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矿山安全生产教育:尾矿库安全管理

[日期:2022-12-21]   来源:云南技能培训网  作者:云南技能培训网   阅读:5330次

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尾矿库安全管理

 

一、尾矿库安全度

根据尾矿库防洪能力和尾矿坝坝体稳定性,尾矿库安全度分为危库、险库、病库、正常库四级。(一)危库

危库是指安全没有保障、随时可能发生垮坝事故的尾矿库。危库必须立即停止生产,疏散下游有可能受影响的居民,并采取应急措施进行抢险。尾矿库有下列工况之一的为危库。

1)尾矿库调洪库容严重不足,在设计洪水位时,安全超高和最小干滩长度均不满足设计要求,将可能出现洪水漫顶。

2)排洪系统严重堵塞或坍塌,不能排洪或排洪能力急剧降低。

3)排水井显著倾斜,有倒塌的迹象。

4)坝体出现贯穿性横向裂缝,且出现较大范围管涌、流土变形,坝体出现深层滑动迹象。

5)经验算,坝体抗滑稳定最小安全系数小于规范规定值的0.95,规范规定值见表4-9。

6)其他严重危及尾矿库安全运行的情况。

(二)险库

险库是指安全设施存在严重隐患,若不及时处理将会导致垮坝事故的尾矿库。险库必须立即停产,在限定的时间内消除险情。尾矿库有下列工况之一的为险库。

1)尾矿库调洪库容不足,在设计洪水位时,安全超高和最小干滩长度均不满足设计要求。

2)排洪系统部分堵塞或坍塌,排洪能力有所降低,达不到设计要求。

3)排水井倾斜。

4)坝体出现浅层滑动迹象。

5)经验算,坝体抗滑稳定最小安全系数小于规范规定值的0.98,规范规定值见表4-9。

6)坝体出现大面积纵向裂缝,且出现较大范围渗透水高位出逸,出现大面积沼泽化。

7)其他危及尾矿库安全运行的情况。

(三)病库

病库是指安全设施不完全符合设计规定,但符合基本安全生产条件的尾矿库。病库应在限定的时间内按照正常库标准进行整治,消除事故隐患。尾矿库有下列工况之一的为病库。

1)尾矿库调洪库容不足,在设计洪水位时不能同时满足设计规定的安全超高和最小干滩长度的要求。

2)排洪设施出现不影响安全使用的裂缝、腐蚀或磨损。

3)经验算,坝体抗滑稳定最小安全系数小于规范规定值(规范规定值见表4-9),但部分标高上堆积边坡过陡,可能出现局部失稳。

4)浸润线位置局部较高,有渗透水出逸,坝面局部出现沼泽化。

5)坝面局部出现纵向或横向裂缝。

6)坝面未按设计设置排水沟,冲蚀严重,形成较多或较大的冲沟。

7)坝端无截水沟,山坡雨水冲刷坝肩。

8)堆积坝外坡未按设计覆土、植被。

9)其他不影响尾矿库基本安全生产条件的非正常情况。

(四)正常库

尾矿库同时满足下列工况的为正常库。

1)尾矿库在设计洪水位时能同时满足设计规定的安全超高和最小干滩长度的要求。

2)排洪系统各构筑物符合设计要求,工况正常。

3)尾矿坝的轮廓尺寸符合设计要求,稳定安全系数满足设计要求。

4)坝体渗流控制满足要求,运行工况正常。

 

二、尾矿库安全监测

尾矿库应根据设计等别、尾矿坝筑坝方式、尾矿性质、地形地质条件及地理环境等因素,设置必要的安全监测设施。根据观测方式的不同,尾矿库监测系统通常分为人工观测和在线监测两类。三等及三等以上尾矿库应设置人工监测与在线监测相结合的安全监测设施。尾矿库安全监测应与人工巡查和尾矿库安全检查相结合。

(一)安全监测的内容与要求

尾矿库安全监测内容一般包括位移、渗流、干滩、库水位、降水量。一等、二等、三等、四等尾矿库监测位移、浸润线、干滩、库水位、降水量,必要时还应监测孔隙水压力、渗透水量、浑浊度。五等尾矿库监测位移、浸润线、干滩、库水位。

施工阶段根据监测系统设计和技术要求,由设计单位提出施工详图,施工单位做好仪器设备的埋设、安装、调试和保护;工程竣工验收时,将竣工图、埋设记录、施工期记录及整理分析资料等全部汇编成工程档案,移交建设单位。试运行阶段缩短监测周期,验证所有检测设施、仪器运行的有效性和准确性,达到设计要求后投入正常运行,对不符合要求的仪器应调换更新。运行期间做好监测系统和全部监测设施的检查、维护、校正、监测资料的整编、监测报告的编写及监测技术档案的建立等工作。

及时整理监测数据,如有异常应及时响应;当影响尾矿库运行安全时,及时分析原因和采取对策,并上报主管部门。尾矿库监测设施不全、损坏、失效的,根据情况予以补设或更新改造。当尾矿库进行除险加固、扩建、改建影响原监测系统时,应根据相关规范做出相应的监测系统设计更新,并保持监测资料的连续性。当发生地震、洪水及尾矿库工作状态出现异常等特殊情况时,应对重点部位的有关项目加强监测。

(二)监测布置

尾矿库安全监测遵循科学可靠、布置合理、全面系统、经济适用的原则。监测布置应根据尾矿库的实际情况,突出重点,兼顾全面,统筹安排,合理布置,能全面反映尾矿库的工作状态。监测仪器、设备、设施的安装、埋设和运行管理,确保施工质量和运行可靠。监测周期应满足尾矿库日常管理的要求,相关的监测项目应在同一时段进行。实施监测的尾矿库等别根据尾矿库设计等别确定,监测系统的总体设计根据总坝高进行一次性设计,分步实施。坝肩及基岩断层带、坝内埋管处需加设监测设施。

安全监测设施布置原则∶①全面反映尾矿库的运行状态;②尾矿坝位移监测点的布置延伸到坝脚以外的滑动影响范围内;③坝肩及基岩断层带、坝内埋管处宜加设监测设施。

1.位移监测

位移监测包括坝体和岸坡的表面位移、内部位移。位移监测用的平面坐标及水准标高,与设计、施工和运行诸阶段的控制网坐标系统相一致。表面水平位移及垂直位移监测,一般共用一个测点;内部水平及竖向位移监测宜结合布置。监测基点设在稳定区域内;测点应与坝体或岸坡牢固结合。基点及测点应有可靠的保护装置。

坝体表面位移包括水平位移和竖向位移。监测断面选在最大坝高断面、有排水管通过的断面、地基工程地质变化较大的地段及运行有异常反应处。初期坝顶和后期坝顶各布设一排,每30~60m高差布设一排,一般不少于3排。测点的间距,一般坝长小于300m时,取20~100m;坝长大于300m时,取50~200m;坝长大于1000m时,取100~300m。各种基点均布设在两岸岩石或坚实土基上。测点和基点的结构必须坚固可靠,且不易变形。测点和土基上基点的底座埋入土层的深度不小于1.0m。冰冻区应深入冰冻层以下0.5m。

内部位移包括内部水平位移、内部竖向位移。监测断面的布置根据尾矿库的等别、坝的结构形式和施工方法及地质地形等情况确定,布置在最大坝高断面及其他特征断面(原河床、地质及地形复杂段、结构及施工薄弱段等)上,设1-3个断面。每个监测断面上布设1~3条监测垂线,其中一条布设在坝轴线附近。监测垂线的布置应尽量形成纵向监测断面。监测垂线上测点的间距,根据坝高、结构形式、坝料特性及施工方法与质量等确定,一般2-10m。每条监测垂线上布置3-15个测点。最下一个测点置于坝基表面,以兼测坝基的沉降量。

对危及尾矿坝、排洪构筑物及附属设施安全和运行的新老滑坡体或潜在滑坡体也应进行监测。根据掌握的滑坡体范围及位移分布规律,通常顺滑坡方向布设1~3个监测断面,包括主滑断面及其他特征断面。

2.渗流监测

监测横断面选在有代表性且能控制主要渗流情况的坝体横断面及预计有可能出现异常渗流的横断面,一般不少于3个,并尽量与位移监测断面相结合。监测横断面上的测点布置,应根据坝型结构、断面大小和渗流场特征确定。在堆积坝坝顶、初期坝上游坡底、下游排水体前缘各布置1条铅直线,其间部位每20~40m布设1条铅直线,埋深参考实际浸润线深度确定。在渗流进、出口段,渗流各向异性明显的土层中,及浸润线变幅较大处,应根据预计浸润线的最大变幅沿不同标高布设测点,每条铅直线上的测点数一般不少于2个。

渗流压力监测仪器,根据不同的监测目的、土体透水性、渗流场特征及埋设条件等,一般选用测压管或振弦式孔隙水压力计。作用水头小于20m的坝、渗透系数大于或等于1×10~*cm/s的土中、渗压力变幅小的部位、监视防渗体裂缝等,采用测压管;作用水头大于20m的坝、渗透系数小于1×10~'cm/s的土中、监测不稳定渗流过程及不适宜埋设测压管的部位,采用振弦式孔隙水压力计,其量程应与测点实际压力相适应。

测压管一般采用镀锌钢管或硬塑料管,内径不大于50mm。测压管的透水段,一般长1-2m,当用于点压力监测时应小于0.5m,测压管的沉积段,一般长0.5~1m。外部包扎足以防止周围土体颗粒进入的无纺土工织物,透水段与孔壁之间用反滤料填满。测压管的导管段应顺直,内壁光滑无阻,接头采用外箍接头。管口高于地面,并加防止雨水进入和人为破坏的保护装置。测压管的埋设,除必须随坝体堆筑适时埋设外,可钻孔埋设。随坝体堆筑施工埋设时,确保管壁与周围土体结合良好和不因施工遭受破坏。

孔隙水压力计的选型,一般选用振弦式仪器。当黏土的饱和度低于95%时,选用带有细孔陶瓷滤水石的高进气压力孔隙水压力计。孔隙水压力计埋设时,在埋设点附近适当取样,进行土的干密度、级配等物理性质试验。

3.干滩监测

干滩监测包括滩顶标高、干滩长度、干滩坡度。尾矿库滩顶标高的测点沿坝(滩)顶方向布置,当滩顶一端高一端低时,在低标高段选较低处检测1~3个点;当滩顶高低相同时,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。滩顶标高测量误差应小于20mm。各测点中最低点的标高作为尾矿库滩顶标高。滩顶标高根据滩顶上升情况,定时做好检测,随时掌握滩顶标高,汛前必须检测一次。

干滩长度测定根据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。测量断面垂直于坝轴线布置,在几个测量结果中,选最小者作为该尾矿库的沉积滩干滩长度。在干滩设立干滩长度标尺,干滩较长时以50m为间隔,较小者以10m为间隔。在干滩长度发生较大变化时,及时检测,随时掌握干滩长度,汛前必须检测一次。

检查尾矿库沉积滩干滩的平均坡度时,应视沉积干滩的平整情况,每100m坝长布置不少于2个断面。测量断面垂直于坝轴线布置,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),测点标高测量误差应小于5mm。尾矿库沉积干滩平均坡度,按各测量断面的尾矿沉积干滩平均坡度加权平均计算。干滩坡度与设计不符时采取相应的处理措施。干滩坡度根据坡度变化情况,一季度检测一次,随时掌握干滩坡度,汛前必须检测一次。

4.水文、气象监测

水文、气象监测包括库水位和降水量监测。库水位测点的布置根据坝型、筑坝及排尾方式确定,设置在基本能代表库内平稳水位并能满足工程管理和监测资料分析需要的地方,一般布置在库内排洪构筑物(如排水井、排洪斜槽等)上。监测设备选用水尺或自记水位计,有条件时可设遥测水位计或自动测报水位计,其延伸测读标高应高于设计洪水位。水尺零点标高每隔3-5年校测一次。当怀疑水尺零点有变化时及时进行校测。水位计每年汛前检验。水位监测的测量误差应小于20mm。除按水文、气象方面规定外,泄水前后各增加监测一次,汛期还应根据需要调整测次。库区降水量监测设备用雨量器。有条件时,可用自记雨量计、遥测雨量计或自动测报雨量计。

(三)人工监测1. 位移监测

位移监测的观测设备包括观测标点、工作基点和起测基点。观测标点埋设于坝体表层,用以反映坝的变形量。标点布置应根据坝的重要性、结构尺寸和地质情况而定,并以能全面掌握构筑物的变形状态为原则。选择有代表性且能控制主要变形情况的断面,如最大坝高断面、地基地形地质变化较大的断面,断面数量不少于3个。观测标点一般由底板、立柱和标点头三部分组成。起测基点为实施垂直变形测量的起点或终点。一般在每一排纵标点的两岸岩石或坚实土基上各设一点,其标高应大致接近。为了引测和校测起测基点的标高,尾矿库应设置3个以上的水准基点,并连接成观测网。工作基点为实施水平变形测量的基点,在坝端两岸每一纵排标点的延长线上各布置一点,安设在不受坝的变形影响、不受外来机械破坏及便于观测的地方,其标高宜接近观测标点的标高。

水平变形观测采用视准线法,以两工作基点的联线(视准线)为基准,分别测量该纵排各观测标点的水平位移量。在工作基点A的支承托架上安放经纬仪,后视工作基点B,照准后视觇标,固定视准线。然后用标点规标或测钎测读观测标点与视准线的偏移距离。倒转镜筒重对后视,再测读一次,正、倒镜各一次为一测回,每一测点应进行两个测回,两测回误差不大于5mm,取其平均值作为该点的观测结果。垂直变形观测用水准仪,根据起测基点的标高观测标点的标高变化。按一般水准测量程序及方法往返测量一次,测站和转点数目应尽量减少,前后视距离应相等,并不超过50m。

尾矿坝使用初期每月观测一次。当坝体垂直或水平变形量已基本稳定并已掌握其变化规律后,可逐渐减为每季或半年一次。但遇下列情况时应增加测次∶地震以后,变形量显著增大时;库水位超过最高水位时;久雨或暴雨后渗透情况显著变坏时。

2.浸润线观测

浸润线观测是为了解坝体内浸润线的位置和变化情况,以判定坝体是否稳定,确保安全运行并验证设计。每个观测横断面上,测点数量和埋设位置应根据断而大小、结构、坝基地质情况及设计采用的渗透计算方法等因素确定,并以能掌握浸润线的形状及变化为原则。一般最少应布置3个测点在坝顶上游边缘(常用渗透计算中假设零点位置)及排水棱体上游边坡与坝基的交点(或褥垫式排水体的起点)各布置一点,其间再埋设若干点。一般采用测压管观测。

一般平均每月观测一次,如遇上游水位超过正常高水位或经常保持高水位及坝体异常时应增加测次,必要时每天观测一次。

(四)在线监测

在线监测系统应包含数据自动采集、传输、存储、处理分析及综合预警等部分,并具备在各种气候条件下实现适时监测的能力。在线监测系统应具备下列基本功能∶①数据自动采集功能②现场网络数据通信和远程通信功能③数据存储及处理分析功能④综合预警功能⑤防雷及抗干扰功能⑥其他辅助功能,包括数据备份、掉电保护、自诊断及故障显示等功能。

在线监测系统的选择应符合下列基本性能要求∶①巡测采样时间小于30min,单点采样时间小于3min②测量周期为10min至30d,可调③监控中心环境温度保持在20~30℃,湿度保持不大于85%④系统工作电压为220(1±10%)V⑤系统故障率不大于5%;⑥防雷电感应不小于1000V;⑦采集装置测量范围满足被测对象有效工作范围的要求。

1.在线监测系统设计

在线监测系统控制中心的设置应符合国家现行的有关控制室或计算机机房的规定。在线监测系统的更新改造设计应在完成原有仪器设备检验和鉴定后进行。监测仪器、设备、设施的选择,应先进和便于实现在线监测。数据采集装置能适应应答式和自报式两种方式,按设定的方式自动进行定时测量,接收命令进行选点、巡回检测及定时检测。计算机系统与数据采集装置连接在一起的监控主机和监测中心的管理计算机配置应满足在线监测系统的要求,并应配置必要的外部设备。数据通信、数据采集装置和监控主机之间采用有线和(或)无线网络通信,尾矿库安全监测站或网络工作组应根据要求提供网络通信接口。在线监测系统软件包括在线采集和安全监测管理分析两个模块。安全监测管理分析模块具备基础资料管理、各项监测内容适时显示发布、图形报表制作、数据分析、综合预警等功能。其中,数据分析部分包括各项监测内容趋势分析、综合过程线分析等内容。接入在线监测系统的传感器应结构简单、传动部件少、容易维修、可靠性高、稳定性好。

2.安装和调试

对有相对位置和方向要求的监测设备,在现场放样时,严格控制坐标位置;监测设备的安装支架应埋设牢靠,水平度和垂直度满足设计要求。在线监测系统安装过程中,对系统设备进行线体试验、参数标定,做好详细记录。监测设施更新改造工程,在安装自动监测传感器时,尽量不破坏原有可用的监测设施。在线监测系统调试时,应与人工监测数据进行同步比测。

3.运行和管理

对在线监测系统每年至少进行一次系统检查,做好正式记录,存档备查。必须对在线监测系统加以防护。系统采用专用电源供电,不应直接用现场照明电源。系统电源应有稳压及过电压保护措施,以避免受当地电源波动过大的影响。系统应有可靠的防雷电感应措施,系统的接地应可靠,接地电阻应满足电气设备接地要求。电缆应加以保护,特别是室外电缆应布设在电缆沟或电缆保护管内。电缆沟宜封闭,并应采取排水措施。对易受周围环境影响的传感器应加以保护安装在坝体外部的设备,应考虑日照、温度、风沙等恶劣天气对监测设备的影响,必要时应采取特殊防护措施。

 

三、尾矿库生产运行管理

(一)安全生产管理

生产经营单位应当建立健全尾矿库安全生产责任制,建立安全生产规章制度和安全技术操作规程,对尾矿库实施有效的安全管理确保尾矿库具备安全生产条件所必需的资金投入,建立相应的安全管理机构和配备相应的安全技术管理人员。生产经营单位主要负责人和安全技术管理人员应当依照有关规定经培训考核合格并取得安全资格证书后,方可任职。直接从事尾矿库放矿、筑坝、巡坝、排洪和排渗设施操作的作业人员必须取得特种作业操作证书,方可上岗作业。生产经营单位应当编制尾矿库年度、季度作业计划和详细运行图表,严格按照作业计划生产运行,做好记录并长期保存。生产经营单位应制订尾矿库安全使用规划,提出新建、改建、扩建、勘察稳定验证或闭库的计划。上游建有尾矿库、渣库、排土场或水库等工程设施的尾矿库,应了解上游所建工程的稳定情况,必要时应采取防范措施。

尾矿库每3年至少进行一次安全现状评价。与尾矿库产生相互安全影响的区域不建设重要的生产区、生活区等设施。禁止在尾矿坝及对尾矿库产生安全影响的区域乱采、滥挖和非法爆破等。

(二)安全运行控制参数

尾矿库在生产运行中,必须对以下安全运行控制参数进行严格控制。

1)尾矿库设计最终堆积标高、最终坝体高度、总库容。

2)尾矿堆积坝外坡比。

3)尾矿坝不同堆积标高时,库内控制的正常生产水位、调洪高度、安全超高、防洪高度、沉积滩坡度及最小干滩长度等。

4)尾矿坝不同堆积标高时的控制浸润线。

上游式尾矿库还应控制尾矿流量、粒径和浓度等参数,中线式和下游式尾矿库应控制沉砂的控制粒径、产率和含水量等参数,干式堆存尾矿库应控制尾矿压滤后的尾矿含水率、排放厚度和压实指标等参数采用一次性筑坝的尾矿库应控制坝高、坝顶宽度、坡比、调洪高度、安全超高和放矿要求等参数。

(三)应急救援预案

尾矿库在生产运行过程中出现下列重大险情之一的,生产经营单位启动应急预案

1)坝体出现严重管涌、流土等现象的。

2)坝体出现严重裂缝、坍塌和滑动迹象的。

3)库内水位超过限制的最高洪水位的。

4)使用过程中出现排水井倒塌或者排水管(洞)坍塌堵塞的。

5)其他危及尾矿库安全的重大险情。

生产经营单位必须根据可能发生的垮坝、漫顶、排洪设施损毁等生产安全事故和影响尾矿库运行的洪水、泥石流、山体滑坡、地震等重大险情制定并及时修订应急救援预案。应急救援预案主要包括事故风险分析、应急指挥机构及职责、处置程序和处置措施等内容。

应急处置主要包括事故应急处置程序、现场应急处置措施和事故上报程序等内容。事故应急处置程序是根据可能发生的事故及现场情况,明确事故报警、各项应急措施启动、应急救援人员引导、事故扩大及同生产经营单位应急预案衔接的程序。现场应急处置措施是针对可能发生的垮坝、泄漏、洪水漫顶、排洪设施损毁、排洪系统堵塞、坝坡深层滑动等,从人员救护、工艺操作、事故控制、现场恢复等方面制定明确的应急处置措施。事故上报程序中应明确报警负责人、报警电话,上级管理部门、相关应急救援单位联络方式和联系人员,事故报告基本要求和内容等。

(四)尾矿排放与筑坝

尾矿排放与筑坝包括岸坡清理、尾矿排放、坝体堆筑、坝面维护、防排渗设施施工和质量检测等环节,必须按照设计要求和作业计划进行,并做好记录。一次建坝的尾矿库,应按设计要求排放。堆积标高不得超过设计标高。采用上游式湿法堆存的尾矿坝,应按照设计要求排放尾矿,并满足以下条件①滩顶标高必须满足生产、防汛、冬季放矿和回水要求②尾矿坝堆积坡比不得陡于设计要求③在坝前分散排放,维持坝体均匀上升;④坝顶及沉积滩面均匀平整,沉积滩长度及滩顶最低标高必须满足防洪设计要求⑤尾矿堆积坝下游浸润线埋深必须满足设计控制浸润线要求⑥矿浆排放不得冲刷初期坝或子坝,严禁矿浆沿子坝内坡趾流动冲刷坝体。

坝轴线较长时采用分段交替作业,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。排放口的间距、位置、同时开放的数量、时间等,按设计要求和作业计划进行操作。冰冻期、事故期或某种特殊原因确需长期集中放矿时,需请设计单位进行安全论证,不得出现影响后续堆积坝体稳定的不利因素。中线式及下游式尾矿坝堆筑在运行期间做好粗尾矿堆坝量与库内堆存量之间的砂量平衡工作。采用旋流器底流尾矿直接充填筑坝时,底流矿浆浓度应大于不分选浓度。

每期子坝堆筑前必须进行岸坡处理,将树木、树根、草皮、坟墓及其他构筑物全部清除。清除杂物不得就地堆积,应运到库外。若遇有泉眼、水井、地道、溶洞或洞穴等,按设计要求处理。每期子坝堆筑完毕,进行质量检查。主要检查内容包括轴线位置、子坝长度、剖面尺寸(子坝高度、坝顶宽度、内外坡比等)、坝顶及内坡趾滩面标高、库内水位、筑坝质量等。岸坡清理及子坝质量检查应记录存档,并经主管技术人员检查合格后,方可进行下一步工序。坝外坡面维护工作按设计要求进行。尾矿坝下游坡面上不得有积水坑。坝体出现冲沟、裂缝、塌坑和滑坡等现象时,应及时处理。对生产运行的尾矿库,未经技术论证和安全生产监督管理部门批准,任何单位和个人不得对选厂规模、尾矿物化特性、筑坝方式、坝型、坝外坡坡比、最终堆积标高、最终坝轴线的位置、排放方式、尾矿堆存的上升速度、坝体防渗、排渗及反滤层的设置、排洪系统的型式、布置及尺寸等事项进行变更。设计以外的尾矿、废料或者废水不得排入尾矿库。

(五)库水位控制与防洪

湿式堆存尾矿,控制尾矿库内水位应遵循以下原则∶①库内水位控制满足设计要求;②当回水影响尾矿库安全时,必须优先确保尾矿库安全,尽量降低库内水位③当尾矿库放矿方式、沉积滩坡度及排洪方式等与设计不符时,应进行调洪演算,保证在最高洪水位时各项参数满足设计要求。

干式堆存尾矿库最终堆积高度超过60m时,应设置中间截洪沟。当上游汇水面积较大时,应设拦洪设施。库尾排矿的干式尾矿库库前建拦挡坝,所形成库容应满足储存一次洪水冲刷挟带的泥沙量。

库内设清晰醒目的水位观测标尺。汛期应加强对排洪设施进行检查,确保防洪高度及排洪设施畅通。岩溶或裂隙发育地区的尾矿库,应控制库内水深,防止渗漏。非紧急情况,未经技术论证,不得用子坝挡水。洪水过后对坝体和排洪构筑物进行全面检查,发现问题及时处理。尾矿库排洪构筑物停用后,必须严格按设计要求及时封堵,并确保施工质量。

(六)渗流控制

在尾矿库运行过程中,坝体浸润线应低于控制浸润线。如果坝体浸润线超过控制浸润线,应增设或更新排渗设施。尾矿库运行期间加强浸润线观测,注意坝体浸润线埋深及其出逸点的变化情况和分布状态,必须按设计要求控制。

(七)防震与抗震

尾矿库原设计抗震标准低于现行标准时,应进行安全技术论证。需提高尾矿坝抗震稳定性时,一般采用以下措施∶①在下游坡坡脚增设土石料压坡;②对堆积坡进行削坡、放缓坝坡③对坝体进行加密处理④降低库内水位或增设排渗设施,降低坝体浸润线。

生产经营单位震后应进行安全检查,及时修复被破坏的安全设施。

(八)尾矿库安全监控

生产经营单位应按照设计要求定期进行各项监测。生产经营单位按设计要求做好在线监测和人工监测。在线监测应与人工监测结合布置,相互校核。监测数据应及时整理,如有异常,及时分析原因,采取对策措施。

 

四、尾矿库安全检查

(一)尾矿坝安全检查

尾矿坝安全检查内容包括坝的轮廓尺寸、变形、裂缝、滑坡和渗漏、坝面保护等。检测坝的外坡坡比,每100m坝长不少于2处,应选在最大坝高断面和坝坡较陡断面。水平距离和标高的测量误差不大于10mm。尾矿坝实际坡比陡于设计坡比时,应进行稳定性复核,若稳定性不足,则应采取措施。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。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。检查坝体滑坡,坝体出现滑坡时,应查明滑坡位置、范围和形态及滑坡的动态趋势。检查坝体浸润线的位置,应查明坝面浸润线出逸点位置、范围和形态。检查坝体排渗设施,应查明排渗设施是否完好、排渗效果及排水水质。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。检查坝面保护设施,应检查坝肩截水沟和坝坡排水沟断面尺寸,沿线山坡稳定性,护砌变形、破损、断裂和磨蚀,沟内淤堵等;检查坝坡土石覆盖保护层实施情况。

(二)防洪安全检查

检查尾矿库设计的防洪标准是否符合《尾矿设施设计规范》(GB50863)规定。当设计的防洪标准高于或等于《尾矿设施设计规范》(GB 50863)的规定时,按原设计的洪水参数进行检查。尾矿库水位检测,其测量误差应小于20mm。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个点当滩顶高低相同时,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。各测点中最低点作为尾矿库滩顶标高。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,在几个测量结果中,选最小者作为该尾矿库的沉积滩干滩长度。检查尾矿库沉积滩干滩的平均坡度时,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),测点标高测量误差应小于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。根据尾矿库实际的地形、水位和尾矿沉积滩面,对尾矿库防洪能力进行复核,确定尾矿库安全超高和最小干滩长度是否满足设计要求。

排洪构筑物安全检查的主要内容包括构筑物有无变形、位移、损毁、淤堵,排洪能力是否满足要求。

排水井检查内容包括井的内径、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,停用井封盖方法,排水井浮圈设置情况。

排洪斜槽检查内容包括∶断面尺寸、槽身变形、损坏或坍塌,盖板放置、断裂,最大裂缝开展宽度,盖板之间及盖板与槽壁之间的防漏充填物,漏砂,斜槽内淤堵等。

排水管检查内容包括∶断面尺寸,变形、破损、断裂和磨蚀,最大裂缝开展宽度,管间止水及充填物,管内淤堵等。排洪隧洞检查内容包括断面尺寸,洞内塌方,衬砌变形、破损、断裂、剥落和磨蚀,最大裂缝开展宽度,伸缩缝、止水及充填物,洞内淤堵及排水孔工况等。

溢洪道、截洪沟检查内容包括断面尺寸,沿线山坡滑坡、塌方,护砌变形、破损、断裂和磨蚀,沟内淤堵等,对溢洪道还应检查溢流坎顶标高、消力池及消力坎等。

排洪构筑物检查每年不得少于3次,并做好记录。汛期前后应重点进行检查。排洪构筑物检查应有影像资料。对裂缝、孔洞、鼓包和排水井基座、转流井等重要部位录像或摄像时,应辅以测量尺等工具进行详细测量并做好标识。检查人员应配备低压强光照明设备、供氧设施、安全帽、无线通信等必要的安全设备,人数不少于2人。应对检查结果进行整理、分析和处置,并对检查后的资料进行归档。

(三)尾矿库库区安全检查

尾矿库库区安全检查的主要内容包括周边山体的稳定性,违章建筑、违章施工和违章采选作业等情况。检查周边山体滑坡、塌方和泥石流等情况时,应仔细观察周边山体有无异常和急变,并根据工程地质勘查报告,分析周边山体发生滑坡的可能性。

检查库区范围内危及尾矿库安全的主要内容包括∶违章爆破、采石和建筑,违章进行尾矿回采、取水,外来尾矿、废石、废水和废弃物排入,放牧和开垦等。

(四)监测系统安全检查

监测系统安全检查的内容包括∶检查尾矿坝监测系统的布置、监测内容与监测要求是否满足设计要求;检查监测设施是否按要求设置,是否有损坏,是否运行正常等;监测设备应定期检查和维护,检查其可靠性和完整性。

(五)其他设施安全检查

其他安全设施检查的主要内容包括∶照明设施、管理房、通信设备、应急救援物资、安全警示标识和库区道路等。检查照明设施是否满足夜间安全生产使用要求,照明线路、设备及其布置是否安全规范。五、安全现状评价

尾矿库应当每三年至少进行一次安全现状评价。尾矿库安全现状评价工作应当由能够进行尾矿坝稳定性验算、尾矿库水文计算、构筑物计算的专业技术人员参加。安全现状评价还应进行尾矿库在下个评价周期的坝体稳定性和排洪系统的安全分析。安全现状评价应编制评价报告,并备案。

安全现状评价报告的重点内容包括∶①尾矿库自然状况的说明及评价,包括尾矿库的地理位置、周边人文环境、库形、汇水面积、库底与周边山脊的标高、工程地质概况等;②尾矿坝设计及现状的说明与评价,包括初期坝的结构类型、尺寸、尾矿堆坝方法、堆积标高、库容、堆积坝的外坡坡比、坝体变形及渗流、采取的工程措施等;③根据勘察资料(或经验数据)对尾矿坝稳定性进行定量分析,说明采用的计算方法、计算条件,并给出计算分析评价结果;④尾矿库防洪设施设计及现状的说明与评价,包括尾矿库的等别、防洪标准、暴雨洪水总量、洪峰流量、排洪系统的型式、排洪设施结构尺寸及完好情况等;⑤复核尾矿库防洪能力及排洪设施的可靠性能否满足设计要求;⑥当尾矿库防洪能力及排洪设施的可靠性或尾矿坝稳定性不能满足设计要求时,应进行必要计算,提出可行的对策;⑦安全监测设施的可靠性评价,包括安全监测设施的监测项目、数量、位置、精度、监测周期,及三等(含三等)以上尾矿库在线监测系统等方面⑧管理系统的完善程度及评价。

安全现状评价报告的结论应包括∶①尾矿坝稳定性是否满足设计要求;②尾矿库防洪能力是否满足设计要求③尾矿库的安全监测设施是否满足设计要求④尾矿库安全度⑤尾矿库与周边环境的相互影响;⑥安全对策。

 

六、闭库

对已达到设计最终堆积标高并不再继续加高扩容,或由于各种原因未达到设计最终堆积标高而提前停止使用的尾矿库,应进行闭库设计。闭库设计应在工程勘察、尾矿库安全现状评价基础上进行,并应根据安全评价的结论和建议,提出治理措施。闭库后的尾矿库应符合国家有关法规和标准的要求。闭库尾矿库的等别、设防标准应按《尾矿设施设计规范》(GB50863)确定,尾矿坝、保留或新建的防排洪设施等主要构筑物应按永久设施考虑。需要闭库的尾矿库,具有保证库区不蓄水的措施。如需蓄水,须经论证。闭库设计主要内容包括尾矿坝、防排洪设施、监测设施及周边环境的整治,并应对闭库后的管理要求进行说明。

尾矿库闭库时,尾矿坝和排洪系统不能满足安全要求时,应重点整治。尾矿坝整治包括①对坝体稳定性不足的,应采取加固坝体、降低浸润线等措施,使坝体稳定性符合规范的要求;②整治坝体的塌陷、裂缝、冲沟;③完善坝面排水沟和土石覆盖或植被绿化、坝肩截水沟、监测设施等内容。排洪系统整治内容主要包括∶①尾矿库闭库后的防洪能力应符合《尾矿设施设计规范》(GB 50863)防洪标准的要求。当防洪能力不足时,应采取增大调洪库容或增建排洪系统等措施,必要时,增设永久滥洪道②当原排洪设施结构强度不能满足要求或受损严重时,应进行加固处理必要时,新建永久性排洪设施,同时将原排洪设施进行封堵。

尾矿库闭库后应做好维护工作,尾矿库管理单位做好坝体及防排洪等设施的维护及监测。严禁在尾矿坝和库内进行乱采、滥挖、违章建筑和违章作业。闭库后的尾矿库应尽快进行生态恢复。

闭库后的尾矿库,未经论证和批准,不得重新启用或改作他用。闭库尾矿库需要回采时,应按新建项目立项并按相关法规的要求进行勘察、安全评价、审批、设计和实施。对回采过程中及回采结束后的尾矿设施必须进行安全论证,保证其防灾能力和本身结构的安全性不低于现行法规的要求。回采项目结束后应根据现状进行安全处置。

 

七、尾矿干堆

对于水资源缺乏、尾矿库纵深不能满足湿式堆存要求或有其他特殊要求,并经技术经济比较,方案合理时,可采用尾矿干式堆存。尾矿干式堆存应将选矿厂排出尾矿经脱水处理,并满足干式运输、堆积及压实要求后再进行堆存。干式堆存尾矿库平时库区表面不应积存雨水,汛期降雨时库区积存的雨水应及时排出库外,排空时间不应超过72h。干式尾矿排放方式包括库尾、库前、库中及周边排矿方式,在库下游应设回水澄清池。干式堆存尾矿库不得干、湿尾矿混排。进入库内的尾矿采用移动胶带机、装载机和推土机倒运、推平,采用碾压机械压实,压实参数应通过试验确定。影响堆积坝体稳定性的区域分层压实加高,压实度不低于0.92。在不影响堆积坝体稳定的区域,可适当降低压实标准。

干式堆存排放时采用自下而上分层压实,并设置台阶。库尾排矿应采用由库区尾部(上游)向库区前部(下游)排放的方式,排矿方式分为两种分层式5-10m宜设置一个台阶;推进式台阶高度不应超过5m。排矿时应自下而上分层压实并设置台阶,台阶高度与堆积坝最终外坡面设置的台阶高度一致,分层压实顶面保持1%~2%的坡度,坡向拦挡坝方向。库前排矿应自拦挡坝前向库尾推进,边堆放边压实并修整边坡。库中排矿应自库区中部向库尾和库前推进,边堆放边压实,并在达到设计最终堆高时一次性修整堆积坝外坡。周边排矿应自库周向库中间推进,始终保持库周高、库中低,边堆放边压实并修整边坡。堆积坝最终外坡面每隔5-10m高度应设一道台阶,并在台阶上修建永久性纵、横向排水沟。

干式堆存尾矿库采用汽车运输时,库内运输道路末端应设置卸料平台,其直径应满足运输车辆回转的需要。卸料平台的布置应满足在采用推土机摊平的条件下,将尾矿布放在整个库区的需要,其间距不大于100m。库内运输道路及卸料平台应随尾矿排放面的上升采用压实后的干尾矿逐级加高。库区运输道路坡度不大于8%。

干式堆存尾矿库采用带式输送机运输时,带式输送机的长度和数量满足在采用推土机摊平的条件下,将尾矿均匀排放在整个库区的需要。带式输送机的末端应具有一定仰角和高度,满足推土机作业的安全距离。带式输送机及其支架采用轻型结构,其基础设置不应影响防渗层的完整性。寒冷地区采用带式输送机运输时,采取防冻措施。

 

八、尾矿库溃坝事故分析和防范措施

(一)我国尾矿库溃坝事故情况

截至2015年底,全国共有尾矿库8869座,其中在用库3947座,在建库871座,已闭库1004座,停用库2968座,尾矿库回采79座。按安全状况划分,有危库0座,险库0 座,病库403座,正常库8466座。按等别划分,有一等库7座,二等库207座,三等库764座,四等库2207座,五等库5684座。

尾矿库是矿山正常生产所需的重要设施,同时又是重大危险源。尾矿库溃坝会对下游人民的生命财产安全造成重大损失及严重的环境污染。在世界93种事故、公害隐患中,尾矿库事故名列第18位。据统计,新中国成立以来,我国发生尾矿库事故共计70多起,其中尾矿坝溃坝事故30多起,死亡10人以上的重大、特别重大事故十多起。这些尾矿库溃坝事故都造成了人民群众重大的生命财产损失、严重的环境污染和恶劣的社会影响。

(二)尾矿库溃坝事故致因分析与防范措施

尾矿库的安全须满足两项基本要求∶一是尾矿坝坝体稳定性;二是尾矿库防排洪能力。从这两个角度看,导致尾矿库溃坝的主要原因有坝体失稳、渗透破坏、地震液化和洪水漫顶等。

1.坝体失稳

因坝体失稳造成的尾矿库溃坝事故较多。造成坝体失稳的原因主要有坝坡太陡、浸润线过高、坝基承载力不够等。针对不同的坝体失稳原因,应采取不同的防治措施,主要有∶①坝坡太陡的,坝体上部要进行削坡,下部要进行压坡;②浸润线过高的,要采取排渗措施,加强排渗,同时降低并控制库水位③坝基承载力不够的,要进行坝基处理,措施包括坝体下游设置压重、打碎石桩、堆载预压等。

2.渗透破坏

如果尾矿坝的排渗效果不好、浸润线过高,下游坡面会产生逸出,出现沼泽化,导致流土。在不同材料结合部位,如坝肩、反滤层等部位,常会有大量渗水流出,引起管涌。流土和管涌都可能导致溃坝。防止渗透破坏导致溃坝的主要措施∶增加排渗措施,做好反滤层,处理好不同材料结合部位等。

3.地震液化

地震作用导致尾矿库溃坝的主要原因是地震液化。影响地震液化的主要因素有尾矿粒度、密实度、饱和度等。根据尾矿堆坝的施工特点,尾矿不够密实,在地震作用下,坝内超静孔隙水压力迅速增加,当孔压达到临界状态时,尾矿产生液化,强度大幅降低,导致整体坝体失稳而溃坝。防治地震液化的主要措施包括降低坝体浸润线、降低库水位等。

4.洪水漫顶

造成洪水漫顶溃坝的原因主要是尾矿库防排洪能力不足和超标准的洪水。尾矿库防排洪能力不足主要表现在调洪库容不够、排洪设施排洪能力太小,或因损坏、淤堵等原因造成排洪设施的排洪能力下降甚至丧失。由于洪水漫顶造成的尾矿库溃坝事故也有不少。防止洪水漫顶溃坝的主要措施包括∶增大排洪设施的排洪能力、汛期降低库水位增加调洪库容等。雨季关注天气预报,做好降水量监测和库水位预测,提前采取控制库水位的措施。

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