肖朝良

（中國有色金屬長沙勘察設(shè)計研究院有限公司，湖南 長沙 410000）

尾礦庫作為一類專門用于存儲尾礦的高勢能人造泥石流危險源，在服務(wù)期間及閉庫后長達(dá)十多年或數(shù)十年的時間段內(nèi)，其安全性受到各種自然及人為因素的影響。目前，我國尾礦庫數(shù)量位居世界第一，尾礦庫的安全形勢日趨嚴(yán)峻，提高尾礦庫的安全管理水平尤為重要。因此，亟需對尾礦庫安全現(xiàn)狀及事故防治要點進(jìn)行詳細(xì)探究。

1 尾礦庫安全管理要點

1.1 尾礦庫堆存系統(tǒng)的管理要求與辦法

尾礦庫堆存系統(tǒng)是堆積壩的排滲與支撐棱體，大多使用當(dāng)?shù)赝潦炔牧蟻硇拗蛪?，隨著尾礦的不斷排入，久而久之尾礦的沉積加高形成了后期壩，初期壩在后期的使用管理中主要是做好初期壩的維護(hù)工作，對岸坡要按設(shè)計要求進(jìn)行技術(shù)處理，垂直防滲墻要有足夠高度，對馬道位置寬度、壩肩截洪溝與壩頂寬度等必須要按設(shè)計要求施工。后期壩的管理要求岸坡處理應(yīng)做隱蔽工程記錄，降低壩體浸潤線，根據(jù)降雨量及壩體兩側(cè)匯水面積來防止坡匯流雨水沖刷后期壩體，子壩堆筑位置要嚴(yán)謹(jǐn)依據(jù)礦壩設(shè)計坡比要求確定，在每道子壩壩頂內(nèi)緣與上道子壩的外坡交界線設(shè)排水溝，還要將放礦系統(tǒng)移至子壩壩頂繼續(xù)放礦充填。

1.2 尾礦庫放礦系統(tǒng)級管理要求與辦法

尾礦放礦系統(tǒng)是通過壩面放礦在主管道上的放礦支管來實現(xiàn)壩面分散放礦，尾礦庫的放礦管理必須有專人管理負(fù)責(zé)，庫內(nèi)水邊線與攤頂要平行，往往質(zhì)量良好的沉積灘應(yīng)該是尾礦顆粒沿灘長分級非常明顯，放礦支管必須要確保擁有足夠長度，可以在子壩內(nèi)坡腳堆放草袋來減少對子壩坡腳的沖刷。

1.3 尾礦庫回水系統(tǒng)及管理要求及辦法

尾礦回水系統(tǒng)通常涵蓋回水池、回水管道、回水井塔與回水泵站等部分，它主要是為選礦廠提供生產(chǎn)用水，其中對回水系統(tǒng)的管理要求與辦法做出了以下規(guī)定：如果使用多級井塔回水，必須相鄰井塔之間要保持大約一米的重疊高度，尾礦回水水池容量對中小型選廠應(yīng)該普遍大于七小時的回水水量，始終堅持以節(jié)約能源來采用靜壓回水方式，還要嚴(yán)格管控好回水泵站的型號等參數(shù)要求，如果回水井塔停止使用時，切忌在井筒上部封井。

1.4 尾礦庫排洪系統(tǒng)及管理要求與辦法

通常尾礦庫排洪設(shè)計中按照固定的沉積灘坡度來確定調(diào)洪高度，確保尾礦庫的排水通常與排洪能力是其安全管理的主要任務(wù)，排水系統(tǒng)的型式主要有溢洪道、斜槽式、管式與洞式，要注重對其強(qiáng)度與施工質(zhì)量的嚴(yán)格監(jiān)管，當(dāng)調(diào)洪庫容接近零時，在設(shè)計中要充分利用調(diào)洪庫容來進(jìn)行洪水調(diào)節(jié)。

排洪系統(tǒng)的管理要求與辦法強(qiáng)調(diào)要依據(jù)調(diào)洪要求來確定排洪井口底坎的高程。

2 尾礦庫概況

某尾礦庫為山谷型尾礦庫。山體標(biāo)高為80m～200m，周邊山體較高，兩岸山坡陡峭，溝口較小。尾礦庫屬三等庫，采用上游法堆壩，初期壩為透水堆石壩，通過對選礦生產(chǎn)排出的尾礦進(jìn)行特性分析，認(rèn)為該尾礦屬于典型的高濃度細(xì)粒尾礦。

3 尾礦庫安全現(xiàn)狀

本研究分別從尾礦壩、排洪構(gòu)筑物兩個方面對尾礦庫安全現(xiàn)狀以及安全事故防治對策進(jìn)行詳細(xì)探究。在該尾礦壩中，最大的危險因素為潰壩，一旦潰壩會引發(fā)滑坡、泥石流等重大災(zāi)害，引起重大人員傷亡、財產(chǎn)損失和環(huán)境污染。另外，作為上游法筑壩的尾礦庫，泄洪構(gòu)筑物的安全性也十分重要，特別是尾礦壩不允許壩體溢流。因此尾礦庫的安全性從很大程度上取決于排洪系統(tǒng)的安全性。本文采用瑞典圓弧滑動法和簡化畢肖普法對尾礦庫進(jìn)行壩體穩(wěn)定分析，根據(jù)該尾礦庫的尾礦筑壩設(shè)計方案，加高至140m壩高時尾礦庫為三等庫，當(dāng)加高至140m壩高時，在正常運(yùn)行、洪水運(yùn)行、特殊運(yùn)行等工況下，最小安全系數(shù)均滿足規(guī)范要求，壩體具有一定的穩(wěn)定性。分析圖1可知：滑動面均位于堆積壩壩體處，且屬于淺層滑動；在洪水運(yùn)行、特殊運(yùn)行工況下，由于干灘長度不足，浸潤線埋深相對較淺，最小安全系數(shù)超出規(guī)范值較少，壩體穩(wěn)定性安全儲備不足，宜采取相應(yīng)的壩體加固措施或增加排滲措施，降低壩體浸潤線來提高其安全儲備，降低其滑坡危險。

圖1 壩體穩(wěn)定性分析結(jié)果

4 尾礦庫事故防治要點

4.1 尾礦壩體安全管理

①由于該尾礦庫所排尾礦具有高濃度、細(xì)顆粒的特點，子壩堆筑時應(yīng)嚴(yán)格按照設(shè)計要求采用上游法廢石堆筑，并確保筑壩材料特性符合要求，子壩內(nèi)外坡比、高度、軸線位置應(yīng)符合設(shè)計要求。②隨著子壩堆積高度上升應(yīng)及時按照設(shè)計要求修筑壩肩排水溝，同時按設(shè)計要求在110，120，130m標(biāo)高設(shè)置排滲盲溝，并保證施工質(zhì)量。③在壩前均勻放礦，使灘面均勻上升，并避免灘面出現(xiàn)側(cè)坡、扇形坡或細(xì)粒尾礦集中沉積于一端或一側(cè)，放礦初期應(yīng)采用多管小流量的放礦方式，以利于盡快形成灘面。④加強(qiáng)壩下滲流水水量和水質(zhì)監(jiān)測，若發(fā)現(xiàn)滲水量突然增大、減少或變渾濁時，應(yīng)及時進(jìn)行隱患排查和治理。

4.2 尾礦庫防排洪安全管理

①嚴(yán)格按照設(shè)計要求控制庫內(nèi)水位，每年汛期應(yīng)在滿足回水水質(zhì)和水量要求的前提下，盡可能降低庫內(nèi)水位，提高尾礦庫的防洪、抗洪能力；汛期尾礦庫初期應(yīng)確保安全超高2m以上，干灘長度在400m以上。②根據(jù)尾礦庫的實際運(yùn)行情況和庫內(nèi)水位標(biāo)高及時加蓋框架式排水井拱板，并保證密封質(zhì)量，避免出現(xiàn)漏沙現(xiàn)象。③每年汛期前應(yīng)對排水井、排水管和庫邊截洪溝進(jìn)行檢查、維修和疏浚，確保排洪設(shè)施暢通。④應(yīng)按照設(shè)計要求的排尾濃度和流量進(jìn)行排尾作業(yè)，確保干灘坡度滿足設(shè)計要求，若干灘坡度比設(shè)計變緩，需重新進(jìn)行調(diào)洪演算并采取相應(yīng)的處理措施。⑤汛期應(yīng)實時關(guān)注庫內(nèi)水情，加強(qiáng)巡邏，一旦發(fā)現(xiàn)險情須及時上報，并采取緊急措施，嚴(yán)防事態(tài)惡化。

4.3 尾礦庫日常安全管理

①尾礦庫在后續(xù)運(yùn)行過程中，應(yīng)嚴(yán)格按設(shè)計要求的項目、位置、數(shù)量及時安裝位移觀測設(shè)施、浸潤線觀測設(shè)施以及在線監(jiān)測系統(tǒng)，并加強(qiáng)尾礦庫在線監(jiān)測系統(tǒng)的維護(hù)和管理，進(jìn)一步加強(qiáng)數(shù)據(jù)分析處理，使之能夠真正發(fā)揮起監(jiān)測、預(yù)警和保護(hù)尾礦庫安全的作用。②加強(qiáng)應(yīng)急救援預(yù)案的安全教育培訓(xùn)，并在日常工作中注重應(yīng)急預(yù)案的演練工作，不斷提高各級人員的應(yīng)變能力和突發(fā)事故應(yīng)急處理能力，并根據(jù)演練結(jié)果不斷完善應(yīng)急救援預(yù)案；進(jìn)一步細(xì)化落實救援物資和裝備，包括救援物資和裝備的名稱、數(shù)量、存放地點，一旦發(fā)生尾礦庫安全事故時，可為應(yīng)急救援預(yù)案的及時有效實施提供時間上和物資上的保障。③應(yīng)加強(qiáng)尾礦庫管理機(jī)構(gòu)各崗位人員的培訓(xùn)工作，包括尾礦庫安全管理方面的各項管理制度、崗位職責(zé)、尾礦庫專業(yè)知識以及尾礦庫設(shè)計文件，了解尾礦處理工藝，熟悉政府部門的有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)及規(guī)定等。④應(yīng)建立重大危險源檔案，重大危險源檔案類型主要有重大危險源安全評估報告、重大危險源安全管理制度、重大危險源安全管理與監(jiān)控實施方案、重大危險源監(jiān)控檢查表以及重大危險源應(yīng)急救援預(yù)案、演練方案等。

5 結(jié)語

綜上所述，本文對尾礦庫建設(shè)與安全管理技術(shù)進(jìn)行探究分析具有重要的現(xiàn)實性意義，尾礦庫是金屬與非金屬礦山安全生產(chǎn)的重要環(huán)節(jié)，它更是礦山企業(yè)正常順利生產(chǎn)的配套安全設(shè)施，尾礦庫作為高勢能的人逆泥石流危險源，對廣大人民群眾的生命財產(chǎn)健康安全與生態(tài)環(huán)境具有非常大的威脅與挑戰(zhàn)，還會增加資金成本的損耗與人力、物力的浪費(fèi)，因此尾礦庫作為該領(lǐng)域的重大危險源，必須要加強(qiáng)尾礦庫的建設(shè)與安全管理技術(shù)，盡可能的降低潰壩與泄露等災(zāi)害事故的頻發(fā)，進(jìn)而從根本上促進(jìn)我國社會經(jīng)濟(jì)的協(xié)調(diào)穩(wěn)定可持續(xù)快速健康發(fā)展進(jìn)步。

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