2014安全工程師《生產技術》講義:尾礦庫災害及防治技術


第四節 尾礦庫災害及防治技術
一、尾礦庫的等別和安全度
尾礦庫是指筑壩攔截谷口或圍地構成的用以儲存金屬非金屬礦山進行礦石選別后排除尾礦的場所。
尾礦壩是由尾礦堆積而成的壩,它是尾礦庫中最主要的構筑物。按照尾礦堆積方式的不同,尾礦壩可分為上游法、中線法、下游法、高濃度尾礦堆積法和水庫式尾礦堆積法5種主要形式。其中,上游式堆壩法由于工藝簡單、便于管理、經濟合理而被廣泛采用,我國有85%以上的尾礦庫是采用該法堆壩。
(一)尾礦庫的等別
(二)尾礦庫安全度的分類
尾礦庫安全度主要根據尾礦庫防洪能力和尾礦壩壩體穩定性確定,分為危庫、險庫、病庫和正常庫四級。
二、尾礦壩(庫)事故的主要類型及防治技術
(一)尾礦壩潰壩事故
尾礦壩潰壩事故的主要原因是尾礦庫建設前期對自然條件了解不夠,勘察不明、設計不當或施工質量不符合規范要求,生產運行期間對尾礦庫的安全管理不到位,缺乏必要的監測、檢查、維修措施以及緊急預案等,一旦遇到事故隱患,不能采取正確的方法,導致危險源狀態惡化并最終釀成災難。
(二)邊坡失穩事故
尾礦庫的穩定性包括壩體的穩定性和天然邊坡的穩定性。自然邊坡的破壞方式可分為崩塌、滑坡和滑塌等幾種類型,尾礦壩壩坡除會發生滑坡和滑塌破壞外,還可能發生塌陷、滲漏及管涌潰堤、滲流沖刷造成尾礦堆石壩破壞等事故。
(三)洪水漫頂事故
1.設計、施工的防洪標準、設施不符合現行尾礦設施設計施工規范,導致的洪水漫頂、潰壩事故;
2.洪水超過尾礦庫設計標準導致的漫頂、潰壩事故;
3.對氣候、地質、地形等發生變化而引起的尾礦庫最小安全超高和最小干灘長度等發生的不利變化,沒有及時采取正確的應對方法所導致的事故;
4.疏于日常管理,對庫區、壩體、排洪設施等出現的事故隱患未能采取及時處理措施,導致的洪水漫頂、潰壩;
5.缺乏抗洪準備和防汛應急措施,對洪水可能造成的破壞沒有應急預案而造成的事故。
(四)排洪設施破壞
1.構筑物的設計、施工不符合水工構筑物設計規范,在實際生產運營過程中,不能承擔排洪作用;
2.疏忽構筑物的日常檢查、維修工作,導致漏砂、漂浮雜物沉積并堵塞在進、出水管道,從而影響排洪的功能;
3.臨近山坡的溢洪溝(道)、截洪溝等設施,由于氣候、地質變化而毀壞,不能滿足排洪要求;
4.廢棄的排水構筑物未能處理或處理不符合規范,產生事故;
5.暴雨、洪水過后,未能對構筑物全面檢查和清理,對已有隱患沒有及時修復,在連續暴雨期內發生事故;
6.因負重、銹蝕等因素導致排水管道、隧洞破損、斷裂、垮塌,地形、地質變化導致構筑物發生變形、沉降,而不能承擔防汛功能。
(五)地震液化事故
①尾礦壩的破壞是尾礦的液化引起的;②尾礦壩的破壞形式表現為流滑;③遭受地震破壞的尾礦壩,其壩坡大都在30°~40°。
三、尾礦庫安全檢查和監測技術
(一)防洪安全檢查和監測
防洪安全檢查的主要內容包括:防洪標準檢查、庫水位監測、灘頂高程的測定、干灘長度及坡度測定、防洪能力復核和排洪設施安全檢查等。
(二)尾礦壩安全檢查和監測
尾礦壩安全檢查內容:壩的輪廓尺寸,變形、裂縫、滑坡和滲漏,壩面保護等。
(三)尾礦庫庫區安全檢查
尾礦庫庫區安全檢查的主要內容包括周邊山體穩定性,違章建筑、違章施工和違章采選作業等情況。
四、尾礦壩(庫)事故處理技術措施
(一)尾礦庫潰壩事故
1.在滿足回水水質和水量要求前提下,盡量降低庫水位;
2.水邊線應與壩軸線基本保持平行;
3.尾礦庫實際情況與設計要求不符時,應在汛期前進行調洪驗算。
(二)尾礦壩滑坡事故
滑坡搶護的基本原則是:上部減載,下部壓重,即在主裂縫部位進行削坡,而在壩腳部位進行壓坡。盡可能降低庫水位,沿滑動體和附近的坡面上開溝導滲,使滲透水很快排出。若滑動裂縫達到坡腳,應該首先采取壓重固腳的措施。因土壩滲漏而引起的背水坡滑坡,應同時在迎水坡進行拋土防滲。
因壩身填土碾壓不實、浸潤線過高而造成的背水坡滑坡,一般應以上游防滲為主,輔以下游壓坡、導滲和放緩壩坡,以達到穩定壩坡的目的。對于滑坡體上部已松動的土體,應徹底挖出,然后按壩坡線分層回填夯實,并做好護坡。
壩體有軟弱夾層或抗剪強度較低且背水坡較陡而造成的滑坡,首先應降低庫水位。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條件,并進行固腳防滑。因排水設施堵塞而引起的背水
坡滑坡,主要是恢復排水設施效能,筑壓重臺固腳。
滑坡處理前,應嚴格防止雨水滲人裂縫內。可用塑料薄膜、瀝青油氈或油布等加以覆蓋。同時還應在裂縫上方修截水溝,以攔截和引走壩面的積水。
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