尾礦作業(yè)安全技術(shù)

尾礦作業(yè)安全技術(shù)尾礦庫(kù)：筑壩攔截谷口或圍地構(gòu)成的、用以貯存金屬非金屬礦山礦石選別后排出的尾礦或其他工業(yè)廢渣的場(chǎng)所。全庫(kù)容：尾礦壩某標(biāo)高頂面、下游坡面及庫(kù)底面所圍空間的容積，包括有效庫(kù)容、死水庫(kù)容、蓄水庫(kù)容、調(diào)洪庫(kù)容和安全庫(kù)容5部分。有效庫(kù)容：某壩頂標(biāo)高時(shí)，初期壩內(nèi)坡面、堆積壩外坡面以里(對(duì)下游式尾礦筑壩則為壩內(nèi)坡面以里），沉積灘面以下，庫(kù)底以上的空間，即容納尾礦的庫(kù)容。調(diào)洪庫(kù)容：某壩頂標(biāo)高時(shí)，沉積灘面、正常水位以上的庫(kù)底、正常水位三者以上，最高洪水位以下的空間。總庫(kù)容：設(shè)計(jì)最終堆積標(biāo)高時(shí)的全庫(kù)容。尾礦壩：擋尾礦和水的尾礦庫(kù)外圍構(gòu)筑物，泛指尾礦庫(kù)初期壩和堆積壩的總體。初期壩：甚建中用作支撐后期尾礦堆存體的壩。堆積壩：生產(chǎn)過(guò)程中在初期壩壩頂以上用尾礦充填堆筑而成的壩。上游式（尾礦筑壩法）：往初期規(guī)上游方向充填堆積尾礦的筑壩方式。中線式（尾礦筑壩法）：在初期瑣軸線處用旋流分級(jí)粗尾砂沖積尾礦的筑壩方入下游式（尾礦筑壩法）：在初期壩下游方向用旋流分級(jí)粗尾砂沖積尾礦的筑壩方式。沉積灘：水力沖積尾礦形成的沉積體表層，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(diǎn)。灘長(zhǎng)：由灘頂至庫(kù)內(nèi)水邊線的水平距離。最小干灘長(zhǎng)度：設(shè)計(jì)洪水位時(shí)的干灘長(zhǎng)度。安全超高：尾礦壩沉積灘頂至設(shè)計(jì)洪水位的高差。最小安全超高：規(guī)定的安全超高最小允許值。壩高：對(duì)初期壩和中線式、下游式筑壩為頊頂與壩軸線處壩底的高差；對(duì)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。總壩高：與總庫(kù)容相對(duì)應(yīng)的最終堆積標(biāo)高時(shí)的壩高。堆壩高度或堆積高度：尾礦堆積壩壩頂與初期壩壩頂?shù)母卟?。尾礦庫(kù)擋水壩：長(zhǎng)期或較長(zhǎng)期擋水的尾礦壩，包括不用尾礦堆壩的主壩及尾礦庫(kù)側(cè)、后部的副壩。尾礦庫(kù)安全設(shè)施：直接影響尾礦庫(kù)安全的設(shè)施，包括初期壩、堆積壩、副壩、排滲設(shè)施、尾礦庫(kù)排水設(shè)施、尾礦庫(kù)觀測(cè)設(shè)施及其他影響尾礦庫(kù)安全的設(shè)施。尾礦工：指從事尾礦庫(kù)放礦、筑壩、排洪和排滲設(shè)施操作的專職作業(yè)人員。一、尾礦庫(kù)等別及構(gòu)筑物級(jí)別尾礦庫(kù)各使用期的設(shè)計(jì)等別應(yīng)根據(jù)該期的全庫(kù)容和壩高分別按表3-1確定。當(dāng)兩者的等差為一等時(shí)，以高者為準(zhǔn)；當(dāng)?shù)炔畲笥谝坏葧r(shí)，按高者降低一等。尾礦庫(kù)失事將使下游重要城鎮(zhèn)、工礦企業(yè)或鐵路干線逍受嚴(yán)重災(zāi)害者，其設(shè)計(jì)等別可提高一等。尾礦庫(kù)構(gòu)筑物的級(jí)別根據(jù)尾礦庫(kù)等別及其重要性按表3-2確定。

①主要構(gòu)筑物指尾礦壩，庫(kù)內(nèi)排水構(gòu)筑物等失事后難以修復(fù)的構(gòu)筑物；②次要構(gòu)筑物指失事后不致造成下游災(zāi)害或?qū)ξ驳V庫(kù)安全影響不大并容易修復(fù)的構(gòu)筑物；③臨時(shí)構(gòu)筑物指尾礦庫(kù)施工期臨時(shí)使用的構(gòu)筑物。二、尾礦庫(kù)建設(shè)安全要求(一）

尾礦庫(kù)勘察尾礦庫(kù)工程地質(zhì)與水文地質(zhì)勘察應(yīng)符合有關(guān)國(guó)家及行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)要求，查明影響尾礦庫(kù)及各構(gòu)筑物安全性的不利因索，并提出工程措施建議，為設(shè)計(jì)提供可貓依據(jù)。在用的上游法尾礦堆積項(xiàng)的勘察應(yīng)執(zhí)行《巖土工程勘察規(guī)范》（GB50021-2009)。(二）

尾礦庫(kù)設(shè)計(jì)（1）尾礦庫(kù)庫(kù)址選擇應(yīng)遵守下列原則：①不宜位于工礦企業(yè)、大組水源地、水產(chǎn)基地和大型居民區(qū)上游；②不應(yīng)位于全國(guó)和省重點(diǎn)保護(hù)名勝古跡的上游；③應(yīng)避開地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜、不良地質(zhì)現(xiàn)象嚴(yán)重區(qū)域；④不宜位于有開采價(jià)值的礦床上面；⑤匯水面積小，有足夠的庫(kù)容和初、終期庫(kù)長(zhǎng)。（2）尾礦庫(kù)設(shè)計(jì)應(yīng)對(duì)不良地質(zhì)條件采取可靠的治理措施。（3）對(duì)停采的露天采礦場(chǎng)改作尾礦庫(kù)的，應(yīng)對(duì)其安全性進(jìn)行專項(xiàng)論證；對(duì)露天采礦場(chǎng)下部有采礦活動(dòng)的，不宜作為尾礦庫(kù)。確需使用時(shí)，應(yīng)由有資質(zhì)的單位進(jìn)行專項(xiàng)論證，并提出安全技術(shù)措施，在保證地下采礦安全的前提下，方可使用。（4）尾礦庫(kù)設(shè)計(jì)文件應(yīng)明確下列安全運(yùn)行控制參數(shù)：①尾礦庫(kù)設(shè)計(jì)最終堆積高程、最終壩體高度、總庫(kù)容；②尾礦壩堆積坡比；③尾礦壩不同堆積標(biāo)高時(shí)，庫(kù)內(nèi)控制的正常水位、調(diào)洪高度、安全超高及最小干灘長(zhǎng)度等；④尾礦壩浸潤(rùn)線控制。（5）尾礦庫(kù)初步設(shè)計(jì)應(yīng)編制《安全專篇》，《安全專篇》主要內(nèi)容如下：①尾礦庫(kù)區(qū)存在的安全隱患及對(duì)策；②尾礦庫(kù)初期壩和堆積壩的穩(wěn)定性分析；③尾礦庫(kù)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)和通信設(shè)備配置的可靠性分析；④尾礦庫(kù)的安全管理要求。(三）尾礦壩設(shè)計(jì)（1）尾礦壩宜以濾水壩為初期壩，利用尾礦筑壩。當(dāng)遇有下列情形之一時(shí)，可以采用當(dāng)?shù)赝潦匣驈U石建壩：①尾礦顆粒很細(xì)、黏粒含量大，不能筑壩；②由尾礦庫(kù)后部放礦合理；③尾礦庫(kù)與廢石場(chǎng)結(jié)合考慮，用廢石筑壩合理。（2）初期壩商度的確定除滿足初期堆存尾礦、澄清尾礦水、尾礦庫(kù)回水和冬季放礦要求外，還應(yīng)滿足初期調(diào)蓄洪水的要求。（3）壩基處理應(yīng)滿足滲流控制和靜力、動(dòng)力穩(wěn)定要求。遇有下列情況時(shí)，應(yīng)進(jìn)行專門研究處理：①透水性較大的厚層砂礫石地基；②易液化土、軟黏土和濕陷性黃土地基；③巖溶發(fā)育地基；④采空地基。（4）尾礦筑壩的方式，對(duì)于抗震設(shè)防烈度為7度及7度以下地區(qū)，宜采用上游式筑壩，抗震設(shè)防烈度為8?9度地區(qū)，宜采用下游式或中線式筑壩。上游式筑壩，中、粗尾礦可采用直接充填筑壩法，尾礦顆粒較細(xì)時(shí)，宜采用分級(jí)充填筑壩法。下游式或中線式尾礦筑壩分級(jí)后用于筑壩的尾礦，其粗顆粒（d>0.074mm)含量不宜少于70%,否則應(yīng)進(jìn)行筑壩試驗(yàn)。筑壩上升速度應(yīng)滿足庫(kù)內(nèi)沉積灘面上升速度和防洪的要求。下游式或中線式尾礦壩應(yīng)設(shè)上游初期壩和下游濾水壩趾，二者之間的壩基應(yīng)設(shè)置排滲設(shè)施。尾礦庫(kù)擋水壩應(yīng)按水庫(kù)壩的要求設(shè)計(jì)。（5）上游式尾礦壩沉積灘頂至設(shè)計(jì)洪水位的高差不得小于表3-3給出的最小安全超高值，同時(shí)，灘頂至設(shè)計(jì)洪水位邊線距離不得小于表3-3給出最小灘長(zhǎng)值。下游式和中線式尾礦壩壩頂外緣至設(shè)計(jì)洪水位水邊線的距離不宜小于表3-4給出的最小灘長(zhǎng)值。當(dāng)壩體采取防滲斜（心）墻時(shí)，壩頂至設(shè)計(jì)洪水位的高差亦不得小于表3-3給出的最小安全超高值。尾礦庫(kù)擋水壩在設(shè)計(jì)洪水位時(shí)安全超高不得小于表3-3給出的最小安全超高值、最大風(fēng)壅水面高度和最大風(fēng)浪爬高三者之和。最大風(fēng)壅水面高度和最大風(fēng)浪爬高可按《碾壓式土石壩設(shè)計(jì)規(guī)范》（DL/T

5395—

2007)推薦的方法計(jì)算。（6）地震區(qū)尾礦壩應(yīng)符合下列規(guī)定：上游式尾礦壩沉積灘頂至正常高水位的高差不得小于表3-3給出的最小安全超高值與地震壅浪高度之和，灘頂至正常高水位水邊線的距離不得小于表3-3給出的最小灘長(zhǎng)值與地震壅浪高度對(duì)應(yīng)灘長(zhǎng)之和。下游式與中線式尾礦壩壩頂外邊緣至正常高水位水邊線的距離不宜小于表3-4的最小灘長(zhǎng)值與地震壅浪高度對(duì)應(yīng)灘長(zhǎng)之和。尾礦庫(kù)擋水壩壩頂至正常高水位的高差不得小于表3-3給出的最小安全超高值與地震壅浪高度之和。地震壅浪高度可根據(jù)抗震設(shè)防烈度和水深確定，可采用0.5?1.5m。對(duì)于全部采用當(dāng)?shù)赝潦匣驈U石堆筑的尾礦壩，其安全超高按尾礦庫(kù)擋水壩要求確定。（7）尾礦壩設(shè)計(jì)應(yīng)進(jìn)行滲流計(jì)算，以確定壩體浸潤(rùn)線、逸出坡降和滲流量。浸潤(rùn)線出逸的尾礦堆積壩壩坡，應(yīng)設(shè)排滲設(shè)施，1、2級(jí)尾礦壩還應(yīng)進(jìn)行滲流穩(wěn)定研究。上游式尾礦壩的滲流計(jì)算應(yīng)考慮尾礦筑壩放礦水的影響。1、2級(jí)山谷型尾礦壩的滲流應(yīng)按三維計(jì)算或由模擬試驗(yàn)確定；3級(jí)以下尾礦壩的滲流計(jì)算可按《巖土工程勘察規(guī)范》（GB

50021—2009)附錄A進(jìn)行。上游式尾礦堆積壩的初期透水堆石壩壩高與總壩高之比值不宜小于1/8。（8）尾礦初期壩與堆積壩壩坡的抗滑穩(wěn)定性應(yīng)根據(jù)壩體材料及壩基巖土的物理力學(xué)性質(zhì)，考慮各種荷載組合，經(jīng)計(jì)算確定。計(jì)算方法宜采用瑞典圓弧法；當(dāng)壩基或壩體內(nèi)存在軟弱土層時(shí)，可采用改良圓弧法；考慮地震荷載時(shí)，應(yīng)按《水工建筑物抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》(DL

5073—2000)的有關(guān)規(guī)定進(jìn)行計(jì)算。抗震設(shè)防烈度為6度及6度以下地區(qū)的5級(jí)尾礦壩，當(dāng)壩外坡比小于時(shí)，除原尾礦屬尾黏土和尾粉質(zhì)黏土以及軟弱壩基外，可不作穩(wěn)定計(jì)算。（9）尾礦壩穩(wěn)定性計(jì)算的荷載分下列5類，可根據(jù)不同情況按表3-5進(jìn)行組合：一類為筑壩期正常高水位的滲透壓力；二類為壩體自重；三類為壩體及壩基中孔隙壓力；四類為最高洪水位有可能形成的穩(wěn)定滲透壓力；五類為地震慣性力。（10）按瑞典圓弧法計(jì)算壩坡抗滑穩(wěn)定的安全系數(shù)不應(yīng)小于表3-6規(guī)定的數(shù)值。當(dāng)采用簡(jiǎn)化畢肖普法與瑞典圓弧法計(jì)算結(jié)果相比較時(shí)，可參照《碾壓式土石壩設(shè)計(jì)規(guī)范》（DL/T

5395—2007)有關(guān)規(guī)定選用兩種方法各自的最小安全系數(shù)。（11）尾礦壩壩體材料及壩基土的抗剪強(qiáng)度指標(biāo)類別，應(yīng)視強(qiáng)度計(jì)算方法與土類的不同按表3-7選取。上游式尾礦壩的計(jì)算斷面應(yīng)考慮到尾礦沉積規(guī)律，根據(jù)顆粒粗細(xì)程度概化分區(qū)。各區(qū)尾礦的物理力學(xué)指標(biāo)可參考類似尾礦壩或按有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)確定，必要時(shí)通過(guò)試驗(yàn)研究確定。對(duì)在用尾礦壩進(jìn)行穩(wěn)定計(jì)算時(shí)應(yīng)根據(jù)該壩勘察報(bào)告確定概化分區(qū)及相應(yīng)的物理力學(xué)指標(biāo)。上游式尾礦瑣堆積至1/2?2/3最終設(shè)計(jì)壩高時(shí)，應(yīng)對(duì)壩體進(jìn)行一次全面的勘察，并進(jìn)行穩(wěn)定性專項(xiàng)評(píng)價(jià)，以驗(yàn)證現(xiàn)狀及設(shè)計(jì)最終項(xiàng)體的穩(wěn)定性，確定相應(yīng)技術(shù)措施。注：①少黏性土指黏粒含量小于15%的尾礦。②軟弱尾黏土類黏性土采用固結(jié)快剪指標(biāo)時(shí)，應(yīng)根據(jù)其固結(jié)程度確定；當(dāng)采用十字板抗剪強(qiáng)度指標(biāo)時(shí)，應(yīng)考慮土體固結(jié)后強(qiáng)度的增長(zhǎng)。（12）透水堆石壩上游坡坡比不宜陡于1:1.

6;土壩上游坡坡比可略陡于或等于下游坡。初期壩下游坡比在初定時(shí)可按表3-8確定。尾礦堆積壩下游坡與兩岸山坡結(jié)合處應(yīng)設(shè)置截水溝。上游式尾礦壩的堆積壩下游坡面上宜用土石覆蓋或用其他方式植被綠化，并可結(jié)合排滲設(shè)施每隔6?10m高差設(shè)置排水溝。4級(jí)以上尾礦壩應(yīng)設(shè)置壩體位移和壩體浸潤(rùn)線觀測(cè)設(shè)施。必要時(shí)還宜設(shè)置孔隙水壓力、滲透水量及其渾濁度的觀測(cè)設(shè)施。三、排洪設(shè)計(jì)（1）尾礦庫(kù)必須設(shè)置排洪設(shè)施，并滿足防洪要求。尾礦庫(kù)的排洪方式，應(yīng)根據(jù)地形、地質(zhì)條件、洪水總最、調(diào)洪能力、回水方式、操作條件與使用年限等因素，經(jīng)過(guò)技術(shù)比較確定。尾礦庫(kù)宜采用排水井（斜槽）-排水管（隧洞）排洪系統(tǒng)。有條件時(shí)也可采用溢洪道或截洪溝等排洪設(shè)施。尾礦庫(kù)的防洪標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)根據(jù)各使用期庫(kù)的等別，綜合考慮庫(kù)容、壩高、使用年限及對(duì)下游可能造成的危害等因素，按表3-9確定。注：初期指尾礦庫(kù)啟用后的頭3?5年（2）儲(chǔ)存鈾礦等有放射性和有害尾礦，失事后可能對(duì)下游環(huán)境危害極其嚴(yán)重的尾礦庫(kù)，其防洪標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)予以提高，必要時(shí)其后期防洪可按可能最大洪水進(jìn)行設(shè)計(jì)。（3）尾礦庫(kù)洪水計(jì)算應(yīng)符合下列要求：①應(yīng)根據(jù)當(dāng)?shù)厮膱D冊(cè)或有關(guān)部門建議的適用于特小匯水面積的計(jì)算公式計(jì)算。當(dāng)采用全國(guó)通用的公式時(shí)，應(yīng)當(dāng)用當(dāng)?shù)氐乃膮?shù)，有條件時(shí)應(yīng)結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)洪水調(diào)查予以驗(yàn)證；②庫(kù)內(nèi)水面面積不超過(guò)流域面積的10%時(shí)，則可按全面積陸面匯流計(jì)算，否則，水面和陸面面積的匯流應(yīng)分別計(jì)算，設(shè)計(jì)洪水的降雨歷時(shí)應(yīng)采用24

h計(jì)算，經(jīng)論證也可采用短歷時(shí)計(jì)算。（4）當(dāng)24

h洪水總量小于調(diào)洪庫(kù)容時(shí)，洪水排出時(shí)間不宜超過(guò)72

h。尾礦庫(kù)排水構(gòu)筑物的型式與尺寸應(yīng)根據(jù)水力計(jì)算及調(diào)洪計(jì)算確定。對(duì)一、二等尾礦庫(kù)及特別復(fù)雜的排水構(gòu)筑物，還應(yīng)通過(guò)水工模型試驗(yàn)驗(yàn)證。尾礦庫(kù)排洪構(gòu)筑物宜控制常年洪水（多年平均值）不產(chǎn)生無(wú)壓與有壓流交替的工作狀態(tài)。無(wú)法避免時(shí)，應(yīng)加設(shè)通氣管。當(dāng)設(shè)計(jì)為有壓流時(shí)，排水管接縫處止水應(yīng)滿足工作水壓的要求。排水管或隧洞中最大流速應(yīng)不大于管（洞）壁材料的容許流速。（5）排水構(gòu)筑物的基礎(chǔ)應(yīng)避免設(shè)置在工程地質(zhì)條件不良或需要填方的地段。無(wú)法避開時(shí)，應(yīng)進(jìn)行地基處理設(shè)