贮灰库安全管理探讨——以上安电厂灰库为例

贮灰库安全管理探讨——以上安电厂灰库为例

崔美生

崔美生

华能国际电力股份有限公司上安电厂工程部

摘要：以华能上安电厂灰库为例，探讨了灰库的坝体安全管理、灰浆排放安全管理、排水系统安全管理和灰库回采安全管理，并对灰库定期安全评估内容进行了阐述，为类似灰库和尾矿库的安全管理提供参考。

关键词：贮灰库；安全管理；安全评估1.引言粉煤灰是从煤燃烧后的烟气中收捕下来的细灰，为燃煤电厂排出的主要固体废物。粉煤灰是我国当前排量较大的工业废渣之一，随着电力工业的发展，燃煤电厂的粉煤灰排放量逐年增加。目前粉煤灰除部分回收利用外，大多数被堆存起来，储存燃煤电厂排出的粉煤灰和炉渣的场地，称为贮灰场。与尾矿库类似，贮灰库也是重大的危险源，历史上贮灰库泄漏事故时有发生。2006年6月2日，贵州黔桂发电有限责任公司大沙坝灰场发生灰水泄漏事故，泄漏灰水约30万m3，造成2间平房冲毁、1间平房倒塌、1家乙炔厂毁损。2006年6月5日，位于吉林省延边州龙井市的延边晨鸣纸业有限公司自备热电厂灰渣库发生灰渣水外流，约11万m3粉煤灰泄漏出来，冲毁了灰渣库下游农田约12万m2，部分污水经怀庆河流入了图门江。

为此，国家安全监管总局和国家电监会在2006年下发安监总管一[2006]141号文件，要求火电厂灰渣库的建设、生产运行、安全检查、闭库、再利用、安全评价等，按《尾矿库安全技术规程》(AQ2006-2005)和《尾矿库安全监督管理规定》(国家安全监管总局令第6号)依法进行管理，夯实安全基础管理，防范事故风险。本文以上安电厂向阳沟贮灰库为例，对电厂贮灰库安全管理问题进行探讨。

2.工程概述华能上安电厂位于河北省井陉县，地处太行山~燕山断块隆起区（Ⅰ）与冀鲁断裂区（Ⅱ）交界的边缘地带。上安电厂贮灰场属于山谷型贮灰场，所在区域为中低山沟谷地貌，汇水面积约为0.53km2，其南、西、北三面环山，东面沟口筑坝，总体地势为西高东低，贮灰场狭长，沟谷纵长约980m，沟谷总体呈“Y”字型布设，断面呈“V”字型。出露的地层主要为奥陶系灰岩，分布于山间沟谷地带。第四系主要为坡洪积层，岩性主要为砂类土及碎石土。

现状贮灰场的主要设施有：初期坝、堆积坝、排灰系统、排洪回水设施等。初期坝为干砌-堆石混合型透水坝，人工块石护坡，筑坝材料主要为灰岩，坝基建于微透水性的强风化及中风化的灰岩之上。

初期坝坝基轴线处坝底标高266.0m，初期坝坝顶标高300.0m，坝高34.0m，坝顶宽6m，最大坝长约为580.0m，人工整坡，内外坡比均为1:0.7，外坡265.0m和290.0m各设置一1.5m宽的马道。目前子坝坝顶标高已达315.0m，沉积滩滩顶标高313.5m，堆积坝主坝顶长约550.0m，库内积水汇集在沉积滩西部汇水区，现状汇水区内水位平均标高为309.16m，水域长度约为165.0m，水域宽度约为73.0m，水深最深处约为7.0m，沉积滩干滩长度约700.0m，干滩面平均坡度为0.36%。堆积坝平均整体外坝坡比约为1:3.5。堆积坝坝面及坝肩部分被植被和砖体所覆盖，对现状贮灰场堆积坝坝面及坝肩保护良好，有效地防止了雨水冲刷坝坡和风季飞砂扬尘，很好地保护了周围环境。

3.灰库的安全管理3.1坝体安全管理上安电厂初期坝为干砌-堆石混合型透水坝，灰库运行期间应对初期坝坝体加强维护工作，做好坝底渗流水质、水量观测，发现渗流水质变浑、水量异常需要及时查明原因，并进行相应的措施。

上安电厂堆积坝为粉煤灰堆筑，表层为100mm厚碎石层找平后铺500ⅹ250ⅹ100mm粉煤灰砖体，水泥砂浆勾缝，子坝堆筑的坡度要严格按照尾矿坝设计坡比要求进行确定，且每级子坝宽度5米，以满足维修车辆通行。电厂对堆积坝日常安全检查包括坝坡有无明显变形、裂缝、塌陷、沼泽化、渗水、蚁穴鼠洞等。

目前上安电厂灰库已建立起坝体定期监测制度，对坝体水平位移观测、坝体沉降观测、坝体浸润线观测等，并对库区水位及干滩长度进行定期观察，其中灰坝的位移监测每年不少于2次，位移异常变化时增加监测次数，水位监测每月不少于1次，暴雨期间和水位异常波动时增加监测次数。以上监测安排专人管理，并对观测结果认真整理分析，以便掌握尾矿坝的工作状况和运行规律。

3.2灰浆排放安全管理上安电厂灰库堆积坝较长，为了避免粉煤灰排放不均匀，灰场设9个排灰口，在排灰过程中，采用轮流排放，以便坝体在排灰过程中能够均匀上升，避免滩面出现侧坡、扇形坡或细颗粒粉煤灰大量集中沉积于一端或一侧，做到粗粒粉煤灰沉积于坝前，细粒粉煤灰排至库内。上游设钢筋混凝土排灰槽，保证排灰浆体不直接冲击子坝内坡脚。

在排灰过程中，电厂有专人经常巡视检查输送线路，防止排灰钢管发生堵、漏、跑、冒等现象。平时加强观察，若发现异常现象，要认真分析原因，及时排除；对易造成磨损和破坏的部位，定期翻管，关键部位更换新管，对更换下来但尚能使用的管子，安装在坝顶水平段。

寒冷季节排灰时，加强了对管、阀的维护管理和防冻措施，尽量避免停止排灰，如果停产，及时开启输送管路的放空阀门，排放浆液，严防发生管路冻裂事故。

3.3排水系统安全管理上安电厂灰库主要排水设施包括排洪斜槽、坝肩截水沟和坝坡排水沟等。在灰库安全管理中，定期对以上排洪构筑物进行检查，包括排洪构筑物有无变形、位移、损毁、淤堵，排水能力是否满足要求等。

在汛期到来之前，复核排水斜槽的断面尺寸是否满足排洪要求，并对排水斜槽的槽身是否发生变形、损坏或坍塌情况重点检查，同时对斜槽盖板放置位置、盖板之间以及盖板与槽壁之间的防漏充填物是否满足设计要求进行核查，并查明排水斜槽是否存在漏砂、淤堵等问题，若存在，及时查明原因，并进行疏通。

在日常检查中，定期对排水沟护砌变形、破损、断裂和磨蚀情况进行检查，一旦存在以上情况及时派人进行修复，对沟内是否存在淤堵情况展开核查，如发现及时进行清理。

3.4灰库回采安全管理考虑到粉煤灰的再利用，上安电厂灰库进行部分回采，我厂在粉煤灰回采过程中进行严格的安全管理，灰库的回采遵循由库内向库周、自上而下、有计划、有步骤的开采方式，且距库内排水斜槽等设施15米范围内的粉煤灰，严格规定不得采用挖掘机械回采，只能人工干采，并采取相应的措施对原排洪系统设置保护、防止淤堵。

4.灰库定期安全评估根据相关规范要求[4]，上安电厂灰库每三年至少进行一次安全评价。安全评价包括现场调查、收集资料、危险因素识别、相关安全性验算和编写安全评价报告。尾矿库安全评价工作委托能够进行尾矿坝稳定性验算、尾矿库水文计算、构筑物计算的专业技术人员参加。根据相关规范要求，上安电厂的稳定性计算包括了渗流稳定计算和抗滑稳定进行，考虑到贮灰场位于抗震设防烈度7度区，需要进行地震稳定分析，除进行拟静力分析尾矿库稳定性外，还进行动力稳定时程分析[5]。尾矿库水文计算包括了库区洪水计算和排洪构筑物的调洪验算，以确定灰库排洪系统满足汛期排洪要求。

5.灰库库区安全管理根据相关规范，灰库的库区安全检查主要内容：周边山体稳定性，违章建筑、违章施工和违章采选作业等情况。目前上安电厂灰库周边存在多处民用采石场，该采石场存在对灰库的安全造成威胁，我厂对此高度重视，加强对该区域山体稳定的检查，同时依据河北省《关于河北加强尾矿库安全生产工作的若干规定》(办字〔2011〕4号)文精神中“一、严格依法依规，从严审批项目：(三)现有尾矿库下游2公里冲击范围内不得新增居民、生产和生活设施”相关规定，为了保护灰库下游人民生命和财产安全，电厂已与相关部门进行了协商。

6.结论贮灰库是一个重大的危险源，其安全管理对保证灰库的安全运行至关重要。在灰库的安全管理中，应重点从灰库的坝体、灰浆排放、排洪系统、库区周边环境等方面进行，并建立相应的安全措施；同时要对贮灰库进行日常和定期的安全检查，并按照相应的规范进行安全评估，以保证贮灰库的安全运行。

参考文献[1]崔光再.火电厂灰渣库安全管理[J].矿山安全，2008,2:104-105[2]《关于两起电厂灰渣库事故的通报》（安监总管一〔2006〕141号）