【正文】 細(xì)砂可以容易的從廢石堆孔隙之間穿過(guò)。 重慶科技學(xué)院專(zhuān)科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 2尾礦壩危害因素 13 尾礦庫(kù)各階段的病害 勘察階段 對(duì)庫(kù)區(qū)、壩基、尾礦堆積壩壩體及沉積灘的勘察質(zhì)量低劣 ,排洪管線等處的不良地質(zhì)條件未能查明 ,導(dǎo)致穩(wěn)定分析、排洪驗(yàn)算等 結(jié)論不可靠 [4],造成庫(kù)內(nèi)滑坡、壩體變形、壩基滲漏、排洪涵管斷裂、排水井倒塌等事故隱患。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(shè)計(jì)規(guī)范的要求。因此 ,尾礦庫(kù)必須做到精心設(shè)計(jì) ,必須委托有設(shè)計(jì)資質(zhì)的設(shè)計(jì)單位進(jìn)行設(shè)計(jì)。必須嚴(yán)格按《選礦廠尾礦設(shè)施設(shè)計(jì)規(guī)范》 ZBJ190和《尾礦庫(kù)安全管理規(guī)定》的等規(guī)范進(jìn)行。 施工階段 在初期壩施工過(guò)程中 ,由于清基不徹底、壩體密實(shí)不均、壩料不符合要求、反濾層鋪設(shè)不當(dāng)?shù)纫蛩?,可能會(huì)造成壩體沉降不均、壩體或壩基漏礦、后期壩局部塌陷等事故 。因此 ,在施工時(shí)必須按《選礦廠尾礦設(shè)施設(shè)計(jì)規(guī)范》 (ZBJ190)和《尾礦庫(kù)安全管理規(guī)定》的規(guī)范嚴(yán)格執(zhí)行 ,在尾礦庫(kù)施工驗(yàn)收階段必須嚴(yán)格按《尾礦設(shè)施施工及驗(yàn)收規(guī)程》 (YS541895)的要求進(jìn)行 ,并且要進(jìn)行安全現(xiàn)狀評(píng)價(jià) ,評(píng)價(jià)合格后方可運(yùn)行。由于尾礦庫(kù)具有邊施工邊使用的特點(diǎn) ,壩體形成的過(guò)程要借助尾砂堆壩 ,堆壩周期較長(zhǎng)。在堆壩過(guò)程中 ,基壩、排水井和泄洪溝長(zhǎng)期受水壓、滲透、沖刷、溶蝕、氣蝕、磨損、腐蝕等物理、化學(xué)作用 ,經(jīng)受洪水、嚴(yán)寒、冰凍等惡劣氣候條件的影響 ,尾礦設(shè)施很難保持始終如一的良好運(yùn)行狀態(tài)。運(yùn)行時(shí)必須每隔 3a對(duì)尾礦庫(kù)作安全現(xiàn)狀評(píng)價(jià) ,否則禁止再運(yùn)行。排洪構(gòu)筑物的壽命也是有限的 ,灘面表面干燥 ,甚至開(kāi)裂 ,但內(nèi)部仍呈飽和狀態(tài) ,一旦失事 ,其造成的災(zāi)害和正在使用的尾礦庫(kù)的失事同等嚴(yán)重 [7]。閉庫(kù)工程結(jié)束后須經(jīng)省級(jí) 以上安全生產(chǎn)監(jiān)督管理部門(mén)組織驗(yàn)收。閉庫(kù)后所有安全管理工作仍由原企業(yè)負(fù)責(zé)。而事故的根源則是尾礦庫(kù)存在隱患。在生產(chǎn)運(yùn)行中， 尾礦庫(kù)由不具備專(zhuān)業(yè)知識(shí)的人員管理， 未按設(shè)計(jì)要求或有關(guān)規(guī)定執(zhí)行， 是造成隱患的后天因素。 尾礦庫(kù)的安全最主要的是由壩的穩(wěn)定性決定的， 尾礦壩失事主要發(fā)生重慶科技學(xué)院專(zhuān)科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 2尾礦壩危害因素 15 在中小型尾礦庫(kù)， 究其原因很多， 但大都與尾礦庫(kù)地形條件差， 調(diào)洪庫(kù)容小， 尾礦顆粒細(xì)， 含泥量大， 壩體穩(wěn)定條件差， 庫(kù)內(nèi)水位高， 壩體滲流失控有 關(guān)。 洪水漫頂 庫(kù)區(qū)匯水面積大， 庫(kù)容小， 未采取有效地排洪設(shè)施，庫(kù)區(qū)設(shè)置的排水斜槽， 排水能力??； 對(duì)當(dāng)?shù)氐挠炅靠紤] 不周 。如歸美山尾礦壩潰壩。如火谷都尾礦壩潰壩。 子壩滲水潰口 壩中集水排礦， 壩頂分散排礦不均勻?qū)е聨?kù)內(nèi)水位偏高于壩肩一側(cè)；尾礦含泥量較大， 尾礦沉積灘面平緩 ,庫(kù)內(nèi)澄清水位較高；子壩擋水，發(fā)生流土而造成潰口。 尾礦庫(kù)超儲(chǔ)、 巡檢不利 山西省臨汾市襄汾縣陶寺鄉(xiāng)的新塔礦業(yè)有限公司塔山鐵礦尾礦庫(kù)潰壩事故。閉庫(kù)后若再次使用時(shí)，應(yīng)視同新建尾礦庫(kù)，需進(jìn)行加高增容高能工程設(shè)計(jì)， 報(bào)請(qǐng)主管部門(mén)審批， 同時(shí)報(bào)請(qǐng)同級(jí)安全生產(chǎn)監(jiān)督管理部門(mén)審查備案。 小結(jié) 本段對(duì)尾礦庫(kù)建設(shè)和運(yùn)行的各個(gè)階段和各單元的潛在危險(xiǎn)進(jìn)行論述和分析 ,并對(duì)可能導(dǎo)致潛在危險(xiǎn)的原因進(jìn)行了分析 ,提出相應(yīng)的事故預(yù)防措施 ,該項(xiàng)工作是加強(qiáng)尾礦庫(kù)安全生產(chǎn)管理及預(yù)防尾礦庫(kù)事故發(fā)生的基礎(chǔ)性工作。主要用于分析事故發(fā)生的原因和評(píng)價(jià)事故風(fēng)險(xiǎn)。割集亦稱(chēng)截止集或截集，是導(dǎo)致頂上事件發(fā)生的基本事件 的集合 。最小割集的求解方法有行列法、布爾代數(shù)簡(jiǎn)化法、結(jié)構(gòu)法 、質(zhì)數(shù)代入法和矩陣法等，本章應(yīng)用布爾代數(shù)簡(jiǎn)化法求取最小徑集。最小徑集是頂上事件不發(fā)生所必需的最低限度的徑集 。結(jié)構(gòu)重要度分析是從事故樹(shù)結(jié)構(gòu)上分析各基本事件 的重要程度。 結(jié)構(gòu)重要度分析可采用的方法 ： 1 )求結(jié)構(gòu)重 要系數(shù)。前者精確，但繁瑣；后者簡(jiǎn)單，但不夠精確。 尾礦庫(kù)最大的危害因素是潰壩。根據(jù)尾礦庫(kù)潰壩事故防治理論 ，并通過(guò)對(duì)我國(guó)歷年來(lái)所發(fā)生的尾礦庫(kù)潰壩事故的調(diào)查統(tǒng)計(jì)，建立尾礦庫(kù)潰壩 事故樹(shù)如圖 1，其中基本事件代碼如表 1所示 。 為了掌握各基本事故的發(fā)生對(duì)頂上事件發(fā)生所產(chǎn)生的影響程度， 需進(jìn)行結(jié)構(gòu)重要度分析， 以便確定各基本事件的重要度排序， 從而結(jié)合客觀實(shí)際的可能性， 從大到小選定， 并制定有效地預(yù)防事故發(fā)生的措施。 重慶科技學(xué)院專(zhuān)科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 4 礦山尾礦庫(kù)事故預(yù)防措施討論 22 4 礦山尾礦庫(kù)事故預(yù)防措施探討 尾礦庫(kù)址的擇優(yōu)方案比選 尾礦庫(kù)址選擇是影響尾礦庫(kù)設(shè)計(jì)的最重要因素，也是決定尾礦庫(kù)運(yùn)營(yíng)過(guò)程中安全與否和盡量滿足環(huán)保要求的最重要制約因素。選礦工藝類(lèi)型直接決定尾礦庫(kù)區(qū)的類(lèi)型， 因而也是影響尾礦庫(kù)址選擇的因素之一。 尾礦庫(kù)址選擇最常用的方法是篩選， 即把若干個(gè)約束因素加到數(shù)個(gè)適當(dāng)?shù)目赡艿膸?kù)址地， 逐漸剔除，最終確定出最佳的尾礦庫(kù)址。為此，在規(guī)劃的早期階段，必須預(yù)計(jì)排人尾礦庫(kù)的尾礦固料量、選礦廢水、 降水量和徑流流人量，并考慮適當(dāng)?shù)乃刂品椒?.地表水控制措施的正確設(shè)計(jì)對(duì)壩體抗洪安全性是十分重要的。但幾乎沒(méi)有能幸免于防 洪措施不當(dāng)所引起的漫壩破壞。 滲漏控制 隨著世界性水資源和環(huán)境保護(hù)意識(shí)的提高，以及廢水管理法規(guī)的健全，減少和控制尾礦庫(kù)滲漏迅速成為礦山工程項(xiàng)目環(huán)境評(píng)價(jià)和管理評(píng)價(jià)的關(guān)鍵問(wèn)題之一， 從而 推動(dòng)了尾礦庫(kù)滲漏控制技術(shù)的長(zhǎng)足進(jìn)步。 尾礦壩的施工 施工是工程設(shè)計(jì)理念的實(shí)施過(guò)程，任何一個(gè)工程質(zhì)量的好壞都和施工有密切的關(guān)系。 壩基的選擇 應(yīng)把壩基放在巖土性能好的地基上，清除壩基底部植物覆蓋層 ( 包括植物根系深入范圍內(nèi)的土層 ) ，清除可溶性氯化物含量超過(guò) 2%或石膏含量超過(guò) 5%的土層，清除軟土、淤泥、泥炭、流砂及鹽漬土層，動(dòng)物洞穴、墳?zāi)沟冗x擇穩(wěn)定性較好的、緊密地、砂礫石層及節(jié)理密集的風(fēng)化巖體，可采用截水槽，槽底要清到抗?jié)B抗溶的巖層上，以防止?jié)B漏和產(chǎn)生管涌。 軟弱帶的處理 對(duì)不與庫(kù)內(nèi)相通，不致沿其滲漏的軟弱帶，一般只作開(kāi)挖和加固處理；對(duì)于與庫(kù)相通，有滲漏支出的軟弱帶，除加固處理外，尚應(yīng)進(jìn)行防滲處理；對(duì)傾角較陡的軟弱帶，加固處理的目的在于改善軟弱帶的承載能力，防止基礎(chǔ)的不均勻沉降；對(duì)緩傾角的軟弱帶的處理，視其性狀、厚度及地基中所處部位、深度而定。壩基的防滲、排滲和巖溶地基的處理應(yīng)根據(jù)地基的特點(diǎn)和尾礦庫(kù)的特點(diǎn)要求進(jìn)行相應(yīng)的施工處理措施。巡檢工作就是從不正?，F(xiàn)象的蛛絲馬跡上及時(shí)發(fā)現(xiàn)隱患，以便采取措施消除之。應(yīng)建立巡 檢制度，規(guī)定巡檢工作的內(nèi)容、辦法和時(shí)間等。 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(wú)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(wú)損壞，啟閉設(shè)備有無(wú)銹蝕，是否靈活可靠，下游泄流區(qū)有無(wú)障礙物妨害行洪等。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。汛期 尚應(yīng)根據(jù)氣象預(yù)報(bào)加強(qiáng)檢查，并做好預(yù)警工作。根據(jù)巡檢中發(fā)現(xiàn)的事故隱患做出正確的預(yù)測(cè)。 在尾礦壩的運(yùn)營(yíng)維護(hù)管理中，首先要嚴(yán)格按設(shè)計(jì)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(yùn)行所必需的尾礦沉積灘長(zhǎng)度、 壩體安全超高，控制好浸潤(rùn)線，根據(jù)各種不同類(lèi)型尾礦壩特點(diǎn)做 好維護(hù)工作，防止環(huán)境因素的危害，及時(shí)處理好壩體出現(xiàn)的隱患，使尾礦壩在正常狀態(tài)下運(yùn)行。 發(fā)現(xiàn)裂縫后都應(yīng)采取臨時(shí)防護(hù)措施，以防止雨水或冰凍加劇裂縫的開(kāi)展。一般采用重力灌漿或壓力灌漿方法。裂縫的上部采用開(kāi)挖回填法；下部采用灌漿法處理。 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。異常滲漏則是有害 的。因此，對(duì)尾礦壩的滲流必須認(rèn)真對(duì)待，根據(jù)情況及時(shí)采取措施。有些滑坡是突然發(fā)生的，有些是先由裂縫開(kāi)始的，如不及時(shí)注意，任其逐步擴(kuò)大和 蔓延，就可能造成重大的垮壩事故。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。 對(duì)于滑坡體上部已松動(dòng)的土體，應(yīng)徹底挖除，然后按壩坡線分層回填夯實(shí)， 并做好護(hù)坡。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(shí)又沒(méi)有清除或清除不徹底而引起的滑坡，處理的重點(diǎn)是清除不良的地質(zhì)條件，并進(jìn)行固腳防滑。 處理滑坡時(shí)應(yīng)注意：開(kāi)挖與回填適合上部減載，下部壓重的原則。開(kāi)挖中，對(duì)于松土與稀泥都必須徹底清除。對(duì)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(kāi)裂。 滑坡處理前，應(yīng)嚴(yán)格防止雨水滲入裂縫內(nèi)。同時(shí)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(zhuān)科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 5 某工程尾礦壩潰壩事故樹(shù)分析 27 5 某工程尾礦壩潰壩事故樹(shù)分 析 某金礦尾礦庫(kù)位于湘南某市羅家沖村，該庫(kù)建于 1 9 9 0年并投入運(yùn)行．庫(kù)區(qū)西側(cè)山坡為堆浸場(chǎng)，庫(kù)區(qū)與堆浸場(chǎng)間坡地為廢土石場(chǎng)。 后期子壩利用尾礦砂上游法堆筑 ,現(xiàn)已堆至第 5級(jí)子壩，超過(guò)原設(shè)計(jì)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(zhǎng) ~， 沉積灘平均坡度為 ％， 壩頂至庫(kù)內(nèi)水面高差約 1m， 屬 I V 等庫(kù)，該地區(qū)地震基本烈度小于 6度，壩體剖面與構(gòu)造見(jiàn) 圖 51。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(zhǎng)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。 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(zhǎng)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(zhǎng)斑巖， 局部為 ，透水性弱，土質(zhì)均勻，呈中密狀。 重慶科技學(xué)院專(zhuān)科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 5 某工程尾礦壩潰壩事故樹(shù)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(chēng) 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(shí)測(cè)尾礦庫(kù)剖面 剖面 壩頂標(biāo)高 沉積灘長(zhǎng) 水面標(biāo) 干灘坡度 平均坡度 /m 度 /m 高 /m /% /% 主壩 1139。 副壩 3339。 重慶科技學(xué)院專(zhuān)科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 5 某工程尾礦壩潰壩事故樹(shù)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(jí)尾礦。 采用瑞典圓弧法對(duì)該尾礦壩主壩的 3個(gè)剖面，一個(gè)副壩剖面進(jìn)行了穩(wěn)定分析。 在 尾礦壩穩(wěn)定分析中采用的參數(shù)指標(biāo)見(jiàn)表 51，在計(jì)算中，分別考慮了正常運(yùn)行條件下的實(shí)測(cè)浸潤(rùn)線和洪水運(yùn)行條件下由最高洪水位推算的浸潤(rùn)線 2種情形。發(fā)生壩體上部穩(wěn)定性較差，滑動(dòng)計(jì)算結(jié)果如圖 52，圖 53所示。剖面在正常運(yùn)行條件下和洪水運(yùn)行條件下，用總應(yīng)力法計(jì)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(dòng)未發(fā)生，只是尾礦壩第 5級(jí)子壩發(fā)生局部潰決，見(jiàn)圖 53，這一子壩局部潰決屬淺部滑坡，以下將重點(diǎn)分析原因。剖面 剖面總應(yīng)力法正常條件下穩(wěn)定性計(jì)算分析結(jié)果 重慶科技學(xué)院專(zhuān)科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 5 某工程尾礦壩潰壩事故樹(shù)分析 31 圖 53 2239。 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。 重慶科技學(xué)院專(zhuān)科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 5 某工程尾礦壩潰壩事故樹(shù)分析 32 圖 54 吸濕過(guò)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。實(shí)測(cè)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(duì)基質(zhì)吸力的影響最大。 圖 55 含水量與黏聚力關(guān)系曲線 重慶科技學(xué)院專(zhuān)科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 5 某工程尾礦壩潰壩事故樹(shù)分析 33