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尾礦庫ppt

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目 錄 第一講 尾礦庫基礎知識 第二講 尾礦庫綜合調查 第一講 尾礦庫基礎知識 第一節 尾礦設施的功能及組成 第二節 尾礦庫 第三節 尾礦壩 第四節 尾礦庫排洪設施 第五節 尾礦庫監測設施 第六節 尾礦庫安全度 第一節 尾礦設施的功能及組成 尾 礦 —金屬或非金屬礦山開采出的礦石,經選礦廠 選出有價值的精礦產生砂一樣的“廢渣”,稱 作尾礦。 尾礦處理 —將選礦廠排出的尾礦送往指定地點堆存或利 用的技術叫做尾礦處理。 尾礦設施 —為尾礦處理所建造的設施系統稱作尾礦設施。 尾礦設施組成及功能 1、尾礦水力輸送系統 包括尾礦濃縮池、尾礦輸送管槽、輸送泵站和尾礦分散管槽等,用以將選礦廠排出的尾礦漿送往尾礦庫堆存; 2、尾礦堆存系統 一般常簡稱為尾礦庫,包括庫區、尾礦壩、排洪構筑物和壩的觀測設施等,用以儲存選礦廠排出的尾礦; 尾礦設施組成 3、尾礦回水系統 包括回水泵站、回水管道和回水池等,用以回收尾礦庫或濃縮池的澄清水,送回選礦廠供選礦生產重復利用; 4、尾礦水處理系統 包括水處理站和截滲、回收設施等,用以處理不符合重復利用或排放標準要求的尾礦水,使之達到標準。 第二節 尾礦庫 尾礦庫類型: 1、山谷型尾礦庫 山谷型尾礦庫是在山谷谷口處筑壩形成的尾礦庫。它的特點是初期壩相對較短,壩體工程量較小,后期尾礦堆壩相對較易管理維護,當堆壩較高時,可獲得較大的庫容;庫區縱深較長,尾礦水澄清距離及干灘長度易滿足設計要求;但匯水面積較大時,排洪設施工程量相對較大。我國現有的大、中型尾礦庫大多屬于這種類型。 第二節尾礦庫 山谷型尾礦庫 第二節尾礦庫 2、傍山型尾礦庫 傍山型尾礦庫是在山坡腳下依山筑壩所圍成的尾礦庫。它的特點是初期壩相對較長,初期壩和后期尾礦堆壩工程量較大;由于庫區縱深較短,尾礦水澄清距離及干灘長度受到限制,后期壩堆的高度一般不太高,故庫容較??;匯水面積雖小,但調洪能力較低,排洪設施的進水構筑物較大;由于尾礦水的澄清條件和防洪控制條件較差,管理、維護相對比較復雜。國內低山丘陵地區中小礦山常選用這種類型尾礦庫。 第二節尾礦庫 傍山型尾礦庫 第二節尾礦庫 3、平地型尾礦庫 平地型尾礦庫是在平緩地形周邊筑壩圍成的尾礦庫。其特點是初期壩和后期尾礦堆壩工程量大,維護管理比較麻煩;由于周邊堆壩,庫區面積越來越小,尾礦沉積灘坡度越來越緩,因而澄清距離、干灘長度以及調洪能力都隨之減少,堆壩高度受到限制,一般不高;但匯水面積小,排水構筑物相對較??;國內平原或沙漠戈壁地區常采用這類尾礦庫。例如金川、包鋼和山東省一些金礦的尾礦庫。 第二節尾礦庫 平地型尾礦庫 第二節尾礦庫 4、截河型尾礦庫 截河型尾礦庫是截取一段河床,在其上、下游兩端分別筑壩形成的尾礦庫。有的在寬淺式河床上留出一定的流水寬度,三面筑壩圍成尾礦庫,也屬此類。它的特點是不占農田;庫區匯水面積不太大,但尾礦庫上游的匯水面積通常很大,庫內和庫上游都要設置排水系統,配置較復雜,規模龐大。這種類型的尾礦庫維護管理比較復雜,國內采用的不多。 截河型尾礦庫 第二節尾礦庫 庫容 — 系指尾礦庫空間容積 第二節尾礦庫 全庫容 尾礦壩某標高頂面、下游坡面及庫底面所圍空間的容積,包括有效庫容、死水庫容、蓄水庫容、調洪庫容和安全庫容5部分。 有效庫容 某壩頂標高時,初期壩內坡面、堆積壩外坡面以里(對下游式尾礦筑壩則為壩內坡面以里),沉積灘面以下,庫底以上的空間,即容納尾礦的庫容。 第二節尾礦庫 調洪庫容 某壩頂標高時,沉積灘面、正常水位以上的庫底、正常水位三者以上,最高洪水位以下的空間。 總庫容 設計最終堆積標高時的全庫容。 第二節尾礦庫 尾礦庫等別、構筑級別 尾礦庫的等別從高到低分為五等。規程對等別不同的尾礦庫采用的防洪標準和壩體安全系數也是不同的。一等最高,五等最低。 尾礦庫各使用期的設計等別應根據該期的全庫容和壩高分別按表1確定。當兩者的等差為一等時,以高者為準;當等差大于一等時,按高者降低一等。尾礦庫失事將使下游重要城鎮、工礦企業或鐵路干線遭受嚴重災害者,其設計等別可提高一等。 第二節尾礦庫 尾礦庫等別 第二節尾礦庫 第三節 尾礦壩 一 尾礦壩定義 1. 尾礦壩 — 擋尾礦和水的尾礦庫外圍構筑物,常泛 指尾礦庫初期壩和堆積壩的總體。 2. 初期壩 — 基建中用作支撐后期尾礦堆存體的壩。 3. 堆積壩 — 生產過程中在初期壩壩頂以上用尾礦充填 堆筑而成的壩。 第三節尾礦壩—初期壩 二 初期壩 1. 初期壩的類型 不透水初期壩 ── 用透水性較小的材料筑成的初期壩。因其透水性遠小于庫內尾礦的透水性,不利于庫內沉積尾礦的排水固結。當尾礦堆高后,浸潤線往往從初期壩壩頂以上的尾礦堆積壩壩坡逸出,造成壩面沼澤化,不利于后期壩壩體的穩定。這種壩型適用于擋水式尾礦壩或尾礦堆壩不高的尾礦壩。 透水初期壩 ── 用透水性較好的材料筑成的初期壩。因其透水性大于庫內沉積尾礦,有利于后期壩的排水固結,并可降低壩體浸潤線,提高壩體的穩定性。它是比較合理的初期壩壩型。 第三節尾礦壩—初期壩 2、初期壩的壩型及其特點 (1)均質土壩 均質土壩是用粘土、粉質粘土或風化土料筑成的壩,如圖所示,它像水壩一樣,屬典型的不透水壩型。在壩的外坡腳往往設有毛石堆成的排水棱體,以降低壩體浸潤線。 該壩型對壩基工程地質條件 要求不高,施工簡單,造價 較低。在早期或缺少石材地 區應用較多。 第三節尾礦壩—初期壩 若在均質土壩內坡面和壩底面鋪筑可靠的排滲層,如圖所示,使尾礦堆積壩內的滲水通過此排滲層排到壩外。這樣,便成了適用于后期尾礦堆壩要求的透水土壩。 第三節尾礦壩—初期壩 (2)透水堆石壩 用堆石料堆筑成的壩,如圖所示。在壩的上游坡面用天然反濾料或土工布鋪設反濾層,防止尾砂流失。該壩型能有效地降低后期壩的浸潤線。由于它對后期壩的穩定有利,且施工簡便,成為二十世紀六十年代以后廣泛采用的初期壩型。 第三節尾礦壩—初期壩 (3)砂、石透水堆石壩 該壩型對壩基工程地質條件要求也不高。當質量較好的石料數量不足時,也可采用一部分較差的砂石料來筑壩。即將質量較好石料鋪筑在壩體底部及上游坡一側(浸水飽和部位),而將質量較差的砂石料鋪筑在壩體的次要部位,如圖所示。 第三節尾礦壩—初期壩 (4)廢石壩 用采礦場剝離的廢石筑壩,有兩種情況:當廢石質量符合強度和塊度要求時,可按正常堆石壩要求筑壩;另一種是結合采礦場廢石排放筑壩,廢石不經挑選,用汽車或輕便軌道直接上壩卸料,下游壩坡為廢石的自然安息角,為安全計,壩頂寬度較大,如圖所示。在上游坡面應設置砂礫料或土工布做成的反濾層,以防止壩體土顆粒透過堆石而流失。 第三節尾礦壩—初期壩 (5)砌石壩 用塊石或條石砌成的壩,分干砌石壩和漿砌石壩兩種。這種壩型的壩體強度較高,壩坡可做得比較陡,能節省筑壩材料,但造價較高??捎糜詬叨炔淮蟮奈部蟀?,但對壩基的工程地質條件要求較高,壩基最好是基巖,以免壩體產生不均勻沉降,導致壩體產生裂縫。 (6)混凝土壩 用混凝土澆筑成的壩。這種壩整體性好,強度高,因而壩坡可做得很陡,筑壩工程量比其他壩型都小,但工程造價高,對壩基條件要求高,采用者比較少。 第三節尾礦壩—堆積壩 三 堆積壩 1.堆積壩功能與特點 實質上是尾礦沉積體,這種水力充填沉積的砂性土邊坡穩定性能較差;大、中型尾礦堆積壩最終的高度往往比初期壩高得多,是尾礦壩的主體部分。堆積壩一旦失穩,災害慘重。所以如何確保堆積壩的安全歷來是設計和生產部門十分重視的一項工作,也是安全生產管理和安全監督管理工作的重點之一。 第三節尾礦壩—堆積壩 2.堆積壩型式 (1)上游式 缺點:細粒夾層多 滲透性能差 浸潤線高 壩體穩定性差 優點:筑壩工藝簡單 管理方便 運營費用 國內外均普遍采用 第三節尾礦壩—堆積壩 (2)下游式 優點:壩體質量可控 滲透性強 浸潤線低 壩體穩定性好 缺點:筑壩工藝復雜 管理復雜 受地形限制 運營費用高 國內采用少 第三節尾礦壩—堆積壩 (3)中線式 優點:壩體質量可控 滲透性較強 浸潤線低 壩體穩定性較好 缺點:筑壩工藝較復雜 管理較復雜 受地形限制 運營費用高 國內采用少 第三節尾礦壩—堆積壩 3.沉積灘—水力沖積尾礦形成的沉積體表層,常指露出 水面部分 灘頂 —沉積灘面與堆積壩外坡的交線,為沉積灘的最高 點。 灘長 —由灘頂至庫內水邊線的水平距離。 最小干灘長度—設計洪水位時的干灘長度。 最小安全超高 —規定的安全超高最小允許值。 第三節尾礦壩—堆積壩 第三節尾礦壩—堆積壩 4.壩 高 壩高 —對初期壩和中線式、下游式筑壩為壩頂與壩軸 線處壩底的高差;對上游式筑壩則為堆積壩壩 頂與初期壩壩軸線處壩底的高差。 總壩高 —與總庫容相對應的最終堆積標高時的壩高。 堆壩高度(堆積高度)—尾礦堆積壩壩頂與初期壩 壩頂的高差。 第三節尾礦壩—堆積壩 第三節尾礦壩—堆積壩 第三節尾礦壩—堆積壩 第三節尾礦壩—堆積壩 第四節 尾礦庫排洪設施 1.排洪設施的功能及組成 排洪設施是尾礦庫必須設置的安全設施,其功能在于將匯水面積內洪水安全地排至庫外,保證尾礦庫在洪水運行期的安全運行。它的安全性和可靠性直接關系到尾礦庫防洪安全。 尾礦庫庫內排洪構筑物通常由進水構筑物和輸水構筑物兩部分組成。尾礦壩下游坡面的雨水用排水溝排除。排洪構筑物型式的選擇,應根據尾礦庫排水量的大小、尾礦庫地形、地質條件、使用要求以及施工條件等因素并經技術經濟比較確定。 第四節尾礦庫排洪設施 2.進水構筑物 (1)排水井(塔) 窗口式—整體性好,堵孔簡單,但進水量小,早期應用較多。 框架式—結構合理,進水量大,操作也較簡便,廣泛采用。 井圈疊裝式和砌塊式—用預制井圈和預制砌塊逐層加高,進水 量大,操作要求高,整體性差,應用不多。 第三節 尾礦庫排洪設施 第四節尾礦庫排洪設施 (2)排水斜槽—既是進水構筑物,又是輸水構筑物。隨著庫水位的升高,進水口的位置不斷向上移動。它沒有復雜的排水井,但畢竟進水量小,一般在排洪量較小時經常采用。 (3)溢洪道—常用于一次性建庫的排洪進水構筑物。為減少過水深度,常采用寬淺式溢洪道。 (4)截洪溝—也是進水構筑物兼作輸水構筑物。沿全部溝長均可進水。在較陡山坡處的截洪溝易遭暴雨沖毀,可靠性差,管理維護工作量大。 第四節尾礦庫排洪設施 2、輸水構筑物 (1)排水管 —埋設在庫底部,承受荷載較大,一般采用鋼筋混凝土結構。 第四節尾礦庫排洪設施 (2)斜槽 —鋼筋混凝土或漿砌石結構。 (3)隧洞 —結構穩定性好,是大、中型尾礦庫常用的輸水構筑物。當排洪量較大,且地質條件較好時,隧洞方案往往比較經濟。 (4)截洪溝—鋼筋混凝土或漿砌石結構。 第四節尾礦庫排洪設施 3、壩坡排水溝 (1)截水溝—沿山坡與壩坡結合部設置漿砌塊石,以防止山坡暴雨匯流沖刷壩肩。 (2)排水溝—在壩體下游坡面設置縱橫,將壩面的雨水導流排出壩外,以免雨水滯留在壩面造成壩面拉溝,影響壩體的安全。 第五節 尾礦庫觀測設施 尾礦庫觀測設施主要有 庫水位觀測 壩體位移觀測 浸潤線觀測 構筑物變形觀測 滲流水觀測 孔隙水 壩體固結觀測 排水水量及水質監測 第六節 尾礦庫安全度 【條文】 8.1尾礦庫安全度分類 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???、險庫、病庫、正??饉募?。 第六節 尾礦庫安全度 【釋義與知識】 尾礦庫安全度劃分的主要原則是依據尾礦庫防洪能力和尾礦壩體穩定性的安全程度。 (1)尾礦庫防洪能力的安全程度或可靠程度主要指防洪標準、調洪排洪能力及排洪設施安全可靠性是否符合安全規定及符合程度; (2)尾礦壩穩定性安全程度主要指壩體在規定的工況條件下靜力、動力和滲流穩定性是否符合安全規定及符合程度。 尾礦庫安全度是通過安全評價對影響尾礦庫安全的各種危險有害因素進行定性、定量分析而確定的。評價單位在對在用或擬閉庫的尾礦庫進行安全現狀評價時,應對尾礦庫安全度作出明確結論。 第六節 尾礦庫安全度 【條文】 8.2 ?????庵赴踩揮斜U?,隨時可能發生垮壩事故的尾礦庫。??獗匭臚V股⒉扇∮貝朧?。 尾礦庫有下列工況之一的為??猓?a)尾礦庫調洪庫容嚴重不足,在設計洪水位時,安全超高和最小干灘長度都不滿足設計要求,將可能出現洪水漫頂; b)排洪系統嚴重堵塞或坍塌,不能排水或排水能力急劇降低; c)排水井顯著傾斜,有倒塌的跡象; d)壩體出現貫穿性橫向裂縫,且出現較大范圍管涌、流土變形,壩體出現深層滑動跡象; e)經驗算,壩體抗滑穩定最小安全系數小于表6規定值的0.95; f)其他嚴重危及尾礦庫安全運行的情況。 第六節 尾礦庫安全度 【釋義與知識】 當尾礦庫防洪能力嚴重不足,出現洪水漫頂可能,或壩體穩定性嚴重不足,出現垮壩跡象,或出現其他嚴重危及尾礦庫安全運行時都屬于???。??饌耆瘓弒赴踩幕咎跫?,必須停產,排除險情,并迅速向安全生產監督管理部門和當地政府報告,啟動相應的應急預案,根據險情的實際可采取以下應急措施: 1、立即降低庫水位,擴大調洪庫容,加高壩體,嚴防洪水漫頂; 2、為滿足汛期最小安全超高和最小干灘長度的要求,必要時,可按最小干灘長度為壩頂寬度,用渠槽法搶筑寬頂子壩,以形成所需的安全超高和干灘長度; 3、疏通、加固或修復排水構筑物,必要時可另開挖臨時排洪通道; 4、緊急加固壩體。 第六節 尾礦庫安全度 【條文】 8.3 險庫 險庫指安全設施存在嚴重隱患,若不及時處理將會導致垮壩事故的尾礦庫。險庫必須立即停產,排除險情。 尾礦庫有下列工況之一的為險庫: a)尾礦庫調洪庫容不足,在設計洪水位時安全超高和最小干灘長度均不能滿足設計要求; b)排洪系統部分堵塞或坍塌,排水能力有所降低,達不到設計要求; c)排水井有所傾斜; d)壩體出現淺層滑動跡象; e)經驗算,壩體抗滑穩定最小安全系數小于表6規定值的0.98; f)壩體出現大面積縱向裂縫,且出現較大范圍滲透水高位出逸,出現大面積沼澤化; g)其他危及尾礦庫安全運行的情況。 第六節 尾礦庫安全度 【釋義與知識】 當尾礦庫排洪系統存在嚴重隱患,防洪能力不足,或壩體存在嚴重隱患,威脅壩體安全穩定性時都屬于險庫。險庫不具備安全生產的基本條件,應根據險情實際,采取措施,排除險情。 1、降低庫水位,擴大調洪庫容,滿足汛期最小安全超高和最小干灘長度的要求; 2、疏通、加固或修復排水構筑物; 3、增建或擴建排水系統; 4、處理滑坡,加固壩體; 5、降低浸潤線、消除管涌和流土。 第六節 尾礦庫安全度 【條文】 8.4 病庫 病庫指安全設施不完全符合設計規定,但符合基本安全生產條件的尾礦庫。病庫應限期整改。 尾礦庫有下列工況之一的為病庫: a)尾礦庫調洪庫容不足,在設計洪水位時不能同時滿足設計規定的安全超高和最小干灘長度的要求; b)排洪設施出現不影響安全使用的裂縫、腐蝕或磨損; c)經驗算,壩體抗滑穩定最小安全系數滿足表6規定值,但部分高程上堆積邊坡過陡,可能出現局部失穩; d)浸潤線位置局部過高,有滲透水出逸,壩面局部出現沼澤化; e)壩面局部出現縱向或橫向裂縫; f)壩面未按設計設置排水溝,沖蝕嚴重,形成較多或較大的沖溝; g)壩端無截水溝,山坡雨水沖刷壩肩; h)堆積壩外坡未按設計覆土、植被; i)其他不影響尾礦庫基本安全生產條例的非正常情況。 第六節 尾礦庫安全度 【釋義與知識】 病庫應具備基本安全生產條件,是指壩體穩定性和尾礦庫防洪能力總體上能滿足要求,但局部上不完全符合規定,不影響尾礦庫總體安全。對于病庫,應采取以下措施在限定的時間內按照正??獗曜冀姓?,消除事故隱患: 1、抓緊進行防洪治理,確保汛前徹底完成治理工作量; 2、加固、修復排水構筑物; 3、加固壩體或適當削坡,處理局部裂縫; 4、實施降水措施降低浸潤線,消除管涌和流土; 5、修整壩坡,開挖壩肩截水溝。 第六節 尾礦庫安全度 【條文】 8.5 正??? 尾礦庫同時滿足下列工況的為正??猓? a)尾礦庫在設計洪水位時能同時滿足設計規定的安全超高和最小干灘長度的要求; b)排水系統各構筑物符合設計要求,工況正常; c)尾礦壩的輪廓尺寸符合設計要求,穩定安全系數滿足設計要求; d)壩體滲流控制滿足要求,運行工況正常。 【釋義與知識】 正??庥υ誦泄た穌?、管理規范、資料齊全,完全具備安全生產條件,按規定每3~5年進行一次安全現狀評價。 第二講 尾礦庫綜合調查 第三節尾礦壩—堆積壩 謝謝,請指正! 金屬非金屬礦山尾礦庫安全技術中心 (中國有色工程設計研究總院) 田 文 旗 地址:北京復興路12號 電話:010-63936859 郵編:100038 傳真:010-63936480 E-mail:[email protected] 手機:13901316341 [email protected]

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