尾矿堆积坝岩土工程技术规范讲座XXXX-05-29

《尾矿堆积坝岩土工程技术规范》探讨刘文连电话:[phone]，E-mail:[e-mail]中国有色金属工业昆明勘察设计研究院简单的自我介绍姓名：刘文连教授级高级工程师硕士生导师中国有色金属工业昆明勘察设计研究院总工程师云南工程勘察大师云南省技术创新人才注册土木工程师（岩土）专业方向：地基与基础共同作用分析，岩土工程数值分析，尾矿库勘察与研究，桩基与复合地基，地下工程风险分析与评价内容一、概述二、浅谈《尾矿堆积坝岩土工程技术规范》三、尾矿堆积坝岩土工程分析与评价四、探讨一、概述据统计，在世界上的各种重大灾害中，尾矿库灾害仅次于发生地震、霍乱、洪水和氢弹爆炸而居于第18位。它一旦发生事故，必将对下游地区居民的生命和财产造成巨大灾害，并对环境造成严重污染。2000年以来尾矿库事故有上升趋势。2000年10月18日广西南丹宏图选厂尾矿库垮塌，死亡28人，伤56人。2006年4月23日河北迁安庙岭沟铁矿老尾矿库副坝溃决，死亡6人。2006年4月30日18时24分，陕西省商洛市镇安县黄金矿业有限责任公司尾矿库在加高坝体扩容施工时发生溃坝事故，外泄尾矿砂量约20万立方米，冲毁居民房屋76间，22人被淹埋，5人获救，17人失踪。一、概述2007年11月25日辽宁海城西洋铁矿尾矿坝溃坝,死亡15人,失踪2人,伤39人。2008年9月8日山西省临汾市襄汾县新塔矿区特别重大尾矿库溃坝事故，死亡277人,失踪4人。一、概述2005年9月20日晚，广西平乐县二塘镇七堆岭锰矿一尾矿库发生崩坝事故，造成3人受伤，30多户村民房屋被泥石流冲毁，10多亩农田被淹尾矿库事故统计分析因洪水而发生的事故因坝体失稳而发生的事故因渗流破坏而发生的事故因排洪设施损坏发生的事故因坝基沉陷发生的事故尾矿库事故统计分析(引用他人资料)根据尾矿库实际发生事故的统计资料分析，尾矿库事故中几乎占l/3的是由于洪水原因所造成的，其中包括泄洪能力不足，超标洪水、排洪设施损坏或淤堵等；其次坝基渗漏事故约占1/5强，其中运行前5年发生事故的约占1/3，而其中运行第一年发生事故的约占一半；排洪设施事故多发生在投入运行后的第一年的约占1/3，其中大半发生在汛期泄流时，其他事故中包括坝坡失稳以及地震液化等。洪水漫顶28%坝基渗漏22%坝体破坏19%其他15%排洪设施16%我国尾矿库基本特点1．数量多、规模小：12655座四等库以下占95%以上;2．普遍采用上游式筑坝：90%上游式筑坝3．尾矿库安全度低：近40%尾矿库安全度为非正常库4．尾矿库下游居民多：尾矿库下游居民人数100人以上的占53%5．尾矿库技术力量薄弱一、概述我国和南非是当今世界上两个近乎单一采用上游坝的国家，成功构筑了许多大型高坝。政府部门也很重视，相继颁发了《上游坝尾矿堆积坝工程地质勘察规程》（YBJⅡ-86）（以下简称老规范）《选矿厂尾矿设施设计规范》（YBJⅠ-90）《尾矿设施安全监督管理办法》（1995）一、概述江西德兴铜矿四号尾矿库——亚洲最大的尾矿库以及相关的专业性设计、施工和管理规程，国家经贸委2000年颁布了《尾矿库安全管理规定》，2006年4月6日国家安全生产监督管理总局局长办公会议审议通过了———《尾矿库安全监督管理规定》2005年12月7日国家安全生产监督管理总局发布《尾矿库安全技术规程》（2006年3月1日实施）一、概述从2002年开始进行尾矿库的安全评价及安全生产许可证发放工作。国家标准《尾矿堆积坝岩土工程技术规范》，编号为GB50547-2010，自2010年7月1日起实施。一、概述尾矿堆积坝是我国原材料工业中的主要工程项目之一，它的材料和工艺特点决定了它的堆筑和运行必须严格执行相关规定，它的安全性历来受各级行政主管部门重视。我国在1980年代开始对尾矿堆积坝进行勘察和评价，曾先后编制了2本有关的行业标准和1本国家标准的有关条文。根据现行的企业体制和管理体系，已有标准已不满足工程需要。因此编制一本国家标准是亟需的。二、浅谈《尾矿堆积坝岩土工程技术规范》二、浅谈《尾矿堆积坝岩土工程技术规范》国家标准《尾矿堆积坝岩土工程技术规范》（GB50547－2010）由：中国有色金属工业西安勘察设计研究院主编中冶集团武汉勘察研究院有限公司中国有色金属工业昆明勘察设计研究院中冶沈勘工程技术有限公司中国有色金属工业长沙勘察设计研究院中勘冶金勘察设计研究院有限责任公司中国瑞林工程技术有限公司等勘察设计单位共同编制《尾矿堆积坝岩土工程技术规范》的编制情况名称的改变：《上游坝尾矿堆积坝工程地质勘察规程》（YBJⅡ-86）；《尾矿及其它工业废渣堆积坝岩土工程技术规范》时间与地点：2005年12月开始，过程：初稿、征求意见稿、送审稿等1总则尾矿是当前暂不能利用的一种工业废弃物，尾矿堆积坝属于废弃物处置工程中一类重要项目。我国大型尾矿库的尾矿堆积坝高度已达200m以上，中小型库数以千计。用尾矿或其他工业生产过程中的细颗料废渣排放冲积筑坝，其筑坝方式、坝体结构、性能均有别于水利工程的土石坝。特别是它的坝体堆筑因各种因素影响而可能是无序的，而一旦出现事故又可能是灾难性的，所以尾矿堆积坝的稳定性历来被各级行政管理部门和生产企业关心和重视。我国在1986年由原冶金工业部和中国有色金属工业总公司颁发了《上游法尾矿堆积坝工程地质勘察规程》(YBJ11-86)(试行)，20多年来这本规程指导了我国尾矿堆积坝的工程地质勘察工作。2004年由国家发改委发布的有色金属行业标准《岩土工程勘察技术规范》（YS5202-2004）中有4.4节和其他章节的相关条文，对尾矿和其他工业废渣堆积坝的岩土工程勘察工作中各种相关活动，包括勘探、试验、分析、评价等都做了规定。可以认为后者有关堆积坝的内容是执行前者近20年的总结和提高。但由于行业标准的局限性，其他行业同类工程只能参照这两本标准开展工作。国家标准《岩土工程勘察规范》（GB50021）第4.5节中对尾矿和工业废渣堆积坝的勘察仅有2条条文“只对通用性的技术要求作了规定”。为了对冶金、有色金属及其他有关行业的尾矿堆积坝工程的岩土工程勘察和监测，治理等技术工作统一标准和要求，使我国的尾矿堆积坝工程能经济、安全、有效地运行，在上述各项现行标准的基础上，编制了本规范。上游式筑坝的尾矿堆积坝由于它筑坝工艺简单，粗、细粒尾矿都使用，坝坡易管理等特点，在我国应用最广。但它的冲填尾矿密度低，浸润线较高，抗震性能较差。我国已有勘察评价工作主要是针对上游式尾矿堆积坝的，本规范是基于上游式尾矿堆积坝的工程经验编制的，对中线式、下游式尾矿堆积坝也可参照执行。1.0.3为强制性条文。尾矿堆积坝因排放，管理等不当引起溃坝等事故并不鲜见。为使尾矿坝按照安全、合理、科学、经济的堆积方式、坡比和高度进行堆积、运行，在坝的堆积中期进行一次勘察是必须的。本条规定的勘察时段是根据工程实际条件和多年工程经验确定的。本规范的专门性较强，对通用性的岩土工程勘察等工作尚应执行其他相关的国家标准。《尾矿堆积坝岩土工程技术规范》（GB50547－2010）已由中华人民共和国住房和城乡建设部批准发布，自2010年7月1日实施。本规范共有9章及4个附录，主要技术内容包括总则、术语、基本规定、勘察工作布置、原位测试和室内试验、岩土工程分析评价、勘察文件编制、监测、加固与治理等。其中，第1.0.3、4.3.5条为强制性条文（新增条文）。二、浅谈《尾矿堆积坝岩土工程技术规范》即：1.尾矿堆积坝必须进行岩土工程勘察尾矿堆积坝的勘察宜在堆积至1/2至2/3最终设计坝高时进行；当需在最终设计坝高以上继续加高坝体时，宜在达到最终坝高前进行，或需评价闭库后的堆积坝稳定性时，可在闭库前或闭库后进行。二、浅谈《尾矿堆积坝岩土工程技术规范》二、浅谈《尾矿堆积坝岩土工程技术规范》尾矿堆积坝因排放，管理等不当引起溃坝等事故并不鲜见。为使尾矿坝按照安全、合理、科学、经济的堆积方式、坡比和高度进行堆积、运行，在坝的堆积中期进行一次勘察是必须的。本条规定的勘察时段是根据工程实际条件和多年工程经验确定的。2.尾矿堆积坝勘察的勘探线数量不得少于3条勘探线数量不足可能使评价的剖面未设在最不利、不安全的位置。实际经验表明有的坝在3条剖面的评价中，安全系数最小的剖面不是中间沿谷底的剖面而是一侧的剖面。有的单位为减少工作量，只布置1条垂直坝轴线的剖面，是不妥的。为保证评价结果的可靠性，将本条列为强制性条文。二、浅谈《尾矿堆积坝岩土工程技术规范》尾矿堆积坝的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，也是我们勘察工作者所关注的问题。二、浅谈《尾矿堆积坝岩土工程技术规范》初期坝子坝上游式尾矿坝特点:1.工艺简单管理方便2.费用低3.浸润线高4.上粗下细堆积坝下游挡堤②排水层①④③初期坝溢流旋流器给矿沉沙细尾砂下游式尾矿坝特点:1.粗砂筑坝,渗透性强,稳定性好2.工艺复杂,管理复杂,费用高3.实用性较差⑤下游挡堤初期坝③排水层①②④细尾砂给矿沉沙溢流特点:1.粗砂筑坝渗透性较强稳定性较好2.管理较复杂3.有一定适用性中线式尾矿坝堆积坝旋流器尾矿库和尾矿坝简介尾矿库类型1.山谷型尾矿库2.傍山型尾矿库3.平地型尾矿库4.截河型尾矿库二、浅谈《尾矿堆积坝岩土工程技术规范》山谷型尾矿库平地型尾矿库截河型尾矿库傍山型尾矿库二、浅谈《尾矿堆积坝岩土工程技术规范》尾矿坝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。排水井堆积坝截渗坝初期坝排水管子坝尾矿库示意图二、浅谈《尾矿堆积坝岩土工程技术规范》术语（新增、较老规范丰富）术语是以《选矿厂尾矿设施设计规范》ZBJ1－90为基础，根据本规范的内容，作了适当的修改。并增加了尾矿、浸润线等术语。本规范描述的术语主要是尾矿设施方面，有关岩土工程专业术语可参照国家现行的相关标准。土的抗剪强度指标应根据强度计算方法和土的类别，采用不同的试验方法进行。采用固结不排水剪得到的总应力法强度指标符号为сcu、φcu，有效应力法强度指标符号为с´、φ´。尾矿tailings：选矿和工业生产中形成的细粒或粗粒的，采用水力输送排放，可用土的特征描述的固体物质。本规范中尾矿还包括铝土矿提取氧化铝后的固体废弃物赤泥。尾矿库tailingspond：筑坝拦截谷口或围地构成的用以贮存尾矿或赤泥的场所，堆存赤泥的常称为堆场。尾矿库tailingpond是指筑坝拦截谷口或围地构成的、用以贮存金属非金属矿山进行矿石选别后排出尾矿或工业废渣的场所。二、浅谈《尾矿堆积坝岩土工程技术规范》尾矿坝tailingsdam：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。全库容thewholestoragecapacity：尾矿坝某标高顶面、下游坡面及库底面所围的容积，包括有效库容、死水库容、蓄水库容、调洪库容和安全库容5部分。二、浅谈《尾矿堆积坝岩土工程技术规范》有效库容某坝顶标高时，初期坝内坡面、堆积坝外坡面以里（对下游式尾矿筑坝则为坝内坡面以里），沉积滩面以下，库底以上的空间，即容纳尾矿的库容。调洪库容某坝顶标高时，沉积滩面、正常水位以上的库底、正常水位三者以上，最高洪水位以下的空间。堆积高程（以下为全库容）初期坝最高洪水位正常水位调洪库容有效库容尾矿库库容示意图二、浅谈《尾矿堆积坝岩土工程技术规范》基本规定（1）尾矿堆积坝岩土工程勘察应依据委托单位提供的勘察任务书进行，任务书应包括设计单位提出的勘察技术要求，以及堆积坝现状的基本参数和相应图件。堆积坝勘察可根据尾矿库等别确定其勘察等级。三等及其以上尾矿库的堆积坝勘察等级宜定为甲级；其余的可定为乙级。勘察任务书是尾矿堆积坝勘察