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水利水电工程概论文化素质课结业考核小论文我对水利水电工程中尾矿库安全的看法资源与安全工程学院 安全工程专业 郑天宇 02030802292011年4月11日 选择这门课的初衷其实是因为我大学毕业之后想到美国读研究生，想通过多选几门课程来提高一下我的绩点，其次是通过学习和我本身所学专业安全工程相关的课程来丰富自己的专业知识，最后是这门课在周围选过的同学很好，比较好过分还高，所以我选择了水利水电工程。在我学习了这门课后，联系我的专业安全工程，我第一反应到的就是尾矿库安全，尤其是其中关于调洪演算和排渗系统的部分。尾矿库是指指筑坝拦截谷口或围地构成的，用以堆存金属或非金属矿山进行矿石选别后排出尾矿或其他工业废渣的场所。尾矿库是一个具有高势能的人造泥石流危险源，存在溃坝危险，一旦失事，容易造成重特大事故。美国克拉克大学公害评定小组的研究表明，尾矿库事故的危害在世界93种事故、公害的隐患中，名列第18位，它仅次于核爆炸、神经毒气、核辐射等危害。尾矿库是一个具有高势能的人造泥石流重大危险源，在长达十多年甚至数十年时间里，各种自然和人为不利因素威胁它的安全。事实一再表明，尾矿库一旦失事，给当地的工农业生产及尾矿库下游的人民生命财产造成的灾害和损失是巨大的。我国现有各类大小尾矿库几千座，其中80%集中在有色和冶金矿业。因此加强尾矿库安全管理，提高其规范化、标准化水平，确保尾矿库安全运行是十分迫切和重要的。除了尾矿库的稳定性之外，最重要的就是其排洪系统是否能够有效地在安全时间之内将洪水排至下游。尾矿库内不仅存放有尾矿浆带来的水，而且尾矿库汇水面积内的水都会以地表迳流的渠道进入尾矿库。在设计尾矿库时，应按设计规范计算洪水量。为了防止意外情况，由于洪水季节地表迳流水量大，则应修筑截流沟渠，把一部分地表迳流在上游截出库外。在一些老尾矿库，沿尾矿库的纵坡方向修建一些排水井，井井相连，并通过井下排水管或排水沟渠把多余的澄清水排往库外。尾矿堆到一定高度时则从尾矿坝端向上游顺次序封闭已经完成任务的排水井。在设计和施工这种排水设施时，应充分考虑排水管道系统承受堆积尾矿的压力，以防排水系统被压垮，以免造成整个排水系统报废。为了保证排洪系统的排洪能力，在进行设计之前我们往往要对洪峰流量和过流量进行预算。其中要用到的水文参数包括：年最大24小时降雨量均值，年最大24小时降雨量变差系数，年最大24小时降雨量偏差系数，暴雨强度递减指数，汇流参数，汇水面积，流域长，平均比降等。在进行计算时需要参考当地暴雨洪水查算图表使用手册和尾矿库安全技术规程。调洪演算是为排水构筑物尺寸的设计做准备的，设计中采用的调洪演算公式如下 qm=Qp（1-Vt/Wp） Qp=Wp（1-qm/Qm）式中qm为排洪设施最大泄水能力，单位为立方米每秒；Qp为设计频率的洪峰流量，单位同上。在算出洪峰流量后，还要根据水力学进行验算，由于设计相关专业知识，在此不作详述。以我实习所在的云南思茅山水铜业有限公司大平掌铜矿小河菁尾矿库为例，小河箐尾矿库总坝高为146m，总库容为3000万m3，根据选矿厂尾矿设施设计规范（ZBJ1-90），尾矿库为二等库，尾矿库防洪标准：初期为500年，中、后期为1000年。尾矿库库区汇雨面积约3.0km2。设计根据选矿厂设施设计规范ZBJ1-90确定不同使用标高尾矿库等别及防洪标准见表5-1。小河箐尾矿库不同标高库等别及防洪标准表标高（m）坝高(m)总库容（万m3）等别防洪标准1171m以下0100964三等500年117112101001463000二等1000年 排洪系统设计：于尾矿库左岸修建一条排洪主隧洞，于标高1123m（1#排水井）、1139m（2#排水井）、1155m（3#排水井）处各设置一座高15m、外径4.5m的排水井，排水井通过支洞（BH=3.0m3.0m）与主隧洞相接来排泄库区洪水；在1171m（4#排水井）、1190m（5#排水井）各设置一座高21m、外径3.5m的排水井，排水井通过直径为2.0m的排水管与主隧洞相接来排洪。排洪主隧洞断面为BH=3.0m3.0m，顶拱中心角120，底坡5.33%，长1034m，隧洞末端接一长78m的跌坎消能段。1#、2#、3#排水井通过三条排洪支洞与排洪主隧洞相连，支洞断面均为为BH=3.0m3.0m，顶拱中心角120，底坡分别为2.94%、5.44%、4.484%，长度分别为353m、242m、142m。4#、5#排水井通过一长60m直径为2m的排水管与隧洞相连，由于排水管坡度较大，设计于隧洞口布设一直径4.5m的消能跌井。除此之外，还有诸多对尾矿库安全带来不利的因素，如：1）排洪能力不足表现为在相应的防洪标准下，防洪设施无法及时排泄库区上游洪水，洪水进入尾矿库造成尾矿库溃坝事故，尾矿库内尾矿随洪水下泄污染下游水体。2）安全超高不足坝体长期处于高水位下运行，安全超高不足，坝顶浸润线走高，对坝体安全稳定不利，在强降雨时，洪水容易漫坝，造成溃坝事故。3）排洪构筑物结构安全可靠度低由于设计排洪构筑物结构安全可靠度低，造成一些尾矿库排洪设施出现变形、位移、毁损、破坏，排洪能力降低，甚至失效，大量洪水入库无法及时排泄，洪水漫坝造成重大安全事故。4）坝体渗漏因初期坝与地基接触部位处理不当、不密实，后期随着尾矿的堆高，孔隙水压力增高，坝基产生渗透破坏，坝基失稳导致尾矿初期坝倒塌造成溃坝事故。5）坝体局部坍塌由于漏沙、渗流破坏，坝面严重冲刷拉沟、槽，局部坝坡过陡等都可能造成坝体小范围的失稳坍塌，若管理不善，对坝体失稳坍塌带不及时加固处理，坍塌面逐步扩大导致溃坝事故发生。6）坝体浸润线过高坝体浸润线是尾矿坝的生命线，是直接影响坝体安全的一个非常重要因素。干滩长度不够、浸润线过高，坝体长期处于高水位下运行可能导致地下水渗流在坡面出溢，产生管涌、流沙和坝面沼泽化等病害，坝体强度大大减小，造成尾矿坝溃坝事故。从坝体抗