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文档简介

尾矿库安全技术与管理

2024年5月本章主要内容

第一部分尾矿库基础知识第二部分尾矿库典型案例第三部分尾矿库监测第四部分尾矿修复第一部分尾矿库基础知识

第一节尾矿设施的功能及组成第二节尾矿库第三节尾矿坝第四节尾矿库排洪设施第五节尾矿库监测设施第六节尾矿库安全度第一节尾矿设施的功能及组成尾矿

—金属或非金属矿山开采出的矿石,经选矿厂选出有价值的精矿产生砂一样的“废渣”,

称作尾矿。

尾矿处理

—将选矿厂排出的尾矿送往指定地点堆存或利用的技术叫做尾矿处理。

尾矿设施

—为尾矿处理所建造的设施系统称作尾矿设施。

尾矿设施组成及功能1、尾矿水力输送系统包括尾矿浓缩池、尾矿输送管槽、输送泵站和尾矿分散管槽等,用以将选矿厂排出的尾矿浆送往尾矿库堆存;2、尾矿堆存系统一般常简称为尾矿库,包括库区、尾矿坝、排洪构筑物和坝的观测设施等,用以储存选矿厂排出的尾矿;尾矿设施组成及功能3、尾矿回水系统包括回水泵站、回水管道和回水池等,用以回收尾矿库或浓缩池的澄清水,送回选矿厂供选矿生产重复利用;4、尾矿水处理系统包括水处理站和截渗、回收设施等,用以处理不符合重复利用或排放标准要求的尾矿水,使之达到标准。

第二节尾矿库

尾矿库类型:1、山谷型尾矿库山谷型尾矿库是在山谷谷口处筑坝形成的尾矿库。它的特点是初期坝相对较短,坝体工程量较小,后期尾矿堆坝相对较易管理维护,当堆坝较高时,可获得较大的库容;库区纵深较长,尾矿水澄清距离及干滩长度易满足设计要求;但汇水面积较大时,排洪设施工程量相对较大。我国现有的大、中型尾矿库大多属于这种类型。

第二节尾矿库

2、傍山型尾矿库

傍山型尾矿库是在山坡脚下依山筑坝所围成的尾矿库。它的特点是初期坝相对较长,初期坝和后期尾矿堆坝工程量较大;由于库区纵深较短,尾矿水澄清距离及干滩长度受到限制,后期坝堆的高度一般不太高,故库容较小;汇水面积虽小,但调洪能力较低,排洪设施的进水构筑物较大;由于尾矿水的澄清条件和防洪控制条件较差,管理、维护相对比较复杂。国内低山丘陵地区中小矿山。

第二节尾矿库

3、平地型尾矿库平地型尾矿库是在平缓地形周边筑坝围成的尾矿库。其特点是初期坝和后期尾矿堆坝工程量大,维护管理比较麻烦;由于周边堆坝,库区面积越来越小,尾矿沉积滩坡度越来越缓,因而澄清距离、干滩长度以及调洪能力都随之减少,堆坝高度受到限制,一般不高;但汇水面积小,排水构筑物相对较小;国内平原或沙漠戈壁地区常采用这类尾矿库。

第二节尾矿库

4、截河型尾矿库截河型尾矿库是截取一段河床,在其上、下游两端分别筑坝形成的尾矿库。有的在宽浅式河床上留出一定的流水宽度,三面筑坝围成尾矿库,也属此类。它的特点是不占农田;库区汇水面积不太大,但尾矿库上游的汇水面积通常很大,库内和库上游都要设置排水系统,配置较复杂,规模庞大。这种类型的尾矿库维护管理比较复杂,国内采用的不多。第二节尾矿库几个定义1.库容

系指尾矿库空间容积。全库容:尾矿坝某标高顶面、下游坡面及库底面所围空间的容积,包括有效库容、调洪库容和安全库容等。

2.安全超高与安全库容—为预防洪水、浪涌越顶,确保尾矿坝安全而预留的安全储备。这是尾矿库防洪安全的最重要指标,这个空间任何时候都是不允许占用的!3.

澄清段长度与正常库水位—指尾矿浆沉淀、澄清的范围和相应的库水位,一般情况下应满足库水排放或回收要求。这是保证尾矿系统正常运行的两项重要指标。4.管涌破坏与干滩长度—库水位过高会引起堆积坝的管涌和溃坝。干滩长度可以间接反应出坝体渗流状态,成为尾矿库安全管理的一项非常重要的指标。2024/5/1017

第二节尾矿库

尾矿库等别

等别全库容V(万m3)坝高H(m)一二等库具备提高等别条件者二三四五V≥100001000≤V<10000100≤V<1000V<100H≥10060≤H<10030≤H<60H<30规程对等别不同的尾矿库采用的防洪标准和坝体安全系数也是不同的。第二节尾矿库尾矿库等别构筑物的级别主要构筑物次要构筑物临时构筑物一134二234三355四455五

555注:主要构筑物指尾矿坝、库内排水构筑物等失事后难以修复的构筑物;次要构筑物指失事后不致造成下游灾害或对尾矿库安全影响不大并易于修复的构筑物;临时构筑物指尾矿库施工期临时使用的构筑物。构筑物级别第三节尾矿坝一、尾矿坝定义

1.

尾矿坝

挡尾矿和水的尾矿库外围构筑物,常泛指尾矿库初期坝和堆积坝的总体。

2.初期坝

基建中用作支撑后期尾矿堆存体的坝。

3.堆积坝

生产过程中在初期坝坝顶以上用尾矿充填堆筑而成的坝。

第三节尾矿坝—初期坝二、初期坝

1.初期坝的类型(1)不透水初期坝──

用透水性较小的材料筑成的初期坝。因其透水性远小于库内尾矿的透水性,不利于库内沉积尾矿的排水固结。当尾矿堆高后,浸润线往往从初期坝坝顶以上的尾矿堆积坝坝坡逸出,造成坝面沼泽化,不利于后期坝坝体的稳定。这种坝型适用于挡水式尾矿坝或尾矿堆坝不高的尾矿坝。(2)透水初期坝──

用透水性较好的材料筑成的初期坝。因其透水性大于库内沉积尾矿,有利于后期坝的排水固结,并可降低坝体浸润线,提高坝体的稳定性。它是比较合理的初期坝坝型。2、初期坝的坝型及其特点(1)均质土坝

均质土坝是用粘土、粉质粘土或风化土料筑成的坝,如图所示,它像水坝一样,属典型的不透水坝型。在坝的外坡脚往往设有毛石堆成的排水棱体,以降低坝体浸润线。该坝型对坝基工程地质条件要求不高,施工简单,造价较低。在早期或缺少石材地区应用较多。第三节尾矿坝—初期坝第三节尾矿坝—初期坝若在均质土坝内坡面和坝底面铺筑可靠的排渗层,如图所示,使尾矿堆积坝内的渗水通过此排渗层排到坝外。这样,便成了适用于后期尾矿堆坝要求的透水土坝。第三节尾矿坝—初期坝(2)透水堆石坝

用堆石料堆筑成的坝,如图所示。在坝的上游坡面用天然反滤料或土工布铺设反滤层,防止尾砂流失。该坝型能有效地降低后期坝的浸润线。由于它对后期坝的稳定有利,且施工简便,成为二十世纪六十年代以后广泛采用的初期坝型。第三节尾矿坝—初期坝(3)砂、石透水堆石坝

该坝型对坝基工程地质条件要求也不高。当质量较好的石料数量不足时,也可采用一部分较差的砂石料来筑坝。即将质量较好石料铺筑在坝体底部及上游坡一侧(浸水饱和部位),而将质量较差的砂石料铺筑在坝体的次要部位,如图所示。第三节尾矿坝—初期坝(4)废石坝

用采矿场剥离的废石筑坝,有两种情况:当废石质量符合强度和块度要求时,可按正常堆石坝要求筑坝;另一种是结合采矿场废石排放筑坝,废石不经挑选,用汽车或轻便轨道直接上坝卸料,下游坝坡为废石的自然安息角,为安全计,坝顶宽度较大,如图所示。在上游坡面应设置砂砾料或土工布做成的反滤层,以防止坝体土颗粒透过堆石而流失。第三节尾矿坝—初期坝(5)砌石坝

用块石或条石砌成的坝,分干砌石坝和浆砌石坝两种。这种坝型的坝体强度较高,坝坡可做得比较陡,能节省筑坝材料,但造价较高。可用于高度不大的尾矿坝,但对坝基的工程地质条件要求较高,坝基最好是基岩,以免坝体产生不均匀沉降,导致坝体产生裂缝。(6)混凝土坝

用混凝土浇筑成的坝。这种坝整体性好,强度高,因而坝坡可做得很陡,筑坝工程量比其他坝型都小,但工程造价高,对坝基条件要求高,采用者比较少。坝基处要求坝基处理应满足渗流控制和静、动力稳定要求。遇有下列情况时,应进行专门研究处理:透水性较大的厚层砂砾石地基;易液化土、软粘土和湿陷性黄土地基;岩溶发育地基;采空区地基。初期坝高度的确定除满足初期堆存尾矿、澄清尾矿水、尾矿库回水和冬季放矿要求外,还应满足初期调蓄洪水要求。第三节尾矿坝—堆积坝三、堆积坝

1.堆积坝功能与特点

实质上是尾矿沉积体,这种水力充填沉积的砂性土边坡稳定性能较差;大、中型尾矿堆积坝最终的高度往往比初期坝高得多,是尾矿坝的主体部分。堆积坝一旦失稳,灾害惨重。所以如何确保堆积坝的安全历来是设计和生产部门十分重视的一项工作,也是安全生产管理和安全监督管理工作的重点之一。第三节尾矿坝—堆积坝2.堆积坝型式(1)上游式

缺点:上粗下细,细粒夹层多渗透性能差浸润线高坝体稳定性差优点:筑坝工艺简单管理方便运营费用低国内外均普遍采用第三节尾矿坝—堆积坝(2)下游式优点:粗砂筑坝坝体质量可控渗透性强浸润线低坝体稳定性好缺点:筑坝工艺复杂管理复杂受地形限制运营费用高国内采用少第三节尾矿坝—堆积坝(3)中线式优点:粗砂筑坝坝体质量可控渗透性较强浸润线低坝体稳定性较好缺点:筑坝工艺较复杂管理较复杂受地形限制运营费用高国内采用少第三节尾矿坝—堆积坝3.沉积滩—水力冲积尾矿形成的沉积体表层,常指露出水面部分。

滩顶

—沉积滩面与堆积坝外坡的交线,为沉积滩的最高点。滩长

—由滩顶至库内水边线的水平距离。最小干滩长度—设计洪水位时的干滩长度。最小安全超高

—规定的安全超高最小允许值。第三节尾矿坝—堆积坝表3

上游式尾矿坝的最小安全超高与最小滩长坝的级别12345最小安全超高/m1.51.00.70.50.4最小滩长/m150100705040第三节尾矿坝—堆积坝4.坝高坝高

—对初期坝和中线式、下游式筑坝为坝顶与坝轴线处坝底的高差;对上游式筑坝则为堆积坝坝顶与初期坝坝轴线处坝底的高差。总坝高

—与总库容相对应的最终堆积标高时的坝高。堆坝高度(堆积高度)—尾矿堆积坝坝顶与初期坝坝顶的高差。第三节尾矿坝—堆积坝设计文件应明确以下安全运行控制参数:

a)尾矿库设计最终堆积高程、最终坝体高度、总库容;

b)尾矿坝堆积坡比;

c)尾矿坝不同堆积标高时,库内控制的正常水位、调洪高度、安全超高及干滩长度等;

d)尾矿坝浸润线控制。●尾矿库设计应编制安全专篇

主要内容为:

a)尾矿库区存在的安全隐患及对策;

b)尾矿库初期坝和堆积坝的稳定性分析;

c)尾矿库动态监测和通讯设备配置的可靠性分析;

d)尾矿库安全管理要求。

□尾矿坝的设计●尾矿坝宜以滤水坝为初期坝,利用尾矿筑坝。当遇有下列条件之一时,可以采用当地土石料或废石建坝。

a)尾矿颗粒很细、粘粒含量大,不能筑坝;

b)由尾矿库后部放矿合理;

c)尾矿库与废石场结合考虑,用废石筑坝合理。●初期坝高度的确定除满足初期堆存尾矿、澄清尾矿水、尾矿库回水和冬季放矿要求外,还应满足初期调蓄洪水要求。●坝基处理应满足渗流控制和静力、动力稳定要求。遇有下列情况时,应进行专门研究处理:

a)透水性较大的厚层砂砾石地基;

b)易液化土、软粘土和湿陷性黄土地基;

c)岩溶发育地基。

d)采空区地基。●尾矿筑坝的方式,对于抗震设防烈度为7度及7度以下地区宜采用上游式筑坝,抗震设防烈度为8~9度地区宜采用下游式或中线式筑坝。●上游式筑坝,中、粗尾矿可采用直接冲填筑坝法,尾矿颗粒较细时宜采用分级冲填筑坝法。●下游式或中线式尾矿筑坝分级后用于筑坝的尾矿,其粗颗粒(d≥0.074mm)含量不宜少于70%,否则应进行筑坝试验。筑坝上升速度应满足库内沉积滩面上升速度和防洪的要求。●下游式或中线式尾矿坝应设上游初期坝和下游滤水坝趾,二者之间的坝基应设置排渗设施。●尾矿库挡水坝应按水库坝的要求设计。●上游式尾矿坝沉积滩顶至最高洪水位的高差不得小于表3的最小安全超高值,同时,滩顶至最高洪水位边线距离不得小于表3的最小滩长值。

第四节尾矿库排洪设施1.排洪设施的功能及组成排洪设施是尾矿库必须设置的安全设施,其功能在于将汇水面积内洪水安全地排至库外,保证尾矿库在洪水运行期的安全运行。它的安全性和可靠性直接关系到尾矿库防洪安全。尾矿库库内排洪构筑物通常由进水构筑物和输水构筑物两部分组成。尾矿坝下游坡面的雨水用排水沟排除。排洪构筑物型式的选择,应根据尾矿库排水量的大小、尾矿库地形、地质条件、使用要求以及施工条件等因素并经技术经济比较确定。尾矿库等别一二三四五洪水重现期(a)初期100~20050~10030~5020~30中、后期1000~2000500~1000200~500100~20050~100注:初期指尾矿库启用后的头3~5年。第四节尾矿库排洪设施2.进水构筑物

(1)排水井(塔)窗口式—整体性好,堵孔简单,但进水量小,早期应用较多。

框架式—结构合理,进水量大,操作也较简便,广泛采用。

井圈叠装式和砌块式—用预制井圈和预制砌块逐层加高,进水量大,操作要求高,整体性差,应用不多。

第三节尾矿库排洪设施第四节尾矿库排洪设施(2)排水斜槽—既是进水构筑物,又是输水构筑物。随着库水位的升高,进水口的位置不断向上移动。它没有复杂的排水井,但毕竟进水量小,一般在排洪量较小时经常采用。(3)溢洪道—常用于一次性建库的排洪进水构筑物。为减少过水深度,常采用宽浅式溢洪道。(4)截洪沟—也是进水构筑物兼作输水构筑物。沿全部沟长均可进水。在较陡山坡处的截洪沟易遭暴雨冲毁,可靠性差,管理维护工作量大。第四节尾矿库排洪设施2、输水构筑物(1)排水管

—埋设在库底部,承受荷载较大,一般采用钢筋混凝土结构。第四节尾矿库排洪设施(2)斜槽

—钢筋混凝土或浆砌石结构。(3)隧洞

—结构稳定性好,是大、中型尾矿库常用的输水构筑物。当排洪量较大,且地质条件较好时,隧洞方案往往比较经济。(4)截洪沟—钢筋混凝土或浆砌石结构。第四节尾矿库排洪设施3、坝坡排水沟(1)截水沟—沿山坡与坝坡结合部设置浆砌块石,以防止山坡暴雨汇流冲刷坝肩。(2)排水沟—在坝体下游坡面设置纵横,将坝面的雨水导流排出坝外,以免雨水滞留在坝面造成坝面拉沟,影响坝体的安全。第五节尾矿库观测设施

尾矿库观测设施主要有:

库水位观测坝体位移观测浸润线观测构筑物变形观测渗流水观测孔隙水坝体固结观测排水水量及水质监测

第六节尾矿库安全度【条文】

8.1尾矿库安全度分类尾矿库安全度主要根据尾矿库防洪能力和尾矿坝坝体稳定性确定,分为危库、险库、病库、正常库四级。

第六节尾矿库安全度【释义与知识】尾矿库安全度划分的主要原则是依据尾矿库防洪能力和尾矿坝体稳定性的安全程度。(1)尾矿库防洪能力的安全程度或可靠程度主要指防洪标准、调洪排洪能力及排洪设施安全可靠性是否符合安全规定及符合程度;(2)尾矿坝稳定性安全程度主要指坝体在规定的工况条件下静力、动力和渗流稳定性是否符合安全规定及符合程度。尾矿库安全度是通过安全评价对影响尾矿库安全的各种危险有害因素进行定性、定量分析而确定的。评价单位在对在用或拟闭库的尾矿库进行安全现状评价时,应对尾矿库安全度作出明确结论。

第六节尾矿库安全度

【条文】8.2危库危库指安全没有保障,随时可能发生垮坝事故的尾矿库。危库必须停止生产并采取应急措施。尾矿库有下列工况之一的为危库:a)尾矿库调洪库容严重不足,在设计洪水位时,安全超高和最小干滩长度都不满足设计要求,将可能出现洪水漫顶;b)排洪系统严重堵塞或坍塌,不能排水或排水能力急剧降低;c)排水井显著倾斜,有倒塌的迹象;d)坝体出现贯穿性横向裂缝,且出现较大范围管涌、流土变形,坝体出现深层滑动迹象;e)经验算,坝体抗滑稳定最小安全系数小于表6规定值的0.95;f)其他严重危及尾矿库安全运行的情况。

第六节尾矿库安全度【释义与知识】

当尾矿库防洪能力严重不足,出现洪水漫顶可能,或坝体稳定性严重不足,出现垮坝迹象,或出现其他严重危及尾矿库安全运行时都属于危库。危库完全不具备安全生产的基本条件,必须停产,排除险情,并迅速向安全生产监督管理部门和当地政府报告,启动相应的应急预案,根据险情的实际可采取以下应急措施:

1、立即降低库水位,扩大调洪库容,加高坝体,严防洪水漫顶;

2、为满足汛期最小安全超高和最小干滩长度的要求,必要时,可按最小干滩长度为坝顶宽度,用渠槽法抢筑宽顶子坝,以形成所需的安全超高和干滩长度;

3、疏通、加固或修复排水构筑物,必要时可另开挖临时排洪通道;

4、紧急加固坝体。

第六节尾矿库安全度【条文】

8.3险库险库指安全设施存在严重隐患,若不及时处理将会导致垮坝事故的尾矿库。险库必须立即停产,排除险情。尾矿库有下列工况之一的为险库:a)尾矿库调洪库容不足,在设计洪水位时安全超高和最小干滩长度均不能满足设计要求;b)排洪系统部分堵塞或坍塌,排水能力有所降低,达不到设计要求;c)排水井有所倾斜;d)坝体出现浅层滑动迹象;e)经验算,坝体抗滑稳定最小安全系数小于表6规定值的0.98;f)坝体出现大面积纵向裂缝,且出现较大范围渗透水高位出逸,出现大面积沼泽化;g)其他危及尾矿库安全运行的情况。

第六节尾矿库安全度【释义与知识】

当尾矿库排洪系统存在严重隐患,防洪能力不足,或坝体存在严重隐患,威胁坝体安全稳定性时都属于险库。险库不具备安全生产的基本条件,应根据险情实际,采取措施,排除险情。1、降低库水位,扩大调洪库容,满足汛期最小安全超高和最小干滩长度的要求;2、疏通、加固或修复排水构筑物;3、增建或扩建排水系统;4、处理滑坡,加固坝体;5、降低浸润线、消除管涌和流土。

第六节尾矿库安全度【条文】

8.4病库病库指安全设施不完全符合设计规定,但符合基本安全生产条件的尾矿库。病库应限期整改。尾矿库有下列工况之一的为病库:a)尾矿库调洪库容不足,在设计洪水位时不能同时满足设计规定的安全超高和最小干滩长度的要求;b)排洪设施出现不影响安全使用的裂缝、腐蚀或磨损;c)经验算,坝体抗滑稳定最小安全系数满足表6规定值,但部分高程上堆积边坡过陡,可能出现局部失稳;d)浸润线位置局部过高,有渗透水出逸,坝面局部出现沼泽化;e)坝面局部出现纵向或横向裂缝;f)坝面未按设计设置排水沟,冲蚀严重,形成较多或较大的冲沟;g)坝端无截水沟,山坡雨水冲刷坝肩;h)堆积坝外坡未按设计覆土、植被;i)其他不影响尾矿库基本安全生产条例的非正常情况。第六节尾矿库安全度【释义与知识】

病库应具备基本安全生产条件,是指坝体稳定性和尾矿库防洪能力总体上能满足要求,但局部上不完全符合规定,不影响尾矿库总体安全。对于病库,应采取以下措施在限定的时间内按照正常库标准进行整治,消除事故隐患:

1、抓紧进行防洪治理,确保汛前彻底完成治理工作量;

2、加固、修复排水构筑物;

3、加固坝体或适当削坡,处理局部裂缝;

4、实施降水措施降低浸润线,消除管涌和流土;

5、修整坝坡,开挖坝肩截水沟。第六节尾矿库安全度【条文】

8.5正常库尾矿库同时满足下列工况的为正常库:

a)尾矿库在设计洪水位时能同时满足设计规定的安全超高和最小干滩长度的要求;

b)排水系统各构筑物符合设计要求,工况正常;

c)尾矿坝的轮廓尺寸符合设计要求,稳定安全系数满足设计要求;

d)坝体渗流控制满足要求,运行工况正常。【释义与知识】

正常库应运行工况正常、管理规范、资料齐全,完全具备安全生产条件,按规定每3~5年进行一次安全现状评价。

干式堆存(膏体堆存)

1.正常情况库内无水,安全性较好

2.建设费用和运营费用高

一次性筑坝

1.安全性能好

2.管理简单

3.建设费用高

第二部分尾矿库事故典型案例

第一节我国尾矿库的总体形势第二节典型事故案例剖析

非煤矿山数量:95026座(2008年初数据)尾矿库统计数量:

2005年:1800座

2006年3月:3460座

2008年5月:8540座

2009年4月:12655座三等以上尾矿库226座,每年排弃尾矿近4亿t

已领取许可证的4318座,比例50.6%第一节我国尾矿库安全总体形势特点与问题:1、数量多,规模小:226/8540=2.65%(三等);>100m3:800/12655=6.32%(四等)2、安全度处于较低水平:非正常库28.81%3、50.6%没有生产许可,部分省份高达80%4、半数尾矿库未经正规设计:47.10%(2005年统计数)5、大部分未进行安全评价,评价质量差(无评价意义)6、事故隐患多,管理不善宏观层面事故频发,后果越发严重

特点与问题:

※1、筑坝尾矿粒度细

※2、上游法筑坝多(工艺简单,但稳定性差)

※3、尾矿库设计安全度标准低,坝的子坝过高

※4、小型库多,管理技术差

※5、受地震威胁大

※6、尾矿库位置很难避开居民区微观层面宏观层面1.岿(kui)美山尾矿库该库位于我国江西省赣州地区,因尾矿库泄洪能力不足,60年8月27日,洪水漫顶造成溃坝。初期坝坝高17m、宽度3m、坝长198m、库容5.0×l05m3,库内设有直径1.6m的排水管、上部为0.5m×0.6m双格排水斜槽。溃坝之前已连续降雨16小时,雨量达136mm,库内已是汪洋一片,排水斜槽盖板已被泥沙覆盖,泄流不足,导致洪水漫顶、坝体溃决,冲走土方4×104m3,尾矿3×104m3,近千亩田地受害。第二节典型事故案例剖析

一、因洪水而发生的事故

2.郴州牛角垅尾矿库山谷型尾矿库。初期坝坝高16m,后期坝采用上游法水力冲填坝,尾矿堆积坝坝高41.5m、库容150×104m3。库内设有排水沟及涵洞,库尾还设有截洪沟将库区洪水排入东河。溃坝前该库已堆尾矿约110×104m3,溃坝前遇数百年不遇之特大洪水(429.8mm,历史为180mm),由于洪水超标,加之暴雨时大量泥石流下泄,上游洪水越过截洪沟进入尾矿库,超标洪水致尾矿库水位上涨,造成洪水漫顶冲垮坝体近60m长的缺口,致高达23m的尾矿堆积坝全部冲溃,尾矿流失量达100×104t左右。本次超标洪水灾害造成49人死亡,冲毁房屋39栋,输电、通讯线路被毁近8km,公路损坏7.3km,直接经济损失达1300多万元。3.广东信宜紫金矿业溃坝事故2010年9月21日10时许,台风“凡亚比”带来的强降雨,导致广东信宜紫金矿业银岩锡矿尾矿库发生溃坝。溃坝共造成22人死亡,房屋全倒户523户、受损户815户。受溃坝影响,下游流域范围内交通、水利等公共基础设施以及农田、农作物等严重损毁。

事故经过黄华河9万公斤鱼死亡无限的哀痛事故原因事故责任发生溃坝的诱因是台风“凡引起的特大暴雨降雨量,超过200年一遇;发生溃坝的直接原因是尾矿库排水井在施工过程中被擅自抬高进水口标高,企业对尾矿库运行管理安全责任不落实;导致溃坝的间接原因是尾矿库设计标准水文参数和汇水面积取值不合理,致使尾矿库实际防洪标准偏低。

信宜紫金公司负有主要责任。设计单位中国瑞林工程技术有限公司、施工单位福建金马建设工程有限公司、监理单位长春黄金设计院工程建设监理部、安全验收评价单位北京国信安科技术有限公司分别负有责任。有关政府和职能部门负有管理责任。洪水漫顶、溃坝(1)设计、施工的防洪标准、设施不符合现行尾矿设施设计施工规范,导致的洪水漫顶、溃坝事故;(2)洪水超过尾矿库设计标准导致的漫顶、溃坝事故;(3)对气候、地质、地形等发生变化而引起的尾矿库最小安全超高和最小干滩长度等发生的不利变化,没有及时采取正确的应对方法所导致的事故。(4)疏于日常管理,对库区、坝体、排洪设施等出现的事故隐患未能采取及时处理措施,导致的洪水漫顶、溃坝;(5)缺乏抗洪准备和防汛应急措施,对洪水可能造成的破坏没有应急预案而造成的事故。造成洪水漫顶、溃坝的主要有害因素包括:分类机理主要原因尾矿库抵抗洪水能力不满足设计或标准要求(安全超高或最小安全滩长不满足设计或标准要求)现状抵抗洪水能力不够遭遇超标准洪水水文系列增加,导致设计洪水增大洪水标准提高尾矿库无排洪设施汛期前,尾矿库未留出足够的调洪库容隔离坝管涌,导致某区洪水急剧增加,超过设计洪水量外因导致安全超高或最小安全滩长不足原滩顶已经发生较大沉降风浪过大,超过设计标准滩顶发生局部滑坡,涌浪翻过滩顶排洪设施不能安全下泄洪水排洪设施泄洪能力不足水文系列延长导致设计洪水变化设计的排洪设施排洪能力不足排洪设施自身不安全,不能排出设计泄量如按设计流量排洪,下游社会经济损失、环境污染严重排洪设施操作失灵溢流井管理不当人工操作无法进行电源中断,用电排洪设施排洪管路堵塞长期或集中将于使岸坡、截洪沟软弱部位饱和,强度降低,滑坡、堵塞排洪管路排洪隧洞或涵管堵塞,减少过水断面其他管理及应急措施不足汛前超蓄日常隐患排查和整改严重不足无有效的事故应急措施,加大漫顶危害程度二、因坝体失稳而发生的事故

1.火谷都尾矿库该库位于位于个旧市。库区有两个垭口,北面垭口底部标高1625m,东部垭口底部标高1615m,设计最终坝顶标高1650m,东部垭口建主坝,待尾矿升高后,再以副坝封闭北部垭口。主坝位于库区东部垭口处。原设计为土石混合坝(图3),因工程量大分两期施工。第二节典型事故案例剖析第一期工程为土坝,坝高18m,相应库容475×104m3

。第二期工程为土石混合坝,坝高35m,相应库容1275×104m3。该库于1958年8月投入运行,至1959年底,库内水位已达1624.3m,距坝顶相差3.2m,库容将近满库,此时尚未进行第二期工程施工。为了维持生产,在坝内坡上分5层筑一座临时小坝,如图4所示。边生产边放矿,大部分填土没夯实,筑坝质量很差。1960年12月,临时小坝外坡发生漏水,在降低水位进行抢险时又发生了滑坡事故。研究将二期工程的土石混合坝坝型改为土坝,并将坝体边坡改陡至内坡1:1.5,外坡1:(1.5~1.75)。1961年3月第二期工程坝体已施工至l625m标高,但筑坝速度(坝体增高)落后于库内水位上升速度。为了维持生产并减少筑坝工程量,在没有工勘情况下,即决定将第二期工程部分坝体压在临时小坝上。修改后坝体断面构造如图。第二期工程施工与生产运行齐头并进,由于库内水位上升很快,不得不先堆筑土坝来维持生产,因此施工中坝体的结合面较多(较大的结合面有6处),没有采取措施。在施工期间已发现临时小坝后坡有漏水现象。第二期工程完工后不久,于1962年3月曾发现坝顶有长84m、宽2-3cm的纵向裂缝一条,经过一个多月的观测,裂缝仍在发展,于5月将裂缝进行了开挖回填处理。

溃坝事故:1962年9月26日,在坝体中部发生溃坝,决口顶宽113m,底宽45m(位于1933m一期坝高)深约14m,流失尾矿330万方,共流失尾矿及澄清水达368万方。此次溃坝事故共造成171人死亡、92人受伤,近8200亩农田被冲毁及淹没,冲毁房屋575间,受灾人达13970人,同时还冲毁和淹没公路长达4.5km,本次事故造成了巨大的人民生命、财产损失,是我国尾矿库事故中最为严重的一次。溃坝事故主要原因:坝体边坡过陡;施工质量差,且临时小坝基础为尾矿和矿泥,自身不稳,而二期坝体又筑在临时小坝之上;坝前又未排放尾矿,坝体完全处于饱和状态;对事故发生前已有滑坡迹象又未得到足够的重视,最终导致坝内临时小坝失稳向库内滑动,从而导致整个坝体溃决。2.鸿图选矿厂尾矿库溃坝事故位于南丹县大厂镇,实际处理能力为200t/d。尾矿库未进行正规设计,初期坝是浆砌石不透水坝,地上部分高2.2m,后期坝采用集中放矿上游式筑坝,后期坝总高9m,尾矿库基本未设排洪设施。尾矿坝下有农户和工棚。事故经过:2000年10月18日上午9时50分,尾矿库后期坝中部底层首先垮塌,随后整个后期堆积坝全面垮塌,共冲出水和尾砂1.43万方,其中水2700m3,尾砂1.16万方,库内尚留存尾砂11.3万方。此次垮坝事故造成28人死亡,56人受伤,直接经济损失340万元。事故直接原因:初期坝坝不透水,尾矿库长期高水位运行(干滩长仅4m),坝体处于饱和状态,坝面沼泽化严重,造成坝体失稳。3.山西襄汾特别重大尾矿库溃坝事故事故经过08年9月8日早上7时50分左右,违法生产的山西襄汾县新塔矿业公司尾矿库突然溃坝。约20万方混杂着矿渣的泥水从100多米的半山腰狂泻而下,顷刻间吞没了1.5公里长、数百米宽的地带,其中包括新塔矿业公司办公楼、部分民居和一个乡村集市。造成277人死亡、4人失踪、直接经济损失达9619.2万元。尾矿库溃坝事故现场事故原因直接原因:新塔矿业公司长期违法生产、尾矿库超储导致溃坝。新塔矿业公司通过拍卖购买了塔儿山铁矿产权,本应该履行了合法的手续后重新修建新的尾矿库,但矿方却擅自在旧库上挖库排尾,从而造成尾矿库大面积液化,坝体失稳,并引发了这起重特大溃坝事故。间接原因:有关部门对废弃库和闭库后的尾矿库疏于监管、地方政府打击非法违法生产经营活动不坚决、不得力。企业的安全生产许可证已经被吊销两年多了但却依然非法生产,监管部门在明知企业非法生产的情况下,却没有进行彻底整改和停产。4.陕西镇安金矿尾矿库溃坝事故事故经过2006年4月30日18时40分,陕西省镇安县黄金矿业有限责任公司对其尾矿库实施第六期加坝增容施工时,部分主体坝突然垮塌,尾矿浆瞬间奔涌而下,将坝下9户群众40间房屋吞噬。正在施工的1台推土机和1台自卸汽车及4名作业人员随溃坝尾矿渣滑下。下泄的尾矿渣造成15人死亡,2人失踪,5人受伤,76间房屋毁坏淹没的特大尾矿库溃坝事故。事故原因分析(一)事故原因分析1)多次违规加高扩容,尾矿库坝体超高并形成高陡边坡。1997年7月、2000年5月和2002年7月,镇安黄金矿业公司在没有勘探资料、没有进行安全条件论证、没有正规设计的情况下擅自实施了三期坝、四期坝和五期坝加高扩容工程;使得尾矿库实际坝顶标高达到+750米,实际坝高达50米,均超过原设计16米;下游坡比实为1:1.5,低于安全稳定的坡比,形成高陡边坡,造成尾矿库坝体处于临界危险状态。2)不按规程规定排放尾矿,尾矿库最小干滩长度和最小安全超高不符合安全规定。该矿山矿石属氧化矿,经选矿后,尾矿渣颗粒较细,企业没有采取相应的筑坝和放矿方式,并且超量排放尾矿渣,库内尾矿渣升高过快,尾矿渣固结时间缩短,坝体稳定性变差。3)擅自组织尾矿库坝体加高增容工程。由于尾矿库坝体稳定性处于临界危险状态,06年4月,镇安黄金矿业公司又在未报经安监部门审查批准的情况下进行六期坝加高扩容施工,将1台推土机和1台自卸汽车开上坝顶作业,使总坝顶标高达到+754米,实际坝高达54米,加大了坝体承受的动静载荷,加大了高陡边坡的坝体滑动力,加速了坝体失稳。4)当坝体下滑力大于极限抗滑强度,导致圆弧型滑坡破坏。与溃坝事故现场目测的滑坡现状吻合。同时由于垂直高度达50-54米,势能较大,滑坡体本身呈饱和状态,加上库内水体的迅速下泄补给,滑坡体迅速转变为粘性泥石流,形成冲击力,导致尾矿库溃坝。(二)事故直接原因经分析认定,造成此次尾矿库特大溃坝伤亡事故的直接原因是:镇安黄金矿业公司在尾矿库坝体达到最终设计坝高后,未进行安全论证和正规设计,而擅自进行三次加高扩容,形成了实际坝高50米、下游坡比为1:1.5的临界危险状态的坝体。更为严重的是在2006年4月,该公司未进行安全论证、环境影响评价和正规设计,又违规组织对尾矿库坝体加高扩容,致使坝体下滑力大于极限抗滑强度,导致坝体失稳,发生溃坝事故。(三)事故间接原因经分析认定,造成此次尾矿库特大溃坝伤亡事故的间接原因是:1)西安有色冶金设计研究院矿山分院工程师王建军私自为镇安黄金矿业公司提供了不符合工程建设强制性标准和行业技术规范的增容加坝设计图,传真给该矿,对该矿决定并组织实施增容加坝起到误导作用,是造成事故的主要原因。2)陕西旭田安全技术服务有限公司没有针对镇安黄金矿业公司尾矿库实际坝高已经超过设计坝高和企业擅自三次加高扩容而使该尾矿库已成危库的实际状况作出符合现状的、正确的安全评价。评价报告的内容与尾矿库实际现状不符,作出该尾矿库属运行正常库的结论错误,对继续使用危库和实施第四次坝体加高起到误导作用,是造成事故的主要原因。坝坡失稳的原因分析自身原因1)尾矿坝的稳定性坝型尾矿成分材料特性坝坡坡度筑坝方法过滤层2)自然边坡的稳定性

外部原因地震暴雨泥石流风化人为原因管理差错施工存在问题库区人工爆破、采石(土)等长期独头放矿子坝堆积过高、坝前淤泥沉积查找原因找对策分类机理主要原因整体失稳库水下泄引起失稳漫顶冲刷下游坝脚,尾矿坝整体抗滑动能力降低坝体与坝基结合处发生渗流破坏,降低抗滑能力两岸岸坡与坝体结合部位松动,降低抗滑能力洪水和地震荷载作用下整体失稳洪水荷载下安全系数不满足长期降水或其他原因使得尾砂饱和,抗剪能力降低库水位抬升,坝体饱和区扩大出现纵向裂缝,减小了阻滑力裂缝进水,加大了推力坝坡过陡新老结合面质量差地震导致荷载增大明显,大于阻滑力局部滑坡浅层滑坡坝体下游坡局部荷载增加雨水或其他原因导致局部尾砂饱和度增加,抗剪强度降低局部下游坡度过陡,滑动力大于阻滑力局部横向或纵向裂缝导致该部位滑动地震荷载作用深层滑坡库水位抬高,引起浸润线抬升迅速,在下游坡某部位出溢纵向裂缝产生,导致沿纵向裂缝面和沿下游软弱部位滑动初级坝施工质量差或其它人为因素(如人工开挖坡角等)地震荷载作用三、因渗流破坏而发生的事故

1.黄梅山(金山)尾矿库该库施工中为减少占地,将初期坝址向库内推移188m,库区纵深仅为150m,汇水面积0.2km2。初期坝坝高6m,为均质土坝,采用上法筑坝,至发生事故时,总坝高21.7m(至子坝顶),库内贮存尾矿及水84×104m3。由于库深仅为150m,为确保澄清水质、尾矿库内经常处于高水位运行状态,一般干滩长度仅保持在20m左右,达不到规范要求。1986年4月30日凌晨发生溃坝事故,溃坝前子坝顶部标高45.7m(设计不得超过45m)、子坝前滩面标高44.88m、库内水位已达44.96m(处于子坝拦水状态,坝体完全饱和)。由于松散尾矿堆筑的子坝的渗流破坏导致溃坝、坝顶溃决宽度245.5m、底部溃决宽度11lm,致使库内84×104m3的尾矿及水大部分倾泻。本次事故造成19人死亡、95人受伤,生命财产损失惨重。造成此次溃坝的主要原因是子坝挡水,是典型的渗流破坏导致溃坝的实例。坝体溃决前的断面如下图所示。2、前苏联诺戈尔斯克选矿厂尾矿库诺戈尔斯克选矿厂尾矿库初期坝为均质土坝,坝高10m,未设排渗设施,后期尾矿堆积坝高30m、总坝高40m、库内水位较高、坝前尾矿干滩面较短。坝前形成不透水夹层和细矿泥沉积体,造成尾矿堆积坝体浸润线从初期坝(土坝)顶部逸出,尾矿堆积坝外坡下段较陡(坡度为l:2),1965年造成尾矿堆积坝下部因发生局部严重管涌造成渗流破坏。尾矿库渗漏(1)初期坝内坡面与坝基部位处理不符合施工规程而造成漏砂;(2)初期坝内坡面的反滤层铺设不符合施工规程或遭到损坏而引起漏沙;(3)坝基土压实度不够、坝料不符合要求、坝基清理不彻底等产生渗透破坏而引起漏砂;(4)各类管道浆砌时不密实或承压力不足产生裂缝而导致漏砂。初期坝漏砂:尾矿库渗漏(1)排渗设施不符合设计、施工规范要求或排渗设施损坏,造成浸润线位置过高,渗透坡降较陡,导致坝坡渗漏、流土、管涌;(2)最小干滩长度达不到设计规范要求、库内蓄水水位过高,造成坝面、坝坡渗透逸出点提高,坝面出现沼泽化;(3)忽视观测设备的观测数据变化或观测设备老化、损坏不能提供正确的渗流监测数据,从而未能对渗流状态恶化采取及时、正确的处理措施,造成渗水、流土、管涌或更严重的事故;坝体渗流破坏:尾矿库渗漏一类:无污染或污染可以不予考虑,工程上不给予渗漏控制;二类:有一定的污染性,需要进行渗流—污染分析并采取拦截尾矿渗漏水的措施;三类:高污染性,必须采取措施控制尾矿渗漏水对地下水及周边环境的破坏。但是在尾矿库实际生产运行过程中,尾矿水的渗漏及对环境的破坏是常见的事故之一。尾矿对地下水环境的渗漏污染:四、因排洪设施损坏发生的事故

1.栗西沟尾矿库栗西沟尾矿库汇水面积10km2,尾矿库洪水经排洪隧洞排入邻沟中再注入麻坪河。尾矿库初期坝为透水堆石坝,坝高40.5m,上游式筑坝,尾矿堆积坝高124m,总坝高164.5m,总库容1.65×108m3(二等)。尾矿库排洪系统设于库区左岸,原设计由排洪斜槽、两座排洪井、排洪涵管及排洪隧洞组成。后因排洪涵管基础存在不均匀沉陷等问题,将原设计排洪系统改为使用3~5年后,另外建新的排洪系统。新排洪系统是在距排洪隧洞进口的49.5m处新建一座排洪竖井,井深46.774m,上部建一框架式排洪塔,塔高48m,新建系统简称为新一号井。隧洞中有614m长洞段拱顶未进行衬砌,尾矿库平面图如图7所示。该库于1983年10月投入运行、排洪隧洞于1984年7月起开始排洪。隧洞内漏水至1988年4月6日漏水量达332.3m3/h。1988年4月13日23时左右在距新一号井43~45m处,隧洞线上(距轴约1.5m)水面发生旋涡,水面开始下降。至4月14日凌晨3时30分左右,库内存水已基本泄尽。此时,库面发现1号塌陷区,塌陷体约为1.8×104m3。至晚上9时左右又发生第二个塌陷区塌陷体约为1.5×104m3,两塌陷体总体积达3.3×104m3。本次隧洞塌落事故共流失尾矿及水体136×104m3,造成栗裕沟下游的栗裕沟、麻坪河、石门沟、洛河、伊洛河及黄河沿线长达440km(跨两省一市)范围内河道受到严重污染。本次事故造成736亩耕地被淹没,危及树木235万株、水井118眼,冲毁桥梁132座(中小型)、涵洞14个,公路8.9km被毁,受损河堤长度18km,死亡牲畜及家禽6885头(只),致沿河8800人饮水困难,经济损失近3000万元。产生这一事故的主要原因是在排洪隧洞施工中未及时处理塌落的临空区(高达19m多),造成隐患。当库内堆存尾矿达到一定厚度时,临空区上部承载力失衡造成突然塌落,从而导致隧洞被破坏,造成我国尾矿库运行史上的重大污染事故。2.木子沟尾矿库该库为峪型尾矿库,汇水面积为5km2。初期坝为透水坝,采矿废石筑坝,坝高61m,坝长160m,坝顶宽度40m,内坡比1:1.66,外坡比1:1.68。由于坝体不均匀沉陷,曾进行了加固处理,处理后坝顶宽度30m,外坡比调整为1:3~3.5。尾矿后期坝采用上游法筑坝,最终堆积标高1240.5m,尾矿堆积坝高61.5m,总坝高122.5m,总库容2200×104m3。尾矿库平面图如下图所示。尾矿库排洪系统由排水斜槽(双格)、涵洞(断面为2m2)及隧洞(断面为4m2)所组成。该库于1970年投入运行,运行前10年情况基本正常。但在1980年底以后,先后多次发现尾矿库内沉积滩面发生塌陷,经检查发现在3号井与4号井之间涵洞产生横向断裂,裂缝呈左宽右窄、上宽下窄形状,为环向贯通裂缝,裂缝宽度最小20mm,最大180mm,裂缝深度达250mm以上。分布钢筋全部断开,在裂缝两边各3m范围尚有10余处小裂缝,裂缝宽度2~8mm不等。在距大裂缝6m处原施工沉降缝有较大开裂。在洞顶水头为25.67m(库内水位标高1208m)条件下,发生呈间歇式阵发型大量泄漏尾矿,裂缝处呈喷射状泄漏,射距达4m。再次处理后,并采取了封闭灌浆,在断裂处经聚氨酯灌浆进行固砂封闭后,基本上未再发生新的泄漏事故。产生排洪涵洞断裂原因是基础的不均匀沉降和侧向位移所致。该处工程地质资料表明断裂地段是淤泥质亚粘土与基岩的过渡地段,且涵洞基础又置淤泥质亚粘土地基之上。本次涵洞断裂事故造成了对木子沟及文峪河的严重污染,经济损失达450万元。3.陕西永恒矿建公司双河钒矿尾矿库事故事故经过2008年7月22日5时30分左右,位于山阳县王闫乡双河村的陕西永恒矿建公司双河钒矿因尾矿库l号排洪斜槽竖井井壁及其连接排洪隧洞进口端突然发生塌陷,约9300立方米的尾矿泥沙和库内废水泄漏,造成该县王闫乡双河、照川镇东河约6公里河段河水受到污染,450亩农田被淤积淹没,危及出陕进入湖北郧西谢家河流域环境安全,直接经济损失192.6万元。抢险人员冒雨把轮胎、棉被等捆绑在一起,准备堵住泄漏口。事故原因直接原因:排洪竖井顶端接近地表,地质条件较差,岩石风化较强,受“5·12”汶川特大地震及余震影响,使地质结构发生了一定变化,且尾矿库压力随着尾矿堆高日益增加。排洪斜槽坡度较陡,泄洪时流速较高,水流直接冲刷井壁,随着尾矿库使用时间的延长,致使岩石的强度逐渐降低。间接原因:该尾矿库的地质勘察、设计、施工未按正规程序进行,且施工单位无资质,无法保证其工程质量,加上排洪坚井未衬砌,无梯子、无照明,企业安全隐患检查出现疏漏,隐患排查整改不到位等。“昨晚还是清水,早晨起来水就黑乎乎的!”4.陕西汉阴县黄龙金矿尾矿库事故

事故经过

受山洪影响,2009年8月29日5时和8月30日7时,汉阴县黄龙金矿尾矿库排洪涵洞尾部相继发生两处塌陷,导致约8000立方米左右尾砂泄漏。险情导致尾矿库附近的青泥河水受到严重污染,并严重威胁与其通过涵洞相连的观音河水库水质,而后者是汉阴县城老城区自来水的主要水源地。为确保饮用水安全,在切断两条河之间联系的同时,汉阴县自来水公司于8月30日凌晨暂时停止老城区供水。抢险现场看到的场景

事故分析8月29日晨5时许,连续的降雨,致使尾矿库水位上涨,突然监测人员发现库区的尾部中间下陷,不一会儿就出现了一个坑,监测人员立即将这一情况向矿方领导汇报。县委、县政府接到报告后高度重视,立即组织环保、安监、水利等部门赶赴现场组织抢险。8月30日,正在抢险人员采取措施封堵泄漏的过程中,库区再次发生坍塌。由于降雨集中,雨量大,流速急,塌陷泄露的尾矿砂随洪水从大篆沟进入清泥河河道,河水严重浑浊,呈灰黑色,清泥河水水质和下游生态环境受到严重威胁。这次尾矿库事故中,泄洪槽坍塌是泄漏主因。

事故对策1)成立了黄龙金矿尾矿库抢险指挥部,下设八个工作组昼夜不间断组织抢险施工。主要工作有:迅速调集大型水泵10余台对两处陷坑集水进行抽排,防止排水涵洞再次出现穿孔塌陷。协调十天高速汉阴段十三、十四标段项目部组织精干施工队紧急支援抢险。对尾矿库坝头进行抬高加厚,并在库中部新建一处挡水坝。迅速通报并邀请领导和专家组现场指导抢险工作,组织该尾矿库原设计单位工程专家制定科学处置方案和安全防范措施,实施工程排险。2)环保监测人员迅速赶往各监测点开展工作,并于当天获取了第一组水质监测数据。以后,每隔2小时出具上报1次监测数据,同时依据水质的变化,及时调整生石灰和漂白粉的投放量。紧急开挖渠道排洪构筑物破坏(1)构筑物的设计、施工不符合水工构筑物设计规范,在实际生产运营过程中,不能承担排洪作用;(2)疏忽构筑物的日常检查、维修工作,导致漏砂、漂浮杂物沉积并堵塞在进、出水管道;从而影响排洪的功能;(3)临近山坡的溢洪沟(道)、截洪沟等设施,由于气候、地质变化而毁坏,不能满足排洪要求;排洪构筑物破坏的主要因素:排洪构筑物破坏(4)废弃的排水构筑物未能处理或处理不符合规范,产生事故;(5)暴雨、洪水过后,未能对构筑物全面检查和清理,对已有隐患没有及时修复,在连续暴雨期内发生事故;(6)因负重、锈蚀等因素导致排水管道、隧洞破损、断裂、垮塌,地形、地质变化导致构筑物发生变形、沉降,而不能承担防汛功能。排洪构筑物破坏的主要因素:五、地震液化而发生的溃坝1.智利白拉奥诺尾矿坝

1928年10月因附近发生持续1分40秒强地震,导致尾矿坝液化,流失尾矿达400多万立方,伤亡54人。2.智利埃尔、得布雷等十二座尾矿坝12座尾矿坝坝高5~35m、坡度1:(1.43~1.75),其中有一座坝高15m、坡度1:3.37。这些坝的共同特点是坝坡过陡,尾砂过细(-200目90%),浸润线较高。1965年3月28日,圣地亚哥以北140km处,发生7.25级强地震,12座尾矿库尾矿坝瞬间液化溃坝,其中尾矿流失最多的达190×104m3。失事时尾矿浆冲出决口到对面山坡上,水头高达8m以上,短时间内泥浆流下泄12km,造成270人死亡。此次事故是世界尾矿史上最严重的一次灾难性事故。(被中国打破277)

3.白灰埝渣库天津碱厂白灰埝渣库因1976年7月28日唐山丰南大地震(震级为7.8级强度)而发生坝体液化溃决。4.美国加费尔选厂尾矿坝加费尔选厂尾矿坝,于1942年2月,因地震导致尾矿坝体液化、产生弧状大滑动而失事。六、因坝基沉陷发生的事故

1.西华山尾矿库该库位于赣州大余县境内,隶属于西华山钨矿,于20世纪60年代发生坝体下沉达1.8m,坝外坡局部滑动,下部隆起。所幸下游坡脚处有一天然台阻挡,而未溃坝失事。究其产生原因是该处坝基下部淤泥层厚较大,施工时未予全部清除。坝体筑在其上,因坝基承载不足导致坝体局部下沉,致使边坡滑动。2.郑州铝厂灰渣库该库位于用于堆存电厂排出的灰渣。随着库水位逐年升高,在该库西侧垭口处以赤泥采用池填法堆筑副坝,其坝基坐落于湿陷性黄土地基上。由于库内排水钢管结垢排水能力降低,水位上升很快,加之事故前连续降雨,1989年2月25日,致使副坝处黄土地基失稳塌陷发生溃决,近30×104m3塌陷黄土、灰渣及水直冲而下,冲毁下游专线铁路和道路,死亡2人。七、因非法开采造成的事故1.潘洛铁矿尾矿库潘洛铁矿尾矿库于1993年6月13日发生山体滑坡,总土石方量达60×104m3,造成尾矿库排洪系统受损,泵房遭到破坏,库区下游水系受到污染,死亡14人,伤多人。发生事故的原因是,在尾矿库上游左岸山坡乱采滥挖,造成山体失衡,导致大滑坡挤压尾矿库。2.永福锡矿尾矿库已闭库,1994年5月7日因严重违反安全生产规程,在尾矿库坝下挖取尾矿,引发大面积坍塌,造成13人死亡。3.庙岭沟铁矿尾矿库已闭库,2006年4月23日因临近露天采场违章作业,破坏了尾矿库尾部的副坝稳定性,发生溃坝,死亡2人,失踪4人。八、事故教训及对策

根据尾矿库失事的直接原因分析,尾矿库事故可以归纳为三种类型:洪水及排水系统引起的事故、坝体及坝基失稳的事故、周边环境不利因素引起的事故。对各类事故的因素和对策概括如下:1.洪水及排水系统引起事故的因素及对策

(1)防洪设防标准低于现行标准,造成尾矿库防洪能力不足,发生洪水漫顶溃坝。措施:①按现行防洪标准进行复核,当设计的防洪标准不足时,应重新进行洪水计算及调洪演算;②经计算确认尾矿库防洪能力不足时,应采取增大调洪库容或扩大排洪设施排洪能力的措施。(2)洪水计算依据不充分,洪峰流量和洪水总量计算结果偏低。措施:①应用当地最新版本水文手册中的小流域或特小流域参数进行洪水计算及调洪演算;②采用多种方法计算,经对比分析论证,一般应取高值。(3)尾矿库调洪能力或排洪能力不足,安全超高和干滩长度不能满足要求,造成溃坝。措施:可采取增大调洪库容或扩大排洪设施排洪能力的措施,必要时,可增建排洪设施。(4)排洪设施结构原因和阻塞造成尾矿库减少或丧失排洪能力。措施:①对因地基问题引起排洪设施倾斜、沉陷断裂和裂缝的,应及时进行加固处理,必要时,可新建排洪设施;对地基情况不明的,禁止盲目设计。②对因施工质量问题或运行中各种不利因素引起排洪设施损坏(如混凝土剥落、裂缝漏沙、沙石磨蚀、钢筋外露等)应及时进行修补、加固等处理。③对排洪设施堵塞的,应及时检查、疏通。④对停用的排水井,应按设计要求进行严格封堵。(5)子坝挡水无效,溃坝。避免措施:①生产上应在汛前通过调洪演算,采取加大排水能力等措施达到防洪要求,严禁子坝挡水;②必要时,可增大尾矿子坝坝顶宽度,使其达到最高洪水位时能满足设计规定的最小安全滩长和安全超高要求。2.坝体及坝基失稳事故的因素及对策(1)基础情况不明或处理不当引起坝体沉陷、滑坡。避免措施:①查明坝基工程地质及水文地质条件,精心设计;②及时进行加固处理。(2)坝体抗剪强度低,边坡过陡,抗滑稳定性不足。避免措施:①上部削坡,下部压坡,放缓坡比;②压坡加固;③碎石桩、振冲等加固处理,提高坝体密度和抗剪强度。(3)坝体浸润线过高,抗滑稳定性不足。避免措施:①设计上采用透水型初期坝或具有排渗层的其他型式初期坝,尾矿堆积坝内预设排渗设施;②生产上可增设排渗降水设施,如垂直水平排渗井、辐射排水井等;③降低库内水位,增加干滩长度。(4)坝面沼泽化、管涌、流土等渗流破坏。避免措施:①增设排渗降水设施;②采用反滤层并压坡处理。(5)震动液化。避免措施:①设计上应进行专门试验研究,采取可行措施;②降低浸润线;·③废石压坡,增加压重;④加密坝体,提高相对密度。3.周边环境引起事故的因素及对策(1)非法采掘,引起地质灾害,导致尾矿库事故。避免措施:①尾矿库建设中应查明周边地质条件,对不良地质现象应采取必要的治理措施;②采取有效措施杜绝尾矿库周边非法采掘;③加强巡视,发现异常,及时查明原因,采取措施,防治地质灾害发生。(2)非法采矿企业向库内排放尾矿,占据尾矿库调洪库容。措施:①政府有关部门应坚决取缔非法采矿作业;②必要时采取加高坝体等工程措施,增加尾矿库调洪库容,满足尾矿库防洪要求。(3)在尾矿坝上和库内进行乱采滥挖,破坏坝体和排洪设施。措施:①严禁非法作业;②及时巡视并修复尾矿库安全设施。第三部分尾矿库安全监控技术(一)监测的重要性和监测历史举足轻重管理工作耳目工程灾害预防的主要措施监测历史:第一阶段:人工巡视第二阶段:借助仪器第三阶段:自动化监测(二)监测项目分类(1)变形监测,包括垂直位移、水平位移、裂缝、固结等;(2)应力监测,包括总应力,孔隙水压力;(3)渗透监测,包括浸润线、渗流量、渗流水质等;(4)水文气象监测,包括库区降雨量、入库流量、库内水位、波浪等。(三)监测方法主要以人工监测为主。通过人工到现场用仪器采集尾矿库有关安全形变、位移、库区水位等相关数据,人工整理后存入数据库以供分析、管理和决策应用。近年还出现自动化监测系统,即应用仪器设备自动采集坝体运行相关数据,并根据专家系统的分析,准确判断坝体安全状态,但这种自动化监测还存在许多问题,有待进一步解决和完善。(四)监测仪器随着现代技术的发展,工程监测仪器也是日新月异,层出不穷,不仅品种多,而且精度也很高,像GPS监测系统、地质雷达等。目前尾矿库监测仪器主要有GPS、全站仪、经纬仪、水准仪、测斜仪等用于位移的监测;压力盒、孔隙水压探头、频率仪等用于水、土压力的监测;监测井

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