管技术人员检查合格后方可充填筑坝。,六、尾矿库运行、闭库的安全管理要求,4上游式尾矿筑坝法，应于坝前均匀分散放矿，修子坝或移动放矿管时除外，不得任意从库后或库侧放矿。同时满足以下要求粗颗粒尾矿沉积于坝前，细颗粒排至库内，在沉积滩范围内不允许有大面积矿泥沉积；沉积滩顶应均匀平整；沉积滩坡度及长度等应符合设计的要求；严禁矿浆沿子坝内坡趾横向流动冲刷坝体；放矿矿浆不得冲刷坝坡；放矿应有专人管理。,5坝体较长时应采用分段交替放矿作业，使坝体均匀上升，应避免滩面出现侧坡、扇形坡或细颗粒尾矿大量集中沉积于一端或一侧。6放矿口的间距、位置、同时开放的数量、放矿时间以及水力旋流器使用台数、移动周期与距离，应按设计要求或作业计划进行操作。分散放矿支管、导流槽伸入库内的长度和距滩面的高度应符合设计要求。7为保护初期坝的反滤层免受尾矿水冲刷，应采用多管小流量的放矿方式，以利尽快形成滩面，并采用导流槽或软管将矿浆引至远离坝顶处排放。8冰冻期、事故期或由某种原因确需长期集中放矿时，不得出现影响后续堆积坝体稳定的不利因素。,六、尾矿库运行、闭库的安全管理要求,9岩溶发育地区的尾矿库，应加强周边放矿，以加速形成防渗层，减少渗漏和落水洞事故。10每期子坝堆筑完毕，应进行质量检查，检查记录需经主管技术人员签字后存档备查。主要检查内容子坝剖面尺寸、长度、轴线位置及边坡坡比；新筑子坝的坝顶及内坡趾滩面高程、库内水面高程；尾矿筑坝质量。11尾矿滩面及下游坝坡面上不得有积水坑。12坝外坡面维护工作可视具体情况选用以下措施坝面修筑人字沟或网状排水沟；坡面植草或灌木类植物；采用碎石、废石或山坡土覆盖坝坡。,六、尾矿库运行、闭库的安全管理要求,2．尾矿库水位控制与防汛方面,1控制尾矿库水位应遵循的原则在满足回水水质和水量要求的前提下，尽量降低库水位；当回水与坝体安全对滩长和超高的要求有矛盾时，应确保坝体安全；水边线应与坝轴线基本保持平行。尾矿库实际情况与设计要求不符时，应在汛期前进行调洪演算。,2．尾矿库水位控制与防汛方面,2汛期前应采取下列措施做好防汛工作明确防汛安全生产责任制，建立值班、巡查和下游居民撤离方案等各项制度，组建防洪抢险队伍；疏浚库内截洪沟、坝面排水沟及下游排洪河渠道；详细检查排洪系统及坝体的安全情况，要根据实际条什确定排洪门底坎高程，将排洪口底坎以上1.5倍调洪高度内的堵板全部打开，清除排洪口前水面漂浮物，确保排洪设施畅通；库内设清晰醒目的水位观测标尺，标明正常运行水位和警戒水位；备足抗洪抢险所需物资，落实应急救援措施；及时了解和掌握汛期水情和气象预报情况，确保上坝道路、通讯、供电及照明线路可靠和畅通。,3排除库内蓄水或大幅度降低库水位时，应注意控制流量，非紧急情况不宜骤降。4岩溶或裂隙发育地区的尾矿库，应控制库内水深，防止落水洞漏水事故。5未经技术论证，不得用常规子坝拦洪。6洪水过后应对坝体和排洪构筑物进行全面认真的检查与清理。发现问题应及时修复，同时，采取措施降低库水位，防止连续暴雨后发生垮坝事故。7不得在尾矿滩面或坝肩设置泄洪口。有地形条件的尾矿库，可设置非常排洪通道。8尾矿库排水构筑物停用后的封堵，必须严格按设计要求施工，并确保施工质量。一般情况下，必须在井内井座顶部封堵或在隧洞支洞处封堵，严禁在排水井井筒上部封堵。,2．尾矿库水位控制与防汛,3．排渗设施的管理与渗流的控制,1尾矿坝的排渗设施包括排渗棱体、排渗褥垫、排渗盲沟和各种排渗井等。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难。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。（3坝肩、盲沟等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，情况严重的，应报当地安全生产监督部门。,4．尾矿库的防震与抗震,1处于地震区的尾矿库，应制订相应的防震和抗震的应急计划。其内容包括抢险组织与职责；尾矿库防震和抗震措施；防震和抗震的物资保障；尾矿坝下游居民的防震应急避险预案；震前值班、巡坝制度等。2尾矿库原设计抗震标准低于现行标准时，必须进行加固处理。3严格控制库水位，确保抗震设计要求的安全滩长满足地震条件下坝体稳定的要求。4上游建有尾矿库、排土场、水库等工程设施的，应了解上游所建设施的稳定情况，必要时应采取防范措施。5地震后，必须对尾矿库进行巡查和检测运行安全。,二尾矿库闭库的安全管理要求,尾矿库达到最终设计标高或由于矿源枯竭、选厂关闭等原因不再排入尾矿，尾矿库也就停止了使用，库内积水逐渐干涸，安全状况似乎越来越好，维护管理工作随之减少。尾矿库安全技术规程规定停用的尾矿库应及时做闭库处理，结合当地环保、水土保持等要求，进行绿化和复垦，充分利用国土资源，发挥经济效益和社会效益。尾矿库是矿山一个危险源，即使停止了使用，库内已无积水，但洪水及地震的威胁都将长期存在，况且库内沉积滩面在长年风吹雨淋之下，滩面坡度渐趋平缓，调洪库容随之减少，洪水位时的安全超高及安全滩长大多不能满足安全要求。排洪构筑物的寿命也是有限的，滩面表面干燥，甚至开裂，但内部仍呈饱水状态，一旦失事，其造成的灾害与正在使用的尾矿库失事同等严重。,尾矿库安全技术规程规定尾矿库使用到最终设计高程前2～3年进行闭库设计，并须报省级以上安全生产监督管理部门审查。闭库工程结束后须经省级以上安全生产监督管理部门组织验收。闭库后的尾矿库安全管理工作仍由原企业负责。闭库后的安全要求基本上与正在使用的尾矿库类似，也就是说，库的等级、稳定安全系数、防洪标准都与终期尾矿库的设计标准一致。,二尾矿库闭库的安全管理要求,七、尾矿库常见病害及防治措施,一尾矿库病害的产生因素尾矿库从勘察、设计、施工到使用的全过程中，任何一个环节有毛病，都可能导致尾矿库不能正常使用。1勘察因素对库区、坝基、排洪管线等处的不良地质条件未能查明，就可能造成库内滑坡、坝体变形、坝基渗漏、排洪涵管断裂、排水井倒塌等病害。对尾矿堆坝坝体及沉积滩的勘察质量低劣，则导致稳定分析、排洪验算等结论的不可靠。2设计因素设计质量低劣表现在基础资料不确切、设计方案及技术论证方法不当、不遵循设计规范、对库水位及浸润线深度的控制要求不明确，或要求不切实际等方面。尽管目前设计单位资质齐全，但上述因素造成尾矿库带病运行的现象屡见不鲜。由此造成的隐患大多使坝体在中后期稳定性和防洪能力上，不能满足设计规范的要求。,一尾矿库病害的产生因素,3施工因素初期坝施工中清基不彻底、坝体密实度不均、坝料不符合要求、反滤层铺设不当等，会造成坝体沉降不均、坝基或坝体漏矿、后期坝局部塌陷；排洪构筑物有蜂窝、麻面或强度不达标，当其负荷载逐渐增大时，会造成掉块、露筋、断裂，甚至倒塌等病害。,4操作管理因素A、操作方面①放矿支管开启太少，造成沉积滩坡度过缓，导致调洪库容不足；②未能均匀放矿，沉积滩此起彼伏，造成局部坝段干滩过短；③长期独头放矿，致使矿浆顺坝流淌，冲刷子坝坡脚，且易造成细粒尾矿在坝前大量聚积，严重影响坝体稳定；④长时间不调换放矿点，造成个别放矿点的矿浆外溢，冲刷坝体；⑤巡查不及时，放矿管件漏矿冲刷坝体；⑥坝面维护不善，大雨冲刷拉沟，严重时会造成局部坝段滑坡；⑦每级子坝高度太高，致使坝前沉积厚层抗剪强度很低，渗透性极差的矿泥，抬高了浸润线，对坝体稳定十分不利；⑧片面追求回水水质而抬高库水位，造成调洪库容不足；⑨长期对排洪构筑物不进行检查、维修，致使堵塞、露筋、塌陷等隐患未能及时发现。,一尾矿库病害的产生因素,操作管理因素造成的病害,B、管理方面由于管理不当造成的问题主要表现在未能有效地对勘察、设计、施工和操作进行必要的审查和监督；对设计意图不甚了解，片面追求经济效益，未按设计要求指导生产；对防洪、防震问题抱有侥幸心理；明知有隐患，不能及时采取措施消除；未经原设计部门同意，擅自修改设计等。,（5）其他因素,①暴雨、地震之后可能对坝体、排洪构筑物造成病害；②由于矿石性质或选矿工艺流程变更，引起尾矿性质粒度组成、颗粒比重、矿浆浓度等的改变，而这种改变如果对坝体稳定和防洪不利时，自然成为隐患；③因工农关系未协调好而产生的干扰，常常造成尾矿库隐患。如农民在库区上游甚至于在库区以内乱采滥挖等。,二尾矿库常见病害的防治措施,以上详细介绍了尾矿库产生病害的主要因素。显然，今后认真消除上述种种因素是防止产生病害的最为有效的措施。下面介绍几种现有尾矿库常见病害的治理措施。,1.尾矿坝漏砂的治理措施新建的尾矿坝在使用的初期，往往会在初期坝脚附近泄漏尾砂；有的漏砂由排水涵洞口随回水流走。时间一长，将导致后期坝的外坡面或在沉积滩面出现大大小小的塌陷坑洞，严重威胁坝体安全。治理前要分析漏砂原因，一般可分成下列几种情况1由于初期坝内坡面与坝基接触部位处理不严造成的漏砂；2由于初期坝内坡面的反滤层受到破坏而引起的漏砂；3由于坝基土产生渗透破坏而引起的漏砂；4由于浆砌石涵洞不密实或混凝土涵管产生裂缝而引起的漏砂。,二尾矿库常见病害的防治措施,对以上漏砂现象的处理当矿浆淹没漏砂点不久就出现时，应暂停排矿，找出漏砂点仔细处理好即可；当坝坡或沉积滩面出现塌陷时，可用土工布袋装粗砂和碎石混合料堆放在塌坑内，自行下沉，最终自然堵塞漏砂点。当漏砂量较大，上述简易方法处理无效时，可采取以下措施①反滤井法漏砂面积较小者，在漏砂砂环的外围，用土砂袋围一个井，然后用级配符合一定要求的滤料分层铺压。滤料最好要清洗，不含杂质。也可用土工布或铜纱网代替砂石反滤层，上部覆盖砾石或碎石，围井内的水用导水管导出。②蓄水减渗法当漏砂面积较大，地形适合而附近又有土料时，可在其周围堆筑土埂以形成水池，蓄存渗水。利用池内的水头减少内外的水头压差，控制漏砂的发展。,反滤井法、蓄水减渗法处理示意图,2．浸润线过高的治理措施,尾矿坝浸润线位置的高低是影响坝体渗透稳定和抗滑稳定的最为重要的因素之一。对于较矮的低等级尾矿坝，只要抗滑稳定满足安全要求，通常允许浸润线从坝坡溢出。但应在其溢出范围内用贴坡反滤层加以覆盖处理。其原理是让渗透水顺利流到坝外，而坝体的土粒受到反滤层的保护。这种办法不能降低浸润线，但施工简单，费用低。,贴坡反滤层处理示意图,对于较高等级的尾矿坝，一般不允许浸润线从坝坡溢出。特别是在地震区的尾矿坝，浸润线的深度要求达到68m以下。为此，国内矿山曾采取过下列措施简称降水措施来降低浸润线。1预埋盲沟排渗法2轻型井点管抽水排渗法3水平滤管一塑料插板联合排渗法4沉井辐射水平滤管排渗法,1预埋盲沟排渗法,在沉积干滩上垂直于坝长方向每隔3050m敷设一道横向盲沟。再在平行于坝长方向敷设一道纵向盲沟，与各条横沟连通。在纵沟上每隔50m80m联接一根导水管，通到坝坡以外。横向盲沟汇集的渗水先进入纵向盲沟，再与纵向盲沟汇集的渗水一起进入导水管，排向坝外。盲沟的坡度及尺寸根据排水量确定，沟内的滤料应选用有一定级配比例的砂石，上部覆盖尾砂即成。当堆坝长度太长，盲沟数量太多时，也可用预制好的钢筋笼架外包无纺土工布代替盲沟，施工简单。近几年来，有采用各种软式透水管取代传统盲沟者，施工更加方便，只是造价高。为了充分发挥盲沟的作用，可在盲沟的上部均匀布没一些盲井，随着坝体的升高可继续向上延伸，形成三维排渗系统，效果更好。上述措施是在堆坝期间由人工敷没的，造价较低，施工简单，所以一直普遍采用。但盲沟的反滤层选料不当或盲沟纵坡控制不严，排渗效果会大受影响。,预埋盲沟排渗法示意图,2轻型井点管抽水排渗法,该法先使用钻机在子坝顶部平台竖直向下敷设井点管下端带有针状过滤器的钢管，各井点管的上端用胶管与地表敷设的水平总管连接，总管一端封闭，另一端引入地表泵房，接在泵真空泵或射流泵的进水门上。由泵造成负压真空，通过总管和井点管传到埋入地层的过滤器，在其周围形成负压带，则尾矿渗水在重力作用下沿负压合力的矢量方向流向过滤器，进入井点管和总管，由泵的出水口排到坝外，从而达到降低浸润线的目的。此法属于强制性抽水，可以使浸润线骤降到预计的位置。但应防止大量的细粒尾砂被抽吸带出坝外，造成坝坡或坝面的塌陷；由于是长时间的动力抽吸，机械磨损程度有差异，在并联泵中往往会造成抽水不匹配，产生倒流现象；此外，连接胶管老化开裂，露天电源保护困难等因素都会影响其正常使用。因此，在设备运转的过程中，应勤观察，勤保养，以延长设备的使用寿命。由于该法存在上述问题，目前应用较少。,轻型井点排渗法示意图,3水平滤管一塑料插板联合排渗法,该法是在尾矿坝外坡上采用水平钻机按照一定仰角向坝内钻孔，同步跟进套管。套管到位后，拔出钻杆，洗净孔内的残沙，将预先制作好的滤管用钻机推进孔内，最后拔出套管，坝内渗水立刻由滤管流出。因为滤管仰角很小，一般为1～3，简称为水平滤管。施工时应特别注意钻孔的角度，严禁钻成俯角，否则水不能流出孔外；同时在推送滤管时，严禁将土工布磨损，否则产生漏砂现象，造成隐患。滤管的间距、长度、直径、开孔率等参数应根据浸润线的现状和降深的要求确定。滤管的外包滤布一般采用无纺土工布；管材根据承受压力的大小，可选择普通硬质塑料管、增强塑料管或钢管。钢管强度高，但易结垢和腐蚀，采用较少。,大量勘察资料表明尾矿沉积体内都或多或少地会有细泥夹层，特别是一些较厚的矿泥层严重阻碍了水的垂直下渗，导致浸润线升高。为此，可在敷设了水平滤管的上部坝面上垂直插入塑料排水板，将各细泥夹层上部的积水导人排水板，使其富集到水平滤管附近，通过滤管排出坝外。该法施工手段虽比预埋法复杂些，但收效快，效果好，不耗电、属自流，不易损坏、平时不需管理。目前受各种条件所限，滤管长度多为50～80m左右，因此浸润线降低深度一般为58m。这基本上能满足绝大多数尾矿坝的稳定和抗震的构造要求。,3水平滤管一塑料插板联合排渗法,水平滤管一塑料插板联合排渗法示意图,4沉井辐射水平滤管排渗法,在坝坡或沉积滩面的适当位置先施工预定深度的钢筋混凝土竖井，在井内用小型水平钻机敷设水平滤管。必要时，还可采用分层敷设水平滤管，以求更佳效果。此法的优点与地表水平滤管排渗法相类似，且浸润线的深度有可能降得更低些。但其水平滤管均以辐射井为中心，向外辐射，井壁附近的滤管分布太密，未能得到充分利用。另外，施工难度较大，在软弱的地层上沉井较困难，工程费用高；竖井越深，费用越高。目前，实践表明要想使用少量辐射井将浸润线降到8m以下，甚至更深的程度，是非常困难的。或者说，工程和费用将需要很大。,沉井辐射水平滤管排渗法示意图,尾矿库安全技术复习参考题1.尾矿库的类型有山谷型、傍山型、平地型和截河型四种。2.尾矿库分为危库（应停产抢险）、险库（应限期消除隐患）、病库（尽快消除隐患）和正常库四种。3.尾矿的排放方式有地表排放、地下排放和深水排放。4.尾矿库的常见病害为漏砂和浸润线过高。5.尾矿库病害产生的原因有勘察因素、设计因素、施工因素、操作管理因素等。6.浸润线过高的治理方法有预埋盲沟排渗法、轻型井点抽水排渗法、水平滤管塑料插板联合排渗法和沉井辐射水平滤管排渗法。,请各位领导与专家批评指正,