建國以來,特別是黨的十一屆三中全會以來,隨著我國有色金屬工業的發展,有色金屬礦尾礦技術有了很大的進步,尾礦工程的建設取得了很大成就。據不完全統計,有色礦山先后建成500余座尾礦庫,已堆存尾礦量15億噸,保證了有色礦山生產的需要,防止了尾礦的流失和對環境的污染。
一、有色礦山尾礦及尾礦庫的特性
我國有色礦山遍布全國各地,規模大小不一,選礦方法各異,但其尾礦及尾礦庫有共同的特性。主要有:
(一)尾礦產率高
有色礦山原礦金屬品位較低,一般不超過1%,有的甚至0.1%以下。因此尾礦產率很高,大多數在90%以上。目前,處理礦山尾礦的主要措施仍是尾礦庫堆存。因此,做好尾礦庫的建設和管理,對有色金屬工業的發展有著特殊的重要性。
(二)尾礦庫規模小
有色礦山尾礦庫除少數1億m3以上庫容的大型庫外,多為1000萬m3以下庫容的中小型庫,在安全管理上往往未受到應有的重視。
(三)尾礦及尾礦水成份復雜
由于多種礦物共生、伴生,選礦工藝流程各異,添加藥劑種類繁多,這就決定了有色礦山的尾礦和尾礦水中大都含有對生態環境有不利影響的重金屬離子和其他化學成分。因此,保證尾礦庫安全運行,防止尾礦庫潰泄事故的發生,尤為重要。
(四)尾礦粒度細
有色礦山多采用浮選工藝,尾礦粒度200目含量多在65%以上,平均粒徑小于0.07mm。另外,由于推廣尾礦充填采礦技術,使送到尾礦庫的尾礦更加細化,一200 目含量達90%以上。細尾礦的透水性差,不易固結,力學指標低,不利于尾礦壩的穩定。
二、尾礦庫分類
根據中國有色金屬工業總公司1989年對直屬企業尾礦庫的初步統計,其壩高、庫容等分類結果分別列于表1~5
表1 尾礦庫規模分類
統計指標
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類型
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大型(一、二等)
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中型(三等)
|
小一型(四等)
|
小二型(五等)
|
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座數(座)所占比例(%)
|
16
8.9
|
45
25
|
85
47.2
|
34
18.9
|
注:類型劃分標準以規范(ZBJ-90)為準。
表1 尾礦庫擋水壩及初期壩的壩型統計
壩型
|
座數(座)
|
比例(%)
|
最大壩高(m)
|
最在壩高的尾礦庫名稱
|
土壩
堆石壩
透水堆石壩
定向爆破堆石壩
漿砌石壩
拱壩
水墜壩
赤泥初期壩
砼壩
草土壩
|
86
36
23
2
20
4
4
4
1
8
|
45.74
19.15
12.23
1.1
10.6
2.13
2.13
2.13
0.5
4.3
|
36
43
68
36
25
54.2
23.2
50
9
17.4
|
凡口鉛鋅鋅礦沉泥庫、貴州鋁廠曹官一期赤泥堆場(30)
安慶銅礦失家沖、蕩坪鎢礦小樟坑尾礦庫等(30)
錫礦山龍王池、金堆城栗西尾礦庫等(40.5)
廠壩七架溝尾礦庫一期初期壩
瑤嶺鎢礦坪山選廠尾礦庫
貴州汞礦大溪尾礦庫
白銀公司選廠第二尾礦庫
山東鋁廠赤泥堆場
栗木錫礦新木選廠尾礦庫
平桂新路白面山川窿尾礦庫、平桂珊瑚礦長
營嶺尾礦庫(13)
|
注:①堆石壩包括干砌、拋填、碾壓等方法修成的壩,材料來源包括山剝離廢石、爆破石渣及天然卵礫石。表中所列堆石壩為防滲的堆石壩為防滲的堆石壩。
②尾礦庫名稱一欄填有兩個庫名的,前邊的表示尾礦庫擋水壩,后者是初期壩,包括內數字表示該庫壩高。只寫一個庫名者表示該壩為初期壩或者此種壩型沒有作初期壩的。
③廠壩鉛鋅礦三期壩高度達85m,因系規劃設計數,未列入。木子溝尾礦庫初期壩高61m系廢石堆壩,壩的上游未作防滲或透水的處理,也未列入。
表2 初期壩壩高統計
壩高范圍
|
座數(座)
|
比例(%)
|
備注
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<15m
15~30m
30~40m
40~50
50~60
60~85m
|
80(15)
64(17)
6(2)
2(1)
(3)
2(1)
|
51.95(49.22)
41.56(41.97)
3.90(4.15)
1.3(1.55)
(1.55)
1.3(1.55)
|
表右第二列括號內為尾礦庫擋水壩的座數;第三列括號中的數為初期壩與尾礦庫擋水壩之和所占的比例。
尾礦庫擋水壩之和所占的比例
木子溝尾礦壩高61m;七架溝尾礦壩高85m;龍王池尾礦庫高68
|
表4 尾礦壩設計壩高統計
設計壩高(m)
|
座數(座)
|
比例(%)
|
所屬礦山
|
204~215
164.5~173
80~122.5
80~99
60~78
30~59.4
7~29.7
|
2
2
5
11
26
59
88
|
1.0
1.0
2.6
5.7
13.5
30.6
45.6
|
德興銅礦
金堆城鉬業公司,廠壩鉛鋅礦
小寺溝銅礦、金堆城鉬業公司、漂塘鎢礦、大廠車河選廠、柿竹園
瑤崗仙鎢礦、大廠巴里選廠、中條山銅礦峪,牟定銅礦、大姚銅礦、德興銅礦、湘東鎢礦、天寶山礦、川口鎢礦等
中條山銅礦、盤古山鎢礦、宜春鉭鈮礦等
銅陵銅官山銅礦等
下垅鎢礦、可可托海八七選廠、云錫公司等
|
表5 尾礦壩已堆壩高統計(1989年底)
壩高(m)
|
座數(座)
|
所屬廠礦及尾礦庫
|
122.5
92
86
80
78
73.1
71
70
69~50
49.5~30
29.5以下
|
1
1
1
1
1
1
1
1
16
37
93
|
金堆城鉬業公司木子溝尾礦庫
德興銅礦2#尾礦庫
德興銅礦1#尾礦庫
大廠巴里選廠尾礦庫
金堆城鉬業公司栗西溝尾礦庫
汝城鎢選廠一期尾礦庫
中條山胡家峪毛家灣尾礦庫
湘東鎢4#尾礦庫
壽王墳銅礦
銀山鉛鋅礦、大廠水坡錫礦選礦廠7#尾礦等
務川汞礦二坑選礦廠、石人嶂鎢礦梅坑尾礦庫等
|
三、尾礦庫安全狀況
建國以來,由于各級政府和行業主管部門以及企業領導的重視,有色礦山絕大多數尾礦庫基本上做到安全運行,滿足了有色金屬工業發展的需要。但還存在一定的問題,尤其仍有不少的尾礦庫安全狀況不能令人滿意,甚至問題還十分嚴峻。
(一)一些尾礦庫由于各種原因曾發生過嚴重事故,造成重大損失
(1)1962年9月26日云錫公司火谷都尾礦庫潰壩,涌出尾礦330萬m3、水38萬m3,沖毀耕地8112畝,11個村寨和一個農場共13970人受災,其中死亡171人、傷92人,直接經濟損失2000萬元。
(2)1985年8月25日湖南柿竹園有色礦牛角垅尾礦庫潰壩,死亡49人,沖毀房屋17810m3,直接經濟損失1300萬元。
三、尾礦庫安全狀況
表4 尾礦壩設計壩高統計
設計壩高(m)
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座數(座)
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比例(%)
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所屬礦山
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204~215
164.5~173
80~122.5
80~99
60~78
30~59.4
7~29.7
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2
2
5
11
26
59
88
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1.0
1.0
2.6
5.7
13.5
30.6
45.6
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德興銅礦
金堆城鉬業公司,廠壩鉛鋅礦
小寺溝銅礦、金堆城鉬業公司、漂塘鎢礦、大廠車河選廠、柿竹園
瑤崗仙鎢礦、大廠巴里選廠、中條山銅礦峪,牟定銅礦、大姚銅礦、德興銅礦、湘東鎢礦、天寶山礦、川口鎢礦等
中條山銅礦、盤古山鎢礦、宜春鉭鈮礦等
銅陵銅官山銅礦等
下垅鎢礦、可可托海八七選廠、云錫公司等
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表5 尾礦壩已堆壩高統計(1989年底)
壩高(m)
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座數(座)
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所屬廠礦及尾礦庫
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122.5
92
86
80
78
73.1
71
70
69~50
49.5~30
29.5以下
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1
1
1
1
1
1
1
1
16
37
93
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金堆城鉬業公司木子溝尾礦庫
德興銅礦2#尾礦庫
德興銅礦1#尾礦庫
大廠巴里選廠尾礦庫
金堆城鉬業公司栗西溝尾礦庫
汝城鎢選廠一期尾礦庫
中條山胡家峪毛家灣尾礦庫
湘東鎢4#尾礦庫
壽王墳銅礦
銀山鉛鋅礦、大廠水坡錫礦選礦廠7#尾礦等
務川汞礦二坑選礦廠、石人嶂鎢礦梅坑尾礦庫等
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三、尾礦庫安全狀況
建國以來,由于各級政府和行業主管部門以及企業領導的重視,有色礦山絕大多數尾礦庫基本上做到安全運行,滿足了有色金屬工業發展的需要。但還存在一定的問題,尤其仍有不少的尾礦庫安全狀況不能令人滿意,甚至問題還十分嚴峻。
(一)一些尾礦庫由于各種原因曾發生過嚴重事故,造成重大損失
(1)1962年9月26日云錫公司火谷都尾礦庫潰壩,涌出尾礦330萬m3、水38萬m3,沖毀耕地8112畝,11個村寨和一個農場共13970人受災,其中死亡171人、傷92人,直接經濟損失2000萬元。
(2)1985年8月25日湖南柿竹園有色礦牛角垅尾礦庫潰壩,死亡49人,沖毀房屋17810m3,直接經濟損失1300萬元。
土壩類初期壩浸潤線過高或逸出,壩面裂縫、滑塌、沖刷成溝;
堆石類初期壩滲漏渾水及滲流穩定問題;
漿砌石類壩體出現裂縫、滲漏和抗滑穩定問題;
排水構筑物斷裂、滲漏、排水能力不足;
尾礦庫防洪能力和調洪庫容不足;
尾礦壩安全超高或沉積灘長度不足;
尾礦壩沒有足夠的抗震能力;
壩基、壩肩出現穩定和滲流問題;
庫區滲漏、坍岸和泥石流等。
造成尾礦庫病害的原因是多方面的。主要有:設計考慮不周、施工質量不嚴、生產管理不善和社會因素的影響等。
四、有色礦山尾礦庫工程的法規
我國尾礦工程的技術和建設是從有色礦山開始發展起來的。七十年代以來,在總結我國成功經驗的基礎上,陸續制定了一系列的法規。目前執行的主要法規有:
選礦廠尾礦設施設計規范(ZBJ1-90);
冶金礦山尾礦設施管理規程(1990年);
上游法尾礦堆積壩工程地質勘察規程(YBJ11-86);
碾壓式土石壩施工技術規范(SDJ213-83);
尾礦設施施工與驗收規程(YS5418-95)等。
五、有色礦山尾礦庫安全防范重點
鑒于有色礦山尾礦庫安全正常率較低的實際情況,大力加強尾礦庫的安全防范工作就顯得尤其重要。重點是:
(1)各級主管部門和企業領導應認真貫徹《礦山安全法》,進一步克服僥幸和麻痹心理,樹立“安全第一”的思想,加強安全意識,確保尾礦庫的安全運行;
(2)完善和加強全行業的尾礦庫安全監督檢查體系;
(3)建立健全企業內部尾礦庫安全管理體系和崗位責任制,企業的安全、技術和生產專職人員各負其責,做好尾礦庫的日常管理;
(4)建設單位應選擇具有相應資質的單位,按“設計規范”和“施工及驗收規程”的要求,精心設計,精心施工。堅決杜絕無證設計和無證施工的現象;
(5)安全渡汛是尾礦庫安全防范的重點之一,每年汛前應對尾礦庫進行安全檢查,要采取措施,消除不安全隱患,同時要從人力、物力和財力上作好搶險準備;
(6)在工程技術方面,尾礦庫安全防范的重點部位在于尾礦壩和排洪系統。尾礦壩應滿足整體和局部的穩定性要求,對于堆積邊坡過陡、浸潤線過高、出現裂縫滑坍等現象的尾礦壩,必須及時處理,確保尾礦壩安全可靠。
對于那些防洪標準不夠、尾礦壩安全超高和沉積干灘長度不足、排洪庫容和排水能力不夠的尾礦庫,也必須采取措施,確保尾礦庫安全渡汛。
六、尾礦庫生產管理人員操作管理要點
尾礦庫生產管理人員應根據設計編制的“生產管理細則”和“冶金礦山尾礦設施管理規程”的要求,切實做好尾礦庫的日常管理。其要點如下:
(1)及時合理調換放礦口,做到尾礦分散沉積,均勻上升,避免獨頭放礦,不得在庫后或一側岸邊放礦;在沉積灘范圍內不允許有大面積的礦泥沉積;
(2)放礦時應有專人管理,不得離崗,所排礦漿不得沖刷初期壩坡和子壩;
(3)要根據生產要求,及時堆筑子壩;子壩的位置、標高、剖面尺寸和坡比等均應符合設計要求,并作好質量檢驗和工程記錄;
(4)要及時做好壩肩和壩坡的截水溝,防止雨水沖刷;
(5)必須執行巡壩護壩制度。嚴防礦漿管和水管暴裂沖刷壩體;遇有壩體出現裂縫、滑坍、滑坡、沉陷現象時,要查明原因,妥善處理并作好記錄;要經常觀測壩體浸潤線及逸出點的位置以及滲水流量水質,當出現浸潤線驟升或滲漏渾水等異常現象時,要查明原因,妥善處理并作好記錄;在庫區嚴禁爆破、采石、挖土、濫挖尾礦等危害尾礦庫安全的活動;
(6)嚴格控制庫內水位,并按下列要求執行:
①在尾礦庫全部運行期內,均需滿足設計防洪要求;在最高洪水位時,尾礦壩的安全
超高和安全灘長均不得低于表7中的規定值:
表7 上游式尾礦壩的最小安全超高和最小灘長
壩的級別
|
1
|
2
|
3
|
4
|
5
|
最小安全超高(m)
|
1.5
|
1.0
|
0.7
|
0.5
|
0.4
|
最小灘長(m)
|
150
|
100
|
70
|
50
|
40
|
注:①表中數值系指在設計最高洪水位時必須滿足的要求:
②尾礦壩在任何時期必須同時滿足最小安全超高和最小灘長的要求。
不得在尾礦灘面或壩肩設置排水口,未經技術論證和上級技術主管部門的批準,嚴禁用子壩抗洪擋水。
②在滿足回水水質和水量的要求下,盡量降低庫水位;當回水與壩體安全對灘長的要求相互矛盾時,應確保壩體安全。
③當尾礦庫的實際情況與設計要求不符時,應在汛前進行調洪演算,以指導防洪工作。
(7)對尾礦庫的排洪設施經常進行檢查,發現問題,及時處理,確保排洪暢通。
(8)作好庫水位的觀測記錄,出現異常,立即報告。
尾礦庫是指指筑壩攔截谷口或圍地構成的,用以堆存金屬或非金屬礦山進行礦石選別后排出尾礦或其他工業廢渣的場所。尾礦庫是一個具有高勢能的人造泥石流危險源,存在潰壩危險,一旦失事,容易造成重特大事故。
2.0總則
1、尾礦壩管理的基本任務是:做好尾礦的濃縮、分級、輸送回水和筑壩,進行尾礦庫內水量調配、防汛、抗震和環境保護以及做好尾礦設施的檢查維護,監測等各項工作。
2、為確保尾礦庫的安全運行,必須做好筑壩、護壩、壩體排滲等到工作。
3、尾礦設施管理,必須執行“安全第一,預防為主、防重于搶、有備無患”的方針。
4、各級領導必須把尾礦設施的安全運行納入生產計劃,要尊重科學,按客觀規律辦事,凡涉及尾礦壩內必要的工程項目,不得無故緩建或停建。
5、尾礦庫管理必須遵守國家的的有關標準,規范和法令,本細則與國家規定有矛盾時,以國家規定為準。
3.0尾礦庫安全管理
3.1尾礦壩灘頂高程必須滿足生產、防汛、放礦和回水的要求;
3.2尾礦筑壩必須有足夠的安全超高、沉積干灘長度和下游壩面坡度;
3.3上游式尾礦筑壩法,應與壩前均勻分散放礦,修子壩或移動放礦管除外,不得任意從庫后或庫側放礦。同時滿足以下要求:粗顆粒尾礦沉積于壩前,細顆粒排至庫內,在沉積灘范圍內不允許有大面積礦泥沉積,沉積灘頂應均勻平整;沉積灘坡度及長度等應符合設計要求,嚴禁礦漿沿子壩坡趾橫向流動沖刷壩體;放礦礦漿不得沖刷壩坡;放礦應有專人管理;
3.4壩體較長時應采用分段交替放礦作業,使壩體均勻上升,應避免灘面出現側坡、扇形坡或細顆粒尾礦大量集中沉積于一端或一側;
3.5每期子壩堆筑完畢,應進行質量檢查,檢查記錄需經主管技術簽字后存檔備查。主要檢查內容是:子壩剖面尺寸、長度、軸線位置及邊坡坡比;新筑子壩的壩頂及內坡趾灘面高程、庫內水面高程;尾礦筑壩質量;
3.6尾礦灘面及下游壩坡面上不得有積水坑;
3.7控制尾礦庫水位應遵循的原則:在滿足回水水質和水量要求前提下,盡量降低庫水位;當回水與壩體安全對灘長和超高的要求有矛盾時,應確保壩體安全;水邊線應與壩軸線基本保持平行;
3.8排除庫內蓄水或大幅度度降低庫水位時,應注意控制流量,非緊急情況不宜驟降;庫內設清晰醒目的水位觀察標尺,表明正常運行水位和警戒水位; 3.9洪水過后應對壩體和排洪構筑物進行全面認真的檢查與清理,發現問題應及時修復,同時采取措施降低庫水位,防止連續暴雨后發生垮壩事故; 3.10尾礦庫運行期間應加強觀測,注意壩體浸潤線出逸點的變化情況和分布狀態,嚴格按設計要求控制;
3.11當發現壩面局部隆起、塌陷、流土、管涌、滲水量增大或滲水變渾等異常情況時,應立即采取措施進行處理并加強觀察,同時報告安全管理部門,情況嚴重的,應報當地安全生產監督部門。