尾矿库科学管理 确保安全运行

尾矿库科学管理 确保安全运行

黄伟

新疆阿舍勒铜业股份有限公司  哈巴河  836700

摘要：笔者近几年通过对阿舍勒尾矿库的科学管理，结合生产实际列举了各项科学管理的对应措施，以降低尾矿库的危险因素，防止事故发生，确保尾矿库安全运行。

Author near a few years through to Asher le tailings library of scientific management, Combined with production of actual find applications of the scientific management of equivalent to do, to reduce tailings library of Risk Factor, Prevent accident occurrence, ensure safe operation of Tailings Reservoir。

关键词：尾矿库  尾矿设施  初期坝  堆积坝  浸润线  回水设施  在线监测

Tailings base, tailings facility, early dam, accumulation dam, infiltration line, water recovery facility, Online Monitoring。

一．前言

近年来，我国尾矿库生产过程中时有安全事故及环境事件的发生，不仅给人民生命财产造成重大损失，而且对周围环境安全构成了严重威胁，甚至一定程度上影响了社会稳定。如：2008年9月8日早8时山西省临汾市襄汾县新塔矿的选矿厂的尾矿库发生垮坝事故，泥石流冲入下游的一个农贸集市和两个村子，造成277人死亡、4人失踪、33人受伤，直接经济损失达9619.2万元的特大恶性事件，该事件发生后，当时引起了全国轰动，目前，虽然事故已经过去多年，但留给人们的教训是深刻的，令人深思。

　　 笔者根据多年对矿山尾矿库管理的经验以及对周边矿山尾矿库参观访问学习体会，就尾矿库的科学管理方面，作一些浅显的探讨。

二．尾矿库术语

2.1、尾矿：金属或非金属矿山开采出的矿石，经选矿厂选出有价值的精矿后产生砂一样的“废渣”，叫做尾矿。

2.2、尾矿库：用以储存金属、非金属矿山进行矿石选别后排出尾矿的场所。通常有下列几种类型：山谷型尾矿库、傍山型尾矿库、平地尾矿库、截河型尾矿库。

山谷型尾矿库

傍山型尾矿库

平地型尾矿库

河谷型尾矿库

2.3、尾矿坝：拦挡尾矿和水的尾矿库外围构筑物，通常指初期坝和尾矿堆积坝的总体。

2.4、初期坝：用土、石材料等筑成，作为尾矿堆积坝的排渗或支撑体的坝。

2.5、尾矿堆积坝：生产过程中用尾矿堆积而成的坝。

2.6、浸润线：坝体中渗流水的自由表面的位置，在横剖面上为一条曲线。

2.7、沉积滩：水力冲积尾矿形成的沉积体表层，按库内集水区水面划分为水上和水下两部分。

2.8、上游式尾矿筑坝法：在初期坝上游方向堆积尾矿的筑坝方式，其特点是堆积坝坝顶的轴线逐级向初期坝上游方向推移。

上游式筑坝

三．阿舍勒尾矿库设施及科学管理

3.1、阿舍勒尾矿库设施简介：阿舍勒尾矿库位于选矿厂以南3km 山沟中，由沟谷下游尾矿坝以及三座副坝围成，尾矿库最终堆积标高856m，淹没面积1.0km2，库长约2.2km，汇水面积1.93km2，可储存选厂15 年生产期间排出的尾矿1046 万 m3。尾矿库于2004 年9 月建成投入使用；

堆积坝采用上游式尾矿干砂堆坝，堆积坝外坡平均坡比1:5.0，后期堆积坝高20m，尾矿坝总坝高40m。

尾矿库内采用井——管式排洪系统，窗口式排水井直径2.0m，排水井高20m，排水管长727m，排水管纵向坡度2.75%。

3.2、初期坝施工管理

3.2.1、从尾矿库的工勘、安评、环评，再到初期坝的设计、施工及施工监理等

工作必须由具有相应资质条件的单位和中介技术服务机构承担完成。

3.2.2初期坝施工中清基不彻底、坝料不符合要求、初期坝铺土厚度过厚、碾压遍数不足，密实度达不到设计要求，都将引起坝体不稳定。

3.2.3、堆积坝未将岸坡树木、树根、草皮、废石、坟墓及其他有害构筑物清除，导致结合不良，会引起渗漏通道。

3.2.4、坝肩与山体结合部位未进行夯实处理，或是坝体与坝基、坝体与排水涵管部位未按设计要求进行处理，产生渗漏通道，进而引发管涌。

3.2.5、排水涵管未按设计要求进行布筋，或是浇注中未进行养护，导致强度不足，堆存尾矿后有垮塌的风险。

3.3、子坝堆筑管理

3.3.1、阿舍勒尾矿库堆积坝采用上游式尾矿堆坝，堆积坝外坡平均坡比1:5.0，严格按照设计堆筑子坝并不能过陡或过缓，要防止形成下陡上缓的凸面；要留足每级子坝坝顶宽度，使上一级子坝的外坡脚自下一级子坝的内坡脚内缘起始，形成每一级子坝的轮廓，以便操作管理。

3.3.2、堆筑子坝前，必须对岸坡进行处理。岸坡处理应做隐蔽工程记录，如遇泉眼、水井、地道或洞穴等，要采取有效措施处理，经处理后方可堆筑子坝。

3.3.3子坝堆筑采用旋流器筑坝，粗的尾砂在前部，细的尾砂引到前部，这样筑成的坝体较均匀，含泥量少，稳定性较高。

3.3.4均匀排矿和筑坝，能有效增加尾矿库抗洪能力，使坝体稳定性较高。

旋流器筑坝工艺现场

3.4、浸润线管理

3.4.1、浸润线深度的大小能够直观的反映出坝体是否稳定，因此尾矿库运行期间应加强观测，注意坝体浸润线埋深及其出逸点的变化情况和分布状态，严格按设计要求控制 ；同时尾矿库运行期间应加强观测，注意坝体浸润线埋深及其出逸点的变化情况和分布状态，严格按设计要求控制 ，2008年开始阿舍勒尾矿库坝体南端坝脚局部出现沼泽化；采取以下措施有效降低浸润线高度（1）加强浸润线观测，按设计每月巡检1次，增加巡检频次每月巡检3次，（2）对坝体稳定性评价，（3）按设计单位设计并施工辐射井。

3.4.2、浸润线数据分析及结论

3.5、排洪系统管理

3.5.1、阿舍勒尾矿库排洪系统设置主要有排水井、排水涵管、截洪沟等，满足防洪要求。

3.5.2、阿舍勒每年都做泄洪试验并加强排水井的检查；

3.5.3、汛期前应对排水井、排水涵管、截洪沟等排洪构筑物有无变形、位移、损毁、淤堵等情况进行检查、维修和疏浚，确保排洪系统畅通 。

3.5.4、阿舍勒早期截洪沟内水是进入库内，由于近几年雨雪较多，重新按设计建设截洪沟，并清污分流，有效降低进入库内的水量。

3.6、回水系统管理

尾矿库除具备堆存尾矿功能外，还具有为选矿厂提供生产用水的功能，是选矿厂生产用水的重要水源。选矿厂生产用水量较大，通常处理lt原矿需3-4t水，这些水随尾矿排至尾矿库，经库内澄清和自然净化后，基本满足生产水质要求，可回收供选矿厂重复利用，阿舍勒回水利用率达到80%。 

3.6.1、尾矿库回水取水点位置必须确保尾矿库在全部使用期内均应满足不小于澄清距离的要求，国内矿山大多采用浮船回水，由于阿舍勒采用200D43×6大功率多级清水泵，在浮船上抖动较大，致使船舱开裂，因此采取措施，在库区下游选取相对高点建泵站，然后挖饮水渠，将水引致泵站，利用大气压强采用负压箱，把吸上来的水返回选矿厂。

3.6.2、阿舍勒尾矿库回水在输送过程中发现管路有结垢现象，现场DN200回水管由于结垢返回选矿厂的回水已不能满足生产需求，经过分析论证，最终确定将DN200管路更换成DN250管路，即使结垢也能满足生产需求，实践证明从2010年更换完成，使用至今返回选厂回水满足生产需求。

3.7、在线监测系统管理

采用现代科技监测技术强化尾矿库的安全监管系统，计算机根据收集的坝体位移以及水位数据进行计算分析，判定尾矿库处于或即将处于不安全状态时，就会自动发送报警信息，就有了充足的排除隐患的时间，预防在前，准确有效，消灭事故在萌芽状态中。

3.7.1、坝体变形和位移的多少关系到坝体的稳定。监测数据必须精确，采用侧斜仪、GPS、全自动全站仪等进行监测，通过坝面监测点与基点相对位置的比对，确定监测点的位移。

3.7.2、监测浸润线。尾矿坝体浸润线是尾矿库区安全监测的一个重要指标。采用振弦式孔压传感器、光纤渗压传感器和振弦式渗压计，通过在坝体内钻孔埋设放入传感器的测压管，实时采集水位数据，自动测量坝体浸润线的埋深。

3.7.3、可视化监测。可视化监测通过现场摄像机进行实时拍摄，传输数据到显示屏幕，能够准确、全面、及时的了解尾矿库实时动态，并直接观察尾矿库的生产放矿以及筑坝运行。

在线监测系统示意图

3.8、制度建立现场管理

3.8.1、尾矿库防洪安全巡查制度

（1）、尾矿库防洪安全巡查主要是尾矿沉积滩的干滩长度和尾矿坝的安全超高，由测量科按季进行测量。

（2）、尾矿库当日水位的检测，测量误差应小于20mm, 每天一次。 

（3）、泄洪井及涵洞有无变形、移位、损坏、淤堵，每月一次。

（4）、一级截渗坝前是否正常回水，每天检查一次。

3.8.2尾矿坝体安全巡查制度

（1）、尾矿坝安全巡查内容：坝体有无变形、裂缝、滑坡和渗漏等。

（2）、巡查坝体位移。要求坝的位移量变化应均衡，无突变现象，每天一次。

（3）、巡查坝体有无纵、横向裂缝，每天一次。

（4）、巡查坝体有无滑坡情况，每天一次。

（5）、通过浸润线观测设施检测坝体浸润线的高度，每周一次。

（6）、巡查坝体有无渗漏情况，每天一次。

（7）、矿浆有无冲刷坝体，或排渗井的抽的渗水有无冲刷坝体，每天一次。

（8）、排渗系统是否正常运行，每周一次。

3.8.3、尾矿库库区安全巡查

（1）、尾矿库库区安全巡查主要内容：周边山体稳定性，违章建筑、违章施工等情况。

（2）、巡查周边山体滑坡、塌方和泥石流等情况时，要详细观察周边山体有无异常，每周一次。

（3）、库区周边铁丝网有无完好，每周一次。

（4）、回水系统是否正常回水，水位有无突增、突降现象，每天一次。

（5）、排渗井是否正常渗水、回水，有无异常，每天一次。

（6）、应急设施是否配备，有无挪用，每周一次。

（7）、通讯设施、照明设施是否正常，每天一次。

四．结束语

      尾矿库的科学技术管理由于涉及到生产工艺，生产安全，综合利用和环境保护的一系列的问题，所以要从选址、规划、设计、施工、运行、到终期闭库（包括绿化、复垦）应始终贯彻“安全第一、预防为主、综合治理”的方针，严格按照“尾矿库安全管理规定”进行实施和管理。要建立矿、厂、工段三级管理制度，认真抓好日常检查及沉积滩、安全标高、排洪设施、坝体浸润线的管理，使尾矿库在正常状态下安全运行，为企业的生产及当地居民的生活创造良好的环境。

参考文献：

[1]尾矿库安全技术规程（AQ2006-2005）

[2] 尾矿库安全监督管理规定（国家安全生产监督管理总局令第38号）

[3] 新疆阿舍勒三号尾矿库设计方案书

通讯作者联系方式：

黄 伟：新疆阿舍勒铜业股份有限公司选矿厂

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