尾矿库主要的安全技术要求
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(二)尾矿库的安全检查
1.尾矿库防洪安全检查 防洪检查包括: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。 (1)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。 (2)尾矿库水位标高的检测,其测量误差应小于20mm。 (3)尾矿库滩顶标高的检测,应沿坝(滩)顶方向布臵测点进 行实测,其测量误差应小于20 mm。 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。 各测点中的最低点作为尾矿库滩顶标高。
平 地 型 尾 矿 库
4.截河型尾矿库 是截取一段河床,在其上、下游两端分别筑坝形成的 尾矿库,如下图所示。有的在宽浅式河床上留出一定的流 水宽度,三面筑坝围成尾矿库。其特点是不占农田;库区 汇水面积不太大,但库外上游的汇水面积通常很大,库内 和库上游都要设臵排水系统,配臵较复杂,规模庞大。这 种类型的尾矿库维护管理比较复杂。国内采用者不多。
(2)上升坝。地表尾矿库使用最普遍的是上升坝, 它与挡水坝不同,是在尾矿库整个服务期间分期构筑 的坝。首先构筑初期坝,初期坝坝高设计一般考虑尾 矿库使用头2~3年的尾矿产量以及适当的洪水流入量。 继后按照预定的尾矿上升高程、库中允许洪水蓄积量 齐步并升。建筑材料包括天然土、露天和地下开采的 废石、水力沉积或旋流尾矿砂。 上升坝的优点:①由于在尾矿库整个服务期间分 配建设费用,初期工程费用低。②由于不必在筑坝初 期一次性备齐筑坝材料,在筑坝材料的选择上可有很 大的灵活性。采矿废石或尾矿砂都是理想的筑坝材料。 除压密费用外,材料是“免费”提供的。 上升坝可分为上游坝、下游坝和中心线坝三类。
三、尾矿库危险性分级的要求
2.尾矿库的整治:企业应请由有资质条件的中介技术服 务机构每5年对尾矿库进行一次安全评价。尾矿库的安全评 价报告必须报省级安全生产监督管理部门备案。 (1)对于危库,企业必须停产抢险,并采取以下应急措 施:立即降低库水位,确保坝的安全和满足汛期最小安全 超高和最小干滩长度的要求,必要时,可按最小干滩长度 为坝顶宽度,用渠槽法抢筑子坝,以形成所需的安全超高 和干滩长度;疏通、加固或修复排水构筑物,必要时可另 开挖临时排洪通道;处理滑坡,加固坝体。 (2)对于险库,企业应采取以下措施在限定的时间前消 除险情:降低库水位,确保满足汛期最小安全超高和最小 干滩长度的要求;疏通、加固或修复排水构筑物;处理滑 坡,加固坝体,消除管涌和流土。
尾矿库安全技术
二〇〇九年六月
第三节 尾矿库安全技术
一、尾矿排放方式 尾矿排放方式主要包括地表排放、地下排放 和深水排放等三种方式。另外,目前部分矿区积 极利用尾矿,变害为利,将尾矿作为散状填料或 原材料,实际上也是一种最积极的尾矿处理方式。 地表排放是目前最普遍使用的排放方法,仍 在尾矿管理中占有重要地位。然而,由于经济条 件、技术条件和管理条件的发展,必将产生更实 用的、更有创新性的排放方法。
2.地下排放 虽然地表尾矿库是最广泛应用的尾矿排放方法,但长期以来 地下采矿已采用尾矿砂充填空区以支护岩层,客观上也起到第二 作用,即减少尾矿的地表处理量。近些年来,由于地表排放的成 本和环境管理规程压力的增大,日趋把地下排放视作正规的排放 方案。特别是所排放尾矿属惰性、无潜在危险的场合,地下排放 更有突出优点。地下排放包括地下矿山充填、露天矿坑排放和专 门掘坑排放。 3.深水排放 是把尾矿泵入深湖或近海,但因环境生态问题的争议而一直 未普及应用。深湖和近海排放的主要特点是:尾矿上面的水位形 成一个理想的输氧屏障,从而能抑制硫化物生成酸的反应;减少 了细菌出现,有助于防止氧化;节省了昂贵的尾矿库建设费用; 如果这种排放来自百度文库环境上允许,则该排放方法有少占土地和美化环 境的优点。
(一)尾矿库的巡检 2.对排水构筑物的巡检:应检查排水井、排水管涵、 隧洞、截洪沟、溢洪道等是否完好,有无淤堵,排水井、 斜槽盖板的封堵方式、材料、方法是否符合要求,有无损 坏,月闭设备有无锈蚀,是否灵活可靠,下游泄流区有无 障碍物妨害行洪等。 3.对辅助设施的巡检:应检查交通道路是否畅通, 通讯、照明系统是否完好有效,防汛物资、器材和工具是 否完好、齐备。岗位人员是否到位,管理制度与细则是否 完善并行之有效等。 上述巡检仅是日常的巡检。汛期应加强检查,并做 好预警工作。汛前、汛后、暴雨期、地震后等应对尾矿库 进行全面的安全大检查,必要时应请主管部门派人参与共 同检查。
截 河 型 尾 矿 库
三、尾矿库危险性分级的要求
1.尾矿库安全度的分类:根据尾矿库的防洪能力和尾矿坝坝 体的稳定性确定。尾矿库分为危库、险库、病库和正常库。 (1)尾矿库有下列工况之一的为危库:尾矿坝的最小安全超高 和尾矿库的最小干滩长度达不到设计规范的要求,不能确保坝体 的安全;排水系统严重堵塞或坍塌,不能排水或排水能力急剧降 低,排水井显著倾斜,有倒塌的迹象;坝体出现深层滑动迹象; 其他危及尾矿库的情况。 (2)尾矿库有下列工况之一的为险库:尾矿坝的最小安全超高 和尾矿库的最小干滩长度达不到设计规范的要求,但平时对坝体 的安全影响不大;排水系统部分堵塞或坍塌,排水能力有所降低, 达不到设计要求;坝体出现浅层滑动迹象;坝体出现贯穿性的横 向裂缝,且出现较大的管涌,水质浑浊挟带泥沙或坝体渗流在堆 积坝坡有较大范围逸出,且出现流土变形;其他影响尾矿库安全 运行的情况。
(二)尾矿库的安全检查
(4)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臵1--3个断面。测量断面应垂直于坝 轴线布臵,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。 (5)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100m坝长布臵不少于1--3个断面。测量断 面应垂直于坝轴线布臵,测点应尽量在各变坡点处进行布 臵,且测点间距不大于10--20m(干滩长者取大值),测点高 程测量误差应小于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。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%。
(二)尾矿库的安全检查
(6)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干滩长 度是否满足下列表中的要求。 表6—7 上游式尾矿坝的最小干滩长度
尾矿库等别
最小干滩长度/ m 一 150 二 100 三 70 四 50 五 40
表6—8
二、尾矿库的类型 1.山谷型尾矿库 是在山谷谷口处筑坝形 成的尾矿库,如图6—2所示。 它的特点是初期坝相对较短, 坝体工程量较小;后期尾矿 堆坝相对较易管理和维护, 当堆坝较高时,可获得较大 的库容;库区纵深较长,澄 清距离及干滩长度易于满足 设计要求;但汇水面积较大, 排水设施工程量大。我国大 中型尾矿库大多属于这类尾 矿库。
1.地表排放 是采用某种类型堤坝形成拦挡、容纳尾矿和选矿废水的尾矿 库,使尾矿从悬浮状态沉淀下来形成稳定的沉积层,使废水澄清 再返回选矿厂使用。地表排放方式有挡水坝、上升坝、环形坝和 干处臵。 (1)挡水坝。是在开始向尾矿库排放之前一次性地按全高构筑 的坝。筑坝材料通常取用各种天然土。挡水坝包括不透水心墙、 排水带、渗滤层和上游式堆石等。 挡水坝适宜于蓄水要求高的尾矿库,例如暴雨径流流入量大 的尾矿库,或者因选矿工艺的制约限制尾矿废水再循环的场合, 或者尾矿沉淀需要大的贮水容积和蒸发面积的场合,或者为控制 尾矿废水污染当地水系的场合。 挡水坝因建库地势不同可分山谷坝和环形坝。 从工程角度看,挡水坝适用于任意类型和级配的尾矿,适用 于任意排放方法,抗震性能较好,坝体一次筑就,无升高速度的 限制,防渗性能要求较高,因此,筑坝成本较高。
四、尾矿库的巡检与安全检查
(一)尾矿库的巡检 尾矿库的任何事故都不是突然爆发的。巡检工作就是为了 发现隐患并消除隐患。因此,尾矿库的巡检工作非常重要。应 建立巡检制度,规定巡检工作的内容、办法和时间等。 1.对坝体部分的巡检:应检查尾矿堆积坝顶高程是否一致, 坝上放矿是否均匀,尾矿沉积滩是否平整,沉积滩长度、坡度 是否符合要求,水边线是否与坝轴线大致平行,库内水位是否 符合规定,子坝堆筑是否符合要求,尾矿排放是否冲刷坝体、 坝坡,坝体有无裂缝、滑坡、塌陷、表面冲刷、兽蚁洞穴等危 及坝体安全的现象,坝面护坡、排水系统是否完好,有无淤堵、 沉降、积水等不良现象,坝体下游坡面、坝脚、坝下埋管出坝 处、坝肩等部位有无散浸、渗水、漏水、管涌、流土等现象, 渗流水量是否稳定,水质是否有变化,观测设施(测压管、测 点、水尺、警示设备、孔隙水压力计、测压盒、量水堰等)是 否完好等。
(3)环形坝。它是在平地上四面筑坝形成的, 因此成本较高。 (4)干处臵。在尾矿沉淀之前尾矿以固体形式 干处理,通过带式过滤机把水从中排出,形成干 尾矿,从而减少尾矿废水的渗漏,但成本高。 带式过滤工作原理简单,随着尾矿在合成橡胶 支托的过滤编织带上移动,采用真空装臵从尾矿 中汲取液体,使尾矿含水量从约50%降低到20 %~30%,处理成“干饼”状堆放。 由于尾矿基本上呈固体形式处臵,所以土地 恢复可与尾矿处臵同时进行有很大优点。但这种 处臵方法的成本较高,基建费用和作业费用都很 高。
三、尾矿库危险性分级的要求
(3)尾矿库有下列工况之一的为病库:尾矿坝的最小安全超 高和尾矿库的最小干滩长度达不到设计规范的要求;排水系统 出现裂缝、变形、腐蚀或磨损,排水管接头漏砂;堆积坝的整 体外坡坡比陡于设计规定值,或虽符合设计规定,但部分高程 上的堆积坝边坡过陡,可能形成局部失稳;经验算,坝体稳定 安全系数小于设计规范规定值;浸润线位臵过高,渗透水自高 位出逸,坝面出现沼泽化;坝体出现较多的局部纵向或横向裂 缝;坝体出现小的管涌并挟带少量泥沙;堆积坝外坡冲蚀严重, 形成较多或较大的冲沟;坝端无截水沟,山坡雨水冲刷坝肩; 其他不正常现象。 (4)同时满足下列工况的为正常库:尾矿坝的最小安全超高 和尾矿库的最小于滩长度均符合设计要求;排水系统各构筑物 符合设计要求,工况正常;尾矿坝的轮廓尺寸符合设计要求, 稳定安全系数及坝体渗流控制满足要求,工况正常。
3.平地型尾矿库 是在平地四面筑坝围成的尾矿库,如下图所示。其 特点是初期坝和后期尾矿堆坝工程量最大,维护管理比 较麻烦;由于周边堆坝,库区面积越来越小,尾矿沉积 滩坡度越来越缓,因而澄清距离、干滩长度以及调洪能 力都随之减少;堆坝高度受到限制,一般不高;但汇水 面积小,排水构筑物相对较小。国内平原或沙漠地区多 采用这类尾矿库。
三、尾矿库危险性分级的要求 (3)对于病库,企业应采取以下措施尽快消除事故隐 患:抓紧进行防洪治理工程,确保汛前彻底完成治理工 程量;加固、修复排水构筑物;加固坝体或适当削坡, 处理局部裂缝;实施降水措施降低浸润线,消除管涌和 流土;修整坝坡,开挖坝肩截水沟。 3. 企业对非正常级尾矿库的检查周期:对“危”级 尾矿库每周不少于1次;对“险”级尾矿库每月不少于1 次;对“病”级尾矿库每季不少于1次。在暴雨和汛期 期间,应根据实际情况对尾矿库增加检查次数。检查中 如发现重大隐患,必须立即采取措施进行整改,并向安 全生产监督部门报告。
2.傍山型尾矿库 是在山坡脚下依山筑坝所 围成的尾矿库,如图6—3所 示。它的特点是初期坝相对 较长,初期坝和后期尾矿堆 坝工程量较大;由于库区纵 深较短,澄清距离及干滩长 度受到限制,后期堆坝高度 一般不太高,库容较小;汇 水面积虽小,但调洪能力较 小,排洪设施的进水构筑物 较大;由于尾矿· 水的澄清条 件和防洪控制条件较差,管 理、维护相对比较复杂。国 内低山丘陵地区的尾矿库大 多属于这种类型。