尾矿库安全管理及安全监测

1“尾矿库安全管理”“尾矿库安全监测”2第一讲尾矿库安全管理一、相关“规定、规范、标准”▲《尾矿库安全监督管理规定》（总局6号令、06.6.1）▲《尾矿库安全技术规程》（AQ2006-2005、06.3.1）——《尾矿库安全管理规定》（经贸委00.12.1、20号令）▲《金属非金属矿山安全标准化规范》（AQ2007-2006、07.7.1）《金属非金属矿山安全标准化规范尾矿库实施指南》（AQ2007.4-2006）尾矿库安全标准化评定标准（试行）▲其他：《上游法尾矿堆积坝工程地质勘察规程》（YBJ11-86）《选矿厂尾矿设施设计规范》（ZBJ1-91）《尾矿设施施工及验收规范》（YS5418-95）3二、尾矿库基础知识1、尾矿库——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其他工业废渣的场所。42、尾矿库的基本系统——输送系统；堆存系统（放矿管道、初期坝、后期坝、排渗设施、观测设施）；排洪系统（排水井、斜槽、溢洪道、涵管、隧洞、截洪沟）；回水系统。3、尾矿库的类型——山谷型（山谷谷口处筑坝形成）；傍山型（山坡脚下依山筑坝围成）；平地型（平地四面筑坝围成）；截河型（截取一段河流，在上、下游两端分别筑坝形成／河流改道排洪）4、尾矿库的库容——有效库容、全库容、总库容各种水位高程：死水位、蓄水水位、洪水水位、坝顶各种库容：空余库容、调洪库容、蓄水库容、澄清库容干滩长度和超高：安全超高（洪水期／生产期）、最小安全超高（规定值）5、尾矿库的坝高——坝顶与坝轴线处坝底（初、中、下）堆积坝顶与初期坝轴线处坝底（上）总坝高：终了时堆积坝高：堆积坝坝顶与初期坝坝顶初期坝坝高:5678910H1:坝顶高程H2:洪水高程H3:蓄水水位H4:死水位／生产最低V5:有效库容排洪井／排洪设施1a1:aH1:坝顶高程H2:洪水高程H3:蓄水水位H4:死水位／最低V1：（H1～H2）空余库容／安全库容V2：（H2～H3）调洪库容V3：（H3～H4）蓄水库容V4：（H4～）澄清库容V5:有效库容全库容V＝V1＋V2＋V3＋V4＋V5总库容：H1为最终时的全库容滩面坡比：1.0％洪水期干滩长度／安全超高生产期干滩长度／安全超高最小澄清距离初期坝后期坝/堆积坝浸润线116、尾矿库的等级划分等别全库容V（万.m3）坝高H（m）一二等库具备提高等别条件者二V≥10000H≥100三1000≤V＜1000060≤H＜100四100≤V＜100030≤H＜60五V＜100H＜30当两者的等差为一等时，以高者为准；当等差大于一等时，按高者降低一等。尾矿库失事将使下游重要城镇、工矿企业或铁路干线遭受严重灾害者，等别可提高一等。127、尾矿坝——拦挡尾矿和水的尾矿库外围／围护构筑物，常泛指尾矿库初期坝和堆积坝的总体。8、初期坝（基础坝）——基建中用作支撑后期尾矿堆存体的坝。类型：不透水初期坝：黏土坝（排水棱体）、重力坝等／不用尾矿堆坝、环保透水初期坝：堆石坝等（＋排渗通道）／尾矿固结快、降低浸润线、坝体稳定／反滤层（级布）9、后期坝（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。筑坝方式：上游式尾矿筑坝：在初期坝上游方向充填堆积尾矿的筑坝方式中线式尾矿筑坝：在初期坝轴线处用旋流分级粗尾砂冲积尾矿的筑坝方式下游式尾矿筑坝：在初期坝下游方向用旋流分级粗尾砂冲积尾矿的筑坝方式13图a上游式尾砂筑坝1--初期坝；2--子坝12211--初期坝；2--子坝图b下游式尾砂筑坝211--初期坝；2--子坝图c中线式尾砂筑坝1410、一次建坝——（尾矿颗粒极细，无法用尾矿堆坝）采用类似建水坝（即无后期坝）的型式贮存全部尾矿，称之为一次建坝坝型：挡水坝：防、排渗要求／其超高含风浪爬高、风壅高度、地震壅浪／无干滩长度要求不挡水坝：形成干滩、干滩挡水／同上游法尾砂筑坝之滩长、超高要求。加高：（非尾砂加高）上游法、中线法、下游法（尾砂加高）上游法、中线法、下游法应用：大量中、小型尾矿库／地形条件（黄石地区：131／158）（黄石：铜绿山、铜山口、大青山、大洪山）尾矿颗粒细、无法筑坝（云贵：磷矿洗矿、选矿／大峪口龙会山：磷矿选矿）15二、尾矿库安全技术1、选址和地质勘察选址应综合考虑：工矿、水源、水产、居民区上游；名胜上游；避开不良地质现象严重区域；价值大矿床上面；汇水面积小库容大。（铜山口、铜绿山）地质勘察：工程地质与水文地质勘察应符合有关国家及行业标准要求，查明影响尾库矿及各构筑物安全性的不利因素，并提出工程措施建议，为设计提供可靠依据。（岩溶渗漏、山体滑坡、绕坝渗流、坝基承载）2、尾矿库设计成品技术参数总库容和总坝高；各运行期等别；各运行期防洪标准；初期坝（坝型、坝高、坡比）；后期坝（坝型、坝高、坡比、升速）；稳定安全系数；子坝堆筑方式；浸润线控制深度；汇水面积；各运行期调洪深度（调洪库容）和泻流量；洪水时的滩长／超高；排洪构筑物型式及尺寸；163、尾矿库安全评价尾矿坝抗滑稳定分析：研究尾矿坝（含初期坝）的下游坡抵抗滑动破坏的能力；计算方法：拟定计算剖面（二维）→浸润线位置由渗流分析确定→坝基土层／后期坝尾矿力学指标由工勘／经验确定→针对多个滑动面→根据滑动体的受力状态求出滑动力和抗滑力→用抗滑力与滑动力之比值作为抗滑稳定安全系数。极限平衡法→瑞典圆弧法→抗滑力矩／滑动力矩；运行工况；荷载组合。安全系数规定：运用情况坝的级别1234、5正常运行1.31.251.21.15洪水运行1.21.151.11.05特殊运行1.11.051.05117渗透稳定分析渗流——尾矿水在坝体、坝肩、坝基中受重力作用由高处向低处渗透流动；浸润线——在库水位一定时，剖面上稳定渗流的自由水面线；水力坡降（渗透坡降）——坝体内，浸润线单位距离的落差；水力坡降（Js）越大，对土粒的压力就越大。临界水力坡降（JL）；与土层材料性质有关，比重、孔隙、级配等有关渗透变形：管涌、流土渗流稳定安全系数：K＝Js／JLK2~2.5计算方法（浸润线位置、水力坡降）：规程推荐、水力学数值模拟（二维、三维有限元法、有限差分、）尾矿坝体是复杂的非均质体，目前尾矿坝渗流研究成果还难以准确确定浸润线的位置措施：结合抗滑稳定性，控制浸润线埋深、不出逸；坝坡出逸部位采取贴坡反滤加以保护18渗流控制：a)尾矿筑坝地基设置排渗褥垫、水平排渗管（沟）及排渗井等；b)尾矿堆积体内设置水平排渗管（沟）或垂直排渗井、辐射式排渗井等；c)与山坡接触的尾矿堆积坡脚处设置贴坡排渗或排渗管（沟）等；d)适当降低库内水价，增大沉积滩长；e)坝前均匀放矿。流速19排洪安全计算分析排洪系统：及时排出库内暴雨＋回收库内尾矿澄清水／进水构筑物、输水构筑物、截水沟（肩、面）排洪方式：排洪井（＋涵隧／洞管道）、斜槽（＋涵隧／洞管道）溢洪道（一次建坝）、截洪沟。进水口位置：滩长（调洪、最小安全）、澄清排洪计算：防洪标准、最小安全超高／滩长尾矿库防洪标准尾矿库等别一二三四五洪水重现期／年初期100～20050～10030～5020～30中、后期1000～2000500～1000200～500100～20050～100注：初期指尾矿库启用后的头3～5年。最小安全超高与最小滩长坝的级别12345最小安全超高／m1.51.00.70.50.4最小滩长／m15010070504020计算步骤简介（调洪库容洪水总量）（1）确定防洪标准（2）暴雨及洪水计算确定防洪标准后，根据汇水面积、流域地形参数，当地有关降雨参数，计算洪水洪峰流量、洪水总量、洪水汇流过程线；（3）调洪演算根据洪水计算、库内不同水位库容计算结果进行库内水量平衡计算（分时段／进、出流量不恒定），可推求：确定的排洪系统下的最高洪水位／安全洪水位下排洪系统的流量（确定结构参数）另两种计算方法：1）调洪库容洪水总量（24h），仅需计算出洪水总量以及72小时内能否排空（规范5.4.6）2）验算：安全超高／滩长对应的洪水位，下泄流量大于洪水洪峰流量，水位不升高。21尾矿库水位控制与防汛：a)在满足回水水质和水量要求的前提下，尽量降低库内水位；b)在讯期必须满足设计对库内水位控制的要求；c)当尾矿库实际情况与设计不符时，应在汛前进行调洪演算，保证在最高洪水位时滩长与超高都满足设计要求；d)当回水与尾矿库安全对滩长和超高的要求有矛盾时，必须保证尾矿库安全；e)水边线应与坝轴线基本保持平行。22三、尾矿库安全管理1、尾矿库的安全监督管理安监总局6号令《尾矿库安全监督管理规定》内容（共29条）：涉及“尾矿库建设、运行、闭库、再利用”的管理规定安全监管部门：审批、核准、安全设施设计审查、验收生产经营单位：实施安全管理（责任制、管理机构、应急救援、工程档案、特种作业管理）设计部门：资质、安全专篇编制（审查）施工：验收、安全生产许可证（生产经营单位）安全评价：评价内容（专业技术人员／计算）、确定‘安全度’应急救援：险情／报告／救援——经营单位、监督部门、政府闭库管理：管理者、验收（评价、设计、施工），再利用处罚：232、尾矿库安全生产管理尾矿库安全生产管理要求建立安全生产管理机构（人员）／制定各种规章制度，遵守法、规／按照设计要求的运行参数，精心管理企业尾矿库安全管理机构职责：（1）贯彻方针、政策、法规及技术规范；（2）编制安全工作年度、长远计划并实施；（3）编制安全生产的规章制度并检查；（4）编制各种灾害应急预案并组织演练；（5）技术资料收集、分析、保存、建档；（6）审批和报批设计、施工、评价、监测；（7）组织安全大检查，落实隐患治理；（8）抢险,工程救护/重大险情报请、应急预案；（9）组织操作人员、安全管理人员培训尾矿库基层机构（班组）机构职责：（1）贯彻下达的指令和任务；（2）建立健全设施安全管理的工作制度；（3）编制年、季作业计划、运行图；实施输送/分级/排放/筑坝/排洪的安全管理工作;（4）日常巡查和观测（监测），发现不安全因素采取应急措施、向上报告（5）对尾矿设施的安全检查和监测作出及时、全面的记录。24尾矿库后期筑坝安全生产管理尾矿筑坝安全管理要求：（1）先堆筑子坝、再排放尾矿、形成尾矿坝主体；（2）每期堆坝必须按设计的坝面坡度，保持坝面平整；（3）对岸坡进行清基处理；（4）坝前放矿，粗颗粒沉积于坝前，提高坝体稳定；（5）避免大量矿泥分布于坝前（抬高浸润线）。尾矿排放的安全管理要求：（1）放矿时有专人管理，不离岗；（2）开启足够的放矿支管，均匀放矿（3）避免出现侧坡、扇形坡使滩面均匀上升；（4）严禁独头放矿／坝前细颗粒；（5）严禁矿浆冲刷子坝内坡；（6）严禁在非堆坝区放矿（坝体稳定／库容）；（7）副坝处提前放矿，以利堆筑子坝；（8）谨防主管漏矿，矿浆漫顶；25尾矿库防洪安全管理尾矿库防洪安全管理要求：（1）设置可靠的水位观测标尺；（2）水边线应与坝顶轴线基本平行；（3）防洪库水位应按设计要求进行控制；（4）生产期干滩越长越好；（5）澄清距离：非雨季抬高水位（论证），雨季降低水位，泄浑保死水位；（6）严禁在非堆积区排尾矿，占用调洪库容；（7）严禁子坝挡水；严禁堆积坝上设置溢洪口；（案例：新冶铜矿尾矿库）（8）按设计要求提升排洪进水口标高；（降低和抬高）（案例：方畈尾矿库）（9）当尾矿库实际情况与设计不符时，应在汛前进行调洪演算，保证在最高洪水位时滩长与超高都满足设计要求；（10）收集气象预报、了解汛期水情；（11）应急物资、条件准备；防洪灾害应急预案演练。防洪设施安全管理：（1）坝肩、坝面排水沟疏通；（2）排洪构筑物畅通（特别是截洪沟）；（3）洪水过后、设施的检查修复；（4）排水井／斜槽封堵确保不漏砂；26尾矿库的安全检查（含日常巡检和定期观测）防洪安全检查（专项检查）（1）设计的防洪标准是否符合规程规定。按设计的洪水参数进行检查。否则，应重新进行洪水计算及调洪演算；（2）尾矿库水位检测；（3）尾矿库滩顶高程的检测，各测点中最低点作为尾矿库滩顶标高；（4）尾矿库干滩长度的测定，选最小者作为该尾矿库的沉积滩干滩长度；（5）检查尾矿库沉积滩干滩的平均坡度；（6）