【導(dǎo)讀】重慶科技學(xué)院?？粕厴I(yè)設(shè)計目錄。題目尾礦壩潰壩事故致因分析及對策措施研究。院（系）安全工程學(xué)院。專業(yè)班級安全技術(shù)管理082. 指導(dǎo)教師羅云職稱助教。學(xué)生畢業(yè)設(shè)論文原創(chuàng)性聲明。本人以信譽聲明：所呈交的畢業(yè)論文是在導(dǎo)師的指導(dǎo)下進(jìn)行的研。究工作及取得的成果，論文中引用他（她）人的文獻(xiàn)、數(shù)據(jù)、圖件、資料均已明確標(biāo)注出，論文中的結(jié)論和結(jié)果為本人獨立完成，不包含。他人成果及為獲得重慶科技學(xué)院或其它教育機(jī)構(gòu)的學(xué)位或證書而使。與我一同工作的同志對本研究所做的任何貢獻(xiàn)均已在論文。中作了明確的說明并表示了謝意。畢業(yè)論文作者（簽字）：

　　

【正文】 重要。應(yīng)建立巡 檢制度，規(guī)定巡檢工作的內(nèi)容、辦法和時間等。尾礦庫的巡檢應(yīng)檢查尾礦堆積壩頂高程是否一致，壩上放礦是否均勻，尾礦沉積灘是否平整，沉積灘長度、坡度是否符合要求， 水邊線是否與壩軸線大致平行，庫內(nèi)水位是否符合規(guī)定， 子壩堆筑是否符合要求， 尾重慶科技學(xué)院?？粕厴I(yè)設(shè)計 4 礦山尾礦庫事故預(yù)防措施討論 24 礦排放是否沖刷壩體、壩坡，壩體有無裂縫、滑坡、塌陷、表面沖刷、獸蟻洞穴等危及壩體安全的現(xiàn)象，壩面護(hù)坡、排水系統(tǒng)是否完好，有無淤堵、沉降、積水等不良現(xiàn)象，壩體下游坡面、壩腳、壩下埋管出壩處、壩肩等部位有無散浸、滲水、漏水、管涌、流土等現(xiàn)象，滲流水量是否穩(wěn)定，水質(zhì)是否有變化，觀測設(shè) 施( 測壓管、測點、水尺、警示設(shè)備、孔隙水壓力計、測壓盒、量水堰等 ) 是否完好等。 排水構(gòu)筑物的巡檢應(yīng)檢查排水井、排水管涵、隧洞截洪溝、溢洪道等是否完好，有無淤堵，排水井、斜槽蓋板的封堵方式、材料、方法是否符合要求， 有無損壞，啟閉設(shè)備有無銹蝕，是否靈活可靠，下游泄流區(qū)有無障礙物妨害行洪等。 其他尚應(yīng)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。崗位人員是否到位，管理制度與細(xì)則是否完善并行之有效等。 值得特別指出的是，上述巡檢工作僅是日常的巡檢內(nèi)容。汛期 尚應(yīng)根據(jù)氣象預(yù)報加強(qiáng)檢查，并做好預(yù)警工作。汛前、汛后、暴雨期、地震后等應(yīng)對尾礦庫進(jìn)行全面的安全大檢查，必要時應(yīng)請主管部門派人參與共同檢查。根據(jù)巡檢中發(fā)現(xiàn)的事故隱患做出正確的預(yù)測。 尾礦壩的運營維護(hù) 尾礦壩多遠(yuǎn)離礦區(qū)，易受自然的、社會的多種不利因素的影響，其管理工作較為復(fù)雜，且難度較大，必須予以特別關(guān)注。 在尾礦壩的運營維護(hù)管理中，首先要嚴(yán)格按設(shè)計要求及有關(guān)的技術(shù)規(guī)程、 規(guī)范的規(guī)定進(jìn)行管理，確保尾礦壩安全運行所必需的尾礦沉積灘長度、 壩體安全超高，控制好浸潤線，根據(jù)各種不同類型尾礦壩特點做 好維護(hù)工作，防止環(huán)境因素的危害，及時處理好壩體出現(xiàn)的隱患，使尾礦壩在正常狀態(tài)下運行。 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(xì)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(yù)兆，應(yīng)予以充分重視。 發(fā)現(xiàn)裂縫后都應(yīng)采取臨時防護(hù)措施，以防止雨水或冰凍加劇裂縫的開展。對于滑動性裂縫的處理，應(yīng)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(jìn)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。一般采用重力灌漿或壓力灌漿方法。灌漿的漿液，通常為粘土泥漿；在浸潤線以下部位，可摻入一部分水泥， 制成粘土水泥漿，以促其硬化；對于中等深度的裂縫，因庫水位較高不宜全部采用開重慶科技學(xué)院?？粕厴I(yè)設(shè)計 4 礦山尾礦庫事故預(yù)防措施討論 25 挖回填辦法處理的部位或開挖困難的部位可采用開挖回填與灌漿相結(jié)合的方法進(jìn)行處理。裂縫的上部采用開挖回填法；下部采用灌漿法處理。先沿裂縫開挖至一定深度 (一般為 2 m左右 ) 即進(jìn)行回填，在回填時按上述布孔原則， 預(yù)埋灌漿管，然后對下部裂縫進(jìn)行灌漿處理。 ② 尾礦壩滲漏的處理 尾礦壩壩 體及壩基的滲漏有正常滲流和異常滲漏之分。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。異常滲漏則是有害 的。由于設(shè)計考慮不周， 施工不當(dāng)以及后期管理不善等原因而產(chǎn)生非正常滲流， 導(dǎo)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(yán)重的可導(dǎo)致垮壩事故。因此，對尾礦壩的滲流必須認(rèn)真對待，根據(jù)情況及時采取措施。 ③ 尾礦壩滑坡 的處理 尾礦壩滑坡往往導(dǎo)致尾礦庫潰決事故，因此，即使是較小的滑坡也不能掉以輕心。有些滑坡是突然發(fā)生的，有些是先由裂縫開始的，如不及時注意，任其逐步擴(kuò)大和 蔓延，就可能造成重大的垮壩事故。 因壩身填土碾壓不實，浸潤線過高而造成的背水坡滑坡，一般應(yīng)以上游防滲為主，輔以下游壓坡、導(dǎo)滲和放緩壩坡，以達(dá)到穩(wěn)定壩坡的目的。在壓坡體的底部一般可設(shè)雙向水平濾層，并與原壩腳濾水體相連接，其厚度一般為 8 0 ~1 5 0 c m。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。 對于滑坡體上部已松動的土體，應(yīng)徹底挖除，然后按壩坡線分層回填夯實， 并做好護(hù)坡。 壩體有軟弱夾層或抗剪強(qiáng)度較低且背水坡較陡而造成的滑坡，首先應(yīng)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。地基存在淤泥層、濕陷性黃土層或液化等不良地質(zhì)條件，施工時又沒有清除或清除不徹底而引起的滑坡，處理的重點是清除不良的地質(zhì)條件，并進(jìn)行固腳防滑。因排水設(shè)施堵塞而引起的背水坡滑坡，主要是恢復(fù)排水設(shè)施效能，筑壓重臺固腳。 處理滑坡時應(yīng)注意：開挖與回填適合上部減載，下部壓重的原則。開挖回填工作應(yīng)分段進(jìn)行，并保持允許的開挖邊坡。開挖中，對于松土與稀泥都必須徹底清除。填土應(yīng)嚴(yán)格掌握施工質(zhì)量，土料的含水量和干重度必須符合設(shè)計要求， 新舊土體的結(jié)合面應(yīng)刨毛，以 利結(jié)合。對于水中填土壩，在處理滑坡階段進(jìn)行填土?xí)r，最好不要采用碾壓施工，以免因原壩體固結(jié)沉陷而開裂?；轮髁芽p，一般不宜采取灌漿方法處理。 滑坡處理前，應(yīng)嚴(yán)格防止雨水滲入裂縫內(nèi)?？捎盟苄员∧?、瀝青油氈或油布等加以覆蓋。同時還應(yīng)在裂縫上方修截水溝，以攔截和引走壩面的積水。 重慶科技學(xué)院專科生畢業(yè)設(shè)計 4 礦山尾礦庫事故預(yù)防措施討論 26 ④ 尾礦壩管涌的處理 管涌是尾礦壩壩基在較大滲透壓力作用下而產(chǎn)生的險情，可采用降低內(nèi)外水頭差，減少滲透壓力或用濾料導(dǎo)滲等措施進(jìn)行處理。 重慶科技學(xué)院?？粕厴I(yè)設(shè)計 5 某工程尾礦壩潰壩事故樹分析 27 5 某工程尾礦壩潰壩事故樹分 析 某金礦尾礦庫位于湘南某市羅家沖村，該庫建于 1 9 9 0年并投入運行．庫區(qū)西側(cè)山坡為堆浸場，庫區(qū)與堆浸場間坡地為廢土石場。初期壩有主、副兩座均質(zhì)土壩，其中主壩壩頂標(biāo)高 ，壩高 m,設(shè)計尾礦最終堆積壩頂標(biāo)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。 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(shè)計最終堆積標(biāo)高 6m，達(dá) ， 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。 2021年 6月 7日當(dāng)?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(biāo)高。當(dāng)晚繼續(xù)降暴雨，新堆筑的子壩及其南側(cè)次日產(chǎn)生共長約 2 5 m，高約 4m新的潰決，潰塌面近圓弧狀，滑弧與前次相同，傾泄尾礦砂約 150m3。并在第 5級子壩壩頂前沿沿壩軸線方 向出現(xiàn)長約 40m，寬 24cm，深 。 壩體結(jié)構(gòu)與土的物理力學(xué)指標(biāo) 初期壩體填土為強(qiáng)風(fēng)化蝕變花崗閃長斑巖和少量殘積土，透水性弱，土質(zhì)均勻，呈中密狀，地基為強(qiáng)風(fēng)化花崗閃長斑巖， 局部為 ，透水性弱，土質(zhì)均勻，呈中密狀。尾礦堆積體為尾亞砂、尾粉砂和尾輕亞黏土 3類，其主要物理力學(xué)指標(biāo)見表 51 ，根據(jù)野外實測尾礦庫剖面見表 52 。 重慶科技學(xué)院?？粕厴I(yè)設(shè)計 5 某工程尾礦壩潰壩事故樹分析 28 圖 表 51 尾礦堆積體主要物理力學(xué)指標(biāo) 尾礦名稱 尾 亞砂 尾 粉砂 尾 土 ① （流塑 尾輕亞 粘土 ② 初期 壩體 天然含水量 w/% 平均飽和度 Sr/% 天然重度 /(KN/m3) 抗剪強(qiáng)度 c/kPa 24 18 4 21 35 （快剪） )/(0? 14 14 2 14 16 表 52 實測尾礦庫剖面 剖面 壩頂標(biāo)高 沉積灘長 水面標(biāo) 干灘坡度 平均坡度 /m 度 /m 高 /m /% /% 主壩 1139。 2239。 副壩 3339。 0 4439。 重慶科技學(xué)院?？粕厴I(yè)設(shè)計 5 某工程尾礦壩潰壩事故樹分析 29 尾礦砂的顆粒組成 尾礦砂既是選礦廢棄物，又是尾礦壩壩體的構(gòu)筑材料，該尾礦堆積壩壩體顆粒平均粒徑 dq=，小于 的黏粒達(dá) 95%，屬細(xì)粒級尾礦。 壩體穩(wěn)定性分析 根據(jù)勘察報告：浸潤線從初期主壩壩頂出露，沿壩頂軸線呈沼澤化現(xiàn)象，初期主壩和副壩上游面均設(shè)有反濾層，壩底設(shè)有碎石排滲墊層并均有水滲出．故在進(jìn)行穩(wěn)定分析時初期壩以上浸潤線按實測 結(jié)果，初期壩以下將浸潤線概化為沿初期壩上游面反濾層折向壩底，并沿壩底碎石墊層流出壩外，見圖 51。 采用瑞典圓弧法對該尾礦壩主壩的 3個剖面，一個副壩剖面進(jìn)行了穩(wěn)定分析。其計算剖面是根據(jù)工程地質(zhì)剖面圖并考慮尾礦的堆存規(guī)律將尾礦進(jìn)行化分區(qū)后確定， 基本上反映了壩體的實際情況。 在 尾礦壩穩(wěn)定分析中采用的參數(shù)指標(biāo)見表 51，在計算中，分別考慮了正常運行條件下的實測浸潤線和洪水運行條件下由最高洪水位推算的浸潤線 2種情形。 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(jìn)行搜索。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。圖 52，圖 53分別是 2239。剖面在正常運行條件下和洪水運行條件下，用總應(yīng)力法計算所得到的最小安全系數(shù)與正常工況與洪水工況下分別為 ，均處于臨界狀態(tài)，洪水期間壩體上部滑動未發(fā)生，只是尾礦壩第 5級子壩發(fā)生局部潰決，見圖 53，這一子壩局部潰決屬淺部滑坡，以下將重點分析原因。 重慶科技學(xué)院專科生畢業(yè)設(shè)計 5 某工程尾礦壩潰壩事故樹分析 30 圖 52， 2239。剖面 剖面總應(yīng)力法正常條件下穩(wěn)定性計算分析結(jié)果 重慶科技學(xué)院?？粕厴I(yè)設(shè)計 5 某工程尾礦壩潰壩事故樹分析 31 圖 53 2239。剖面總應(yīng)力法洪水條件下穩(wěn)定性計算分析結(jié)果 尾礦壩潰塌原因 分析 基質(zhì) 吸引 力減小，抗剪強(qiáng)度降低 ① 據(jù) Fredlund延伸的摩爾 庫侖公式表示的非飽和土的抗剪強(qiáng)度 ???? ???? ta n)( anc (1) bwacc ??? ta n)( ???? (2) 其中， ? 下為抗剪強(qiáng)度 (kpa) ， c? 為有效黏聚力 (kpa) ， c為黏聚力 ( k P a ) ， a? 為孔隙氣壓力 (kpa) ， w? 為孔隙水壓力 (kpa) ， n? 為破壞面上的總法向應(yīng)力 (kpa)，（ a? + w? ）為基質(zhì)吸引力， ?? 為有效內(nèi)摩擦角， b? 為與基質(zhì)引力變化有關(guān)的摩擦角。 從式（ 2）可知非飽和土的黏聚力由兩部分組成即有效黏聚力和基質(zhì)吸力產(chǎn)生的黏聚力。 ② 非飽和土含水量與基質(zhì)吸力變化及強(qiáng)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Γ?a? =0 這 樣基質(zhì)吸力簡化為負(fù)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(jìn)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。 重慶科技學(xué)院專科生畢業(yè)設(shè)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(qiáng)度指標(biāo)的機(jī)理方面。都進(jìn)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(qiáng)度與含水量之間成負(fù)指數(shù)關(guān)系。實測土坡不同深度土 水特征曲線表明，淺層土體受降雨入滲而對基質(zhì)吸力的影響最大。 在參數(shù)試驗方面，經(jīng)試驗得出北京地區(qū)非飽和土含水量與內(nèi)摩擦角的關(guān)系不很敏感，含水量對強(qiáng)度 的貢獻(xiàn)主要表現(xiàn)在黏聚力的變化上，見圖 55 ， 圖 56 。 圖 55 含水量與黏聚力關(guān)系曲線 重慶科技學(xué)院?？粕厴I(yè)設(shè)計 5 某工程尾礦壩潰壩事故樹分析 33