【文章內(nèi)容簡介】 旦失事對下游造成重大災(zāi)害。同時，也是為了盡量避免和減少尾礦庫的揚(yáng)塵及尾礦水對下游人群和設(shè)施帶來的環(huán)境影響，庫址宜選在大居民區(qū)及廠區(qū)最大頻率風(fēng)向的下風(fēng)側(cè)；原則c)、d)和e)中的“匯水面積要小”是為了減少尾礦庫洪水量，降低基建投資。此外，為了降低運(yùn)營費(fèi)，庫址一般應(yīng)離選廠較近、尾礦輸送能自流或揚(yáng)程小。原則e)中的“有足夠的庫容”是要求能容納選礦廠在設(shè)計服務(wù)期限內(nèi)所產(chǎn)出的全部尾礦量。如果需要兩座或多座尾礦庫儲存全部尾礦，應(yīng)在初步設(shè)計期間作出統(tǒng)一考慮和長遠(yuǎn)規(guī)劃。原則e)中的“有足夠的初、終期庫長”是考慮在初期能滿足回水水質(zhì)和排洪系統(tǒng)布置的需要。中、后期庫長主要是對上游式 (包括下游式和中線式)尾礦壩而言，因?yàn)樗笤谧罡吆樗粫r還要道有足夠的干灘長度。【條文】 尾礦庫設(shè)計應(yīng)對不良地質(zhì)條件采取可靠的治理措施?！踞屃x與知識】尾礦庫設(shè)計應(yīng)對影響尾礦庫穩(wěn)定性的斷層、破碎帶、滑坡、溶洞、泉眼、泥石流等不良地質(zhì)條件進(jìn)行可靠的治理，否則將給工程留下嚴(yán)重隱患?！緱l文】 對停采的露天采礦場改作尾礦庫的，應(yīng)對安全性進(jìn)行專項(xiàng)論證；對露天采礦場下部有采礦活動的，不宜作為尾礦庫。確須用時，應(yīng)由有資質(zhì)的單位進(jìn)行專項(xiàng)論證，并提出安全技術(shù)措施，在保證地下采礦安全時，方可使用?！踞屃x與知識】有的礦山利用已停采的露天采場改作尾礦庫，甚至還存在地下采礦活動，有的利用地下采礦陷落區(qū)建設(shè)尾礦庫，對這類尾礦庫的建設(shè)應(yīng)進(jìn)行專門的技術(shù)論證，并采取可靠的安全措施，保證尾礦庫和地下采礦活動的安全?！緱l文】 尾礦庫設(shè)計文件應(yīng)明確下列安全運(yùn)行控制參數(shù)：a)尾礦庫設(shè)計最終堆積高程、最終壩體高度、總庫容；b)尾礦壩堆積坡比；c)尾礦壩不同堆積標(biāo)高時，庫內(nèi)控制的正常水位、調(diào)洪高度、安全超高及最小干灘長度等；d)尾礦壩浸潤線控制?！踞屃x與知識】本條文中各個參數(shù)是設(shè)計單位為保證尾礦庫安全運(yùn)行，根據(jù)可靠的基礎(chǔ)資料經(jīng)分析計算后確定的，也是生產(chǎn)企業(yè)在尾礦庫安全生產(chǎn)中必須嚴(yán)格遵循和控制的依據(jù)，不應(yīng)自行修改，因此規(guī)定設(shè)計單位在提交的設(shè)計文件中應(yīng)明確給出本條規(guī)定的參數(shù)。為保證尾礦庫設(shè)計的可靠性，應(yīng)具備充分的設(shè)計依據(jù)和基礎(chǔ)資料。設(shè)計基礎(chǔ)資料一般應(yīng)有下列內(nèi)容：(1)尾礦日產(chǎn)量、設(shè)計服務(wù)年限內(nèi)的尾礦總量；(2)尾礦顆粒分析及其加權(quán)平均粒徑；(3)尾礦及尾礦水的成分分析；(4)尾礦漿的流量及其濃度；(5)尾礦漿的最小澄清距離；(6)尾礦沉積灘的坡度；(7)尾礦庫內(nèi)平均堆積干密度；(8)尾礦庫地區(qū)的地震設(shè)防烈度及氣象資料；(9)尾礦庫地區(qū)的地形圖；(10)尾礦庫址工程、水文地質(zhì)勘察報告。以上資料隨著今后生產(chǎn)工藝流程的變化而變化，若上述參數(shù)發(fā)生變化，生產(chǎn)企業(yè)須及時委托設(shè)計單位，按照新的參數(shù)修改設(shè)計?！緱l文】 尾礦庫初步設(shè)計應(yīng)編制安全專篇，主要內(nèi)容為：a)尾礦庫區(qū)存在的安全隱患及對策 b)尾礦庫初期壩和堆積壩的穩(wěn)定性分析；c)尾礦庫動態(tài)監(jiān)測和通訊設(shè)備配置的可靠性分析；d)尾礦庫的安全管理要求。【釋義與知識】尾礦庫實(shí)際上是一個處于高勢能狀態(tài)的泥石流危險源，在長達(dá)十幾年乃至數(shù)十年的運(yùn)行過程中，隨時都會受到人為的(管理不善、工農(nóng)關(guān)系不協(xié)調(diào)等)和自然的(洪水、地震等)不利因素威脅。尾礦庫一旦失事，往往造成重大災(zāi)害。尾礦庫的安全狀態(tài)有賴于勘察、設(shè)計、施工、監(jiān)理和管理等多個部門的共同重視與配合，但設(shè)計屬于核心和基礎(chǔ)環(huán)節(jié)，作用尤為突出和重要。因此，設(shè)計者應(yīng)具有高度責(zé)任心和過硬的技能，才能勝任。設(shè)計的安全要求是多方面的。除了要仔細(xì)審查勘察報告和基礎(chǔ)資料外，在尾礦庫設(shè)計中主要體現(xiàn)在兩個方面：一是要確保設(shè)計的尾礦壩具有足夠的穩(wěn)定性，各項(xiàng)穩(wěn)定安全系數(shù)必須符合設(shè)計規(guī)范的規(guī)定；二是要使洪水位能控制在設(shè)計規(guī)范規(guī)定的范圍內(nèi)，確保防洪的安全。對施工質(zhì)量和運(yùn)行管理的具體技術(shù)參數(shù)要求，必須在設(shè)計文件中有明確的交代，以便施工和生產(chǎn)部門嚴(yán)格按設(shè)計要求進(jìn)行管理。此外，尚應(yīng)對庫區(qū)不良地質(zhì)條件、周邊不利狀況提出相應(yīng)對策，對尾礦庫動態(tài)監(jiān)測和通訊設(shè)備配置的可靠性進(jìn)行分析。第三節(jié) 尾礦壩設(shè)計【條文】 尾礦壩宜以濾水壩為初期壩，利用尾礦筑壩。當(dāng)遇有下列條件之一時，可以采用當(dāng)?shù)赝潦匣驈U石建壩。a)尾礦顆粒很細(xì)、粘粒含量大，不能筑壩；b)由尾礦庫后部放礦合理；c)尾礦庫與廢石場結(jié)合考慮，用廢石筑壩合理?！踞屃x與知識】初期壩之所以推薦采用透水壩的壩型(如透水堆石壩、透水土壩等)，是為了能盡快自行排除尾礦堆積壩內(nèi)的滲水，以降低后期壩的浸潤線，增強(qiáng)壩體穩(wěn)定性。當(dāng)?shù)厝缛鄙儋|(zhì)量較好的石料或土料，可就地取材，用風(fēng)化土石料堆筑初期壩。當(dāng)遇有尾礦本身不具備筑壩條件或用礦山廢石筑壩更合理情況，則可采用當(dāng)?shù)赝潦匣驈U石一次性或分期建設(shè)尾礦壩?！緱l文】 初期壩高度的確定除滿足初期堆存尾礦、澄清尾礦水、尾礦庫回水和冬季放礦要求外，還應(yīng)滿足初期調(diào)蓄洪水要求?！踞屃x與知識】初期壩的高度一般應(yīng)能儲存選廠生產(chǎn)半年至一年的尾礦量，同時還要滿足初期壩堆滿尾礦時調(diào)洪、安全灘長和澄清距離的要求，對北方寒冷地區(qū)還應(yīng)滿足冬季放礦要求。初期壩的壩頂寬度、壩坡、馬道、排水棱體和反濾層可按下列要求確定：、放礦支管和向尾礦庫內(nèi)排放尾礦操作的要求，初期壩壩頂應(yīng)具有一定的寬度。一般情況下壩頂寬度不宜小于表3－l所列數(shù)值。當(dāng)壩頂需要行車時，還應(yīng)按行車的要求確定。生產(chǎn)中應(yīng)確保壩頂寬度不被侵占。表3—1 初期壩壩頂最小寬度壩高／m壩頂最小寬度／m1010—2020～3030壩的內(nèi)、外坡坡比的確定，應(yīng)通過壩坡穩(wěn)定性計算來確定。土壩的下游坡面上應(yīng)種植草皮護(hù)坡，堆石壩的下游坡面應(yīng)干砌大塊石護(hù)面。 當(dāng)壩的高度較高時，壩體下游坡每隔l0～15m高度設(shè)置一寬度為1～2m的馬道，以利壩體的穩(wěn)定，方便操作管理。為排出土壩壩體內(nèi)的滲水和保護(hù)壩體外坡腳，在土壩外坡腳處設(shè)置毛石堆成的排水棱體。排水棱體的高度為初期壩壩高的1／ 5—1／3，～，邊坡坡比為1：1～1：。為防止?jié)B透水將尾礦或土等細(xì)顆粒物料通過堆石體帶出壩外發(fā)生滲透變形，在土壩壩體與排水棱體接觸面處以及堆石壩的上游坡面處或與非基巖的接觸面處都須設(shè)置反濾層。早期的反濾層采用天然砂、礫料或卵石等組成，由細(xì)到粗順?biāo)鞣较蚍笤O(shè)。反濾層上再用毛石護(hù)面。因?qū)Ω鲗游锪系募壟?、層厚和施工要求很?yán)格，反濾層的施工質(zhì)量要求較高。現(xiàn)在普遍采用土工布(又稱無紡?fù)凉た椢?作反濾層。在土工布的上下用粒徑符合要求的碎石作過濾層，并用毛石護(hù)面。土工布作反濾層施工簡單，質(zhì)量易保證，使用效果好，造價也不高?！緱l文】 壩基處理應(yīng)滿足滲流控制和靜力、動力穩(wěn)定要求。遇有下列情況時，應(yīng)進(jìn)行專門研究處理：a)透水性較大的厚層砂礫石地基；b)易液化土、軟粘土和濕陷性黃土地基；c)巖溶發(fā)育地基；d)采空區(qū)地基?！踞屃x與知識】當(dāng)尾礦壩建于工程地質(zhì)條件不利地基時，為滿足壩體靜、動力穩(wěn)定性和滲流穩(wěn)定性要求，應(yīng)進(jìn)行專門的研究處理。【條文】 尾礦筑壩的方式，對于抗震設(shè)防烈度為7度及7度以下地區(qū)宜采用上游式筑壩，抗震設(shè)防烈度為8～9度地區(qū)宜采用下游式或中線式筑壩?！踞屃x與知識】后期壩壩型主要由后期壩的高度、庫址的地形、尾礦粒度組成和地震設(shè)防烈度等條件綜合分析確定。一般壩高大于100m、山谷型尾礦庫且壩址狹長、尾礦顆粒較粗、地震設(shè)防烈度為8度及8度以上的地區(qū)，宜采用下游式或中線式后期壩；其他情況均可采用上游式后期壩。不論采用哪種壩型，最終都必須通過壩體穩(wěn)定分析滿足安全要求，才能最后確定。由于上游式筑壩壩體中還夾雜有相當(dāng)數(shù)量的中細(xì)粒尾砂，強(qiáng)度較低，穩(wěn)定性相對較差，實(shí)踐表明抗震設(shè)防烈度為7度及7度以下地區(qū)采用它是完全可行的；下游式或中線式筑壩的壩體是由分級出來的粗粒尾砂構(gòu)成，強(qiáng)度較高，穩(wěn)定性相對較好，所以在高烈度地區(qū)推薦采用。當(dāng)堆積壩高度較大，尾礦顆粒較粗，地形條件合適，在7度以下的地區(qū)也可采用下游式或中線式筑壩?！緱l文】 上游式筑壩，中、粗尾礦可采用直接沖填筑壩法，尾礦顆粒較細(xì)時宜采用分級沖填筑壩法。 【釋義與知識】 盡管上游式筑壩穩(wěn)定性相對較差，但它具有運(yùn)營費(fèi)用較低，生產(chǎn)管理簡單的優(yōu)點(diǎn)，目前我國的大、中型后期壩大多數(shù)采用上游式尾礦直接沖填筑壩。而且在上游式尾礦壩的勘察、設(shè)計和生產(chǎn)管理方面的經(jīng)驗(yàn)和水平都處于世界領(lǐng)先的地位。對于上游式筑壩，當(dāng)尾礦顆粒較細(xì)時，可采用旋流器將尾礦進(jìn)行分級，相對較粗的尾礦置于壩前區(qū)域，細(xì)尾礦排至庫尾部，這種分級充填上游式筑壩已取得了成功經(jīng)驗(yàn)。【條文】 下游式或中線式尾礦筑壩分級后用于筑壩的尾礦，其粗顆粒(d≥)含量不宜小于70％，否則應(yīng)進(jìn)行筑壩試驗(yàn)。筑壩上升速度應(yīng)滿足庫內(nèi)沉積灘面上升速度和防洪的要求。 【釋義與知識】下游式或中線式尾礦筑壩堆筑壩用粗尾砂要求較嚴(yán)，國外要求粗尾砂含量不少于80％一85％，主要目的在于能以抗剪切強(qiáng)度和滲透性較高的材料筑壩。下游式或中線式尾礦筑壩還要求壩址地形較窄，否則，筑壩上升速度滿足不了庫內(nèi)沉積灘面上升速度，也是無法筑壩的。我國德興銅礦原設(shè)計的下游式筑壩，雖然具備一定的地形條件，但仍因筑壩上升速度滿足不了庫內(nèi)沉積灘面上升速度而改用中線法?？梢姡掠问交蛑芯€式尾礦筑壩雖然具有較好的穩(wěn)定性，但也是有其嚴(yán)格適用條件的。在設(shè)計上，尤其應(yīng)對筑壩用粗尾砂數(shù)量和堆壩上升速度，進(jìn)行詳細(xì)的平衡計算，并且應(yīng)充分考慮各種不利因素的影響?！緱l文】 下游式或中線式尾礦壩應(yīng)設(shè)上游初期壩和下游濾水壩趾，二者之間的壩基應(yīng)設(shè)置排滲設(shè)施?！踞屃x與知識】下游式或中線式尾礦壩是采用分級粗尾砂進(jìn)行堆筑的，為增強(qiáng)尾礦壩滲透性和穩(wěn)定性，當(dāng)壩基不具有滿足排滲要求的天然排滲層時，應(yīng)于堆積壩底設(shè)置可靠的排滲設(shè)施?！緱l文】 尾礦庫擋水壩應(yīng)按水庫壩的要求設(shè)計?！踞屃x與知識】尾礦庫的擋水壩一般常采用土石壩和重力壩，其功能和工作條件基本上與水庫擋水壩相同，故應(yīng)按水庫壩的要求進(jìn)行設(shè)計。【條文】 上游式尾礦壩沉積灘頂至設(shè)計洪水位的高差不得小于表3的最小安全超高值，同時，灘頂至設(shè)計洪水位水邊線距離不得小于表3的最小灘長值。 下游式和中線式尾礦壩壩頂外緣至設(shè)計洪水位水邊線的距離不宜小于表4的最小灘長值。表3 上游式尾礦壩的最小安全超高與最小灘長當(dāng)壩體采取防滲斜(心)墻時，壩頂至設(shè)計洪水位的高差亦不得小于表3的最小安全超高值。表4 下游式與中線式尾礦壩的最小灘長 尾礦庫擋水壩在設(shè)計洪水位時安全超高不得小于表 3的最小安全超高值、最大風(fēng)壅水面高度和最大風(fēng)浪爬高三者之和。最大風(fēng)壅水面高度和最大風(fēng)浪爬高可按《碾壓式土石壩設(shè)計規(guī)范》推薦的方法計算。 地震區(qū)尾礦壩應(yīng)符合下列規(guī)定：上游式尾礦壩沉積灘頂至正常高水位的高差不得小于表3最小安全超高值與地震壅浪高度之和，灘頂至正常高水位水邊線的距離不得小于表3的最小灘長值與地震壅浪高度對應(yīng)灘長之和。下游式與中線式尾礦壩壩頂外邊緣至正常高水位水邊線的距離不宜小于表4的最小灘長值與地震壅浪高度對應(yīng)灘長之和。尾礦庫擋水壩壩頂至正常高水位的高差不得小于表3最小安全超高值與地震壅浪高度之和。地震壅浪高度可根據(jù)抗震設(shè)防烈度和水深確定，— m。對于全部采用當(dāng)?shù)赝潦匣驈U石堆筑的尾礦壩，其安全超高按尾礦庫擋水壩要求確定?！踞屃x與知識】本條款是對不同壩型不同工況下在設(shè)計上對最小安全超高和最小干灘長度的要求，設(shè)計上應(yīng)根據(jù)調(diào)洪演算和穩(wěn)定計算確定其具體要求(一般不應(yīng)小于規(guī)定值)，作為生產(chǎn)上控制依據(jù)?！緱l文】 尾礦壩設(shè)計應(yīng)進(jìn)行滲流計算，以確定壩體浸潤線、逸出坡降和滲流量。浸潤線出逸的尾礦堆積壩壩坡，應(yīng)設(shè)排滲設(shè)施， l、2級尾礦壩還應(yīng)進(jìn)行滲流穩(wěn)定研究。 上游式尾礦壩的滲流計算應(yīng)考慮尾礦筑壩放礦水的影響。l、2級山谷型尾礦壩的滲流應(yīng)按三維計算或由模擬試驗(yàn)確定；3級以下尾礦壩的滲流計算可按附錄A進(jìn)行。 上游式尾礦堆積壩的初期透水堆石壩壩高與總壩高之比值不宜小于1／8?！踞屃x與知識】滲流破壞是尾礦壩破壞的形式之一，故要求應(yīng)對尾礦壩進(jìn)行滲流穩(wěn)定分析，同時滲流分析也是尾礦壩進(jìn)行靜、動力穩(wěn)定分析的前提?！緱l文】 尾礦初期壩與堆積壩壩坡的抗滑穩(wěn)定性應(yīng)根據(jù)壩體材料及壩基巖土的物理力學(xué)性質(zhì)，考慮各種荷載組合，經(jīng)計算確定。計算方法宜采用瑞典圓弧法；當(dāng)壩基或壩體內(nèi)存在軟弱土層時，可采用改良圓弧法；考慮地震荷載時，應(yīng)按《水工建筑物抗震設(shè)計規(guī)范》的有關(guān)規(guī)定進(jìn)行計算?？拐鹪O(shè)防烈度為6度及6度以下地區(qū)的5級尾礦壩，當(dāng)壩外坡比小于1:4時，除原尾礦屬尾粘土和尾粉質(zhì)粘土以及軟弱壩基外，可不作穩(wěn)定計算。【釋義與知識】初期壩與堆積壩壩坡的抗滑穩(wěn)定分析是研究尾礦壩(包括初期壩和后期壩)的下游壩坡抵抗滑動破壞的能力的問題。設(shè)計一般要通過計算給出定量的評價。圖3—1 尾礦壩抗滑穩(wěn)定計算示意圖對于新建尾礦庫，計算之前要選定計算剖面，如圖3—1所示。后期壩壩坡可根據(jù)經(jīng)驗(yàn)假定；浸潤線位置由滲流分析確定；壩基豐層的物理力學(xué)指標(biāo)通過工程地質(zhì)勘察確定；后期壩的物理力學(xué)指標(biāo)可參照類似尾礦的指標(biāo)確定，有條件者應(yīng)在老尾礦壩上勘察確定。對于運(yùn)行中尾礦庫，進(jìn)行穩(wěn)定計算時，應(yīng)根據(jù)現(xiàn)狀勘察結(jié)果確定其浸潤線位置和壩體土層分布及物理力學(xué)指標(biāo)。計算時，假定多個滑動面，根據(jù)滑動體的受力狀態(tài)，計算出各個土條所受的力對滑弧中心的抗滑力矩MK和滑動力矩MH，用式(3—1)求出各個滑動面的抗滑穩(wěn)定的安全系數(shù)K，并找出最危險的滑動面(K＝Kmin)。K＝MK／MH (3—1) 設(shè)計的作用就是要采取多種措施，確保最小的抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)(Kmin)不小于設(shè)計規(guī)范的規(guī)定。我國現(xiàn)行的《選礦廠尾礦設(shè)施設(shè)計規(guī)范》規(guī)定的最小的抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)見《尾礦庫安全技術(shù)規(guī)程》?！緱l文】 尾礦壩穩(wěn)定性計算的荷載分下列5類，可根據(jù)不同情況按表5進(jìn)行組合： 一類為筑壩期正常高水位的滲透壓力；二類為壩體自重；三類為壩體及壩基中孔隙壓力；四類為最高洪水位有可能形成的穩(wěn)定滲透壓力；五類為地震慣性力。 按瑞典圓弧法計算壩坡抗