【正文】 重慶科技學院?？粕厴I(yè)設計 5 某工程尾礦壩潰壩事故樹分析 32 圖 54 吸濕過程的土水特征曲線 關(guān)于非飽和土基質(zhì)吸力與含水量關(guān)系以及其影響強度指標的機理方面。發(fā)生壩體上部穩(wěn)定性較差，滑動計算結(jié)果如圖 52，圖 53所示。 副壩 3339。 后期子壩利用尾礦砂上游法堆筑 ,現(xiàn)已堆至第 5級子壩，超過原設計最終堆積標高 6m，達 ， 總堆積高度約 ， 主壩 外坡比為 1： ， 灘長 ~， 沉積灘平均坡度為 ％， 壩頂至庫內(nèi)水面高差約 1m， 屬 I V 等庫，該地區(qū)地震基本烈度小于 6度，壩體剖面與構(gòu)造見 圖 51。對于水中填土壩，在處理滑坡階段進行填土時，最好不要采用碾壓施工，以免因原壩體固結(jié)沉陷而開裂。 對于滑坡體上部已松動的土體，應徹底挖除，然后按壩坡線分層回填夯實， 并做好護坡。異常滲漏則是有害 的。 發(fā)現(xiàn)裂縫后都應采取臨時防護措施，以防止雨水或冰凍加劇裂縫的開展。崗位人員是否到位，管理制度與細則是否完善并行之有效等。壩基的防滲、排滲和巖溶地基的處理應根據(jù)地基的特點和尾礦庫的特點要求進行相應的施工處理措施。 滲漏控制 隨著世界性水資源和環(huán)境保護意識的提高，以及廢水管理法規(guī)的健全，減少和控制尾礦庫滲漏迅速成為礦山工程項目環(huán)境評價和管理評價的關(guān)鍵問題之一， 從而 推動了尾礦庫滲漏控制技術(shù)的長足進步。選礦工藝類型直接決定尾礦庫區(qū)的類型， 因而也是影響尾礦庫址選擇的因素之一。 尾礦庫最大的危害因素是潰壩。最小徑集是頂上事件不發(fā)生所必需的最低限度的徑集 。 小結(jié) 本段對尾礦庫建設和運行的各個階段和各單元的潛在危險進行論述和分析 ,并對可能導致潛在危險的原因進行了分析 ,提出相應的事故預防措施 ,該項工作是加強尾礦庫安全生產(chǎn)管理及預防尾礦庫事故發(fā)生的基礎(chǔ)性工作。如火谷都尾礦壩潰壩。在生產(chǎn)運行中， 尾礦庫由不具備專業(yè)知識的人員管理， 未按設計要求或有關(guān)規(guī)定執(zhí)行， 是造成隱患的后天因素。排洪構(gòu)筑物的壽命也是有限的 ,灘面表面干燥 ,甚至開裂 ,但內(nèi)部仍呈飽和狀態(tài) ,一旦失事 ,其造成的災害和正在使用的尾礦庫的失事同等嚴重 [7]。因此 ,在施工時必須按《選礦廠尾礦設施設計規(guī)范》 (ZBJ190)和《尾礦庫安全管理規(guī)定》的規(guī)范嚴格執(zhí)行 ,在尾礦庫施工驗收階段必須嚴格按《尾礦設施施工及驗收規(guī)程》 (YS541895)的要求進行 ,并且要進行安全現(xiàn)狀評價 ,評價合格后方可運行。而由此造成的隱患大多數(shù)是壩體在中后期穩(wěn)定性和防洪能力不夠 ,不能滿足設計規(guī)范的要求。1992年 05月 24日 ,河南灤川縣赤土店鄉(xiāng)鉬礦搶修尾礦庫排洪洞發(fā)生大規(guī)模塌方 ,死亡 14人 ,重傷 4人。 (12)滾石。 (8)壩體地震液化。裂縫 ,壩基下存在軟基或巖溶 ,壩體疏松 使?jié)B流破壞不斷擴大導致壩體裂縫、管涌或流土 ,引起壩體滑坡坍塌。現(xiàn)對可能引起潰壩的各個有害因數(shù)分析如下。引起潰壩的原因很多 ,如 :① 調(diào)洪高度不能滿足需要、安全超高不夠、泄洪排水系統(tǒng)防洪標準偏低、泄洪排水構(gòu)筑物破壞或堵塞、庫區(qū)內(nèi)發(fā)生大的泥石流、岸坡發(fā)生滑坡和坍塌等 。但通過兩組數(shù)據(jù)的比較分析，可以發(fā)現(xiàn)其反映的一些規(guī)律 性特征 。最后，結(jié)合一個尾礦壩潰壩的事例，來結(jié)合實際的分析了一下尾礦壩的潰壩的原因。 研究 的主要內(nèi)容、 思路和研究方法 研究的主要內(nèi)容 在本論文中，我 的主要內(nèi)容是 對尾礦壩的潰壩原因進行 系統(tǒng) 的研究，通過國內(nèi)外的經(jīng)驗和教 訓，總結(jié)出尾礦壩的潰壩原因。 1995年以來，隨著我國改革的深入，國家機構(gòu)、機制進行了整改革，老一代尾礦處理專業(yè)人員陸續(xù)退休，有的院所該專業(yè)后繼乏人，對于尾礦庫安全運行管理體系上遇到了困難，加上礦山企業(yè)以及從業(yè)人員的潰壩安全意識相對比較薄弱，造成這些年來許多小庫缺乏正規(guī)設計。我國黑色、有色、黃金、化工、核工業(yè)、建材等行業(yè)的礦山每年產(chǎn)出尾礦約 3億 t，基 本上堆存在大約 1500座尾礦庫中 [5]，其中80％屬于黑色、有色冶金礦山，其它行業(yè)只占 20％ 。尾礦庫的建設應遵循先勘察設計，后施工建設，再投產(chǎn)運行的程序進行。近兩年，全國共發(fā)生尾礦庫潰壩等較大和重大事故 17起、死亡 41人 [2] 。原因之一是上游式筑壩的尾礦壩其壩體穩(wěn)定性較差，但該壩型由于生產(chǎn)管理方便，早期一度被廣泛使用。從美國大壩委員會有關(guān)水壩事故的統(tǒng)計結(jié)果我們可以得出，漫頂潰決、排洪設施失效以及結(jié)構(gòu)破壞是導致大壩事故的主要原因。本文通過辨識國內(nèi)外尾礦壩潰壩事故主要危險因素 ， 分析了尾礦壩壩型、壩高、潰壩原因、潰壩后果 、構(gòu)筑物型式與潰壩事故之問的相互關(guān)系，挖掘了導致尾礦壩潰壩的規(guī)律性特征，進而 建立了一個事故樹比較系統(tǒng)的分析了一下尾礦壩的潰壩原因。 尾礦庫潰壩事故原因和研究制定相關(guān)對策措施提供依據(jù) ， 對于提高安全監(jiān)管工作的效率和水平有一定實際意義。除了統(tǒng)計本國的大壩歷史事故外， 1994年美國大壩委員會還針對世界范圍內(nèi)的尾礦壩事故進行了統(tǒng)計，統(tǒng)計囊括了 1917年至 1989年之間發(fā)生了潰決、滲漏以及其它破壞類型的尾礦庫 185個。下游式堆筑方法的尾礦壩壩體是由抗剪強度較高、滲透性較強的粗尾礦堆砌而成，其穩(wěn)定性較高。因尾礦庫潰壩造成人員傷亡和有毒污染物下泄的事故屢屢發(fā)生，給人民群眾生命財產(chǎn)造成重大損失，對環(huán)境安全構(gòu)成嚴重威脅。對發(fā)生潰壩的尾礦庫進行分析，大部分尾礦庫無正規(guī)設計。這些庫中最大設計壩高 260m，超過 lOOm的有 26座，庫容大于 I 108m3的有 10座。同時，安全監(jiān)管人員也普遍存在不熟悉相關(guān)業(yè)務的情況，以致在日常檢查中看不出尾礦庫存在的隱患。然后建立一個事故樹，在從事故樹中得知各種原因?qū)ξ驳V壩潰壩的致因幾率。并提出的整改措施。第二，對重慶科技學院?？粕厴I(yè)設計 1緒論 10 尾礦壩的危險因素做了必要的辨識， 對尾礦庫建設和運行的各個階段和各單元的潛在危險進行論述和分析 ,并對可能導致潛在危險的原因進行了分析 ,提出相應的事故預防措施 ,該項工作是加強尾礦庫安全生產(chǎn)管理及預防尾礦庫事故發(fā)生的基礎(chǔ)性工作。② 壩 基未處理或處理不當、壩體邊坡過陡、有局部坍塌或隆起、壩面有沖刷或塌坑等不良現(xiàn)象 。 (1)滑坡 (岸坡坍塌 )：由于尾礦庫建在陡峭山體上 ,采礦活動、巖體風化、尾礦庫水淹浸泡而導致山體失穩(wěn) ,最終引起滑坡。 (5)壩面拉溝。當筑壩尾砂粒度不符合要求 ,壩坡處于飽和狀態(tài) ,地震時或其它震動會引起壩體液化。由于山體陡峭、采礦活動、或巖體風化等原因 ,引起巖石從山體脫落沖擊排洪設施 ,導致排洪設施破壞或由于滾石下落或重物落下?lián)糁腥梭w而引起的事故。在國外 ,此類事故亦不鮮見。其次 ,排水構(gòu)筑物出現(xiàn)斷裂、氣蝕、倒塌等現(xiàn)象也往往由于設計人員素質(zhì)不高或經(jīng)驗不足所造成的。 運行階段 科學管理 ,尾礦壩管理應由有資質(zhì)的人員經(jīng)培訓后進行管理，并建立健全規(guī)重慶科技學院?？粕厴I(yè)設計 2尾礦壩危害因素 14 章制度和檢查臺賬。因此 ,從尾礦庫使用到最終設計高程前2～ 3a必須進行閉庫設計 ,且設計和施工方案應符合《尾礦庫安全管理規(guī)定》的安全法律、法規(guī)等技術(shù)規(guī)范 ,并須報省級以上安全生產(chǎn)監(jiān)督管理部門審查 ,進行閉庫安全評價。因此尾礦庫投入使用后要通過 日常巡查和檢查對發(fā)現(xiàn)的各種不利工況予以重視， 進行分析排查隱患顯得尤為重要。 子壩擋水漫頂潰壩 尾礦含泥量大， 庫區(qū)容積均已被泥漿所占有；庫內(nèi)水位抬高， 子壩擋水， 整個壩體飽和是潰壩的直接原因如黃梅山尾礦壩。 重慶科技學院專科生畢業(yè)設計 3 尾礦壩潰壩事故樹分析 17 3 尾礦庫潰壩事故樹分析 事故樹分析 (FTA)又稱故障樹分析，是安全系統(tǒng)工程最重要的分析方法。 結(jié)構(gòu)重要度分析。一旦潰壩會引 起滑坡、泥石流等重大災害 ，造成重大人員傷亡、財產(chǎn)損失和環(huán)境污染 。除此之外還要考慮場址與礦區(qū)的距離、水 文 、 地質(zhì)等因素。然而，就目前而言，在尾礦管理中， 認識最膚淺的仍然是尾礦庫滲流及其攜帶污染物對地下水的影響。 尾礦庫運營中可能存在的事故隱患及其維護處理措施 尾礦庫的巡檢 尾礦庫的任何事故都不是突然爆發(fā)的，而是由隱患逐漸發(fā)展擴大，最終導致事故形成。 值得特別指出的是，上述巡檢工作僅是日常的巡檢內(nèi)容。對于滑動性裂縫的處理，應結(jié)合壩坡穩(wěn)定性分析統(tǒng)一考慮；對于非滑動性裂縫可采取以下措施進行處理：采用開挖回填是處理裂縫比較徹底的方法，適用于不太深的表層裂縫及防滲部位的裂縫；對壩內(nèi)裂縫、非滑動性很 深的表面裂縫，由于開挖回填處理工程量過大，可采取灌漿處理。由于設計考慮不周， 施工不當以及后期管理不善等原因而產(chǎn)生非正常滲流， 導致滲流出口處壩體產(chǎn)生流土、沖刷及管涌多種形式的破壞，嚴重的可導致垮壩事故。 壩體有軟弱夾層或抗剪強度較低且背水坡較陡而造成的滑坡，首先應降低庫水位，如清除 夾層有困難時，則以放緩壩坡為主，輔以在壩腳排水壓重的方法處理?；轮髁芽p，一般不宜采取灌漿方法處理。 2021年 6月 7日當?shù)剡B降暴雨，主壩部位堆積壩體頂部第 5級子壩局部發(fā)生潰決，潰決壩體共長約 18高約 4 m，經(jīng)搶險堆筑至原標高。 0 4439。圖 52，圖 53分別是 2239。都進行過深入研究，并獲得了定量的模型描述，表明基質(zhì)吸力下降引起的抗剪強度與含水量之間成負指數(shù)關(guān)系。 ② 非飽和土含水量與基質(zhì)吸力變化及強度的關(guān)系 非飽和土含水量 ( 或飽和度 ) 與基質(zhì)吸力關(guān)系曲線稱為土水特征曲線，它描述了非飽和土對水分的吸持作用．通?？紫稓鈮毫Φ扔诖髿鈮毫?，即 a? =0 這 樣基質(zhì)吸力簡化為負的孔隙水壓力 ,某一含 水量 下基質(zhì)吸力的大小與土的顆粒級配、土中次生礦物 的成分、固結(jié)歷史及其含量等有關(guān)進行了非飽和土坡危險含水量分析研究后得出其吸濕過程中的土 水特征曲線，見圖 54。 滑孤計算 按發(fā)生在不提下部、上部以及整體滑動 3種狀態(tài)進行搜索。 2239。初期壩有主、副兩座均質(zhì)土壩，其中主壩壩頂標高 ，壩高 m,設計尾礦最終堆積壩頂標高， 堆積體高度 1 ： 3 ,總庫容約 6 2 X 104 m3， 有效庫容 5 5 X 104m3。填土應嚴格掌握施工質(zhì)量，土料的含水量和干重度必須符合設計要求， 新舊土體的結(jié)合面應刨毛，以 利結(jié)合。濾層上部的壓坡體一般用砂、石料填筑，在缺少砂石料時，亦可用土料分層回填壓實。正常滲流有利于尾礦壩壩體及壩前干灘的固結(jié)，從而有利于提高壩的整體穩(wěn)定性。 ① 尾礦壩裂縫的處理 裂縫是尾礦壩較為常見的病患，某些細小的橫向裂縫有可能發(fā)展成為壩體的集中滲漏通道， 有的縱向裂縫也可能是壩體發(fā)生滑坡的預兆，應予以充分重視。 其他尚應檢查交通道路是否暢通，通訊、照明系統(tǒng)是否完好有效，防汛物資、 器材和工具是否完好、齊備。當軟弱帶對地基的抗滑無影響時，應以防止過量變形為處理原則，當軟弱帶可能構(gòu)成滑動面時，則以改善抗剪強度為原則；高傾角軟弱帶常用的處理方法有混凝土塞、 混凝土梁、鋼筋混凝土拱、固結(jié)灌漿，具體方法的選擇應根據(jù)軟弱帶本身的特性及其與壩的要求確定；處理后的地基盡量滿足均勻完整， 滿足結(jié)構(gòu)設計的各項要求。庫水漫過壩頂之后，尾礦壩遭受快速下切侵蝕，很短時間即可完全潰壩。所以選址階段要認真仔細的論 證，比較其優(yōu)越性，每個可能的備選庫址都有一定的優(yōu)點和缺點，必須與采選作業(yè)一起考慮，加以選擇。本章應用后者分析 [3] 。徑集 (通集 )，即如果事故樹中某些基 本事件不發(fā)生 ，則頂上事件不 發(fā)生 ，這些基本事件的集合稱為徑集。該尾礦庫閑置后再啟用沒有辦理各種使用制度， 也沒有進行平時的安全巡查和檢查， 屬于重重慶科技學院專科生畢業(yè)設計 2尾礦壩危害因素 16 大的責任事故。 二期土壩失穩(wěn) 二期土壩加高未按設計要求進行，在尾礦泥層上修筑臨時小堤，壩體斷面薄弱；臨時小堤已發(fā)生壩頂開裂，未組織力量按設計要求修復；庫內(nèi)水位不斷抬高，壩體施工質(zhì)量差 。尾礦庫建設前期工作對自然條件 ( 如工程地質(zhì)、 水文、 氣象等 ) 了解不夠， 設計不當 ( 如考慮不周， 盲目壓低資金而置 安全于不顧， 由不具備設計資格的設計單位進行設計等 ) 或施工質(zhì)量不良是造成隱患的先天因素。 閉庫階段 尾礦庫即使停止了使用 ,庫內(nèi)已無積水 ,但洪水及地震的威脅將長期存在 ,況且?guī)靸?nèi)沉積灘面在常年風雨吹淋之下 ,灘面坡度漸趨平緩、調(diào)洪庫容隨之減少、洪水位的安全高度及安全灘長大多不能滿足安全要求。若排洪構(gòu)筑物有蜂窩、麻面或強度不達標 ,且負荷逐漸增大時 ,便會造成掉塊、露筋 、斷裂、甚至倒塌等危害 [5]。 設計階段 設計質(zhì)量低劣 ,基礎(chǔ)資料不確切、設計方案及技術(shù)論證方法不當、不遵循設