尾矿库土石初期坝坡面沼泽化治理措施

尾矿库土石初期坝坡面沼泽化治理措施

刘辉赵伟

招金矿业股份有限公司蚕庄金矿山东烟台265402

摘要：尾矿库是一个具有高势能的潜在泥石流灾害的固体源，各种自然和人为的不利因素会使尾矿库产生不同程度的安全隐患，如不及时治理，将会危及尾矿库下游居民人身安全威胁和财产损失。

关键词：尾矿库；安全隐患；沼泽化处理

1.前言

尾矿库是矿山企业的重要设施，是矿山三大控制性工程之一，是筑坝拦截谷口或围地构成的、用以储存金属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。尾矿库内存放着大量的尾矿和污水，必须要引起我们的足够重视。

2.尾矿库安全隐患的成因

造成尾矿库安全隐患的原因很多，主要有以下几点

2.1历史遗留问题。建于20世纪八九十年代的大多数中小型尾矿库，由于早期设计不完善建设标准低堆放不科学等历史问题，再加上尾矿库的长年持续运行和疏于管理，不少尾矿库存在各种安全隐患。

2.2安全管理机制不健全.本世纪初十余年间，随着矿业的迅猛发展，各地密集建设了大量尾矿库，工程设计水平及施工质量有待提高，且部分企业对尾矿库的安全危害性认识不足，尾矿排放不规范，日常监测维护不到位，部分尾矿库逐渐产生了不同程度的安全隐患。

2.3企业重视度不足.部分选矿厂为追求短期效益，超设计规模投矿运行，使得尾矿库堆积上升速度高于设计指标;有些企业盲目加高扩容，使许多尾矿库不堪重负，进而出现安全隐患，甚至导致尾矿库溃坝，造成重大生命财产损失如2006年4月30日，陕西省镇安县某黄金矿山在对其尾矿库实施第六期加坝扩容施工过程中，导致坝体垮塌，造成17人死亡，直接经济损失490余万元。

2.4尾矿库选址不合理.头顶库是指下游1．0km(含)范围内存在居民点或其他重要设施的尾矿库，尾矿库初期选址时隔不久未考虑对下游居民的影响，或后期运行中疏于管理协调，在尾矿库周边或下游逐渐出现了居民点或其他重要设施，使得很多尾矿库沦为头顶库，溃坝事故引发的重特大事故概率高。据初步统计，自新中国成立以来，头顶库发生溃坝事故21起，其中重特大事故13起死亡707人特别是2008年山西襄汾新塔矿业公司98特别重大尾矿库溃坝事故，造成281人死亡，直接经济损失达9619．2万元，社会影响极为恶劣。

2.5存在无主尾矿库自2008年以来，国际经济持续低迷，连续多年增长乏力，部分矿山企业被迫停产或转让，大量尾矿库无人管理，形成无主尾矿库由于长期得不到有效地管理，无主尾矿库坝体安全性能不足，出现排洪系统拥堵等一系列安全问题，成为重大危险源。

3.沼泽化治理方案

上游式尾矿库堆积坝发生沼泽化时有发生，而初期坝沼泽化发生情况不多。治理堆积坝沼泽化效果较好的有排渗辐射井水平排渗管或两者联合排渗相比水平排渗管排渗，排渗辐射井的排渗管进入尾砂层的位置更低辐射管能够更广泛地分布在透水性更好的尾砂层，因此辐射井的排渗能力较水平排渗管好然而，对于出现在初期坝体的沼泽化，在初期坝上施工辐射井会对坝体本身造成严重破坏，而在外坡进行贴坡排水并不能从根本上降低浸润线消除沼泽化对于透水性较弱的土石坝，必须在坝体内打通渗水通道才能逐渐排走坝内及坝前水，从而将浸润降至合理高度，以消除坝坡沼泽化。在初期坝内设水平排渗管简单方便对坝体破坏小施工机动灵活且便于后期管理维护，当施工至设计长度时发现排渗效果不好时还可以适当延伸排渗管长度，也可以在排渗管处打入竖向排水板或竖直砂井以增强竖向方向的渗透性，当水平排渗管出现淤堵排渗能力降低时，可通过洗孔恢复其排渗能力。

结合以往尾砂堆积坝沼泽化治理的成功经验，根据本工程的实际情况，采用工程造价低排渗效果较好施工及后期维护简便的水平排渗管治理方案在治理方案实施前，要求库内死水位必须降低至坝顶3．7m以下，为了后期排渗需要，距滩顶60m处平行坝轴线铺设2段排渗席垫，内设100mm软式透水管集渗，垂直坝轴线另设3根DN150排渗管，将渗水引入坝坡排水沟，完善尾矿坝浸润线观测设施并加强监测工作。根据当前浸润线埋深与渗流计算分析，治理初期土石坝沼泽化的具体方案是在初期坝内布置2组水平排渗管第1组于初期坝+142．0m标高，该标高处坝轴线长34．0m，共布设5根，管距约6m，编号1#5#，总长度270．0m其中:2#，3#，4#管长60m(坝体段长47．0m，尾砂段长13．0m)，在尾砂段设集渗段长10m，排渗段长50m;1#，5#管长为45．0m，全段均在坝体内，集渗段长20m，排渗段长25m第2组于初期坝+150．0m标高处，该标高处坝轴线长50．0m，也布设5根，编号6#10#，管距8m，每根管长50m(坝体段20m尾砂段30m)，集渗段长25m，排渗段长25m，总长度250m在2组排渗管出口处均设坝坡排水沟。

4.坝体整改措施及稳定性分析

任何一种坝体的稳定性都与坝体的变形和渗透有关，要保证坝体安全，应从两个方面入手:(1)采取排渗防渗措施，改善坝体的渗流情况，降低坝体的浸润线，提高坝体安全系数;(2)对坝体进行加固，使坝体满足安全稳定性要求

4.1坝体渗漏的治理措施

针对该尾矿已出现渗漏，应采取防渗措施，降低坝体的浸润线首先应在坝体上游面设防渗复合体，阻止库内水向碎石土坝体渗透防渗复合体采用C42．5矿渣水泥以一定的配合比与库内尾砂搅拌成砂浆，在内坡干砌块石护坡上直接浇筑而成，防渗复合体设计砌筑厚度为20cm，总体强度大于C5，局部强度不低于C2．5防渗复合体外层铺设2mm厚HDPE防渗土工膜，增强防渗效果此外设置排渗系统，使尾矿中的水能沿着渗流通道及时排出，可在垂直坝轴线方向下游坝面构筑大小为400mm×400mm排渗盲沟，排渗盲沟沿坝面每隔设置一条。

4.2坝体加固

由于坝体出现沼泽化，护坡向下滑移，坝体强度已受到影响为了保证坝体整体稳定，应提高坝体强度具体措施如下:在坝体下游修建碾压式块石齿槽坝，碾压式块石齿槽坝高为4m，地面以下齿槽为2m，坝顶宽为2．5m，上下游坡面坡比为1:2．0，坝的上游面和底面皆用土工布和砾砂碎石组成反滤层，反滤层的设置为上下两层200mm的砾砂层，中间为两层300g/m2无纺土工布堆石坝的下游建一排水沟，净断面尺寸为B×H=600mm×800mm，壁厚为500mm利用碾压碎石土加固坝坡，加固区从齿槽坝坝顶到+71．5m马道之间区域，加固后+71．5m马道宽度由原来的2m变为4．0m，+71．5m标高以下坝坡比由原来的1:2..25变为1:3.0。

4.3尾矿坝整改后稳定性分析

尾矿库经过整改后，坝体渗透流量明显减少，降低了坝体的水体压力，同时使得坝体强度提高将原来的模型进行调整，在+71．5m标高处宽马道改为4．0m，+71．5m标高以下坝坡比改1:3．0，其余参数均不变考虑多种因素的影响，按不利组合进行重新计算，计算结果显示:目前上游水位为+72．0m。

5.结束语

综上所述，针对尾矿库的治理要引起我们的足够重视，通过各种治理方法提高应用效果，降低尾矿库的不利影响。

参考文献

[1]冯煜彪，刘彦宾，贺富领，等．洛阳某地尾矿库隐患治理现状[J]．采矿技术，2017，10(5):57-59．

[2]邹国富，段富平，吴莉．花石头尾矿库的稳定性分析[J]．采矿技术，2016，6(1):52-54．