殷學(xué)文

摘 要：在我國(guó)，采用上游法堆筑是大部分尾礦壩通用做法，大多數(shù)尾礦壩中的初期壩基本上都采用不透水粘土壩，這種土壩填筑起來(lái)比較容易，但同時(shí)也易造成尾礦壩壩體浸潤(rùn)線偏高，使?jié)B流水在壩外坡大面積溢出，上游法尾礦壩在浸潤(rùn)線過(guò)高的影響下，就極容易出現(xiàn)管涌、流砂和沼澤化，從而對(duì)尾礦壩的穩(wěn)定照成極大的危害。該文就針對(duì)尾礦壩沼澤化這一現(xiàn)象進(jìn)行分析研究，提出相對(duì)應(yīng)的控制措施，以期為以后的尾礦壩建設(shè)提供一定的參考。

關(guān)鍵詞：尾礦壩 浸潤(rùn)線 沼澤化 控制措施

中圖分類號(hào)：TD928 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2015）03（c）-0060-02

To discuss about the causes of tailings dams and ways to deal with them

Yin Xuewen

Xinjiang Fuyun Mengku iron ore Co.， Ltd. the Xinjiang Uygur Autonomous RegionFuyun County， 836100，China

Bstract：In our country ，Most Tailing Dams adopt Upstream method，but under the overheated of line seepage ，Most of the tailings dam in the initial dam basically using impermeable clay dam， thedam filling up more easily， but also easy to cause the tailing dam saturation line is high，the seepage water in a large area of overflow dam slope， Tailing Dams with adopting Upstream method are prone to piping、quicksand and swamp formation，F(xiàn)urther，it is harmful to the Stability for theTailing Dams。This paper analyses the Phenomenon of swamp formation，Put forward the corresponding control measures，in order to give some reference to the construction of tailing Dams。

Key Words： tailing dams； Line seepage；Swamp formation；control measures

在五六十年代，我國(guó)大多數(shù)尾礦壩中的初期壩基本上都采用不透水粘土壩，這種土壩填筑起來(lái)比較容易，但同時(shí)也易造成尾礦壩壩體浸潤(rùn)線偏高，使?jié)B流水在壩外坡大面積溢出，造成一定區(qū)域范圍內(nèi)壩面沼澤化，這對(duì)尾礦壩的穩(wěn)定才生的影響就非常大。

1 尾礦壩沼澤化現(xiàn)象分析

尾礦壩作為一種特殊專門水工構(gòu)筑物（用于堆放和處理尾礦等礦山固體廢棄物和污染物），其在礦山開(kāi)采過(guò)程中的影響是非常大的，其建造完成后會(huì)形成人造的具有高勢(shì)能的泥石流庫(kù)，這是一個(gè)不定時(shí)的危險(xiǎn)源、污染源，因此，當(dāng)尾礦庫(kù)在發(fā)生不穩(wěn)定（壩體失穩(wěn)）時(shí)，尾礦庫(kù)庫(kù)內(nèi)的尾礦砂和水就將以泥砂流的形式涌出，這樣就會(huì)產(chǎn)生尾礦庫(kù)沼澤化的現(xiàn)象。

2 造成尾礦壩沼澤化的原因分析

通過(guò)對(duì)對(duì)尾礦壩沼澤化這一現(xiàn)象產(chǎn)生的原因進(jìn)行調(diào)查研究，可以得出其原因主要有以下幾方面，具體如下：

2.1 浸潤(rùn)線過(guò)高的原因

由物料顆粒自然堆積這種筑壩法形成的尾礦壩，其自然堆積物質(zhì)具有天然松散性和含水性等特質(zhì)，因此其壓密只能通過(guò)其自身重力下完成，這樣導(dǎo)致的結(jié)果就是堆積的尾礦砂各種材料力學(xué)指標(biāo)都相對(duì)比較低，透水性相對(duì)也比較大，從而使尾礦壩內(nèi)水在常水頭和動(dòng)水頭的相互影響作用下，尾礦壩根據(jù)其自身作滲徑滲出壩體，這樣就容易發(fā)生浸潤(rùn)線自初期壩頂溢出現(xiàn)象，這種現(xiàn)象產(chǎn)生的結(jié)果就是在浸潤(rùn)線出逸處流失，產(chǎn)生沼澤化。

通過(guò)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查結(jié)果進(jìn)行對(duì)比分析，發(fā)現(xiàn)浸潤(rùn)線位置的高低就直接影響尾礦壩的穩(wěn)定性，因此，防止浸潤(rùn)線偏高，就成為了尾礦壩壩體穩(wěn)定性控制的重要內(nèi)容。

2.2 反濾對(duì)尾礦壩沼澤化的影響

由于滲透破壞等原因造成尾礦壩沼澤化現(xiàn)象的案例很多，從其本質(zhì)原因上分析，發(fā)現(xiàn)主要是由于無(wú)反濾或反濾失效而導(dǎo)致的尾礦壩沼澤化，因此，滲透對(duì)尾礦壩沼澤化的影響極大。

2.3 排洪系統(tǒng)對(duì)尾礦壩沼澤化的影響

通過(guò)對(duì)全世界主要尾礦壩沼澤化的原因進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)其基本上都與排洪系統(tǒng)存在一定的關(guān)系，有的主要是由于排洪系統(tǒng)故障或設(shè)計(jì)有誤而引起的，有的是因?yàn)槲驳V庫(kù)內(nèi)排水井被樹枝石塊等雜物堵塞，導(dǎo)致排水不暢，從而引起尾礦壩沼澤化。

2.4 尾礦砂密實(shí)度對(duì)尾礦壩沼澤化影響

現(xiàn)在大部分尾礦堆積壩，其主要是通過(guò)自然分級(jí)，在自身的重力作用進(jìn)行固結(jié)密實(shí)，在宏觀觀察上具有上粗下細(xì)和壩前粗、壩尾細(xì)等一般特征；從微觀的角度上，尾礦沉積層中大部分存在粗細(xì)相間的夾層、互層交錯(cuò)層和千層餅等一系列現(xiàn)象，結(jié)構(gòu)上表現(xiàn)為不均一性和各向異性，這樣就容易造成結(jié)構(gòu)的不穩(wěn)定性，容易造成礦壩沼澤化這一現(xiàn)象的產(chǎn)生。

2.5 技術(shù)管理對(duì)尾礦壩沼澤化影響

尾礦壩在建設(shè)過(guò)程中，參與建設(shè)的工程技術(shù)人員，他們大部分都非常熟悉采礦、選礦、機(jī)械等專業(yè)方面的知識(shí)，相反，對(duì)一些不不熟悉的知識(shí)（如何土石壩有關(guān)的土力學(xué)、水力學(xué)、水文學(xué)等學(xué)科知識(shí)），就顯得十分缺乏，所以他們需要壩工技術(shù)支持和服務(wù)。

3 應(yīng)對(duì)尾礦壩沼澤化控制對(duì)策

通過(guò)上述對(duì)尾礦壩沼澤化這一現(xiàn)象產(chǎn)生的原因進(jìn)行分析，可以得出其不同原因所需要的控制對(duì)策，具體對(duì)策如下所述：

3.1 浸潤(rùn)線過(guò)高的控制對(duì)策

尾礦堆壩浸潤(rùn)線高低直接影響尾礦壩沼澤化程度，因此控制浸潤(rùn)線高度就顯得尤為重要，控制浸潤(rùn)線主要以下幾方面的對(duì)策。

3.1.1 預(yù)埋盲溝排滲法

在垂直于尾礦壩壩長(zhǎng)方向每隔30-50米敷設(shè)一道橫向盲溝，然后在平行于尾礦壩壩長(zhǎng)方向敷設(shè)一道縱向盲溝，與各條對(duì)應(yīng)橫溝進(jìn)行貫通處理，同時(shí)在縱向盲溝上每隔50～80 m連接一根導(dǎo)水管，使其聯(lián)通到壩坡以外，在具體操作上：第一步，橫向盲溝匯集的滲水先進(jìn)入縱向盲溝，與縱向盲溝匯集的滲水匯合后，一起進(jìn)入導(dǎo)水管，排向尾礦壩外側(cè)。橫向和縱向盲溝的坡度及尺寸需要根據(jù)該區(qū)域位置處的排水量確定，盲溝溝內(nèi)的濾料應(yīng)選用有一定級(jí)配比例的砂石，在上部覆蓋尾砂即成。

3.1.2 輕型井點(diǎn)管抽水排滲法

該控制方法的原理主要為：首選使用鉆機(jī)在尾礦壩頂部平臺(tái)豎直向下敷設(shè)井點(diǎn)管，每個(gè)井點(diǎn)管的上端用膠管與地表敷設(shè)的水平總管連接，總管再其布置上其一端封閉，另一端引入地表泵房，接在泵的進(jìn)水口上。在泵造成的負(fù)壓（真空）的作用下，通過(guò)總管和井點(diǎn)管傳到埋入地層的過(guò)濾器，在其周圍形成負(fù)壓帶，則尾礦壩滲水在其自身重力作用下沿負(fù)壓合力的矢量方向流向過(guò)濾器，進(jìn)入井點(diǎn)管和總管，由尾礦壩的出水口排到壩外，進(jìn)而達(dá)到直接降低浸潤(rùn)線的目的。

3.1.3 水平濾管-塑料插板聯(lián)合排滲法

該控制方法的原理主要為：采用水平鉆機(jī)在尾礦壩外坡上按照一定仰角向壩內(nèi)鉆孔，同時(shí)套管的處理上也需要到位。套管處理到位后，拔出鉆桿，對(duì)孔內(nèi)的殘沙進(jìn)行洗凈處理，進(jìn)一步將預(yù)先制作好的濾管用鉆機(jī)推進(jìn)孔內(nèi)，在上述過(guò)程都處理完成后，拔出套管，壩內(nèi)滲水就會(huì)自動(dòng)由濾管流出。

3.1.4 輻射井內(nèi)水平濾管排滲法

在尾礦壩的適當(dāng)位置的區(qū)域，先施工預(yù)定深度的鋼筋硅豎井，在鋼筋硅豎井內(nèi)用小型水平鉆機(jī)敷設(shè)水平濾管。水平濾管降的深度和豎井直接相關(guān)，同時(shí)浸潤(rùn)線的高度也相對(duì)應(yīng)降低。在必要的情況下，還需要采用分層敷設(shè)水平濾管的方式，這樣處理后，就會(huì)使效果更好以求。

3.2 完善尾礦壩安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

尾礦壩作為一種特殊建筑構(gòu)造物，當(dāng)尾礦庫(kù)建設(shè)完工并投入運(yùn)行后，其在不同階段，周圍環(huán)境（壩高、庫(kù)區(qū)水位、堆積壩體尾礦的力學(xué)性質(zhì)等）和運(yùn)行方式都對(duì)其沼澤化有著一定的影響，同時(shí)其各個(gè)階段也不斷在發(fā)生變化，因此，尾礦壩的監(jiān)測(cè)工作就顯得尤為重要。

3.3 重視排洪系統(tǒng)及排洪措施

在對(duì)排洪系統(tǒng)及排洪的設(shè)計(jì)要求上，設(shè)計(jì)單位一定要謹(jǐn)慎處理，且不可有任何疏忽和大意；建設(shè)和施工單位也需要嚴(yán)格按設(shè)計(jì)圖紙施工，有問(wèn)題及時(shí)和設(shè)計(jì)單位相關(guān)技術(shù)人員進(jìn)行溝通和交流，作好施工階段中存在的的各種問(wèn)題，因?yàn)橛行﹩?wèn)題如果不及時(shí)修復(fù)補(bǔ)救，可能就會(huì)造成重大事故，經(jīng)濟(jì)上也會(huì)有較大損失。

3.4 開(kāi)展尾礦堆積壩加固技術(shù)

尾礦壩的加固不僅僅是加固一部分區(qū)域，而是需要對(duì)整個(gè)尾礦庫(kù)干灘面范圍內(nèi)進(jìn)行全面加固，形成一個(gè)人工尾礦殼體，這樣就會(huì)使整個(gè)尾礦壩處于穩(wěn)定狀態(tài)。在對(duì)尾礦壩進(jìn)行加固時(shí)，其主要是通過(guò)其自身自然分級(jí)，依靠自身的重力作用進(jìn)行固結(jié)密實(shí)，這樣就會(huì)使尾礦壩外坡一定范圍內(nèi)為形成粗粒尾礦組成的殼體，由上述可得知，尾礦堆積壩的加固不可能是一次性就能完成，它是一個(gè)不斷發(fā)展的過(guò)程，其主要是隨著尾礦壩的上升而不斷地加固，目的是形成一個(gè)人工加固的壩殼體。

4 結(jié)論

尾礦庫(kù)作為是礦山建設(shè)過(guò)程中一項(xiàng)重要生產(chǎn)設(shè)施，其設(shè)置的合理與否直接關(guān)系到礦山的生產(chǎn)和經(jīng)濟(jì)效益。針對(duì)尾礦庫(kù)沼澤化這一現(xiàn)象，各級(jí)領(lǐng)導(dǎo)都給與了高度重視，在尾礦庫(kù)各個(gè)階段生產(chǎn)建設(shè)和管理中做了大量工作，這樣有效地保證了礦山整條流程的生產(chǎn)和發(fā)展。在今后的工作中，我們需要對(duì)尾礦庫(kù)沼澤化這一現(xiàn)象，進(jìn)一步加強(qiáng)尾礦庫(kù)運(yùn)行過(guò)程中的生產(chǎn)和管理工作，不斷提高自身技術(shù)和業(yè)務(wù)水平，使尾礦庫(kù)沼澤化這一現(xiàn)象得到更加有效的控制，更好地服務(wù)采礦行業(yè)的發(fā)展，使經(jīng)濟(jì)利益和相關(guān)人員的安全得到最大程度的保證，進(jìn)一步為以后相關(guān)的項(xiàng)目提供一定的技術(shù)支持。

參考文獻(xiàn)

[1] 李作章.尾礦庫(kù)安全技術(shù)[M].北京：航空工業(yè)出版社，1996.

[2] 騰志國(guó).關(guān)于尾礦壩地震穩(wěn)定性的分析與評(píng)價(jià)[J].河北冶金，2001（3）.

[3] 張電吉.尾礦庫(kù)土石壩穩(wěn)定性分析研究[J].大壩安全，2003（3）.

[4] 范恩讓，史劍鵬.尾礦壩安全穩(wěn)定性因素分析及對(duì)策.金屬材料與冶金工程，2007（1）.

[5] 孫國(guó)文、余果.影響細(xì)粒尾礦壩安全穩(wěn)定性因素分析及對(duì)策[J].礦業(yè)安全與環(huán)保，2006（2）.

[6] 崔莉.德興銅礦庫(kù)泄洪系統(tǒng)水力模型試驗(yàn)研究報(bào)告[R].大連理工學(xué)院水力系水力學(xué)教研室，1981.

[7] 李輝.本鋼歪頭山鐵礦小西溝尾礦庫(kù)加高增容工程德可行性報(bào)告[R].鞍山冶金研究院，2000.

[8] 張世文，王紅艷.影響尾礦壩安全穩(wěn)定性因素分析及對(duì)策[J].礦業(yè)工程，2004（2）：61-63.

[9] 劉文連，張曉玲，閻鼎熠，等.某大型尾礦庫(kù)壩體勘察新技術(shù)及尾礦砂土工程特性初步研究[J].工程地質(zhì)學(xué)報(bào)，2004（12）：523-528.

[10] 孟俊倉(cāng)，費(fèi)維水.庫(kù)水位對(duì)尾礦壩體穩(wěn)定性影響的研究[J].科學(xué)技術(shù)與工程，2010，10（12）：2848-2852.