尾矿库灾害主要特征及防治对策.pdf

6 糯窭琵z 制 尾矿库灾害主要特征及防治对策 张驰，刘晓茜，张敏 中国有色金属工业昆明勘察设计研究院有限公司，云南昆明6 5 0 0 5 1 摘要尾矿库是选矿厂运行中比较重要的一个组成部分，其在实际应用过程中容易出现的灾害问题也是比较恶劣的， 如此也就必然极有可能导致较多损失威胁出现，应该在尾矿库的管理中予以高度重视，结合具体灾害特征进行有效防 控。本文重点围绕着尾矿库灾害的主要特征及其相应防治对策进行了简要分析论述。 关键词尾矿库；灾害特征；防治对策 中图分类号P 6 9 4文献标识码A文章编号1 0 0 2 - 5 0 6 5 2 0 1 8 o 卜0 1 8 8 2 M a i nc h a r a c t e r i s t i c sa n dP r e v e n t i o nC o u n t e r m e a s u r e so ft a i l i n g sr e s e r v o i rd i s a s t e r Z H A N GC h i ，U UX i a o q i a n ，Z H A N GM i n C h i n an o n f e r r o u sm e t a li n d u s t r yK u n m i n gs u r v e ya n dD e s i g nl 艮e s e a r c hI n s t i t u t eC o ．，L t d ．，K u n m i n g6 5 0 0 5l ，C h i n a A b s t r a c t T h er a i l i n g si sam o r ei m p o r t a n tp a r to fm i n e r a lp r o c e s s i n gp l a n ti no p e r a t i o n ，t h ed i s a s t e rp r o b l e m se a s i l y o c c u r r e di nt h ea c t u a la p p l i c a t i o np r o c e s si sr e l a t i v e l yp o o r ，S Oi t i sl i k e l yt bl e a dt om o r el o s s e s ，s h o u l db eh i g h l yv a l u e d i nt h et a i l i n g sm a n a g e m e n t ，c o m b i n e dw i t ht h es p e c i f i cc h a r a c t e r i s t i c so ft h ed i s a s t e re f f e c t i v e l yp r e v e n t i o na n dc o n t r 0 1 ． T h i sp a p e rf o c u s e so nt h em a i nc h a r a c t e r i s t i c so ft h er a i l i n g sr e s e r v o i rd i s a s t e ra n di t sc o r r e s p o n d i n gp r e v e n t i o na n dc o n t r o l C O U n t e r m e a s u r e s ． K e y w o r d s t a i l i n g sr e s e r v o i r ；d i s a s t e rc h a r a c t e r i s t i c s ；p r e v e n t i o na n dC o n t r o lC o u n t e r m e a s u r e s 我国尾矿库的数量比较庞大，做好选矿厂运营中必不可 少的一个重要组成部分，必然需要加强详细关注，尤其是对 于较为恶劣的一些常见灾害问题，更是需要加强详细把关控 制，确保其能够体现出较强的安全性和稳定性效果。在以往 尾矿库的实际应用过程中，因为地质灾害问题的出现而带来 的损失是比较多的，甚至会对于周围群众带来较大的不良威 胁和侵害，如此也就需要切实围绕着尾矿库的安全进行重点 关注，做好相应预防控制工作，尽量减少地质灾害问题的出 现。 1 尾矿库灾害主要特征分析 结合我国以往尾矿库应用管理中遇到的各类灾害问题， 其危害比较大，类型相对也较多，对于尾矿库的影响是多方 面的，其中较为突出的表现有滑坡、崩塌以及泥石流等，这 些灾害问题的主要特征如下 1 滑坡灾害特征。对于尾矿库遇到的滑坡灾害问题， 其主要就是指斜坡土体或者是岩石在水流冲击下形成明显 向下滑动现象，如此也就必然会对于尾矿库的安全性和稳定 性产生较为明显的威胁。结合这种滑坡灾害问题的发生，其 类型同样较多，比如对基层滑坡、黏性土滑坡、填土滑坡等 不同滑坡物质的差别，推移式滑坡以及牵引式滑坡等不同力 学性质表现，活滑坡以及死滑坡等不同活动性表现，都需要 进行详细分析，明确滑坡灾害类型，进而才能够体现出较强 的防控针对性。一般而言，滑坡灾害对于地质情况的依赖性 比较强，因为斜坡地质性能出现改变，稳定性失衡，进而也 就容易发生滑坡威胁。对于滑坡灾害的发生，其影响因素和 收稿日期2 0 1 8 - 0 1 作者简介张驰，男，生于1 9 8 3 年，云南楚雄人。工程师，研究方向冶 金行业固体废弃物贮存、处置工程设计及尾矿库设计。 形成机制也是多方面的，比如地震和降雨就是最为常见的诱 因，而坡体前存在足够的滑动空间也是必要条件。 2 崩塌灾害特性。尾矿库在实际应用中遇到崩塌灾害 的几率同样也是比较高的，尤其是在一些周围斜坡角度较大 的区域。其更是容易因为岩土性能的问题导致崩塌灾害的出 现，岩体自身重力较大，进而也就很可能脱离母体降落。结 合这一崩塌灾害问题的出现，其表现也是多种多样，比如从 出现崩塌问题的地层物质上看，其涉及到了黄土崩塌、岩体 崩塌以及薪性土崩塌等；从具体崩塌灾害的形成机理上来 看，其又可以细分为滑移式崩塌、拉裂式崩塌、倾倒式崩塌 以及错断式崩塌等。不同崩塌灾害问题的表现存在着较为明 显的差异，影响也存在明显差别，如此也就需要针对不同崩 塌灾害隐患进行详细分析探索。 3 泥石流灾害特性。尾矿库遭遇泥石流灾害问题的现 象同样也比较常见，其主要就是因为尾矿库周围的险峻地形 出现较为明显的不稳定威胁，进而也就容易在自然灾害发生 时，出现较为明显的山体滑坡加剧问题，一般会携带大量的 泥沙以及石块，进而导致其威胁加大。 结合泥石流灾害问题的形成，其威胁同样也是多方面 的，类型众多，比如陆地泥石流以及水下泥石流就是比较常 见的两个基本类型，应该结合不同地质状况进行详细分析。 结合泥石流发生区域的不同流域地貌，其又可以分为沟谷泥 石流和坡面泥石流两个基本类型，应该针对尾矿库所处区域 进行有效勘探。 2 尾矿库灾害防治对策 对于尾矿库在运营中遇到的滑坡、崩塌以及泥石流等各 类灾害问题，为了更好提升其最终规避防治效果，需要结合 不同灾害的成因进行具体防控，其具体措施和手段如下 下转1 9 0 页 1 8 8 世界有色金属2 0 1 8 年1 月上 万方数据 6 ．糯窭毫z 训 近于直立，是崩塌形成的内部条件之一。⑤水的作用。勘查 区降雨量大，促进了岩体与基座的风化作用，产生静水压力， 同时水对裂隙内充填物质有软化作用，在流动时还能带走细 粒物质，降低缝内充填物的凝聚力，恶化危岩体稳定性。⑥ 植物作用。勘查区内树木茂盛，树木的根劈作用，将破坏岩 体整体性、加快岩体崩落速度。同时又对局部块体有加固作 用。⑦人类工程活动的影响。勘查区地处贵阳市南明区云关 乡沙田村，区内人口密度大，工程活动表现为道路、铁路、 居民用房的修建等。⑧滑坡的成因条件。从地质环境条件、 诱发因素及变形迹象分析，引起滑坡的主要因素为地形地 貌、坡体地层结构与岩性、水文地质条件及气象、人类工程 活动等。 a 滑坡位于坡度较大的斜坡，这种斜坡形态为滑坡的 形成创造了有利的空间条件和诱因。b 滑区分布的碎石土 结构松散、强度较低。这种形态的土体为滑坡形成提供了物 源基础。c 滑坡后缘外侧透水性较强的强风化基岩埋藏较浅 或已出露。雨季降雨汇水在滑坡体后缘外侧大量、快速下渗 后沿破碎的强风化岩体带顺斜坡向坡脚渗流、运移，降雨径 流通过强风化岩体的同时会逐渐浸润、软化上部的土体底 面。从而在第四系粉质粘土底部、灰岩顶部形成滑面，从而 诱发滑坡发生。d 滑坡下方公路切坡形成临空面。潜在滑坡 位于斜坡地带，土体结构松散，降雨汇水无法向坡体以外快 速排泄、直接冲刷至坡体继而下渗，后缘坡体汇水沿破碎的 强风化岩体带下渗，导致土体底部软化、抗剪强度降低形成 滑面，坡体即发生滑动，降雨是滑坡发生的主要诱因。 3 崩塌、滑坡的稳定性结果 根据崩塌、滑坡的稳定性计算公式，本场地内的崩塌、 滑坡处于基本稳定状态，安全储备不足。需对该地质灾害点 进行工程治理。 3 ．1 工程治理技术方案 根据勘查、调查结果，在考虑治理工程可行性的基础上， 对危岩带及潜在滑坡治理工程提出三种可行方案，其中两种 治理方案。具体见表1 。 表1 治理工程方案 ，0，『≤- l 撒迂避方窄‘ I ‘1 ，’．音力案i T 器冶理1 推荐方 窀1 jJ删1寰 ’． ’．．。{ 。一j- ’一‘一11 ．’。；．，‘’f 『 。1 “．。㈠。}‘⋯01 “■。- i ‘㈠E 哆Ⅲ，∥j “’謦川， Ⅲ一_ 一- 一一【■j √一■．| 引．I ㈠童『。o } 川 _ _ 二 一㈧I Il ’J“⋯1 m l _ 1 【” 3 ．2 小结 通过本次的勘查、计算分析，将崩塌、滑坡的计算成果 成功的应用到设计中，为崩塌、滑坡的治理提供了可靠的依 据。根据提供的参数，对崩塌、滑坡采用了清除零星松动危 岩 嵌补 挡土墙 被动防护网 截排水沟 绿色挂网 陡 崖坡脚种植爬藤植物。该项地质灾害点治理成功，取得了重 大经济、社会效益。四 [ 1 】中华人民共相国国家标准滑坡防治工程勘查规范 D Z ／T0 2 1 8 2 0 0 6 ． 【2 】中华人民共和国国家标准Ⅸ地质灾害防治工程设计规范 D B 5 0 ／5 0 2 9 2 0 0 4 ． 【3 】贵州省地质灾害调查技术要求* 试行 ． 上接1 8 8 页 1 滑坡灾害防治对策。针对尾矿库可能遭遇的滑坡灾 害，其需要重点把握好预防为主的基本原则，将滑坡灾害控 制到未发生前，如此也就能够最大程度上规避可能存在的明 显损失威胁。滑坡灾害的防治还需要促使其表现出较强的针 对性，能够具体到斜坡上进行有效控制和处理，尽量规避可 能存在的明显灾害隐患威胁。保障斜坡的稳定性和安全性得 到加强，在一些严重程度较高的滑坡灾害防治中，应该采用 分期治理的方式进行逐一控制，尽量规避可能形成的潜在问 题威胁。针对已经发生的滑坡灾害，其最为主要的防治措施 就是清除滑坡体。确保相应滑坡体不会对于尾矿库产生不良 干扰，清除过程中可供采取的具体措施和手段是多方面的， 比如排水措施、地表水的治理以及修建截水沟等，都需要在 实际操作中进行合理设置，加强对于滑坡体的疏导，做好尾 矿库的保护工作。 2 崩塌灾害防治对策。针对尾矿库可能遭遇的崩塌灾 害问题，其防治对策也需要从多角度入手进行处理，尽量降 低崩塌带来的明显灾害威胁，比如在尾矿库相关建筑物上修 建明洞，如此也就能够较好实现对于崩塌灾害的有效防控， 降低威胁程度；对于尾矿库的相关区域进行落石平台、拦石 网以及挡石墙的修建。同样也能够形成理想的灾害防护效 果。另外一方面，还可以从斜坡岩体结构人手进行有效预防 控制，采取必要的支撑加固以及勾缝处理措施，提升岩体结 构的稳定性，如此也就能够更好规避可能出现的变形威胁， 降低后续发生崩塌灾害的几率，这也是较为有效的预防手 段。 3 泥石流灾害防治对策。对于尾矿库可能存在的泥石 流灾害问题，因为该类灾害的影响较为恶劣，并且相对而言 规模也较为突出。如此也就需要重点围绕着相应泥石流灾害 问题进行重点防治，确保其能够体现出较强的灾害规避和弱 化效果。针对泥石流灾害进行防治主要以疏导为主，需要详 细分析尾矿库所处区域的地形特点以及泥石流发生规律，如 此也就能够构建较为合理的泥石流路线改变方案，促使泥石 流即使发生，也不会对于尾矿库产生较大威胁和侵蚀影响。 此外，为了更好杜绝泥石流灾害的发生，还需要综合借助子 生物工程手段进行预防，加强植物种植力度，防止水土流失， 如此也就能够有效实现泥石流发生几率的控制。弱化泥石流 强度。 3 结语 综上所述，对于尾矿库长期应用中可能遭遇的各类灾害 问题，其需要详细分析滑坡、崩塌以及泥石流灾害的成因以 及具体表现，进而才能够采取较为合理的方式进行防治和控 制，减少各类灾害对于尾矿库形成的威胁和侵蚀影响。四 【l 】 明．尾矿库地质灾害主要特征及防治对策【J 】．世界有色金 属，2 0 1 7 1 9 2 0 0 - 2 0 1 ． 【2 】 汤尚颖．汉江河谷地带尾矿治理研究【J 】．中国资源综合利 用．2 0 1 7 ，3 5 1 0 9 6 9 9 ． 【3 1 陈凯，张宣，张晓朴，郭利杰．尾矿幸灾害应急指挥平台研究【J 】．中国 矿业，2 0 l S ，2 4 S 1 4 2 6 - 4 2 9 ． 【4 】 周科平，刘福萍，胡建华，高峰．尾矿库溃坝灾害链及断链减灾控制技 术研究【J 】．灾害学，2 0 1 3 ，2 8 0 3 2 4 - 2 9 ． 【5 】 袁利伟，金龙哲，陈玉明．基于灾害风险的尾矿库监管层次划分体系研 究【J 】．金属矿山，2 0 1 3 0 7 1 5 3 - 1 5 8 ． 1 9 0 世界有色金属2 0 1 8 年1 月上 万方数据