尾礦庫的安全與監(jiān)管技術(shù)專項講座

1、尾礦庫的安全與監(jiān)管 技術(shù)專項講座 1 基礎(chǔ)知識2 尾礦庫的安全監(jiān)管重點講座主要內(nèi)容 1.1 尾礦庫類型1.2 尾礦庫設(shè)施1.3 尾礦設(shè)施設(shè)計規(guī)范(GB50863- 2013)增加主要有關(guān)內(nèi)容2.1 尾礦庫監(jiān)管對象 2.2 尾礦庫安全度 2.3 重點檢查內(nèi)容 1 基礎(chǔ)知識 尾礦庫類型（1） 山谷型尾礦庫 在山谷谷口處筑壩形成的尾礦庫，我國現(xiàn)有的大、中型尾礦庫大多屬于這種類型。（2） 傍山型尾礦庫 在山坡腳下依山筑壩所圍成的尾礦庫，國內(nèi)低山丘陵地區(qū)中小礦山常選用這種類型尾礦庫。（3） 平地型尾礦庫 在平緩地形周邊筑壩圍成的尾礦庫，國內(nèi)平原 或沙漠戈壁地區(qū)常采用這類尾礦庫。（4） 截河型尾礦庫 截取

2、一段河床，在其上、下游兩端分別筑壩形成的尾礦庫。這類尾礦庫中截取大河床的不多，但截取幾個、十幾個甚至幾十個平方公里的國內(nèi)尚有。 應(yīng)該注意：有些傍山、平地型尾礦庫是建在河道旁的，屬于“三邊庫”，是國家命令禁止的。因此，項目建設(shè)手續(xù)的完整性，也是安全監(jiān)管的內(nèi)容。 尾礦庫設(shè)施 尾礦庫主要由尾礦壩（包括初期壩、堆積壩）、尾礦庫的排水設(shè)施（排洪設(shè)施）、尾礦排滲設(shè)施、尾礦庫監(jiān)測設(shè)施及壩面排水設(shè)施構(gòu)成。 基本概念全庫容 尾礦壩某標(biāo)高頂面、下游坡面及庫底面所圍空間的容積，是用來確定尾礦庫等別的一個重要指示。 有效庫容 某壩頂標(biāo)高時，初期壩內(nèi)坡面、堆積壩外坡面以里（對下游式尾礦筑壩則為壩內(nèi)坡面以里），沉積灘面以

3、下，庫底以上的空間，即容納尾礦的庫容。 某壩高時的庫容減去調(diào)洪庫容，即為此壩高時的有效庫容。 1）庫容調(diào)洪庫容 某壩頂標(biāo)高時，沉積灘面、正常水位以上的庫底、正常水位三者以上，最高洪水位以下的空間?？値烊?設(shè)計最終堆積標(biāo)高時的全庫容。尾礦庫的等別從高到低分為五等；規(guī)程對等別不同的尾礦庫采用的防洪標(biāo)準(zhǔn)和壩體安全系數(shù)也是不同的。一等最高，五等最低；尾礦庫各使用期的設(shè)計等別應(yīng)根據(jù)該期的全庫容和壩高分別按表1確定；當(dāng)兩者的等差為一等時，以高者為準(zhǔn)；當(dāng)?shù)炔畲笥谝坏葧r，按高者降低一等；尾礦庫失事將使下游重要城鎮(zhèn)、工礦企業(yè)或鐵路干線遭受嚴(yán)重災(zāi)害者，其設(shè)計等別可提高一等；不同等別的尾礦庫，其壩體、排水設(shè)施等構(gòu)筑

4、物級別是不同的，等別越高，級別越大。2）尾礦庫等別、構(gòu)筑級別等別全庫容V（104m3）壩高H(m)一二三四五V5000010000V500001000V10000100V1000V100H200100H20060H10030H60H30表1 尾礦庫各使用期的設(shè)計等別 不透水初期壩用透水性較小的材料筑成的初期壩。因其透水性遠小于庫內(nèi)尾礦的透水性，不利于庫內(nèi)沉積尾礦的排水固結(jié)，不利于后期壩壩體的穩(wěn)定。這種壩型適用于擋水式尾礦壩或尾礦堆壩不高的尾礦壩。透水初期壩用透水性較好的材料筑成的初期壩。因其透水性大于庫內(nèi)沉積尾礦，有利于后期壩的排水固結(jié)，并可降低壩體浸潤線，提高壩體的穩(wěn)定性。是比較合理的初期壩

5、壩型。3）尾礦壩 尾礦壩由初期壩和后期壩（尾礦堆積壩）構(gòu)成。a) 初期壩土料填筑的透水壩透水堆石壩廢石堆筑的透水壩廢石堆筑的透水壩實例 除此之外還有砌石壩、混凝土壩等壩型，這些壩往往用作副壩、攔洪壩、一次性筑壩的尾礦壩。b) 堆積壩 功能與特點實質(zhì)上是尾礦沉積體，這種水力充填沉積的砂性土邊坡穩(wěn)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，是尾礦壩的主體部分；堆積壩一旦失穩(wěn)，災(zāi)害慘重；如何確保堆積壩的安全歷來是設(shè)計和生產(chǎn)部門十分重視的一項工作，也是安全生產(chǎn)監(jiān)督、管理工作的重點之一。 堆積壩型式上游法、下游法、中線法中線法筑壩上游法筑壩下游法筑壩4）沉積灘水力沖積尾礦形成的沉積體表層

6、，常指露出水面部分。 灘頂沉積灘面與堆積壩外坡的交線，為沉積灘的最高點；灘長由灘頂至庫內(nèi)水邊線的水平距離；最小干灘長度設(shè)計洪水位時的干灘長度；最小或設(shè)計安全超高規(guī)定或設(shè)計的安全超高最小允許值；沉積灘面坡比（灘頂標(biāo)高-正常水位標(biāo)高）/正常灘長。沉積灘的概念圖示壩的級別12345最小安全超高（m）1.51.00.70.50.4最小干灘長度（m）150100705040表2 規(guī)范規(guī)定的最小干灘長度及最小安全超高5）壩高壩高對初期壩和中線式、下游式筑壩為壩頂與壩軸線處壩底的高差;對上游式筑壩則為堆積壩壩頂與初期壩壩軸線處壩底的高差?？倝胃吲c總庫容相對應(yīng)的最終堆積標(biāo)高時的壩高。堆壩高度（堆積高度）尾礦堆

7、積壩壩頂與初期壩壩頂?shù)母卟睢胃叩母拍顖D示6）浸潤線浸潤線：在壩體橫剖面上穩(wěn)定滲流的頂面線稱浸潤線。控制浸潤線：是指壩體抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)能滿足本規(guī)范最低要求時的浸潤線。排滲設(shè)施：在尾礦壩體內(nèi)或庫底設(shè)置的用于排出滲水，降低壩體浸潤線的設(shè)施。排滲設(shè)施還具有加快尾礦固結(jié)提高壩體強度的作用。浸潤線的圖示7）排洪設(shè)施形式 排水井管（隧洞）窗口式整體性好，堵孔簡單，但進水量小，早期應(yīng)用較多。 框架式結(jié)構(gòu)合理，進水量大，操作也較簡便，廣泛采用。井圈疊裝式和砌塊式用預(yù)制井圈和預(yù)制砌塊逐層加高，進水量大，操作要求高，整體性差，應(yīng)用不多。 排水井示意圖 排水斜槽既是進水構(gòu)筑物，又是輸水構(gòu)筑物，排洪量較小。 溢洪道

8、常用于一次性建庫的排洪進水構(gòu)筑物。為減少過水深度，常采用寬淺式溢洪道。所謂一次性建庫即是尾礦壩一次建成，一般采用庫尾排放壩前蓄水、排洪。 截洪溝進水構(gòu)筑物兼作輸水構(gòu)筑物。沿全部溝長均可進水。在較陡山坡處的截洪溝易遭暴雨沖毀，可靠性差，管理維護工作量大。 輸水構(gòu)筑物排水管埋設(shè)在庫底部，承受荷載較大，一般采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。隧洞結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性好，是大、中型尾礦庫常用的輸水構(gòu)筑物。排水管形式8）壩坡排水溝壩坡排水溝實例9）監(jiān)測設(shè)施庫水位觀測壩體位移觀測浸潤線觀測構(gòu)筑物變形觀測滲流水觀測孔隙水壩體固結(jié)觀測排水水量及水質(zhì)監(jiān)測 尾礦設(shè)施設(shè)計規(guī)范(GB50863-2013)增加主要有關(guān)內(nèi)容 強制性條款 選礦廠必

9、須有完善的尾礦設(shè)施，嚴(yán)禁尾礦排入江、河、湖、海。 尾礦庫不應(yīng)設(shè)在下列地區(qū)：珍稀動植物保護區(qū)和國家、地方自然保護區(qū)；公園、風(fēng)景、旅游區(qū)，文物古跡區(qū)，考古學(xué)、歷史學(xué)、生物學(xué)研究考察區(qū)；軍事要地、基地、軍工基地和國家保密區(qū)。 尾礦壩壩基處理應(yīng)滿足滲流控制和靜、動力穩(wěn)定要求，保證壩的安全運行。尾礦壩的滲流控制措施必須確保浸潤線的埋深低于控制浸潤線。否則，應(yīng)采取有效整治措施。 6.1.2 尾礦庫必須設(shè)置可靠的排洪設(shè)施，滿足在設(shè)計洪水條件下防洪安全和正常生產(chǎn)的要求。 特殊要求 放礦濃度不宜超過35%。 尾礦堆積壩下游坡浸潤線的最小埋深應(yīng)滿足下表要求。堆積壩高度H（m）H150150H100100H6060

10、H30H30浸潤線最小埋深（m）1088664422 表3 尾礦堆積壩下游坡浸潤線的最小埋深 已建成尾礦庫勘查 一等及二等尾礦庫在尾礦壩堆至1/31/2最終設(shè)計總壩高時，應(yīng)對壩體進行一次全面的工程地質(zhì)和水文地質(zhì)勘察。由設(shè)計單位對尾礦壩做全面論證，以驗證最終壩體的穩(wěn)定性和確定后期的處理措施。 對于某些尾礦性質(zhì)較特殊或選廠投產(chǎn)后選礦規(guī)?；蛄鞒贪l(fā)生改變，尾礦性質(zhì)或放礦方式與初步設(shè)計相差較大時，可根據(jù)需要進行全面的勘察，則不受堆高的限制。 排洪設(shè)施三等及三等以上尾礦庫不得采用截洪溝排洪。尾礦庫地下排洪構(gòu)筑物不宜采用漿砌塊石結(jié)構(gòu)。尾礦庫應(yīng)設(shè)置防止泥石流、滑坡、樹木雜物等影響泄洪能力的工程措施。調(diào)洪計算應(yīng)

11、采用水量平衡法計算 水量平衡法進行調(diào)洪演算后，設(shè)計就可給出尾礦庫運行期間的汛期控制水位高度、干灘長度、壩頂超高等直觀數(shù)據(jù)。 閉庫尾礦庫的防洪標(biāo)準(zhǔn) 閉庫后尾礦庫的防洪標(biāo)準(zhǔn)宜提高一等。2 尾礦庫的安全監(jiān)管重點尾礦庫監(jiān)管對象 按照38號令，尾礦庫監(jiān)管是對涉及到尾礦庫安全的全方位監(jiān)管。是針對尾礦庫勘查、設(shè)計、建設(shè)、運行及閉庫等過程的監(jiān)管。尾礦庫安全度分類 尾礦庫安全度主要根據(jù)尾礦庫防洪能力和尾礦壩壩體穩(wěn)定性確定，分為四級：危庫：危庫指安全沒有保障，隨時可能發(fā)生垮壩事故的尾礦庫；險庫：險庫指安全設(shè)施存在嚴(yán)重隱患，若不及時處理將會導(dǎo)致垮壩事故的尾礦庫。病庫：病庫指安全設(shè)施不完全符合設(shè)計規(guī)定，但符合基本安全

12、生產(chǎn)條件的尾礦庫。正常庫：所有設(shè)施均符合安全標(biāo)準(zhǔn)的尾礦庫。鑒別及監(jiān)管要求序號分類鑒別標(biāo)準(zhǔn)監(jiān)管要求防洪方面壩體方面原因現(xiàn)象及程度后果原因現(xiàn)象及程度后果1危庫調(diào)洪庫容嚴(yán)重不足設(shè)計洪水時，安全超高和最小干灘長度都不滿足設(shè)計要求洪水漫頂出現(xiàn)貫穿性橫向裂縫出現(xiàn)較大范圍管涌、流土變形，壩體出現(xiàn)深層滑動跡象； 潰壩停產(chǎn)、向安監(jiān)管理部門和當(dāng)?shù)卣畧蟾?、啟動預(yù)案、搶險排洪系統(tǒng)嚴(yán)重損毀堵塞、坍塌，排水井顯著傾斜，有倒塌的跡象。不能排水或排水能力急劇降低。洪水漫頂抗滑穩(wěn)定最小安全系數(shù)不滿足要求小于規(guī)定值的0.95潰壩2險庫調(diào)洪庫容不足設(shè)計洪水時，安全超高和最小干灘長度都不滿足設(shè)計要求洪水漫頂壩體出現(xiàn)淺層滑動跡象出現(xiàn)

13、大面積縱向裂縫，且出現(xiàn)較大范圍滲透水高位出逸，出現(xiàn)大面積沼澤化； 潰壩停產(chǎn)搶險排洪系統(tǒng)部分損毀堵塞或坍塌，排水能力有所降低，達不到設(shè)計要求；洪水漫頂抗滑穩(wěn)定最小安全系數(shù)不滿足要求小于規(guī)定值的0.98潰壩3病庫調(diào)洪庫容不足設(shè)計洪水時，不能同時滿足設(shè)計規(guī)定的安全超高和最小干灘長度的要求；影響壩體整體及滲流穩(wěn)定抗滑穩(wěn)定滿足最小安全系數(shù)規(guī)定，但部分高程上堆積邊坡過陡?？赡艹霈F(xiàn)局部失穩(wěn)；壩體局部坍塌限期整改排洪設(shè)施有瑕疵出現(xiàn)不影響安全使用的裂縫、腐蝕或磨損繼續(xù)發(fā)展會影響正常使用浸潤線位置局部過高滲水出逸，壩面局部沼澤化；局部縱、橫向裂縫 ；可能導(dǎo)致局部坍塌設(shè)施不完善壩面排水、護坡、監(jiān)測設(shè)施缺失或有缺陷。

14、4正常庫各項指標(biāo)滿足設(shè)計和安全標(biāo)準(zhǔn)要求。應(yīng)運行工況正常、管理規(guī)范、資料齊全，完全具備安全生產(chǎn)條件，按規(guī)定每35年進行一次安全現(xiàn)狀評價。 表4 尾礦庫安全度鑒別表重點檢查內(nèi)容1）設(shè)計、施工及驗收階段監(jiān)管程序上的監(jiān)管 主要是按45號令和安全專篇編制大綱中的合法證明材料是否齊全，包括“審批、核準(zhǔn)或備案文件等與項目建設(shè)相關(guān)的批準(zhǔn)文件?！币簿褪恰皟勺C一書”是否齊全。尾礦庫的設(shè)計審查新建尾礦庫是否屬于綜合整治范圍內(nèi)的“三邊庫、頭頂庫”。審查尾礦庫自然條件是否適合建設(shè)尾礦庫，庫長是否同時滿足澄清距離及尾礦庫防洪條件；是否存在影響尾礦庫防洪設(shè)施、壩體正常運行的不良地質(zhì)條件等；尾礦庫的設(shè)計是否同時滿足最小干灘長

15、度、最小安全超高要求，大中型尾礦庫是否有富余。設(shè)計是否明確了設(shè)計沉積灘坡比； 設(shè)計是否明確了不同壩高下的正常水位高度及干灘長度； 設(shè)計是否明確了控制浸潤線埋藏深度； 處于地震區(qū)的尾礦庫是否進行動力穩(wěn)定分析。施工驗收階段尤其應(yīng)注意初期壩、排水設(shè)施是否按已經(jīng)批復(fù)的設(shè)計施工，施工質(zhì)量是否滿足設(shè)計及標(biāo)準(zhǔn)要求。是否有完整的施工和監(jiān)理記錄，尤其是隱蔽工程驗收記錄。尾礦庫施工圖中的排洪設(shè)施設(shè)計是否合理是否存在如隧洞未灌漿、隧洞排水設(shè)施不健全、隧洞入口銜接處采用素混凝土襯砌等明顯問題。壩基是否置于設(shè)計要求的壩基上，是否存在未經(jīng)處理的強透水底層2）運行階段堆積壩是否按設(shè)計坡比堆筑；陡了顯然對安全不利，過緩也是有影響的；沉積灘坡比是否滿足設(shè)計要求，坡比大了對安全有利，小了需重新核定防洪能力；庫區(qū)水位、尤其是汛前水位管理是否滿足設(shè)計要求。鑒別標(biāo)準(zhǔn)是干灘長度、庫水位是否滿足設(shè)計要求；壩體排滲設(shè)施是否按設(shè)計要求及時鋪設(shè)，浸潤線埋深是否滿足設(shè)計控制要求；排水設(shè)施的進水口是否提前封堵；排水設(shè)施有無坍塌、傾斜、堵塞等現(xiàn)象；尾礦堆積壩堆筑時