【文章內(nèi)容簡介】 但采用此法需有一定的條件，一是 要求尾礦可以分離出足夠數(shù)量的粗顆粒用以筑壩，二是壩址地形狹口足夠長，可以布置下壩體。在筑壩過程中，需控制壩頂與庫內(nèi)沉積灘面的高差，保持均衡上升，以滿足防洪要求。此式筑壩生產(chǎn)管理與維護比較復(fù)雜，且成本較高。國外使用較多，國內(nèi)使用尚少見。 圖 110 下游式尾礦壩筑壩示意圖 中線式筑壩： 中線式筑壩是在初期壩壩軸線位置上用水力旋流器沉砂堆（沖）積尾礦加高壩體而成的一種筑壩工藝。尾礦庫投入運行以后，在初期壩壩頂上用水力旋流器將選礦廠送來的尾礦分級。分級后的含粗顆粒的底流礦漿沿壩軸線 方向均勻地向初期壩上、下兩個方向排放，進行自然沉積并輔以機械修整和壓實，形成新壩體。當(dāng)壩體達到一定的高度后，再將分級設(shè)備和放礦管移到新壩頂上，繼續(xù)分級、放礦，筑壩。金屬非金屬礦山班組長安全管理讀本 16 新壩頂逐漸升高，直到最終堆積高程。含細顆粒的溢流礦漿排至庫內(nèi)進行沉積儲存。 圖 111 中線式尾礦壩筑壩示意圖 中線式筑壩的特點是壩軸線的位置總是與初期壩壩軸線吻合，不向上、下游移位，壩體有明確的輪廓線。其下游側(cè)壩體的筑壩質(zhì)量與下游式筑壩相同，而上游側(cè)壩體與尾礦沉積灘則成垂直的鋸齒形接觸面。因此，此式筑壩的優(yōu)缺點介于上游 式和下游式之間，抗地震液化性能優(yōu)于上游式，而筑壩要求的粗顆粒尾礦數(shù)量可比下游式少一些，壩址狹口長度也可以短一些，在筑壩過程中，同樣需控制壩頂與庫內(nèi)沉積灘面的高差，保持均衡上升，以滿足防洪要求。生產(chǎn)管理與維護也比上游式筑壩復(fù)雜。德興銅礦 4尾礦庫就是采用中線式筑壩法堆筑堆積壩。 濃縮錐式筑壩 濃縮錐式筑壩是將尾礦礦漿濃縮至 75%左右在尾礦庫內(nèi)集中放礦，尾礦按照強迫沉降規(guī)律（不出現(xiàn)自然分級）呈錐形體狀堆積，周邊建有很低的圍堤，攔截析出的尾礦水和雨水，排出庫外。此種尾礦尾 礦 庫 第一章 17 庫具有較高的安全性，但占地面積大 ，管理復(fù)雜，國外仍處于摸索試驗階段，尚未推廣。 （二）堆積壩的構(gòu)造 壩頂 壩頂寬度根據(jù)施工（用人工或筑壩機械）、管道鋪設(shè)、和是否行車等要求而定，一般不小于 2m。壩頂應(yīng)鋪一層土或碎石以防雨水沖刷。 壩坡 壩坡平均坡比應(yīng)嚴格按設(shè)計要求實施，不能過陡或過緩。應(yīng)防止出現(xiàn)下陡上緩的凸面。上一級子壩的外壩腳應(yīng)自下一級子壩的壩頂內(nèi)緣起始，即保留每級子壩的輪廓，以便于操作管理。坡面上也應(yīng)鋪土或碎石護坡，以防雨水沖刷壩坡面及粉塵污染環(huán)境。 馬道 堆積壩下游壩坡上每隔 3～ 5m 高差設(shè)一寬為 1～ 2m 馬道。 截水溝與排水溝 沿壩坡同山坡的交界線設(shè)截水溝，以防山坡匯流雨水沖刷后期壩壩坡腳，此截水溝與初期壩的截水溝相連接。在每層馬道的內(nèi)側(cè)也應(yīng)設(shè)縱向截水溝，沿截水溝每隔一定距離設(shè)橫向排水溝，將水引到壩坡腳以外，以防雨水沖刷壩面。 三、尾礦庫擋水壩 尾礦庫擋水壩是指長期或較長期擋水的尾礦壩，包括不用尾礦堆壩的主壩及尾礦庫側(cè)、后部的副壩。 尾礦庫擋水壩是對于尾礦庫地形短小不能滿足尾礦堆壩要求的小庫，或尾礦顆粒太細無法利用尾礦堆壩者，采用水庫（無后期壩）金屬非金屬礦山班組長安全管理讀本 18 的壩型作尾礦壩，又稱之為一次建 壩，屬稱尾礦庫攔擋壩。 對于擋水壩尾礦庫，其尾礦壩是一次性堆筑而成的，它只有初期壩而無堆積壩。 （一）尾礦庫擋水壩結(jié)構(gòu) 尾礦庫的擋水壩一般采用土石壩和重力壩，其與水庫擋水壩相似，功能和工作條件基本與水庫擋水壩相同。 尾礦擋水壩：承受庫內(nèi)尾礦水、洪水及尾礦的壓力，功能是攔砂排水，一般尾礦擋水壩庫內(nèi)設(shè)置兩套排洪設(shè)施 :一套是排洪水設(shè)施，一套是排正常生產(chǎn)水設(shè)施。 尾礦擋水壩庫內(nèi)經(jīng)常保持低水位運行時，庫內(nèi)形成的尾礦沉積干灘與尾礦堆積壩庫內(nèi)形成的干灘長度不一樣，因為當(dāng)尾礦擋水壩在發(fā)生洪水時，庫內(nèi)干灘 就將被洪水淹沒，到洪水退下時才會再出現(xiàn)。如果庫內(nèi)沒有設(shè)置另一套排放日常生產(chǎn)水的排水系統(tǒng)，則庫內(nèi)的水位維持在排洪系統(tǒng)進水口以下運行。采用土石壩尾礦擋水壩壩后坡應(yīng)修筑排水棱體。 （二）尾礦庫擋水壩排洪設(shè)施 尾礦庫擋水壩排洪設(shè)施是尾礦庫必須設(shè)置的安全設(shè)施，其功能在于將匯水面積內(nèi)洪水安全地排至庫外，它的安全性和可靠性直接關(guān)系到尾礦庫防洪安全。 采用擋水壩尾礦庫庫內(nèi)排洪構(gòu)筑物通常由進水構(gòu)筑物和泄水構(gòu)筑物兩部分組成。土石擋水壩下游坡面的雨水用排水溝排除。擋水壩尾礦庫擋水壩排洪構(gòu)筑物型式的選擇，應(yīng)根據(jù)尾礦庫排 水量的大小、尾礦庫地形、地質(zhì)條件使用要求以及施工條件等因素并經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟比較確定。 尾 礦 庫 第一章 19 四、進水構(gòu)筑物 進水構(gòu)筑物的基本型式有排水井、排水斜槽、溢洪道等。 排水井是最常用的進水構(gòu)筑物。有窗口式、框架式、井圈疊梁式和砌塊式等型式。窗口式排水井整體性好，堵孔簡單，但進水量小，不能充分發(fā)揮井筒的作用。早期應(yīng)用較多。框架式排水井由現(xiàn)澆梁柱構(gòu)成框架，用預(yù)制薄拱板逐層加高。框架式排水井結(jié)構(gòu)合理，進水量大，操作也較簡便。疊梁式和砌塊式等型式排水井分別用預(yù)制井圈和預(yù)制砌塊逐層加高。雖能充分發(fā)揮井筒的進水作用，但加高操 作要求位置準(zhǔn)確性較高，整體性較差，應(yīng)用不多。 排水斜槽既是進水構(gòu)筑物，又是輸水構(gòu)筑物。隨著庫水位的升高，進水口的位置不斷向上移動。它沒有復(fù)雜的排水井，但進水量小，一般在排水量較小時常采用。 尾礦庫擋水壩排洪設(shè)施多采用溢洪道作為排洪構(gòu)筑物。為減少過水深度，常采用寬淺式溢洪道。 泄水構(gòu)筑物 尾礦庫泄水構(gòu)筑物的基本型式有排水管、隧洞、斜槽、山坡截洪溝等。 排水管是最常用的泄水構(gòu)筑物。一般埋設(shè)在庫內(nèi)最底部，因承受荷載較大，一般采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，斜槽的蓋板采用鋼筋混凝土板，槽身分鋼筋混凝土和 漿砌塊石兩種。鋼筋混凝土管整體性好，承壓能力高，適用于筑壩較高的尾礦庫。但當(dāng)凈空尺寸較大時，造價偏高。漿砌塊石涵管是用漿砌塊石作為管底和側(cè)壁，用鋼筋混凝土板蓋頂而成，整體性差，承壓能力較低，適用于堆壩不高、排洪量不大的尾礦庫。 金屬非金屬礦山班組長安全管理讀本 20 隧洞需由專門鑿巖機械施工，故凈空尺寸較大。它的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性好，是大、中型尾礦庫常用的輸水構(gòu)筑物。當(dāng)排洪量較大，且地質(zhì)條件較好時，隧洞方案往往比較經(jīng)濟。 壩坡排水溝 壩坡排水溝有兩類：一類是沿山坡與壩坡結(jié)合部設(shè)置漿砌塊石截水溝，以防止山坡暴雨匯流沖刷壩肩。另一類是在壩體下 游坡面設(shè)置縱橫排水溝，將壩面的雨水導(dǎo)流排出壩外，以免雨水滯留在壩面造成壩面拉溝，影響壩體的安全。 （二）礦庫擋水壩壩肩截水溝與壩面排水溝及壩面處理 采用土石壩作為尾礦擋水壩，其壩外坡要按設(shè)計要求開溝植草，壩肩要設(shè)置壩肩截水溝，一般采用 M10 漿砌塊石結(jié)構(gòu)或鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。壩面要設(shè)置縱橫排水溝，每隔一定距離設(shè)置一條縱向排水溝，壩坡在壩高每 1015 米高程需設(shè)置一條馬道，馬道寬 2米，而每一平臺內(nèi)側(cè)均要設(shè)置一條橫向排水溝。縱橫排水溝相互溝通，形成一個完整的壩面排水網(wǎng)。確保尾礦擋水壩壩后坡的穩(wěn)定，壩外坡要復(fù)土30cm，并種草（扒根草最好），不得種農(nóng)作物、喬木。 當(dāng)尾礦擋水壩采用漿砌塊石壩、鋼筋混凝土壩、廢石、石渣及堆石壩等形式時，擋水壩外坡一般采用人工砌塊石護坡，擋水壩外坡則不用開溝、種草。當(dāng)尾礦擋水壩為堆石或砌石體時，其壩肩因堆石體、砌石體為透水體，可不修筑截水溝。 五、尾礦壩壩高 初期壩壩高 初期壩壩頂與壩軸線處壩底的高差。 堆壩高度 專指上游式及中線式尾礦壩而言，為尾礦堆積壩壩頂與初期壩壩頂?shù)母卟睿步凶龆逊e高度。 尾 礦 庫 第一章 21 壩高 對初期壩和中線式、下游式筑壩為壩頂與壩軸線處壩底的高差；對上游式 筑壩則為堆積壩壩頂與初期壩壩軸線處壩底的高差。它是用來確定尾礦庫等別的另一個重要指標(biāo)。 總壩高 與總庫容相對應(yīng)的最終堆積標(biāo)高時的壩高。 子壩 在尾礦沉積灘灘頂部位，用尾礦砂堆筑成的或用水力旋流器沉積成的高度不大的砂堤，用以形成新的庫容，敷設(shè)尾礦分散管并攔擋尾礦使之不流到壩外。子壩屬臨時構(gòu)筑物，以后將成為尾礦沉積灘的一部分。 圖 17 尾礦庫壩高示意圖 金屬非金屬礦山班組長安全管理讀本 22 第四節(jié) 排洪（水）系統(tǒng) 一、尾礦庫的防洪標(biāo)準(zhǔn) 排洪（水）設(shè)施是尾礦庫必須設(shè)置的安全設(shè)施，其功能在于將匯水面積內(nèi) 洪水安全地排至庫外，保證尾礦庫在洪水運行期的安全運行。它的安全性和可靠性直接關(guān)系到尾礦庫防洪安全。 為排除暴雨洪水及尾礦水，尾礦庫內(nèi)均設(shè)有排洪系統(tǒng)。不同庫容量和不同壩高的尾礦庫，失事后對下游生命財產(chǎn)造成災(zāi)害的嚴重程度也不相同。因此，設(shè)計規(guī)范對不同等別的尾礦庫規(guī)定了不同的防洪標(biāo)準(zhǔn)。 表 13 尾礦庫防洪標(biāo)準(zhǔn) 尾礦庫等別 一 二 三 四 五 洪水重現(xiàn)期（年） 初期 100～200 50～ 100 30～ 50 20～ 30 中、后期 1000～2021 500～1000 200～500 100～200 50～100 幾個常用的術(shù)語： 匯水面積 又稱匯雨面積，是尾礦庫周邊山脊分水嶺和尾礦壩壩軸線（對于堆積壩而言，則為灘頂）所圍的面積。降落在此面積內(nèi)的暴雨形成尾礦庫內(nèi)的洪水。 洪水總量 一場暴雨在尾礦庫內(nèi)所匯集的逕流總量。 洪峰流量 暴雨在尾礦庫流域內(nèi)形成的地表逕流最終要匯集到尾礦庫流域出口斷面并排往下游，排出量隨時間而變，先由小到大再由大到小，排出量的最大值即為洪峰流量。 排洪（水）系統(tǒng)的排水能力根據(jù)洪水計算和調(diào)洪演算確定，并必尾 礦 庫 第一章 23 需保證在尾礦庫全部使用期內(nèi)都能順利地排水。 二、排洪（水 ）系統(tǒng)的型式 排洪（水）系統(tǒng)的型式有井（塔） 管 (洞 )式、斜槽 管 (洞 )式、截洪溝式、截洪壩 管 (洞 )式及溢洪道等。 井（塔） 管 (洞 )式 圖 112 井（塔） 管 (洞 )式排洪示意圖 井（塔） 管（洞）式排水系統(tǒng)相鄰兩井的設(shè)置應(yīng)有 1m 左右的重疊高度，以確保連續(xù)排水。 斜槽 管 (洞 )式 圖 113 斜槽 管 (洞 )式排洪示意圖 截洪溝式 金屬非金屬礦山班組長安全管理讀本 24 圖 114 截洪溝式排洪示意圖 截洪壩 管 (洞 )式 圖 115 截洪壩 管 (洞 )式排洪示意圖 溢洪道 尾 礦 庫 第一章 25 圖 116 溢洪道排洪示意圖 三、排洪（水）構(gòu)筑物 尾礦庫常用的排水構(gòu)筑物有排水井、排水斜槽、排水管、排水隧洞、溢洪道和截洪溝等。除了溢洪道和截洪溝外，其余構(gòu)筑物都逐漸被厚厚的尾礦所覆蓋，承受很大的上覆荷載。因此，除在設(shè)計上應(yīng)保證它有足夠的強度外，對施工質(zhì)量的要求也很嚴格。 （一）排水井 排水井是排洪系統(tǒng)的進水構(gòu)筑物，由井基、井座和井筒三部分組成，有窗口式、框架式、疊圈式和砌塊式等幾種類型。排水井多用鋼筋混凝土澆筑成 ，高度一般為 10m，特殊情況和地形條件下也可做的高一些。為了節(jié)省工程費用，排水井的井筒均設(shè)計成臨時性的，也就是說當(dāng)排水井被尾礦淹沒后，井筒允許被壓壞。當(dāng)排水井需要封井時，應(yīng)進入井內(nèi)，在井座上口處澆筑蓋板。嚴禁在井筒上口封井。 窗口式排水井： 排水井的直徑一般為 1～ 2m，在井筒上每隔 1m 左右的高差開有金屬非金屬礦山班組長安全管理讀本 26 4～ 3 個圓窗口，用于排水。窗口孔徑為 ～ ，排洪時，同時使用的窗口層數(shù)可為 1～ 3層，根據(jù)設(shè)計要求而定。當(dāng)尾礦庫水位升高，不再用下層窗口排水時，可用包土工布的木塞或混凝土塞將其封堵。 此式 排水井操作簡單，但排水量小，適用于洪水量不大的尾礦庫。 框架式排水井： 排水井一般做成圓形，直徑為 2～ 5m，需要時還可做得更大；有些排水井做成方形或矩形。在井臺上澆筑有由多根立柱和橫梁組成的框架。立柱間距 1m 左右，斷面形狀為 T 形，橫梁間距為 2m 左右。 框架間的空間就用來排水。當(dāng)尾放庫水位升高，不再用下層空間排水時就可將擋板（圓井為弧形梁，方井為直梁）放在現(xiàn)立柱間加以封堵，由于 T 形立柱腹板兩側(cè)和梁板兩端面都帶有斜度，因此，所受水壓越大封堵得越嚴。此式排水井排水孔很