尾矿库安全管理（精选十篇）
尾矿库安全管理 篇1
研山铁矿司家营尾矿库安全管理从6个方面出发, 包括尾矿坝设计、排洪系统设计、坝体稳定分析、水文调洪计算、环保措施和运营管理, 本文将详细介绍规划设计阶段这6个方面所进行的安全评估、安全设计、安全实施。
研山铁矿司家营尾矿库概况
研山铁矿司家营尾矿库堆积唐钢滦县司家营铁矿二期选矿厂产生的尾矿, 尾矿库选址在选矿厂以北的凹陇山沟内, 与选矿厂直线距离约12km, 尾矿库汇水面积2.5km2, 平均坡度4.1%。尾矿库由东沟和西沟两个沟组成, 地形条件比较理想, 东沟和西沟分别建有初期坝和副坝。尾矿堆积标高未达到69m标高时, 东沟和西沟使用各自的塔-管式排洪系统;达到69m标高后, 东西合为一个沟, 共用一套排洪系统。尾矿堆积坝最终堆积标高为128.0m, 总坝高93m, 总库容约8 714万m3, 按选矿厂产量计划, 尾矿库使用年限约11.4年。
尾矿库安全管理
尾矿坝设计
1.初期坝
根据ZBJ1-90《选矿厂尾矿设施设计规范》, 尾矿库初期坝按贮存半年到一年尾矿量并满足调蓄洪水及澄清距离的要求设计。考虑到尾矿粒度较细, 并且高浓度输送, 为了加快尾矿的固结, 有利于尾矿坝的稳定, 初期坝采用透水堆石坝, 使用库区内爆破开采的石料筑坝。
2.尾矿堆积坝
初期坝坝顶以上用尾矿继续加高, 由于原矿含泥量大, 尾矿粒度偏细, 故加高的方法采用池填法筑坝或旋流器分级筑坝, 尾矿堆积坝的平均边坡为1:5, 为防止粉尘污染, 在每年筑坝完成后应在尾矿堆积坝外坡铺0.3m厚的山皮土, 并在其上种植草皮或紫穗槐、沙棘等灌木。为了保证尾矿堆积坝的安全, 自65.0m标高每升高15.0m增设一组水平排渗盲沟, 共设4组水平排渗盲沟。
当尾矿堆积标高达到80.0m时 (尾矿使用约4.4年后) 和输送浓度发生变化时应进行尾矿堆积坝的工程地质勘察工作, 进行尾矿坝的稳定计算, 对尾矿堆积坝的稳定做出评价, 指导以后的尾矿筑坝, 并根据需要增加必要的排渗设施以及尾矿坝的浸润线和位移观测设施。
尾矿库由两个沟组成。西沟在44.0m标高处有一豁口, 需在豁口处修建一座16.0m高的副坝;东沟在70.0m标高处有一豁口, 尾矿库在使用到70.0m标高之前, 需在豁口处修建一座10.0m高的副坝。可以采用轮流放矿形式, 保证尾矿堆积坝体始终在同一标高。通过计算, 确定西沟与东沟尾矿堆积坝之间高差, 是否满足汛期防洪的规范要求。排洪 (回水) 系统设计
尾矿库排洪系统采用塔-管式的排洪系统, 由于地形条件的限制, 西沟初期排洪 (回水) 时, 需在库内北侧方向修建一条排水沟, 满足初期回水及汛期排洪, 排水沟长175.5m, 排水沟断面为梯形断面, 底宽2m, 深1m, 边坡比1:1。
尾矿库在满足排洪和尾矿澄清水的情况下共布置10座框架式溢水塔和3座转流井。西沟布置了7座溢水塔, 东沟布置了3座溢水塔。在69m标高以后, 西沟和东沟合为一个沟, 两沟合在一起后, 库区内排洪和回水都在西沟, 溢水塔内径均为4.0m。
经计算尾矿库的澄清距离均能满足尾矿水澄清的要求, 尾矿库澄清的水, 经溢水塔和排水管排至排水管出口的消力池, 然后用泵打回选矿厂继续使用。
主坝和副坝稳定分析
尾矿堆积坝是否稳定需要通过对尾矿堆积坝的稳定性计算来确定, 由于缺少尾矿堆积坝的工程地质勘察试验资料, 需要参照研山的一些尾矿坝的勘察试验资料, 并对资料的数据进行了适当的调整。
根据《选矿厂尾矿设施设计规范》, 坝坡抗滑稳定计算有正常运行、洪水运行、特殊运行3种荷载组合, 浸润线按照理论方法确定。根据工程地质勘察报告, 唐山滦县司家营铁矿尾矿库库区抗震设防烈度为7度, 设计基本地震加速度值为0.15g。确定各类尾矿的物理力学指标采用值包括各图层的湿容重、饱和容重、浮容重和抗剪强度等。最终通过计算机软件计算模拟东沟、西沟主坝和副坝在3种荷载组合情况下的断面运行工况。
水文计算及调洪计算
根据《选矿厂尾矿设施设计规范》, 尾矿库初期坝按四等尾矿库设计, 尾矿堆积标高达到69.0m时按三等库设计。根据尾矿库等级确定防洪年限, 由于尾矿库在69.0m标高库容均在规范规定的下限, 因此防洪标准均按规范采用防洪标准的下限, 防洪标准按200年一遇设计, 确定尾矿库初期60.0m标高最小安全超高与最小滩长;69.0m、95.0m标高和最终堆积标高120.0m的最小安全超高与最小滩长。
根据唐山市水文手册提供的凹陇山尾矿库水文参数, 计算东沟、西沟及两沟合计水文参数, 并选取推理公式方法计算洪峰流量。对于面积小于50km2的设计流域, 其洪水过程线的形状可以概化成三角形, 以此方法计算各频率洪水过程线。调洪计算就是求解尾矿库任意时段的水量平衡方程式的过程, 根据排洪系统的布置, 按水量平衡方程式用计算机程序进行了调洪计算。
根据规范尾矿库在遭遇设计洪水时均应满足相应等别的安全超高和最小滩长, 尾矿库在各使用标高均能满足规范要求的安全超高。尾矿库使用前4年采用输送浓度为42.0%, 冲积滩的冲积坡度按0.7%设计;第5年以后采用45%〜50%高浓度输送, 冲积滩坡度在没有做尾矿筑坝试验之前, 冲积滩的冲积坡度暂按0.5%设计。如果试验结果, 冲积滩的冲积坡度缓于0.5%, 需重新进行调洪计算。
环保措施
尾矿库的环保措施主要包括尾矿库防尘和尾矿水回收两部分。
尾矿库防尘采取两种办法, 始终坚持采用坝前分散放矿和经常改变放矿位置, 使尾矿库滩面始终保持湿润;二是在尾矿堆积坝外坡铺0.3m厚山坡土并在其上种植灌木、草皮。
选矿厂为重-磁-浮选工艺, 尾矿水中没有有毒有害物质, 只是在澄清距离不够时有悬浮物, 凹陇山沟纵向长度较长, 澄清距离远远大于经计算采用支管分散放矿所需的澄清距离, 尾矿浆在库中完全可以得到澄清。为了更加可靠防止有悬浮物的水对下游的污染, 采用两个办法:一是在非汛期尽量抬高库内水位, 增加澄清距离;二是在排水管的出口设一回水泵站用泵将排出的水全部打回选矿厂使用, 尾矿库非汛期可以达到零排放。
运营管理
尾矿坝能否保持稳定安全, 除应有好的设计和好的施工质量外, 管理的好坏是关键。尾矿库的管理应遵循《尾矿库安全监督管理规定》 (国家安全生产监督管理总局第6号令) 进行管理。由于尾矿库是新建尾矿库, 首先应做好尾矿库各构筑物的施工。根据凹陇山尾矿库的具体情况对尾矿库初期坝的施工、排洪构筑物的施工、尾矿库的运行管理、尾矿库的附属设施、设备及人员管理提出具体要求。
在尾矿库堆积标高达到65.0m标高以上, 在尾矿堆积坝坡应增设浸润线及位移观测设施。浸润线水位观测孔及位移观测的标点, 纵向 (垂直坝轴线) 按100m间距布置, 横向 (平行坝轴线) 按50m间距布置, 初期坝、副坝和尾矿坝共布置88个位移标点及浸润线观测孔。由于浸润线高低直接影响到尾矿坝的安全, 因此设计要求随时掌握浸润线的动态, 平均每月应当观测一次, 在汛期应增加观测次数。位移观测每年观测4次, 当发现排渗失效或浸润线埋深小于6m后, 应增加新的排渗设施。
尾矿库安全管理规定 篇2
第九条企业尾矿设施安全管理部门的主要职责：
(一)贯彻执行国家有关尾矿库安全生产的方针、政策、法规及技术规范;
(二)编制尾矿库安全工作年度计划和长远规划并组织实施;
(三)编制尾矿库安全生产各项规章制度并检查执行情况;
(四)编制各种灾害应急预案并组织演练;
(五)负责技术资料的收集、分析、保存和整理工作;
(六)按有关规定审批和报批尾矿库设计、建设施工和检测项目;
(七)组织落实尾矿库安全隐患治理工作;
(八)负责尾矿库抢险和工程救护，发现重大事故隐患和险情要及时向有关安全生产监督管理部门报告，紧急情况下，应报请当地人民政府及有关部门给予协助;
(九)组织尾矿库安全管理人员的培训工作。
第十条尾矿车间、工段或班组主要职责：
(一)认真贯彻上级下达的各项指令和任务;
(二)建立健全尾矿设施安全管理工作制度;
(三)编制年、季作业计划和详细运行图表，统筹安排和
实施尾矿输送、分级、筑坝和排洪的管理工作;
(四)日常巡检和观测，发现不安全因素时，应立即采取应急措施并及时向上级报告;
(五)对尾矿设施的安全检查和监测作出及时、全面的记录。
第十一条企业必须严格按照设计文件的要求和有关技术规范，做好尾矿浓缩分级、放矿筑坝、回水排水、防汛度汛、抗震等安全检查和监测工作。
第十二条未经技术论证和安全生产监督管理部门的批准，任何单位和个人不得随意变更下述涉及尾矿库安全的事宜：
(一)筑坝方式;
(二)坝型、坝外坡坡比和最终坝轴线的位置;
(三)坝体防渗、排渗及反滤层的设置;
(四)排洪系统的型式、布置及足寸;
(五)设计以外的尾矿、废料或废水进库等。
第十三条企业必须经常巡视库周山体，发现滑坡及异常现象要及时处理。
第十四条未经技术论证和批准，任何单位和个人不得在库区从事采矿作业。严禁在库区爆破、滥挖尾矿和炸鱼等危害尾矿库安全的活动。
第十五条尾矿库使用到设计最终坝高的1/2 2/3高度时，应对尾矿堆积坝进行工程地质勘察和稳定性分析。
第十六条尾矿库使用到最终设计高程前2 3年，应进行闭库设计，当需要扩建或新建尾矿库接续生产时，应根据建设周期提前制定扩建或新建尾矿库的规划设计工作，确保新老库使用的衔接。
第十七条尾矿库闭库设计和施工方案应符合国家有关法律、法规和技术规范，并须报省级以上安全生产监督管理部门审查。
尾矿库闭库设计和闭库施工方案，未经省级以上安全生产监督管理部门审查或审查不合格的，企业不得进行尾矿库闭库施工。
第十八条尾矿库闭库工程结束后，必须报省级以上安全生产监督管理部门组织安全验收，验收合格后方可关闭尾矿库。
未经安全生产监督管理部门验收或验收不合格的，企业不得关闭尾矿库。
第十九条闭库后的尾矿库安全管理工作由原企业负责，关闭破产企业闭库后的尾矿库，由当地政府落实负责管理的单位或企业。闭库后的尾矿库重新启用或改作他用时，必须经过可行性设计论证，并报安全生产监督管理部门审查批准。
第二十条企业必须建立下列尾矿库管理档案：
(一)建设文件及有关原始资料;
(二)组织机构和规章制度建设;
(三)特种作业人员的安全技术培训和持证上岗情况;
(四)防洪抢险组织和防洪物资的准备情况;
(五)尾矿库抗洪抢险措施;
(六)尾矿库各构筑物运行指标和实测数据;
(七)事故隐患的整改情况。
第二节尾矿排放与筑坝
第二十一条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。
第二十二条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。
第二十三条每一期筑坝冲填作业之前，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冲填筑坝。
第二十四条上游式尾矿筑坝法，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：
(一)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;
(二)沉积滩顶应均匀平整;
(三)沉积滩坡度及长度等应符合设计的要求;
(四)严禁矿浆沿子坝内坡趾横向流动冲刷坝体;
(五)放矿矿浆不得冲刷坝坡;
(六)放矿应有专人管理。
第二十五条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。
第二十六条放矿口的间距、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。
第二十七条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。
第二十八条冰冻期、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。
第二十九条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。
第三十条每期子坝堆筑完毕，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：
(一)子坝剖面尺寸、长度、轴线位置及边坡坡比;
(二)新筑子坝的坝顶及内坡趾滩面高程、库内水面高程;
(三)尾矿筑坝质量。
第三十一条尾矿滩面及下游坝坡面上不得有积水坑。
第三十二条坝外坡面维护工作可视具体情况选用以下措施：
(一)坝面修筑人字沟或网状排水沟;
(二)坡面植草或灌木类植物;
(三)采用碎石、废石或山坡土覆盖坝坡。
第三节尾矿库水位控制与防汛
第三十三条控制尾矿库水位应遵循的原则：
(一)在满足回水水质和水量要求前提下，尽量降低库水位;
(二)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;
(三)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。
第三十四条汛期前应采取下列措施做好防汛工作：
(一)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;
(二)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，要根据实际条件确定排洪口底坎高程，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;
(三)备足抗洪抢险所需物资，落实应急救援措施;
(四)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。
第三十五条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。
第三十六条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。
第三十七条未经技术论证，不得用常规子坝拦洪。
第三十八条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。
第三十九条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。
第四十条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。
第四节排渗设施管理与渗流控制
第四十一条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的批准。
第四十二条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。排渗设施的施工可参照《碾压式土石坝施工技术规范》执行。
第四十三条坝肩、盲沟等应严格按设计要求施工，防止发生集中渗流。
第四十四条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。
第四十五条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。
第五节尾矿库防震与抗震
第四十六条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，内容包括：
(一)抢险组织与职责;
(二)尾矿库防震和抗震措施;
(三)防震和抗震的物资保障;
(四)尾矿坝下游居民的防震应急避险预案;
(五)震前值班、巡坝制度等。
第四十七条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。
第四十八条严格控制库水位，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。
第四十九条上游建有尾矿库、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。
第五十条地震后，必须对尾矿库进行巡查和检测，及时修复和加固破坏部分，确保尾矿库运行安全。
第三章 尾矿库安全检查
第一节尾矿库防洪安全检查
第五十一条尾矿库防洪安全检查内容包括：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。
第五十二条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。
第五十三条尾矿库水位标高的检测，其测量误差应小于20毫米。
第五十四条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20毫米。
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100米坝长选较低处检测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。
第五十五条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。
第五十六条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100米坝长布置不少于l-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 20米(干滩长者取大值)，测点高程测量误差应小于5毫米。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%。
第五十七条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于滩长度是否满足下列表中要求。
上游式尾矿坝的最小干滩长度
尾矿库等别 一 二 三 四 五
最小干滩长度(米) 150 100 70 50 40
下游式、中线式尾矿坝的最小干滩长度
尾矿库等别 一 二 三 四 五
最小干滩长度(米) 100 70 50 35 25
第五十八条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下表要求。
尾矿库的等别
等别 全库容(万立方米) 坝高(米)
二等库具备提高等别条件者
不小于10000 不小于100
不小于lOOO、小于l0000 不小于60、小于100
四 不小于lOO、小于1000 不小于30、小于60
五 小于100 小于30
尾矿坝的最小安全超高
尾矿库等别 一 二 三 四 五
最小安全超高(米) 1.5 1.0 0.7 0.5 0.4
第二节排水构筑物安全检查
第五十九条排水构筑物安全检查主要内容：构筑物有无变形、移位、损毁、淤堵，排水能力是否满足要求等。
第六十条排水井安全检查内容：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下表规定：
钢筋混凝土结构构件最大裂缝宽度的允许值
结构构件所处的条件 最大裂缝宽度(毫米)
水下结构 水质无侵蚀性 水力坡度*不大于20 0.3
水力坡度大于20 0.2
水质有侵蚀性 水力坡度不大于20 0.25
水力坡度大于20 0.15
水位变动区 水质无侵蚀性 年冻融循环次数不大于50 0.25
年冻融循环次数大于50 0.15
水质有侵蚀性 0.15
水上结构 0.3
水力坡度为沿渗水路径的水头差与渗径距离之比。
第六十一条排水斜槽检查内容：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。
第六十二条排水涵管检查内容：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。
第六十三条排水隧洞检查内容：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。
第六十四条溢洪道检查内容：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。
第六十五条截洪沟断面检查内容：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。
第六十六条截水沟检查内容：截水沟断面尺寸，截水沟沿线山坡稳定性，护砌变形、破损、断裂和磨蚀，沟内淤堵等。
第三节尾矿坝安全检查
第六十七条尾矿坝安全检查内容：坝的轮廓尺寸，变形、裂缝、滑坡和渗漏等。
第六十八条检测坝的外坡坡比。每100米坝长不少于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10毫米;实测的坝外坡坡比不应陡于设计坡比减1。
第六十九条检查坝体位移。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。
第七十条检查坝体有无纵、横向裂缝。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。
第七十一条检查坝体滑坡。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。
第七十二条检测坝体浸润线的位置。应查明坝面浸润线出逸位置、范围和形态。
第七十三条检查坝体渗漏。应查明有无渗漏出逸点，出逸点的位置、形态、流量及含沙量等。
第四节尾矿库库区安全检查
第七十四条尾矿库库区安全检查主要内容：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。
第七十五条检查周边山体滑坡、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。
尾矿库安全措施研究 篇3
摘 要：文章系统论述了尾矿库的现状及失事的成因，阐述了安全研究的意义，对如何提高尾矿库的安全性提出了相应措施。
关键词：现状；失事；安全措施
中图分类号：TD74 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2015）14-0160-01
矿产资源在国民经济发展过程中占有非常重要的地位，我国有95%以上的能源和85%的工业原料取自于矿产资源。而我国大多数矿产资源的品位较低，在选矿过程中排出大量的尾矿。
尾矿如不妥善处理，就会大面积地覆没农田和污染水系，对人民财产构成巨大危害，尾矿库的安全问题已经成为一个相当严峻的问题。
1 尾矿坝现状分析
我国采矿、冶炼、建材等行业矿山的尾矿库大约有2 000座，这些矿山每年产出的尾矿约有3亿多t。尾矿库的安全度在我国划分为四个等级：病库、险库、危库及正常库。
据相关资料估计，我国正常运行的尾矿库不足七成。据统计，有色金属行业矿山中有近四成的尾矿库为病库、险库。据矿山部门对尾矿库进行的统计，将正常尾矿库的数目、超期尾矿库的数目及病险尾矿库的数目分别列出，见表1。
由以上数据可以看出，目前尾矿库中能够正常使用的安全尾矿库并不多，尾矿库存在着极大的安全隐患，如何提高尾矿库的安全性成为亟待解决的问题。
2 尾矿库失事成因
全世界建成及在建的尾矿坝已有20多万座。世界各地都曾因尾矿库失事而发生过惨剧，我国也不例外。
归纳起来，其失事类型可分为三种：
①坝顶满溢，基本是由于暴雨后泄水建筑故障或泄流能力较弱等引起的。
②坝体发生严重变形、沉陷，大都是由地震引起坝基、坝体内松散饱和的粉细沙或粉土产生整体或局部液化导致的。
③溃堤，主要由于坝体、坝基或坝肩渗流而导致细粒尾矿侵蚀、流失等。
3 尾矿库安全的研究意义
在我国，黄金、有色、黑色、建材、核工业、化工等行业的矿山中每年产生尾矿约3亿多t，历年矿山废石的堆存量已高达127亿t，金属矿尾矿累存量也已达50多亿t。据统计，我国约1/3的尾矿库都存在安全问题，还有近1/3的尾矿库属险库。大量的尾矿库带若病运行得不到及时地治理，一旦发生事故，后果将不堪设想。因此，提高尾矿库的安全至关重要。
4 提高尾矿库的安全措施
4.1 选择合理的筑坝方式
尾矿堆积坝是尾矿库中重要的建筑物。尾矿坝按照堆坝方式可分为：上游式堆坝法、中线式堆坝法、下游式堆坝法、高浓度尾矿堆积法和水库式尾矿堆积法等多种型式，见表2。
由表2可知，三种筑坝方式各有优缺点。从筑坝成本看，上游法成本最低，但由于我国处于地震多发区域，其抗震性能有限、失事率较高，并不适用强震地区修筑大型高堆尾矿坝。从抗震稳定性来看，下游法最好，但其造价较高，一般只在特殊条件下采用此法。综合而言，中线法是最能满足当前矿业可持续发展的较为经济、安全的筑坝方式。同时，中线式堆坝法还具有渗透性能高、坝体力学强度高、坝体提升速度快、浸润线低、坝体稳定性强等优点。因此，从可持续发展观点出发，我国矿山企业应该逐步放弃上游法堆坝工艺而采用安全稳定性更好的中线法、下游法等工艺。
4.2 加强安全管理
安全管理是尾矿库保证日常安全运行的基本保障，安全管理措施的好坏直接影响到尾矿库是否能够安全运行。
①建立尾矿库管理的安全管理机构或配备专职安全管理人员，并且建立尾矿库安全生产责任制。
②建立尾矿库的巡检制度，从蛛丝马迹及时发现隐患，以便采取措施消除隐患。
③建立安全应急机制，从而应对突发事件，及时控制危害源，将隐患控制在小范围内。
④建立尾矿从业人员的安全教育培训制度，提高职工全员安全意识，避免由于作业人员缺乏安全知识而造成安全隐患。
4.3 技术对策措施
目前为止，我国有许多上世纪建成的尾矿库都已经达到或接近设计基准期，为了满足可持续发展的需要，我们应改扩建或新建尾矿库。但新建尾矿库涉及征地、搬迁、新建排回水系统等问题，且投资较大。因此，研究更安全的堆砌坝工艺来增加堆筑高度，使尾矿库既能扩大总库容又能减少新尾矿坝的数量，是一种行之有效的方法。同时，优化尾矿坝安全监测方法，确定尾矿坝监测指标，如浸润线位置、坝体渗水量、库水位、坝体位移、滩顶高度、干滩长度、排水构筑物变形等指标，作为实时监测的理论依据，为尾矿坝安全预警提供技术支持。
5 结 语
尾矿库是矿山重大的危险源，若失事将会给国家和人民带来了巨大的损失和灾难。提高尾矿库的安全性，需要人们对尾矿库进行科学管理，系统地评价并采取相应的措施。在以后的尾矿库建设中，需要从选择筑坝方式、加强安全管理、提高技术措施三方面来提高尾矿库的安全性，确保尾矿库能够安全可靠的运行。
参考文献：
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尾矿库安全监测预警系统研究 篇4
尾矿库安全监测的目的在于实现对尾矿库安全状态的预警,提前发现存在的安全隐患,及时分析原因,进行安全管理决策和制定相应的对策措施。尾矿库安全监测与预警预报相辅相成,为使尾矿库在线监测系统能更全面地发挥作用,需要对各项监测指标建立不同的预警控制值。据笔者调研,现行各类岩土工程监测规范中,除规范[1]和[2]外,其它相关行业的边坡、大坝、隧道等规范均未给出报警控制值。制定有效的安全预警控制值是各行业面临的重大课题和技术难题[3,4]。尾矿库的尾矿颗粒细、分期筑坝、坝高不断变化,与土石结构差别大,尾矿库型式、筑坝方式也多种多样。建立完整的尾矿库监测预警标准是一个十分复杂的课题,具有重要的实用价值。本文尝试建立尾矿库安全监测预警系统,给出监测预警控制标准,为尾矿库安全管理提供参考。
2 安全预警的关键要素
尾矿库安全预警系统的关键要素包括预警指标和预警准则。
2.1 预警指标
依据监测结果的安全预警:定量资料主要取自于尾矿库在线监测指标和人工监测指标。据此,确定的安全预警定量指标包括浸润线埋深、坝体位移、库水位、超高、滩长、降水量。
尾矿库是一个完整的系统,它将相互作用和相互依赖的若干指标组合起来,综合保障安全运行。
2.2 预警准则
以综合反映尾矿库安全状态的安全系数为基础,对各监测指标分别设定预警阈值的原则,来拟定预警准则。
预警准则的最核心问题是确定预警阈值(控制值),它对于预警的准确性具有重要作用。当预警指标的度量值偏离其安全水平并超过预警阈值时,警情即出现。要科学合理地确定阈值,使之能准确地对尾矿库安全运行状况和趋势作出判断。
3 预警级别
参照地质灾害、环境污染、防汛、气象等相关行业的预警级别划分方法,建立尾矿库安全监测的三级预警模式,含义和特征如下。
3.1 黄色预警(Ⅲ级)
含义:尾矿库灾害发生具有一定可能性。
特征:各项定量指标中除浸润线外,有一项定量指标超出相应警戒值,而各定性指标均未达到相应警戒值时,可判定为黄色预警状态。此时,坝体总体来说是安全的,但尾矿库运行存在一定的风险。
防御措施:适当加大尾矿库巡查频率,对超标的监测指标进行分析,分别进行整治,防止安全状况进一步下降。
3.2 橙色预警(Ⅱ级)
含义:尾矿库灾害发生可能性较大。
特征:满足至少下列条件之一时,可判定为橙色预警状态:①浸润线埋深监测值小于预警标准;②其它定量监测指标,有2项及以上超出相应警戒值;③定性指标有2项及以上处于橙色预警状态。此时,尾矿库产生溃坝的可能性较大,尾矿库已经进入警戒阶段,坝体已脱离安全阶段。
防御措施:①立刻组织相关人员分析指标观测值恶化的原因,同时制定可改善指标值的方案,并且及时实施方案;②提醒下游的厂矿、学校、居民等密切关注通知,以防事故突然发生。
3.3 红色预警(Ⅰ级)
含义:灾害发生可能性大。
特征:大部分定量指标和定性指标超出相应警戒值或红色预警值,可判定为红色预警状态。此时,尾矿库已处于破坏临界状态,坝体已经处于危险状态,尾矿库产生溃坝的可能性极大。
防御措施:①暂停尾矿库作业;②迅速降低库区水位;③以最快的速度采取措施保证坝体的安全;④观察其他监测指标的变化速度和发生地震的可能性;⑤立刻组织下游居民转移以保证安全。
4 预警方法
4.1 定量指标预警
渗流、坝坡稳定和洪水漫顶是尾矿库溃坝事故发生的主要原因,应作为观测和预警的重点。尾矿库渗流可通过浸润线埋深来反映;坝坡稳定性可通过坝体位移来反映;漫顶可以通过调洪能力(体现在库水位、干滩高程和降水量)来反映。因此,与之相关的浸润线埋深、位移、库水位、干滩长度和降水量等应作为检验尾矿库安全的重要定量监测指标;而浸润线作为尾矿库的生命线,其埋深更是最重要的监测指标,应给予较其它指标更为重要的地位,这在3预警级别定义中有所体现。
4.1.1 浸润线预警
据规范[5]和[8],尾矿坝下游坡浸润线最小埋深应不低于控制浸润线埋深和表1数值。
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4.1.2 库水位预警
(1)正常水位(最高洪水位)。
(2)上游式尾矿库的库水位需满足最小安全超高要求,见表2。
4.1.3 滩长预警
尾矿库的干滩长度不应小于坝体高度,且满足表3和表4的要求[5,6,7],还有设计提出的控制滩长。
4.1.4 降雨量预警
应首先结合设计洪水标准,验算相应降水量时的尾矿库排洪系统是否满足调洪要求。当不满足调洪要求时,根据监测值做出预警判断。
(1)黄色预警:6h降雨量50mm以上,且降雨持续。
(2)橙色预警:3h降雨量50mm以上,且降雨持续。
(3)红色预警:3h降雨量100mm以上,且降雨持续。
以上预警值是根据中国气象局的暴雨预警信号等级标准[9,10]确定的,可供尾矿库降雨预警参考。
需要注意的是,对不同尾矿类别、尾矿库等别和库区地质地貌条件,临界降雨量是不同的。但目前关于尾矿库临界降雨量的历史记录稀少,建议根据尾矿库溃坝发生时的历史降雨量、降雨强度、降雨持时和其它内在地质环境因素建立耦合模型,通过非线性的方法确定其临界降雨指标。
4.1.5 堆积坝坡比预警
尾矿堆积坝的下游坝坡坡比应经稳定计算确定。在初步估算时,上游式尾矿库的下游总坝坡比不宜大于1:4,中线式及下游式尾矿库的下游总坝坡比不宜大于1:3,还有设计值。
4.1.6 位移预警
与其它监测指标相比,位移监测预警控制值的确定是最复杂的。首先建立位移预警值的确定原则:①尾矿库在运行初始期可采用本文设定的位移警戒值;②三等及以下尾矿库在尾矿坝堆积至1/2～1/3最终设计总坝高,一、二等尾矿库在尾矿坝堆至1/3～1/2最终设计总坝高,应对坝体进行一次全面勘察[6];③在全面勘察和积累足够监测资料基础上,根据计算,进一步调整位移监测控制值,以提高预警准确性。
位移监测控制值的计算方法:通过建立考虑一定置信区间的数学模型,并形成数学表达式来确定;根据最不利可能因变量组合,并计入误差因素来确定极限值作为监控指标;通过符合稳定及强度条件的临界安全度或可靠度来反算出监测量的允许值作为监控指标。
位移作为各类岩土工程的主要监测指标,一般来讲,其预警不但要控制监测项目的累计变化量,更要注意控制其变化速率[11]。累计变化量反映的是监测对象的即时与危险状态的关系,变化速率反映的是对象变化的快慢。变化速率过大,往往是事故的先兆。当监测数据超过其中之一时,进入预警状态,必须及时报警。
对我院多年来获取的尾矿库位移监测数据进行整理、整编和分析后,提出尾矿库位移及孔压监测预警值见表5。表5中,考虑到不同监测项目、筑坝方式和尾矿库等级的预警值区别;提供的位移报警值是一个取值范围,而具体的报警值由设计方根据土质特征和周边环境保护要求,结合工程经验给出合适的预警确定值。
注:①据规范[12]10.1.3,测量精度值约为允许变形量的1/20。②变化速率报警:连续10个监测周期超过预警值,应报警[13]。
今后,尚需通过对不同地质条件下尾矿库主要形式的不断调研,选择有代表性的地区开展专题研究,搜集工程技术信息,进一步深入研究不同地质条件下各类尾矿库形式的位移监测报警值。
4.2 定性指标预警
除以上定量指标,还需一些定性指标。定性与定量相结合可对尾矿库安全状态做出更有效的判断。与定量指标不同,定性指标在判断过程中不是通过仪器对数据进行读取,而是依据主观感受做出评判,涉及人的主观性要多一些。具体工作中,往往要使用表格或问卷,评判时依然按照黄色、橙色、红色3个等级标记指标的现状。
4.2.1 排洪设施现状判断
若排洪设施各构筑物满足设计要求,且工况正常,有轻微的破坏和损伤但不影响使用,则标记为黄色预警。
若排洪设施出现明显的漏筋、裂缝或者倾斜等一系列具一定危害的损伤,则标记为橙色预警。
若排洪设施出现部分堵塞或坍塌,排洪功能近乎丧失,则应标记为红色预警。
4.2.2 坝体滑动迹象判断
当坝体未出现滑动现象,但是从某些经验或其他迹象判断坝体可能会具有滑动趋势时,则将该项判断为黄色预警。
当坝体出现轻微的不连续浅层滑动时设置为橙色预警。
当坝体已具有一定规模的浅层滑动或是深层滑动,设置为红色预警。
4.2.3 坝体出现流土(或管涌)现象判断
若坝体未出现流土(或管涌)现象,但是根据观察某些位置一段时间之后可能会出现流土(或管涌)现象,则将该项设置为黄色预警。
若坝体少量位置出现轻微的流土(或管涌)现象,则应该设置为橙色预警。
若坝体出现明显的流土(或管涌)变形、水质混浊、挟泥沙、坝外坡有较大范围渗漏逸出,应设置为红色预警。
4.2.4 坝体冲刷现象判断
若坝体的排水沟基本能够满足排水要求,冲刷对坝体表面只有轻微的影响,形成明显的浅表性拉沟,则设置为黄色预警。
若坝端无截水沟山坡雨水冲刷坝肩,或坝面没有可起明显作用的排水沟,坝体冲蚀严重,有较多较大的冲沟,则设置为橙色预警。
若由于持续冲刷已经导致坝体的局部规模性破坏,危及到坝体的稳定性,则设置为红色预警。
4.2.5 坝体塌陷现象判断
若坝体未出现塌陷现象,但根据经验某些位置有塌陷的可能,则将该项设置为黄色预警。
若坝体少量位置出现轻微塌陷现象,应设为橙色预警。
若坝体出现明显塌陷现象,应设为红色预警。
4.3 强制性要求
出现下列情况之一时,应立即进行危险报警,对尾矿库结构和周边对象采取应急措施。①当位移监测数据达到报警累计值。②位移值突然明显增大,且尾矿库坝体出现贯穿横裂缝。③库区周边的建(构)筑物、周边地面出现可能发展的变形裂缝或较严重的突发裂缝。④库内水位在强降雨时持续上升,有可能超过最高警戒水位时。⑤根据当地工程经验判断,出现其他必须进行危险报警的情况。
5 结语
建立尾矿库安全监测预警系统,将模型计算、定量监测、定性判断相结合,综合确定尾矿库的安全稳定性,给出必要的预警预报。
(1)建立了尾矿库的安全预警综合指标体系。
(2)确立了尾矿库的安全预警准则。
(3)确定了尾矿库安全预警的三级预警级别和相应判定标准。
尾矿库安全管理制度 篇5
尾矿库安全管理制度
一、尾矿库筑坝安全管理制度 目的
为了加强尾矿库的一次性筑坝安全管理，保证尾矿库的安全，特制定本制度。适用范围
本制度适用于本矿尾矿库筑坝安全管理。职责
施工单位必须严格按设计要求和作业计划精心施工、做好记录，监理公司负责监督工程的进度、质量、安全，由选矿厂安排相关人员监督管理。内容及要求
4.1 严格按照设计技术参数和筑坝方式进行筑坝，尾矿坝的内外坡比不得陡于设计规定，尾矿库采用一次性建坝形成库容、库后和库周边放矿、拦挡主坝前尾矿水澄清工艺。
4.2尾矿坝筑坝材料选用风化土料筑坝。水上筑坝土料选用露采剥离的表层风化土（含砾石粘土）；水下填筑料采用将干填粉质粘土或砾石粘土填筑水下坝身，围堰采用袋装粘土；坝体上、下游护坡及下游坝脚外购石料压坡。
4.3坝体堆筑完毕，按下列内容进行质量检查，检查记录需经主管技术人员签字后存档备查。
1)坝体长度、剖面尺寸、轴线位置及内外坡比； 2)坝体的坝顶及内坡趾滩面高程、库内水位； 3)尾矿筑坝质量。
4.4坝体出现裂缝、滑坡、渗漏、管涌等现象时，相关技术人员应通过现场观测和分析，判明其成因、种类，提出相应的处理措施加以整治。
4.5坝外坡面维护工作（包括筑沟、覆土、种草）应按设计要求进行，防止坝坡冲刷、尾矿流失污染环境。
4.6严禁在库区范围内放牧、开垦、爆破、采石和建筑，滥挖尾矿、取水，外来尾矿、废水和废弃物入库等一切违章行为。4.7每年至少测绘一次尾矿库现状地形图，检查坝标高、内外坡比、平整度等参数是否符合设计要求。
二、排放安全管理制度 目的
为了加强尾矿库的安全排放管理，确保尾矿库的安全，特制定本制度。适用范围
本制度适用于本矿尾矿库尾矿排放安全管理。职责
尾矿库技术管理人员须编制尾矿库运行状态相对应的尾矿库年、季作业计划和详细运行图表，统筹安排和实施尾矿输送、分级和排放，选矿厂组织尾矿工认真落实尾矿排放计划，尾矿工严格按放矿点、放矿方法的要求精心操作，认真检查，排除故障。内容及要求
4.1尾矿库采用一次性建坝形成库容、库后和库周边放矿、拦挡主坝前尾矿水澄清工艺。尾矿工必须严格按年、季、月度排尾作业计划，在库区范围内认真实施放矿工作，放矿时应有专人管理、不得离岗，并做好记录。
4.2由于尾矿库库区可能有岩溶的存在，可能会对尾矿库运行带来一定的影响，为防止这些不利因素的影响,良好的放矿工艺是必不可少的，放矿过程中，在保证回水水质的前提下，将尾矿库内的水位尽量抽低。
4.3 尾矿工必须加强放矿的日常检查、维护等管理工作，及时按要求调整放矿地点、处理故障。
4.4 尾矿坝滩顶高程必须满足生产、防汛、冬季冰下放矿和回水要求。尾矿坝堆积坡比不得陡于设计规定。
4.5 尾矿排放时，及时做好监控，控制好库内水位,确保坝体稳定和调洪库容。
4.6 坝体较长时应采用分段交替作业，使坝体均匀上升，应避免滩面出现侧坡、扇形坡或细粒尾矿大量集中沉积于某端或某侧。
三、尾矿库水位控制安全管理制度 目的
为了加强尾矿库的水位控制，确保防汛、排渗设施完好而且正常运行，使尾矿库水位控制作业活动程序符合《尾矿库安全技术规程》，确保尾矿库的安全渡汛，尾矿库安全运行，特制定本制度。适用范围
本制度适用于本矿尾矿库正常安全生产的水位控制和管理。3 职责
有回水设施的尾矿库由水泵工协同尾矿工控制库水位，一般情况由安环部指导尾矿工根据气象、回水、浸润线水位、坝坡渗流情况控制库水位。内容及要求
4.1 控制尾矿库内水位必须遵循以下原则：
4.1.1在满足回水水质和水量要求前提下，尽量降低库内水位； 4.1.2在汛期必须满足设计对库内水位控制的要求；
4.1.3当尾矿库实际情况与设计不符时，应在汛前进行调洪演算； 4.1.4当回水与尾矿库安全对澄清距离和安全超高的要求有矛盾时，必须保证尾矿库安全；
4.1.5水边线应与坝轴线基本保持；
4.1.6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。
4.2汛期前，尾矿库安全管理人员应对排洪设施进行检查、维修和疏浚，清除排洪口前水面漂浮物，确保排洪设施畅通。
4.3库内设清晰醒目的水位观测标尺，每天做好正常运行水位的观测记录。4.4排出库内蓄水或大幅度降低库内水位时，应注意控制流量，非紧急情况不宜骤降。
4.5非紧急情况，未经技术论证，不得用常规子坝挡水。
4.6洪水过后，应对坝体和排水井、排水涵洞、截洪沟等排洪构筑物进行全面认真的检查与清理，发现问题及时修复。同时，采取打开排水井预制件或投入大功率水泵抽水等措施降低库水位，防止连续降雨后发生垮坝事故。
4.7由生产技术部定期测量库内水边线、坝体的沉降位移，并核准当年尾矿库的实际调洪能力，确保库内积水水下库容，生产回水、沉淀悬浮物的存水高度，调洪高度、坝体安全超高。
四、尾矿库防汛措施和排洪设施安全管理制度 目的
为了落实尾矿库防汛措施和加强排洪设施安全管理，确保尾矿库安全度汛，特制定本制度。适用范围
本制度适用于本矿尾矿库排洪设施安全管理。职责
3.1防汛工作实行行政领导负责制，选矿厂成立防汛领导小组。厂长任组长、生产厂长任副组长，成员由各级单位、部室第一负责人组成，实行统一指挥，分单位、部室管理，落实防汛岗位责任制。防汛领导小组办公室（简称防汛办）设在安环部，安环部主任兼办公室主任。
3.2各二级单位必须成立防汛小组，遵照“谁主管、谁负责”原则，具体负责管辖区内的日常防汛工作，并制定本单位的防汛措施。
3.3选矿厂成立防汛突击队，由机关部室全体成员组成，安环部主任任队长，负责队员召集、突击任务分派。各二级单位要成立防汛抢险应急队伍，制定抢险方案，定人员、定地段、定措施，明确各自的职责和任务，做到召之即来、来之能战。内容及要求
4.1原则与奖惩
4.1.1防汛工作实行“安全第一、预防为主、综合治理”的方针，遵循团结协作和局部利益服从全局利益的原则。
4.1.2对防汛工作抓得好的单位和个人，给予表彰，差的给予批评教育，造成严重后果的要追究法律责任。
4.2联系与预警
4.2.1防汛办应加强与当地气象部门的联系，随时掌握和传达气象信息，并按相应预警信号落实应急防范工作。尾矿库值班室应配置电视机，便于尾矿工随 时掌握天气情况。
4.2.2应在库区内适当位置或排水构筑物设置清晰醒目的水位观测标尺，由尾矿工每天进行观测和记录。
4.2.3出现蓝色暴雨预警信号时，安环部主任要落实相关部门，按照职责做好防暴雨准备工作，各部门（单位）负责人要组织落实应急防范措施，落实应急物资。
4.2.4出现黄色暴雨预警信号时，生产矿长要组织相关部门负责人立即赶赴现场，落实应急防范措施，库区工作人员和相关部门按照职责做好防暴雨工作，由安环部专门负责尾矿库渡汛。
4.2.5出现橙色暴雨预警信号时，矿长要迅速赶赴现场组织落实应急防范措施，并亲自调度和协调指挥，生产矿长督促落实，指定安环部和生产技术部具体负责尾矿库渡汛工作。
4.2.6出现红色暴雨预警信号时，矿长要立即赶赴现场，根据需要和可能适时启动《尾矿库应急救援预案》，停止其他一切生产作业，举全矿应急之力全力以赴做好抗洪抢险工作。生产矿长具体负责落实尾矿库度汛工作，确保人员安全。
4.2.7汛期，防汛抗洪领导小组成员一律不得关机，确保手机24小时处开机状态，便于成员间及时联络，信息顺畅。
4.3准备与处置
4.3.1汛前：各二级单位应对排洪排水设施进行检查、维修和疏浚，确保排洪设施畅通，加强库坝巡回检查，发现问题及时处理，并将发生的问题和处理意见报防汛办。
4.3.2各二级单位、部室应准备好必要的抢险物资，交通运输、通讯工具，安全带、救生衣，供电设备和照明器材等，及时维修上坝公路，以便防洪抢险。
4.3.3各二级单位要强化尾矿库护坝人员责任心教育与操作技能培训，督促检查其工作质量和防范意识。
4.3.4各二级单位要加强对尾矿库的护坝工作，要维护、完善好尾矿库防汛设施和制定防汛措施，建立原始观察记录。
4.3.5汛期: 汛期实施尾矿库值班巡查制，要有专人负责，专人巡坝查险，做到24小时不少于2人值守巡查，电话24小时开通；发现险情必须立即采取抢 8 护措施，并及时报告防汛办。
4.3.6汛期: 清除排洪口前水面漂浮物；排出库内蓄水或大幅度降低库内水位时，应注意控制流量，非紧急情况不宜骤降；不得在尾矿滩面或坝肩设置泄洪口；非紧急情况，未经技术论证，不得用常规子坝挡水。
4.3.7当险情威胁人身安全时，紧急抢险过程中，各二级单位应先组织受灾群众迅速撒离到安全地带，并做好生活安排；保卫部门要加强治安管理和安全警戒工作。
4.3.8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，发现问题及时修复。
4.3.9灾害发生后，各二级单位、部室要深入灾害点，做好抢险救灾物资的供应，并积极组织恢复生产，同时将灾情情况收集报防汛抗洪领导小组，由防汛办报市防汛指挥部。
4.4暴雨预警信号
1、蓝色——12小时内降雨量将达50毫米以上，或者已达50毫米以上且降雨可能持续。
2、黄色——6小时内降雨量将达50毫米以上，或者已达50毫米以上且降雨可能持续。
3、橙色——3小时内降雨量将达50毫米以上，或者已达50毫米以上且降雨可能持续。
4、红色——3小时内降雨量将达100毫米以上，或者已达100毫米以上且降雨可能持续。
4.5排洪设施安全管理
4.5.1矿根据设计文件构建尾矿库排洪设施，满足尾矿库防洪要求。4.5.2尾矿库排洪设施的施工及验收应按《尾矿设施施工及验收规程》和其他有关规程进行。
4.5.3主管技术人员、尾矿工应加强排洪设施的日常检查、维护和疏通工作。4.5.4尾矿库排水构筑物停用后，必须严格按设计要求及时封堵，并确保施工质量。严禁在排水井井筒上部封堵。
五、尾矿库渗流控制和排渗设施安全管理制度 目的
为加强排渗设施的维护管理，加强对尾矿库浸润线的控制，防止坝面或坝肩出现渗流，掌握各设施的工作状况及其变化规律，及时发现各种异常现象，防止事故发生，特制定本制度。适用范围
本制度适用于本矿尾矿库渗流控制和排渗设施安全管理。职责
3.1由选矿厂负责尾矿库运行期间须进行坝体浸润线的观测，注意坝体浸润线出逸点的位置、形态、流量及含砂量的变化情况和分布状态，严格按设计要求进行观测和控制。
3.2尾矿库矿库运行过程中，如坝体浸润线超过控制线，应经技术论证和安全部门批准增设或更新排渗设施，由生产技术部负责组织实施。内容及要求
4.1 矿根据设计文件采取下列措施控制渗流：
4.1.1 尾矿筑坝地基设置排水棱体、水平排渗管（沟）及溢洪道等； 4.1.2 尾矿坝马道位置设置排水沟（渠）； 4.1.3 与山坡接触的坝肩处设置截水沟（渠）等； 4.1.4 适当降低库内水位，确保调洪库容满足防洪的要求；
4.2 当坝面或坝肩出现集中渗流、流土、管涌、大面积沼泽化、渗水量增大或渗水变浑等异常现象时，可采取下列措施处理：
4.2.1 在渗漏水部位铺设土工布或天然反滤料，其上再以堆石料压坡； 4.2.2 增设排渗设施，降低浸润线。
4.3 尾矿库排渗设施包括排水棱体、内贴坡反滤层及坝排渗管等。4.4 排渗设施属隐蔽工程，施工期间必须每天去现场检查施工质量，技术人员则应经常亲临现场进行检查，遇到技术难题时必须要在现场，施工时必须按设 计要求精心选料、精心施工，施工材料由工程部、选矿厂与施工单位共同检验，不合格材料严禁使用，工程部须仔细填写隐蔽工程施工和验收记录，并存档。
4.5 尾矿库各种排渗设施施工后均交付选矿厂使用，其维护、保养及保护工作由尾矿工负责。运行过程中如发现丢失、损坏等情况应及时报告选矿厂、设备部、工程部等相关部门。
4.6 坝面排水沟、坝肩沟及截洪沟的清理工作由护坝工每天进行一次。汛期特别要加强巡视和及时清理，确保安全畅通。
4.7 坝体浸润线观察由选矿厂负责，每月一次，结果报生产技术部、安环部。4.8 专业技术人员应对观察成果及时进行整理分析，绘制图表。如有异常现象应通知进行复查，并提出处理意见和措施。
4.9 生产技术部每年年终应进行资料汇编分析。分析意见和主要参数应做出书面报告，并存档。
4.10 尾矿工应每天检查各排渗设施外观情况、排渗设施周边区域渗漏情况和坝肩沟出口等异性材料接触处渗流情况。遇有局部隆起、坍陷、流土、管涌、渗水量增大或渗漏水混浊等异常情况，应立即采取抗渗、疏导、快速固结等相应的有效措施，同时加强观测，并报主管领导和调度室、安环部、生产技术部等，由生产技术部组织有关部门分析、处理。
4.11 安环部组织季度安全检查时，应对上述项目进行认真检查，并做好记录。针对检查中查出的隐患，组织有关部门研究对策，确定整改方案，并监督实施。
六、尾矿库防震与抗震安全管理制度 目的
为加强尾矿库的防震与抗震安全管理，做好尾矿库震前预防工作，尽量保证尾矿库安全抵御地震灾害,特制定本制度。适用范围
该制度适用于本矿尾矿库防震和抗震安全管理。职责
生产技术部：编制防震抗震计划，组织相关部门进行震前安全检查,组织防震抗震人员,组织防震抗震物资调配。
安环部：震前预警，对尾矿库现状进行抗震评估。
选矿厂：做好震前库水位控制，震前加强尾矿库巡查；震后对破坏设施修复和加固。协同保卫部负责尾矿库防震与抗震现场应急管理。内容及要求
4.1 抗震
4.1.1当选矿厂接到震情预报时，应立即停止生产并采取各种措施降低库水位。
4.1.2矿迅速启动应急预案，及时撤离下游或受溃坝影响的周边人员及设备。
4.1.3救援人员及物资设备处于临战状态，随时准备投入救灾抢险工作。4.2 抗震标准、稳定性
4.2.1尾矿库原设计抗震标准低于现行标准时，必须进行安全技术论证，进行加固处理。
4.2.2震前应注意库区岸坡的稳定性，防止滑坡破坏尾矿设施。
4.2.3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。
4.2.4应了解上游所建工程的稳定情况，必要时应采取紧急撤离、降低库水位等措施避免造成更大损失。
4.2.5震后应进行检查，对被破坏的设施及时修复。
尾矿库溃坝相关问题探讨 篇6
关键词：尾矿库；溃坝危害；泥石流；防范措施；安全监测 文献标识码：A
中图分类号：TD77 文章编号：1009-2374（2015）14-0171-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.14.085
我国现在有尾矿库上万座，分布到不同的区域，大大小小的尾矿库溃坝的问题发生不在少数，几乎每个月都会发生。不同地区的尾矿库溃坝的原因各不相同，但是大部分也就是疏通不好、排放不对、渗漏不好等一些客观方面，当然还有坝本身的问题，初级坝、堆积坝以及坝坡等，它们也是尾矿库溃坝的主要原因。一般小的情况下，及时发现、及时清除可以排除险情，但仍有不少的溃坝对人民造成很大的危害。
1 前车之鉴
现阶段，我国每个月都有尾矿库溃坝的事故发生，有的小问题及时发现，避免了事故的发生，减少了对人民的危害，但是仍然有大事故发生，对人民造成了致命的打击。
1.1 山西省襄汾县新塔矿业公司“9.8”特别重大尾矿库溃坝事件
2008年9月8日，山西省临汾市襄汾县新塔矿业有限公司980沟尾矿库发生特别重大溃坝事件，下泄尾砂量约19万立方米，淹没面积约35.9公顷，事后调查发现，造成281人死亡，4人失踪，33人受伤，直接经济损失竟达到9619.2万元。这是一起由于非法违规建设、生产，违法排放尾砂而导致的责任事故。事故发生后，要求迅速查清事故原因，依法追究责任，要求举一反三，切实把加强安全生产的各项措施落实到位。
1.2 “5.18”尾矿库溃坝事件
2007年5月18日，山西宝山矿业有限公司尾矿库发生溃坝事件。由于发现及时，采取应急措施很好，事故没有造成人员伤亡，但是导致直接经济损失约4500万元。经过调查发现，认定为责任事故，直接原因就是回水塔堵塞不嚴；间接原因就是设计得不合理、不规范，尾矿库管理不到位，当然也有一些自然因素。事后进行了及时的修理，采取了防范措施。
2 具体原因
2.1 自然灾害
大自然是非常神奇的，但它也会给人民带来不幸和灾难。尾矿库溃坝当然部分原因也有自然的因素在里面。自然灾害的发生是不可避免的，如地震、汛期洪水、山体滑坡等。我们不可以避免，但还是可以有所防范的，尽量避开，减少人员的伤亡和财产的流失。
2.2 尾矿库溃坝的地点建设
根据所发生的尾矿库溃坝事件我们可以得知，尾矿库的溃坝有些是地点的原因造成了事件的发生。在一些多震地带是很危险的，地震的频繁发生使尾矿库经受不起地质的变化，容易造成事故的发生；洪水经常泛滥的地区更是尾矿库的禁区，汛期的到来容易使大坝崩溃，造成事故的发生；山体滑坡的发生也是造成尾矿库溃坝的重要原因之一。
2.3 溃坝质量问题
在尾矿库溃坝问题中，最主要的原因之一也就是尾矿库的溃坝质量的问题。在建造尾矿库的过程中首先就要检查设计图是否有缺陷，山西的宝山矿业有限公司的尾矿库设计的就不规范，太钢矿业有限公司矿工研究所所编制的《宝山矿业有限公司选矿厂尾矿库初步设计》以及施工图件都存在缺陷，对宝山公司尾矿库的建设造成了大的误导，在建造尾矿库的时候又偷工减料，导致了最后的事故的发生。
2.4 尾矿库溃坝管理因素
尾矿库的溃坝问题中，尾矿库的管理显得弥足重要。虽然尾矿库的建造地点，质量问题给尾矿库的管理造成了很大的不便，但这并不是事故发生后的借口。尾矿库的建造以及位置的选取对管理造成了误导，这就更加需要管理人员的注意和认真。山西的宝山公司就是对尾矿库的安全管理问题不重视，在日程建造、运行生产等日常管理上有很大的问题，企业本身也没有定期地检查，也没有聘用专业的管理尾矿库的工作人员，所以对尾矿库存在的重大问题隐患不能及时地预测和发现、排除。在尾矿库的溃坝问题上，对尾矿库的管理是非常重要的。
3 反映的问题所在
3.1 监管部门责任不到位
在尾矿库溃坝事件中，不少是因为尾矿库的质量出现问题，造成事故的发生。多重的原因中最重要的就是相应的监管部门责任不到位，在尾矿库的建造过程中，图纸的监管、地点的选取、工程的在建、运行中的管理等都需要监管部门时刻监督着，以防止问题的存在，能及时地解决。但事故的一次次发生，灾难的一次次降临，监管部门必须承担相应的责任。
3.2 公司管理缺陷
事故的发生中，公司的责任是不可避免的。在公司的运行过程中，管理问题存在严重的缺陷，最直接的是管理尾矿库的管理人员责任心不强，不能负起相应的责任。在公司的管理制度上，要求员工不严，使得有不负责任的漏网之鱼，造成了事故的发生，给人民造成了
危害。
3.3 公司制度不完善，没有管理尾矿库的专业人才
大多数尾矿库溃坝事件的发生，直接原因就是公司的制度不够完善，在公司招聘人才时，没有专业的管理人才，在岗期间，公司也没有采取定时的员工培训问题，造成事故发生之前没有及时的采取措施，导致事故的发生。
3.4 应对尾矿库溃坝事件发生的预防措施不完善
事故发生之后找出相应的负责人负责任，但是在事故发生之前却安坐泰山，认为事件不会发生，之前的预防措施就草草了事、不完善，使得发现问题时而措手不及，预防方案不能解决，坐等事故的发生，危害人民的安全。
4 防范措施
4.1 强化尾矿库建设项目的安全监测
在建造尾矿库的过程中，首先要对项目进行监管，不能对图纸的检查草草了事，对位置的监管更加要注重，这是关乎到尾矿库溃坝的自然客观问题，在工程在建过程中要严加监督，不能让工程偷工减料，不能为后来事故的发生留下隐患，在生产过程中，监管部门也要严加监管，防止事故发生。
4.2 加强安全培训和教育工作
在企业的生产过程中，管理人员的认知显得弥足重要，在事故的发生过程中，员工的各方面素质极其重要。公司应该注重员工的安全管理培训和教育工作，时间不断在推进，员工的安全培训应该定时间进行，加强员工的安全意识，培养员工的责任。在山西宝山事件发生后，2007年上半年，山西省安全监管局对有关负责人、设计人员、安全管理人员进行了培训。
4.3 制定相应的、完善的援救措施
在事故发生过程中，应该及时地采取相应的措施。在这过程中，就要求企业能以很快的速度应对突发事件，这与平时公司内部进行实习演练，制定相应的援救措施很有关系。公司应该制定相应的、完善的援救应急措施，并定期进行实习演练，以来应对突发事件。
4.4 对尾矿库进行定期检查
在对尾矿库溃坝事件的问题查询过程中发现，有些事故是可以避免的，只要对尾矿库进行定期的检查，及时发现小的问题并解决就可以避免大的伤害。坝体会因为长时间的风吹日晒的不稳定状态，超过尾矿库的实际承载能力，尾矿库在长期处于超负荷运营状态下会造成事故的发生。
5 结语
在尾矿库溃坝事件中，存在着客观问题及主观问题，作为自然的一份子，我们应该尽量避免事故的发生，注意监督有关部门；公司和监管部门也担负起自己的责任，对自己和人民负责，加强管理，造福社会，减少危害。
参考文献
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[3] 李书娜.尾矿坝溃坝模型及数值模拟研究[D].中南大学，2010.
桂西铝工业尾矿库安全性研究 篇7
广西百色是全国重要的铝工业基地之一,辖区内铝土矿铝硅比高,是全国唯一的纯拜耳法生产大型氧化铝基地,现已发展为拥有三家氧化铝年产量超过百万吨的大型企业,其中中铝广西分公司2011年年产量超过200万吨,华银铝业公司和信发铝业公司的年产量也在160万吨以上[2]。随着铝工业的发展,选矿废渣和赤泥的排放量也越来越大,到目前为止,已建立了多个大型的尾矿库与赤泥坝,其安全可靠性直接关系着库区老百姓的生产生活及生命财产安全。
1 尾矿库安全事故类型
尾矿库是一种特殊的工业构筑物,它的服务期也是整个尾矿库的施工期、尾砂坝的堆积期,这整个过程很漫长,少则几年,多则几十年,因此尾矿库的投资一般都很大。随着社会经济的发展、人类的迁徙,尾矿库下游的环境发生了很大的变化,有些尾矿库的下游逐步出现了村落、工厂、学校、铁路、高速公路等,并且属于一级保护设施,因此尾矿库一旦出现问题,不仅会给企业和社会带来严重的经济损失,而且还会危及周边及其下游居民的生命财产安全。有关尾矿库的灾害事故,在国内外时有发生,造成的损失非常惨重,给我们的教训亦非常深刻[3]。
一般地,我们把尾矿库安全事故的类型分为尾矿库溃坝、坝塌和尾矿库库坝漏水、渗水两大因素。由此我们可以总结出引起铝工业尾矿库安全事故发生的两大因素是[4]:(1)尾矿库溃坝、坝塌;(2)尾矿库库坝漏水、渗水。
2 桂西铝工业尾矿库安全性现状
2.1 桂西铝工业尾矿库建设现状
桂西地区都是拜耳法生产氧化铝。最早发展起来的是地处平果县的中铝广西分公司,现靖西、德保、田东等地也相继发展了氧化铝工业,且规模较大。中铝广西分公司从90年代初投产开始,每年都要产生大量的尾矿和赤泥,尾矿堆放于尾矿库,赤泥排放到赤泥大坝[5]。到目前为止,该公司已经建成两个尾矿库,每个尾矿库容积1000多万立方米,三号尾矿库正在建设中。每个尾矿库从选址土地赔偿、场地建设到后期管理,花费约4亿元人民币。2009年该公司每年开采原矿约900万吨,洗成精矿400万吨,排放固体尾矿近500万吨。由于尾矿在排放过程中通过高压管道运输,需要有一定的流动能力,所以要加入近50%的水,因此排放量更大。除了中铝广西分公司之外,桂西其它有氧化铝工业的各县也都相继建了自己的尾矿库和赤泥坝。
2.2 桂西铝工业尾矿库存在的安全问题
桂西地区氧化铝工业尾矿和赤泥的排放过程产生的问题主要表现在以下几个方面:
(1)尾矿的排放与环境污染问题。
一直以来,氧化铝企业尾矿排放选址问题一直是该公司管理者头痛的问题[6]。根据广西地势特殊和尾矿库选址的特点,一方面,尾矿排放场地要有足够大的容积,占用耕地要尽量少,存在垮塌的危险系数要尽量小,因此,四面环山的山坳对于防止垮塌和占用耕地要尽量少来说是最理想的选择。但是,四面环山的场地无论在平果还是在其它铝工业生产地,几乎是找不到的,最多只能三面环山,剩下的一面需要筑坝,筑坝的地方存在着雨季垮塌的危险,直接威胁当地老百姓的生存。另一方面,由于尾矿排放是以水和泥的混合物的形式排放,加上排放场所通常选在高山上,防渗工作一直是重点。
(2)赤泥的占地问题和环境污染。
与尾矿不同,由于赤泥碱度很高,不能堆放在高山上,只能排放到平地上,这就要占用大量的耕地[7]。另一方面,尽管赤泥的排放场地位置相对较低,但由于雨水等原因,仍然会碱化附近的土地。
(3)尾矿和赤泥的排放场地建设与后期管理费用高。
如前所述,一个尾矿库的建设与后期管理费用要花费近4个亿,赤泥大坝要防碱扩散对环境造成污染,这些都要花费大量的经费。
3 解决桂西地区铝工业尾矿库安全性的措施
3.1 在防塌方面采取的措施
近几年来,我国相继发布了一系列的有关尾矿库的法律法规,使得对尾矿库的监督管理有法可依。要从根本上解决桂西地区铝工业尾矿库的安全问题,只有严格执行国家的相关法律法规,从建设的源头上杜绝安全隐患。各级安全监管部门要认真做好尾矿库安全生产许可和监管工作[8],具体如下:
(1)严格按照相关要求发放尾矿库安全生产许可证。对于不符合要求的企业,坚决不予颁发许可证;未依法取得安全生产许可证的尾矿库,一律不得生产运行,限期整改,否则只能强行停止生产。
(2)对尾矿库要从勘察、设计、施工、运行、闭库整个过程严格监督,及时督促企业做好各个阶段的安全评价工作。同时,认真确定尾矿库的安全度,排查事故隐患,将二、三等库和危库、险库作为尾矿库安全监管的重点工作。发现危库应当立即命令停产,进行抢险;对险库应当在限定的时间内消除险情;对病库应当在限定的时间内按照正常库标准进行整治,及时消除事故隐患。
(3)对于尾矿库的新建、改建、扩建、闭库以及在用尾矿库回采再利用和闭库后再利用等建设工程上,要严格执行《尾矿库安全监督管理规定》。建设中应严格执行“三同时”原则,使尾矿库的主体工程与附属安全设施同时进行,如排洪和防渗设施等同时设计、同时施工并同时投入使用。各级安全监管部门和相关部门要时刻加强监管,必须由具备相应资质的单位进行设计和施工,无安全设施设计或者安全设施设计未通过安全监管部门审查批准的,不得施工;对设计进行重大修改的,应当报原审批部门批准之后才可以进行;未通过竣工验收的,不得投入生产运行。
(4)开展尾矿库安全生产定期大检查和不定期抽查制度相结合的方式,扎实做好隐患排除治理工作。任何尾矿库的事故都不是突然爆发的,而是由隐患逐渐发展扩大,逐日积累,最后才导致事故的发生。因此,安全检查非常重要。每隔一段时间,安监部门应积极组织有关专家对中、小型尾矿库的安全状况进行抽查,对大型尾矿库进行全面检查,同时也要不定期对尾矿库进行检查,确保尾矿库安全工作落到实处。
(5)加大对已取得安全生产许可证尾矿库的监管力度。加强动态监督管理,对取证后放松管理、不再具备安全生产条件的,要责令其停产并且进行相关的整顿,暂扣安全生产许可证;整改后仍然不合格的,直接吊销安全生产许可证,提请地方人民政府对其决予以关闭。各地安监部门要加强监督检查,研究制定关闭取缔的标准,并发挥企业职工和社会公众的参与监督作用,积极鼓励职工和社会公众匿名举报非法和不具备安全生产条件、严重污染环境的尾矿库。一旦发现不具备安全生产条件和严重污染环境的尾矿库,要及时予以关闭停产。
3.2 在防渗方面采取的措施
近年来, 随着环保法规的不断健全和对建设项目环保要求的提高, 矿山尾矿库的环保与及防渗问题日益受到重视。目前国外有部分国家在土工膜的设计和使用方面有先进的技术,而且广泛的应用在实际例子中,在一定程度上减少了尾矿库渗水和漏水的频率[9]。我国的土工膜技术水平还处在相对落后的阶段,要提高我国的相关技术水平,除了自己研制设计以外,我们还可以借鉴国外先进技术;结合我国的实际情况来进行设计,借鉴符合我国实情的一些国外先进技术,而不是盲目照搬;这样才能达到使用土工膜防渗防漏的效果。
4 对桂西铝工业尾矿库安全问题的展望
总体上来讲,桂西铝工业尾矿库是较为安全的,但是从近年来的运行情况看,也存在不少突出的问题,引发了企业与居民的纠纷,严重地影响了库区百姓的生产生活,破坏了环境,同时有损企业形象,给政府的工作带来了麻烦。只有在尾矿库的设计与运行中严格执行相关的法律法规和技术标准,做到以下几点,才能保证铝工业桂西尾矿库的安全:
(1)桂西铝工业尾矿库,都是建设在高山上,库坝的稳定非常关键,库坝万一失稳,尾矿就会倾盆而下,损害程度可想而知。所以在设计尾矿库库坝模型时,须经过物理受力分析计算出耐受力最大、库坝最稳的模型。
(2)尾矿库防渗设施很重要,建设过程中不能敷衍了事,做成豆腐渣工程。平果尾矿库的渗漏曾导致周边的水质遭受严重污染,靖西也发生了类似的事情。利用不透水初期坝对防渗、防漏很有利,在广西可以用粘土来做筑坝的内侧材料,在库坝外侧做好渗水、漏水设施,把污水引到固定的地方,等澄清之后再回收利用。
(3)在尾矿库库坝安装一些先进的测量仪器,比如:在库坝放置库坝结实情况测量器,浸润线定时记录数据统计等等。做好紧急避难措施和及时抢救方案,把自然灾害和人为灾害的程度降到最低。
我们国家是一个快速发展中的大国,只要不断的努力,不断的研究,我国尾矿库安全措施一定会赶上发达国家的步伐。将来,我国会有先进的库坝建筑材料,会有更科学的筑坝设计模式,会有更及时更先进的预防措施和更安全的施工措施。到时,尾矿库安全事故发生的概率会越来越少,即使发生了,损失也要达到最小。对于无法避免的自然因素,也会有最科学、最先进的方法来解决。全国的尾矿库基本上都是在安全施工、安全运行、安全闭库。尾矿库灾害在重大灾害排名中,排名会越来越往后。
摘要：广西西部地区是全国重要的铝工业基地之一,境内建有多个尾矿库并且还有新的尾矿库正在建设中。文章对桂西铝地区工业尾矿库安全性能情况进行评述,指出引起安全事故发生的最主要因素:(1)尾矿库溃坝、坝塌;(2)尾矿库库坝漏水、渗水;列出相关的解决措施,并提出几点建议。
关键词：铝工业,尾矿库,安全事故
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尾矿库安全管理 篇8
尾矿库是筑坝拦截谷口或围地构成的用以堆存金属、非金属矿山进行矿石选别后排除尾矿的场所,是一个具有高势能的人造泥石流的危险源,已成为矿山企业生产的最大安全隐患[1]。据国家安全生产监督管理总局等部门统计,截至2010年底,全国11 946座尾矿库中,四、五等小型库约占4.1%,有危库、险库、病库1 477座,占总数的12.4%。与此同时,全国共发生尾矿库安全事故74起,事故类型以尾矿库滑坡、裂缝、溃坝、渗漏等为主,造成死亡、失踪人数共362人[2,3]。因此,加强尾矿库安全监测技术研究,实施动态监测,为尾矿库科学管理提供技术支撑,对尾矿库灾害进行预警,有效预防尾矿库事故的发生具有重要意义。
本文结合湖南黄金集团高流坑尾矿库安全管理的实际情况,融合先进的数据感知与传输技术[4],结合物联网技术和系统建模方法开发设计一套尾矿库安全物联网决策支持系统,并应用于湖南黄金集团高流坑尾矿库的日常安全管理与决策中,为实现尾矿库的安全智能化管理提供辅助决策系统和技术支持。
1 工程概况
湖南黄金集团高流坑尾矿库位于矿区西面2.6公里处黄金河北岸,该库址为三面环山的冲沟,河沟坡降较小,沟口段较窄,较平缓,250 m以内逐渐开阔,至500m处河沟又分成两条支沟,西沟较短,东沟较长为主沟。从500 m以上至1 000 m范围即为主要库区。库区占地约330亩,其中主要为山地,约300亩,退耕地约30亩。库区高程150~250 m,汇水面积1.37 km2,流域长2.1km,平均坡降0.11总库容496万m3,可使用20年。总投资(工程直接费)750万元。该库尚有远景扩容余地,若堆到280 m高程,总库容可达900万m3,服务年限37年。该尾矿库坝体区域与库存区域的现状如图1所示。
2 系统设计
本文结合湖南黄金集团高流坑尾矿库安全管理实际情况,从安全物联网决策支持系统的总体结构设计来看,尾矿库安全物联网决策支持系统具体包括感知层、支撑层、应用层三大部分,如图2所示。
2.1 感知层
感知层是基础数据与信息的来源,可看作是尾矿库安全物联网决策支持系统的末端神经,主要完成相关监测数据和知识的采集、转换、汇集和传输[5]。一方面,系统通过传感器技术,对坝体外部位移、坝体浸润线、库水位、坝体内部位移、降水量、干滩数据等各项数据进行实时监测,获取实时监测数据;另一方面,对系统决策所需的相关分散零碎的知识进行系统化整理,形成包括致险因素库、模型库、样本库等类别的知识库。
2.2 支撑层
支撑层是中间层,为下游感知层采集得到的数据提供无障碍传输通道,并为上游应用层的作业控制和业务管理等提供高效的信息交互技术手段。支撑层的主要功能是数据的存储与处理:一方面将传感技术与移动通信技术有机融合,对感知层获取的物体属性转化而成的信息进行实时快捷存储;另一方面,对获取数据进行有效性处理,包括数据缺失估计、数据降噪处理和数据时序预测分析[6],为应用层基于数据的决策支持管理提供可靠的数据基础
2.3 应用层
应用层是以实践应用为导向,将感知层与支撑层传输来的信息进行分析、诊断、挖掘和反馈等,并通过各种设备与人进行交互,便于决策人员进行正确的控制与决策,实现智能化的管理、应用和服务。主要分为四大中心模块:项目信息中心、工程监测中心、风险管理中心和应急救援中心。
3. 系统研发关键技术
3.1 感知层
考虑到尾矿库灾变的影响机制复杂,涉及岩土环境的时空变化效应,如何选取适用于尾矿库监测特点的数据感知技术成了一个急待解决的问题。同时,传统尾矿库的安全监控往往以人工测量为主,存在监测效率低、监测不及时、易出错等诸多不足,无线传感网络(WSN)技术为尾矿库变形安全监测数据采集与传输提供了切实可行的解决途径。目前,基于WSN的尾矿库变形实时在线自动监测仍处于研究阶段,研究关于尾矿库监测无线传感网络及相关知识库的构建,成为尾矿库安全物联网决策支持系统感知层需要解决的关键技术问题。
针对尾矿库安全预警控制任务的需求,结合无线传感网络先进的数据采集与传输技术[7,8],设计构建面向尾矿库安全控制的实时监测无线传感网络,由传感器节点、汇聚节点及监控中心三部分组成,如图3所示。
1)传感器节点。传感器节点是无线传感网的基础,其被部署于监测区域对监测项目的相关指标特征进行监测。无线传感器节点的选择对于尾矿库变形安全监测网的有效性起着至关重要的作用,根据尾矿库变形监控量测中不同的监测对象和监测项目的实际情况,采用相对应的传感器类型,如VWD-250型位移计、JL-1型静力水准仪、GN-1B固定式测斜仪等传感器将运用于尾矿库的安全监测,如图4所示。
2)汇聚节点。汇聚节点主要功能是与控制中心和传感器节点进行数据交换,一般由两级汇聚节点构成。其中,一级汇聚节点汇总处理所有传感器节点采集的数据,并将数据传输给二级汇聚节点;二级汇聚节点将数据传输给数据监控中心。汇聚节点需要同时配置串口、以太网等通信接口方便与计算机网络连接。
3)监控中心。监控中心可作为整个体系的观察者,其调制解调器负责收集汇聚节点发来的数据,实现实时的设备管理,其服务器主机负责将从汇聚节点接收到的数据进行存储和管理,共同反映监控区域设备的监测状态,根据传感器节点发送的数据做出警告提示。
3.2 支撑层
尾矿库安全物联网决策系统支撑层主要负责对感知层采集的数据进行传输、存储和处理。由于受现场复杂环境及人为因素等的干扰,尾矿库海量多源监测数据存在一定程度的失真,表现较大的噪声干扰。在实际工程运用中,数据信号往往含有许多尖峰和突变,在统计特性上表现为非平稳性[9]。此外,无线传感器网络较高的采样率会造成监测数据量较大,如何提取信号中的有用部分,减小数据量是一个亟待解决的问题。
为了提高尾矿库稳定性评价的准确性,有必要消除监测数据本身受外界干扰产生的随机波动影响,获取真实可靠的监测数据,对于提高监控点的警情识别率,降低警情的误判率非常重要。因此,研究尾矿库变形安全监测数据缺失估计、数据降噪处理和数据时序预测等处理方法成为尾矿库安全物联网决策系统支撑层设计的关键技术问题。
3.3 应用层
为了增强对施工安全的控制能力、促进多层次用户协同参与、实现信息共享集成和应急联动机制、提高安全管理决策效率和未来建设水平,运用层将集成感知层和支撑层的全部内容,其中主要包括项目信息中心、工程监测中心、风险管理中心、应急救援中心四大应用模块,如图5所示。
以下结合各应用模块探讨该系统功能应用层的关键技术设计:
1)项目信息中心
该应用模块的主要功能是维护和管理不同的尾矿库项目、各参与单位及系统用户人员等基本信息,具体包括项目信息、组织信息和人员信息。
2)工程监测中心
工程监测中心是对传感器监测点、监测数据、数据处理及导入导出等监测工作进行全程管理和控制的模块,具体包括监测点信息管理、监测数据查询、监测数据处理及数据导入导出。
3)风险管理中心
风险管理中心是整个安全监测智能预警系统的核心应用模块,利用系统内置的智能分析算法,如基于D-S证据理论的综合评价及基于小波分析的数据挖掘方法,为尾矿库的安全预警管理提供智能决策支持,具体包括GIS信号平台、安全形势分析、敏感性分析和安全决策控制。
4)应急救援中心
应急救援中心是指尾矿库发生险情后,系统实时发布预警信号,并通知应急联动小组等职能部门启动应急预案进行抢险救援工作,并将处理结果实时反馈形成档案进行跟踪处理。具体包括应急预警管理、救援联动管理、安全文档管理和档案管理。
4 系统实际应用
尾矿库安全物联网决策支持系统是基于B/S架构,采用VC++6.0语言编制,运行于Windows系列操作系统环境的决策支持系统[10,11]。数据库可采用MS SQLSERVER2000,ORACLE9.0等主流数据库,能读取AUTOCAD10.0及以上版本绘制的工程图纸。
4.1 系统特色
系统以先进的数据感知技术为支撑,结合计算机集成建设理论和知识管理理论为指导,相比于传统的尾矿库安全管理信息系统,除了满足信息查询与资料整理等功能,在智能监测实现安全预警方面还具有如下优点和特色:
1)先进性:系统高度自动化,各监测设备巡视采样周期均小于10分钟,可实现全天实时监测;利用软件智能化实现各监测设备的实时控制,实现海量数据的自动采集与处理。
2)稳定性:监控中心采用高性能服务器,支持海量数据的长期存储;各监测设备到监控中心采用光纤传输,传输质量好、容量大、速率快、损耗小。
3)可靠性:基于传感器的多源异构数据连续自动精确采集;具有功能上和总体结构上的优越性,采用了多级备用设备,最大限度的保障监测数据的连续性。
4)智能性:基于角色访问的柔性用户管理;基于数据支持的人工智能辅助决策推理分析;基于Web-GIS的可视化分析应用。
4.2 系统主界面
感知层和支持层的网络连接成功,且数据采集端启动服务成功后,支持层和应用层可开始分享感知层采集端的数据。主界面主要包括功能菜单区、GIS底图、监测点图标和监测点实时最新数据。如图6所示。
4.3 实时监测
当感知层与应用层联网,主界面实时监测可显示系统感知层最新采集的各监测项目数据。界面如图6所示,当鼠标停留在某一标示点时,会弹出该标示点所代表设备的实时监测信息。其中主界面底图和各监测点标示位置可以根据实际情况自定义添加。尾矿库底图是GIS影像,便于定位监测点,采集端可以自定义添加采集端中的各个监测点,并配置示意图。其中具体监测项目和监测点布置如下所示:
1)位移监测:观测坝体的位移变化,包括表面和内部的水平位移和垂直位移;
2)渗流监测:监测浸润线;
3)干滩、库水位和降雨量监测;
4)视频监测:溢水塔(排水井、槽等)、滩顶放矿处、坝体下游坡等重要部位设置视频监测。
4.4 数据查询
当支撑层和应用层联网后,数据查询可以实现对所有监测数据包括预警信息数据的查询,并提供查询的历史数据*PDF格式文件输出。
4.5 数据分析和预警信息配置
支撑层与应用层联网后,应用层主界面数据分析可获取支撑层数据分析和处理的所有信息,并根据支撑层的知识库,进入数据分析界面,进行预警信息配置。预警信息配置是指测斜仪、渗压计、水位计、雨量计等各监测数据的预警值的配置。预警信息配置区可以实现对各预警分项的添加、删除和对添加完成的预警值的修改。预警分项菜单可实现对各分项预警值设定子界面的切换,如图7所示。
4.6 数据分析和预警方式管理
通过提取尾矿库的各个指标在线监测数据,利用系统内置的智能数据处理方法,如利用离散小波分解技术提取监测数据和随机回归分析对缺失数据进行估计,还原监测数据中隐含的真实信息[12,13]。本文以浸润线为例,通过提取浸润线监测信息,分析浸润线的动态变化,了解尾矿坝体内浸润线的位置和变化情况,用来判断坝体是否处于安全、稳定的状态,确保坝体的正常运作,如图8和图9所示。
通过浸润线的动态变化图,可以看出每条浸润线的高度基本稳定在一个固定值,只有小幅度波动,表明坝体处于安全稳定的状态,这与实际情况相符合,表明通过该系统得到的监测数据具有一定的可靠性。
数据分析界面可实现预警方式管理,如图10所示,当各项目监测值超限时,触发预警,预警方式有短信告警、电子邮件告警和声音高警等。
4.7 应急预案和前馈预警与反馈诊断
应急预案指面对用户尾矿库发生险情时,管理、指挥、救援计划等的方案。根据前馈预警情况,采取预防措施;根据反馈诊断,进行控制和决策,实现前馈预警和反馈诊断[14,15],具体操作界面如图11和图12所示。
对于应急预案管理界面,不仅涵盖日常应急预案编制与管理,还根据前馈预警控制和反馈诊断控制经验,不断完善应急预案,用户把应急预案文件(word文件)放入客户端warnplan文件夹内,即可实现对应急预案的添加
5 结论
针对当前湖南黄金集团高流坑尾矿库安全管理工作人工依赖性强、智能化程度低,灾情实时判断与预警控制决策效率低等不足,本文结合先进的数据感知技术,将数据采集、处理、分析及决策等环节进行一体化综合集成,研究设计湖南黄金集团高流坑尾矿库安全物联网决策支持系统,成功应用于湖南黄金尾矿库,具有较高的实用性和智能性。可靠的监测尾矿库的安全状况,可实时在线动态的掌握尾矿库的安全现状,很好的解决了黄金尾矿库安全监控处于的被动的状态,为尾矿库安全监测管理参与各方加强了解尾矿库灾变规律,实现智能预警决策。
尾矿库安全管理 篇9
为了加强对尾矿库的安全管理, 我国以立法的形式特别强调了对尾矿设施的安全监督[1]。
尾矿库安全监测监控系统主要包括以下内容:尾矿库坝体位移监测、尾矿库库区水位监测、尾矿库库区视频监控、其他监测内容还包括如浸润线、干滩、降雨量等。
尾矿库发生溃坝灾害, 坝体位移是其中最直观的反应指标。对尾矿库坝体位移的掌握, 可以及时发现尾矿坝位移率和位移速度, 一旦出现险情, 及时发布预警消息。
尾矿库坝体位移监测的技术手段有很多, 就观测目的而言主要分为平面 (水平) 位移监测、沉降 (垂直) 位移监测以及全方位监测坝体位移情况的三维位移监测等。
1 平面 (水平) 位移监测
平面位移监测是指对尾矿库坝体水平位移的监测, 有以下几种方法:引张线法、真空激光准直法、小角度法和觇标法等。
2 沉降 (垂直) 位移监测
沉降位移监测是指监测尾矿库坝体的垂直位移情况, 常用的方法有精密水准法、静力水准法和分层沉降磁环法等。
3 三维位移监测
以上各种监测方法是将尾矿库坝体位移监测点的水平位移和垂直位移分别监测, 测量成果不具有同时性, 降低了成果的科学性和使用价值。使用常规方法观测周期长, 无法实时地了解尾矿库坝体的位移情况, 其中一些方法的应用还受制于坝型 (直线型和曲级型) 以及量程的限制。在很长一段时期内, 尾矿库位移监测基本采用了上述的方法, 不能实现自动化、实时化的连续观测, 无法满足安监部门当前对于重大危险源的在线安全监测要求。
随着测量仪器和测量技术的发展, 市场上已经出现能实时连续观测监测点水平位移和垂直位移的测量系统, 由于此系统测量可直接获取监测点的三维坐标值, 故称为“三维位移监测系统”。该系统按监测点位移数据的采集方式可分为GPS法和自动型全站仪极坐标差分法。采集到的数据通过南方SMOS软件[2]进行处理从而得到监测位移情况。
3.1 GPS法
GPS法是基于全球卫星定位系统来进行尾矿库坝体的位移监测, 利用GPS接收机实时采集监测点的坐标, 通过南方SMOS软件解算监测点的位移情况和位移速率。GPS法定实时监测精度为:水平位移精度<±3mm;垂直位移精度达到5mm。在10km内的短基线上GPS测量可以获得毫米级的定位精度。
采用GPS法进行尾矿库坝体位移监测的方式为:在监测站位置安装一台或多台GPS接收机, 每个监测点对应一台GPS接收机来获得其位移信息, 配合南方SMOS软件构成三维位移监测系统。
采用GPS法进行尾矿库坝体位移监测, 其特点如下:
3.1.1可以自动获得实时监测数据, 通过SMOS软件生成三维坐标变化图和三维坐标变化速率图。
3.1.2受地形限制较小, 观测点之间无需通视, 只对空开阔, 达到4颗卫星即可实现精确观测。
3.1.3高度自动化, 无人值守, 全天候监测, 不受天气情况的影响。
3.1.4成本随GPS监测点数量的增加而增加。
3.2自动型全站仪极坐标差分法
自动型全站仪是一种能进行自动搜索、跟踪、辨识和精确找准目标并获取角度、距离、三位坐标以及其他相关信息的智能型全站仪, 又被称为测量机器人。极坐标差分法[3]通过自动型全站仪采集监测点的坐标数据, 利用南方SMOS软件来计算监测点的位移情况。使用该方法后自动型全站仪的测量精度可以达到亚毫米级。
采用自动型全站仪极坐标差分法进行尾矿坝坝体位移的监测的方式为:一台全自动测量全站仪与数个监测点目标 (棱镜) 及SMOS软件构成三维位移监测系统。
采用自动型全站仪极坐标差分法来进行尾矿库坝体位移的监测, 其特点如下:
3.2.1无需人工干预, 全自动采集, 自动获取三维坐标信息、传输、与处理监测点的三维数据。
3.2.2测量精度高, 经过软件差分解算后可达到亚毫米级。
3.2.3反射棱镜价格低廉, 监测点的布设成本低, 有利于增加监测点数。
通过以上比较可以得知, 目前三维位移监测的方案主要有GPS法和自动型全站仪极坐标差分法, 两者采用不同的数据采集部分都可以实现监测点坐标数据的自动采集, 通过SMOS软件来实现对尾矿库坝体位移的监测。
这两种技术, 在尾矿库坝体位移监测中可以根据工程的具体情况, 取长补短互相搭配使用, 设计出最优的方案, 以达到最佳的监测效果。
4 结束语
从尾矿库坝体位移监测工作的需求来看, 采用三维位移监测技术还仅仅是开始。从目前尾矿库安全的现状来看, 应尽快在尾矿库监测监控中配置这种真正意义上的三维位移监测系统。
将尾矿库的安全管理纳入现代科学的范畴之内, 科学、即时、有效的监测监控, 以确保人民生命财产的安全和社会的稳定, 为构建和谐的生存环境, 做出应有的贡献。
参考文献
[1]中国人民代表大会.中华人民共和国矿山安全法[J].1995, 5.1
[2]国家安全生产监督总局.尾矿库安全监测技术规范[J].AQ2030-2010 2011.5.1.
尾矿库安全管理 篇10
1.1 保护区地理位置
大伙房水库位于辽河支流浑河中上游, 辽宁省抚顺市境内, 位于抚顺市东郊浑河中游, 距抚顺市18km, 距沈阳市68km。自然地理位置坐标:E124°04′~124°21′, N41°50′~41°56′。大伙房水库地理位置见下图1。
1.2 大伙房水库概况及保护区分级
大伙房水库为带状河谷型水库, 水库东西长约35km、水面最宽处达4km、最窄处约0.3km。水库最大水深37m, 最大库容量为21.87亿m³, 最大蓄水面积114km², 水库总库容21.87亿m³, 防洪库容11.82亿m³, 兴利库容12.76亿m³, 枢纽总泄量为16.295m³/s, 最高水位138.8m (相应库容为21.87亿m³) , 正常向水位131.5m (相应库容为14.30亿m³) , 防洪限制水位126.4m, 死水位108m (相应库容为1.34亿m³) , 绝对死水位94.0m, 最大蓄水面积114 km², 正常最大蓄水面积90 km²;入库河流有浑河、苏子河和社河。
大伙房水库保护区为省级自然保护区, 成立于1990年, 由省水电厅直接主管。保护区主要由大伙房水库坝址以上浑河流域组成, 总面积约5300万km², 共分为三级。其中一级保护区范围为库区内131.5m等高线以下的水体、陆地, 面积约为240万km²;二级保护区范围为库区内131.5m等高线至分水岭脊线之间的迎水坡和水库回水线末端以上2km的水域及河道滩地, 面积为610万km²左右;准保护区范围为一、二级水源保护区以外的浑河流域集雨面积[1]。
1.3 水源保护区内尾矿库基本概况
保护区内共有尾矿库60座, 分别分布在抚顺县、清原满族自治县和新宾满族自治县境内, 其中抚顺市东洲区境内有尾矿库1座;抚顺县境内有尾矿库9座;清原满族自治县境内有尾矿库39座, 其中两座归抚顺市直管;新宾满族自治县境内有尾矿库11座。保护区内60座尾矿库中, 0座尾矿库位于一级保护区, 3座位于二级保护区边缘, 57座位于准保护区。大伙房水库饮用水水源地尾矿库统计分析:
1.3.1 按尾矿类型划分
铁尾矿库46座, 占总数的76.67%;金尾矿库10座, 占总数的16.67%;铜、锌混合尾矿库1座, 占总数的1.67%;金、铜混合尾矿库1座, 占总数的1.67%;金、铁混合尾矿库2座, 占总数的3.33%。
1.3.2 按尾矿库等别划分
三等尾矿库4座, 占总数的6.67%;四等库20座, 占总数的33.33%;五等库36座, 占总数的60.00%。
1.3.3 按尾矿堆存类型划分
山谷型46座, 占总数的76.67%;傍山型9座, 占总数的15.00%;平地型5座, 占总数的8.33%。
2 尾矿库对保护区的安全环保隐患分析
2.1 概述
尾矿对环境污染大体通过4种途径:尾矿在风化过程中溢出某些有害气体, 经大气传播而进行污染;极细的尾矿砂粒受风吹的作用 (甚至可形成沙暴) 即扬尘, 使周围环境受到严重危害;遇到汛期, 坝坡面发生水土流失, 尾矿连同雨水流入农田、河流, 使地下水造成危害;尾矿库发生溃坝事故, 溃决而下的尾矿以泥石流的形式冲到下游, 对下游环境造成灾难。
尾矿库发生的主要安全事故就是尾矿坝的溃坝, 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%、其它约占10%, 而事故的根源就在于尾矿库存在安全隐患。尾矿库的安全事故与环保问题是一脉相承、互相关联的, 其安全事故的发生往往直接导致环境破坏、污染等环保问题, 即使是正常运行的正常库, 由于运行过程的管理不完善, 也会造成如扬尘、坝坡水土流失、尾矿水泄漏等, 从而造成环境污染。
2.2 安全环保隐患因素分析
2.2.1 溃坝
在尾矿库勘察、设计、施工、运行以及管理的全过程中, 任何环节出现问题均可导致尾矿库不能正常使用, 甚至溃坝。一旦尾矿库发生溃坝事故, 尾矿往往立即液化, 扩大尾矿坝的缺口, 使大量尾矿泥沙沿山谷往下倾泻, 将造成下游农田淹没、人员伤亡、环境污染等严重灾害。可能引起溃坝危害的原因如下:尾矿库排水系统设计排水能力低、排水系统於堵、无排水系统, 随意变更排水系统的形势、布置及尺寸, 排水系统设计有缺陷, 施工质量达不到规范要求;放矿位置不当, 或不均匀放矿, 造成水位过高、扇形坡等, 最小安全超高和尾矿库的最小干滩长度达不到设计和规范要求;设计以外的尾矿、废料或废水进库, 矿浆沿子坝内坡趾, 横向流动冲刷子坝内坡;管理不善, 不进行交替放矿形成局部集中放矿, 矿浆冲刷坝外坡造成坝体坍塌、溃坝。坝端无截水沟, 山坡雨水冲刷坝肩;排水管或排水斜槽、结合井等发生变形、破损、断裂和磨蚀, 最大裂缝开展宽度超出允许值, 伸缩缝、止水及充填物作用失效, 管内於堵;坝面排水沟及坝端截水沟护砌变形、破损、断裂和磨蚀, 沟内於堵;未经技术论证, 用常规子坝拦洪, 在尾矿滩面或坝肩处设置泄洪口;大气降水量短时间内骤增、库周山体发生大面积滑坡、塌方, 特大暴雨、库周山体滑坡、塌方导致库水位猛涨出现漫坝事故;未经技术论证和批准, 在库区内从事采矿作业;库区发生高于设防烈度的地震, 地震造成持力区尾矿液化;坝体边坡过陡、有局部坍塌或隆起、坝面有冲刷或塌坑等不良现象;坝基下存在软弱地层或岩溶等, 坝体疏松不密实等。
2.2.2 洪水漫顶
由于风速过大、排洪构筑物破坏或堵塞、库区内发生大的泥石流或岸坡发生滑坡和坍塌等原因, 引起水流高速冲击坝体或库区水位超过坝顶, 致使坝坡失稳溃决。如果尾矿库管理不善, 在降雨量集中的月份也可能发生洪水漫顶事故, 造成生产停顿, 甚至引发溃坝事故。造成尾矿库洪水漫顶事故的主要原因有:排洪系统能力不足或失效;安全超过不足;超标准强度降雨发生, 出现洪水。
尾矿库发生洪水漫顶事故时, 尾矿往往立即液化, 扩大尾矿坝缺口, 使得大量尾矿沿山谷向下倾泻, 其危害程度远比水库溃坝时严重得多, 强大的泥石流危及下游居民人身和财产安全。
2.2.3 边坡失稳
由于坝体边坡过陡, 有局部坍塌或隆起, 坝坡面有冲刷、塌坑等不良现象;裂缝、坝基不存在软基或岩溶, 坝体疏松使渗流破坏不断扩大导致坝体开裂、管涌或流土, 引起坝体滑坡坍塌。坝体滑坡是指坝坡部分或整体受到剪切破坏, 受到沉积尾矿荷载作用, 沿滑裂面或坡体下移的现象。造成边坡失稳的主要原因为:尾矿坝筑坝材料未做试验, 设计内摩擦角与实际内摩擦角不符, 坝体失稳;稳定性计算失误, 失稳垮坝;坝体抗滑稳定安全系数选取过小, 失稳垮坝;上游式尾矿坝筑坝材料过细, 不符合设计规范, 坝体失稳;坝体地基处理不当, 施工质量不良;在碾压土坝施工过程中, 分层铺土太厚, 碾压不实, 或含水量、干重度没有达到设计标准;边坡过陡, 坝体填筑质量差;尾矿坝超期服役;坝基渗流量大、坝基透水性强, 坝基浸水抗剪强度降低;基岩存在裂缝、裂隙;地震等自然灾害引发的坝体变形、开裂。
2.2.4 渗流破坏
随着尾矿库坝体和库内水位的不断上升, 渗流控制的重要性越发显现出来。渗流破坏是造成尾矿库事故的主要原因之一。由于尾矿库坝体浸润线过高, 发生浸润线出逸, 形成坝坡渗流、管涌, 致使尾矿库坝坡面饱和松软, 直至坝体塌滑。其表现形式和形成原因如下:
2.2.4. 1 初期坝和堆积坝衔接处渗流
渗流量增大, 大量渗流不能从坝底渗出时, 浸润线沿初期坝内坡上移, 出逸点从初期坝和堆积坝衔接处逸出。可能引起的原因如下:随意变更坝体防渗、排渗及反滤层的设置;排渗设施中的排渗设施选料不符合质量要求或未按技术规范要求施工;放宽不当导致坝体浸润线不规则变化, 发生局部浸润线出逸;坝体防渗、排渗及反滤层遭到破坏或损坏、失效或能力降低;库水位控制不当或过高。
2.2.4. 2 堆积坝体的渗流
尾矿集中排放和子坝堆筑方法不合理造成矿泥集中, 使堆积坝成为一个不均匀体。尾矿颗粒层理分布复杂, 矿泥夹层和透镜体隔水层形成, 导致坝体浸润线不规则变化, 发生局部浸润线出逸或局部集中渗流。
2.2.4. 3 尾矿坝与山坡接触地段渗流
尾矿堆积坝肩部分坐落在未经处理的风化石山坡上, 每期筑坝作业之前, 岸坡上的草皮、树根、废管件等危机坝体安全的杂物不清除, 遇有泉眼、井、洞穴不进行岸坡处理, 造成尾矿渗流水从天然坡面渗漏。随着库内水位增高, 渗漏水强度也增大, 导致尾矿堆积坝外坡渗流, 致使尾矿流失, 坝面松软塌滑。
2.2.4. 4 初期坝和副坝外坡上出现大量集中渗流
反滤层在施工或生产中受到损坏所致。
2.2.4. 5 沿排水管外壁发生贴壁集中渗流
由于排水管发生不均匀沉陷而造成管道接头错动以及管道裂缝产生渗漏水, 使尾矿水沿着管壁渗漏, 冲刷管道周围坝体造成坝体塌陷。排水管发生沉陷、错位、裂缝。排水管地基处理不当, 排水管施工质量未达标。初期坝内排水的周围充填保护层不当。
2.2.5 结构破坏
尾矿库如果未按设计进行施工或后期筑坝未按照设计进行, 随意改变尾矿库结构参数, 而未经技术论证, 造成尾矿库结构破坏, 带来不安全因素, 其可能引起滑坡、溃坝等事故。常见的结构破坏有如下几个方面:坝顶宽度小于规范要求;透水堆石坝堆石体上游坡坡比陡于1:1.6;坝体下游坡面未设置马道;尾矿堆积坝下游坡面与两岸山坡结合处的山坡上未设置截水沟;坝体未设置反滤层, 造成管涌;坝体未设置坝体位移等观测设施, 不利于坝体的观测。
2.2.6 地质灾害
由于大多尾矿库建在山谷中, 当库区内发生库岸边坡滑坡、陡峭山体发生崩塌、上游发生泥石流、坝基下存在采空区或岩溶塌陷等地质灾害时, 都将引起尾矿坝的溃坝破坏。
2.2.7 扬尘
粉尘主要产生于沉积干滩以及尾矿裸露的坝坡面, 尾矿粒度细小, 极易随风飘扬。粉尘的粒径范围一般为1~200μm, 当风速大于5m/s时能将表面干燥的粒径在100μm以下的粉尘吹起, 并带到下风向250m远;当风速达9m/s时, 粉尘可被带到800m以外。尾矿粉尘除含有共同的岩石成分 (Al2O3、Si O2) 外, 不同尾矿的粉尘往往含有某些特有的金属或非金属成分 (包括有毒重金属、硫和某些酸性物质以及遗留选矿药剂) 。若不采取有效措施, 将对库区周边大气环境造成污染。风速降低, 粉尘落入水源, 则会造成水资源污染。人体吸入, 则会造成尘肺病、中毒等危害。
大伙房水库水源地保护区内各尾矿库中, 有的尾矿库坝坡尾矿裸露, 有的尾矿库滩面干燥, 极易发生扬尘, 不利于下游水源地的环境保护。因此, 应根据各尾矿库的实际情况, 在尾矿裸露的坝坡面进行覆土绿化, 在干燥滩面上喷淋洒水, 保持滩面湿润。
2.2.8 水土流失
一般尾矿库坝体是由初期坝和后期坝组成, 其中后期坝一般由尾矿堆筑而成。后期尾矿堆筑而成的边坡, 在水力侵蚀和重力侵蚀作用下形成坝坡面蚀和沟蚀, 造成尾矿流失, 流失的尾矿随水或其他途径流入下游河流, 从而造成水资源污染。
大伙房水库水源地保护区内各尾矿库, 绝大部分尾矿库坝坡面未设置坝坡面排水沟, 其中有的尾矿库坝坡面未覆土植被, 因此, 易发生水土流失, 造成水源污染。为了保护水源地环境安全, 应在尾矿库坝坡面覆土绿化, 同时设置纵、横向排水沟。
2.2.9 尾矿水渗漏
尾矿水内含有大量重金属和放射性元素, 同时对于不同的尾矿, 由于选矿方式不同, 尾矿水中还存留着不同的化学药剂, 其中有些化学药剂具有剧毒性, 如金矿尾矿中的氰化物, 一旦泄入河流, 将会对水源造成极大的污染。
尾矿水对水资源污染的途径主要有以下4条:尾矿库在建库时库底未采取防渗措施, 尤其是金矿尾矿库, 尾矿水通过库底岩土体渗入地下, 从而污染地下水;尾矿水通过坝体或排渗设施流出, 流向下游, 尾矿库下游未设置集水池, 造成尾矿水流入河流, 造成河流水域污染;由于施工原因初期坝未设置反滤层或者反滤层失效, 初期坝外坡上会出现大量集中渗流。在筑坝过程中, 未对坝肩地基进行处理或处置不当, 可能会发生绕坝渗流;由于坝体内排水管发生不均匀沉陷而造成管道接头错动以及管道裂缝而产生渗漏水, 使尾矿水沿着管外壁渗漏, 冲刷管道周围坝体造成坝体塌陷。
2.2.1 0 矿浆泄漏
尾矿浆本身就属于污染物, 且其中含有重金属和放射性元素以及遗留选矿药剂, 尤其有色金属矿山尾矿库, 其尾矿内含松醇油、丁基钠黄药、白煤油等浮选药剂, 对于金矿尾矿库, 其还内含氰化物等剧毒物质。尾矿浆一旦入水, 将对水源地水质产生极大的破坏。
造成矿浆泄漏的原因主要有:选矿厂在尾矿输入过程中, 尾矿输送管道破裂而造成矿浆泄漏;在矿浆排放过程中, 由于放矿不当, 矿浆冲刷子坝形成冲沟, 造成矿浆沿冲沟泻向下游;人为将矿浆随意排放造成矿浆泄漏。
因此, 对于大伙房水库水源地保护区各尾矿库, 应禁止随意排放尾矿浆, 同时在尾矿泵站和尾矿输送管“V”字形管段最低点的附近应设事故池。
3 结语
由于自然条件和环境等方面的复杂性和特殊性, 尾矿库作为一个人工形成的高位泥石流危险源, 不论其是在生产运行中还是在实施闭库程序后, 由于经常受到很多不确定性因素如地震、洪水等的影响, 均存在较多的安全环保隐患。因此, 通过对尾矿库危险有害因素的分析, 确定造成尾矿库安全事故以及环保问题的各种可能影响因素, 如溃坝、洪水漫顶、边坡失稳、渗流破坏、结构破坏、库区地质灾害、扬尘、水土流失、尾矿水渗漏以及矿浆泄漏等, 有针对性地对其采取防范措施, 最大程度地消除各种安全事故隐患, 杜绝或尽可能地减少尾矿库的存在对周围水源地水环境的安全威胁。
摘要：尾矿库作为一个人工形成的高势能泥石流, 时刻威胁着水库水源保护区的水质健康安全。本文从安全和环保的角度分析了尾矿库对水库水质环境的影响因素, 为水源保护区尾矿库的综合治理提供了依据。
关键词：水库,保护区,尾矿库,安全环保,隐患
参考文献
