尾矿库危险、有害因素分析

尾矿库危险、有害因素分析

3.1危险、有害因素识别的标准

1)《尾矿库安全监督管理规定》;

2)《尾矿库安全技术规程》

3)《选矿厂尾砂设施设计规范》

4)《冶金矿山尾矿设施管理规程》

3.2 存在的主要危险、有害因素

3.2.1尾矿坝主要危险、有害因素辨识与分析

尾矿坝常见隐患险情有裂缝与沉陷、渗漏、坝体滑坡、管渗、洪水漫顶、坝体溃决、人员和牲畜溺水、触电等。

3.2.1.1裂缝与沉陷

主要是由于坝基承载能力不均衡、坝体施工质量差、坝体结构及断面尺寸设计不当、坝基不稳定或其它因素等所引起。裂缝是由于单一因素或多种因素共同造成的。

3.2.1.2 渗漏。

渗漏是尾矿库常见的危险因素,会导致溢流出口处坝体冲刷及管涌等多种形式的破坏,严重的会导致垮坝事故。按渗漏的部位可分为:坝体渗漏、坝基渗漏、接触渗漏和绕坝渗漏。

1、造成坝体渗漏的主要原因有:

1)对坝址的地质勘探工作做得不够,设计时未能采取有效的防渗措施;采用的坝基防渗措施不能满足抗渗的需要;黏土铺盖与透水砂砾石地基之间,未设有效的滤层,铺盖在渗水压力作用下破坏而漏水;土坝坝体单薄,边坡太陡,渗水从滤水体以上逸出;黏土防渗体设计断面不足,或与下游坝体缺乏良好的过渡层,使防渗体破坏而漏水;埋入坝体的压力管理强度不够,由于地基不均匀沉陷,导致管身断裂,有压水流通过裂缝沿管壁或坝体薄弱部位流出。

2)岩基的强风化层及破碎带未处理,或混凝土截水墙未按设计要求做到新鲜基岩上;岩基上部的冲积层未按设计要求彻底清理;土坝分层填筑时,土层太厚,碾压不实,致使每层填土上部密实,下部疏松,库内放矿后形成水平渗水带;

土料含砂砾太多,渗透系数大;没有严格按要求控制或及时调整填筑土料的含水量,致使碾压达不到设计要求的密实度;在分段进行填筑时,土层厚薄不同,上升速度不一致,相邻两段的接合部位出现少压或漏压的松土带;在冬季施工中,对碾压后的冻土层没有彻底处理,或把大量冻土块填在坝内,形成软弱夹层,成为坝体渗漏的通道;滤水体施工时,由于砂石料质量不好、滤层材料铺设混乱等,导致滤水体失效,而使坝体浸润线升高。

3)坝前干滩裸露暴晒而开裂,尾矿放矿水从裂缝渗漏;对防渗设施养护、维修不善,出现问题后亦未及时进行处理,下游逐渐出现沼泽化,甚至可能形成管涌;在坝后任意取土,也可能影响地基的稳定。

其它方面的原因有:白蚁、獾、蛇、鼠等动物在坝体打洞营巢,造成坝体集中渗漏;地震会引坝体或防渗体发生贯穿性的横向裂缝而产生渗漏。

2、造成坝基渗漏的主要原因有:

1)对坝址的地质勘探工作做得不够,设计时未能采取有效防渗措施,如坝前水平铺盖的长度或厚度不足,垂直防渗墙深度不够黏土铺盖与透水砂砾石地基之间未设有效滤层,铺盖在渗水压力作用下破坏;对天然铺盖了解不够,薄弱部位未做处理等。

2)水平铺盖或垂直防渗设施施工质量差;施工管理不善,在库内任意挖坑取土,天然铺盖被破坏;岩基上部的冲击层未按设计要求清理等。

3)坝前干滩裸露曝晒而开裂,尾矿放矿水管等从裂缝渗透;对防渗设施养护维修不善,下游逐渐出现沼泽化,甚至形成管涌;在坝后任意取土,影响地基的渗透稳定等。

3、造成接触渗漏的主要原因有:

基础清理不好,未做接合槽或做得不彻底;土坝两端与山坡接合部分的坡面过陡,而且基础清理不彻底,或未做防渗墙;涵管或圬工建筑物与坝体接触处回填夯实质量差,或未做截水环(墙)及其它止水措施,造成渗水沿此薄弱面渗漏。

4、造成绕坝渗漏的主要原因有:

与土坝两端连接的岸坡属条形山或覆盖层单薄的山坡,而且有砂砾石透水层;山坡的岩石破碎,节理发育,或有断层通过;施工取土或库内存水后由于风浪的淘刷,岸坡的天然铺盖被破坏;溶洞以及生物洞穴或植物根茎腐烂后形成的

孔洞等。

3.2.1.3坝体滑坡

滑坡是尾矿坝最危险的因素之一。较大规模的滑坡,往往是垮坝事故的先兆,即使是较小的滑坡也不能掉以轻心。有些滑坡是突然发生的;有的是先由裂缝开始,如不及时处理,逐步扩大和漫延,则可能造成垮坝重大事故。

产生滑坡的主要原因有:

1、在勘探时,没有查明基础有淤泥层或其它高压缩性软土层,设计时未能采取适当措施;选择坝址时,没有避开位于坝脚附近的水塘,筑坝后由于坝脚处沉陷过大而引起滑坡;坝端岩石破碎、节理发育,设计未采取防渗措施,产生绕坝渗漏,使局部坝体浸润饱和而引起滑坡等。

2、碾压土坝时,铺土太厚,碾压不实,或土壤含水量不合要求,密度没有达到设计标准等;抢筑临时拦洪断面和合拢断面,边坡过陡,填筑质量差;冬季施工时没有采取适当措施,以致形成冻土层,在解冻或者蓄水后,库水渗透形成软弱夹层;采用风化程度不同的残积土筑坝时,将黏性较大、透水性较小的土料填在土坝下部,而上部又填黏性较小、透水性较大的土料,放尾矿后,背水坡上部湿润饱和;尾矿堆筑坝与基本坝二者之间或各期堆筑坝坝体之间没有很好结合,在渗水饱和后,造成背水坡滑坡。

3、强烈的地震引起土坝滑坡;持续的特大暴雨,使坝坡土体饱和,或风浪淘刷,使护坡遭到破坏,致使坝坡形成陡坡以及在土坝附近爆破或在坝体上部堆有物料等人为因素。

3.2.1.4管渗

凡有渗流就有渗透力或称水动压力。此压力达一定值时,土中的某些颗粒就会被渗透水流携带走,这种地下水的侵蚀作用称为潜蚀。严格说来,潜蚀应包括化学潜蚀和机械潜蚀。前者是土石中某些可溶组分被渗透水流带走,这在含有可溶组分的土石中极为常见;后者为不溶颗粒被渗水流带走,也是经常发生的。潜蚀使土石结构变松,强度降低,这样一种变化可以称这土石的渗透变形或渗透破坏。强烈的渗透变形会在渗流出口处侵蚀成空洞,空洞又会使渗透途径已经减短、水力梯度有所增大的渗流向它集中,而在空洞末端集中的渗流水流就具有更大的侵蚀能力,所以空洞就不断沿最大水力梯度线溯源发展,终至形成一条水流集中

的管道,由管道中涌出的水携带较大量的土颗粒,这就是管涌。尾矿坝基石为砂质土,具备产生强烈潜蚀的土石成分及结构条件,而防渗措施又不当,往往会产生管涌甚至造成溃坝。

3.2.1.5洪水漫顶

造成洪水漫顶的原因有:入库洪水陡然增加,排洪设施不完善或未达到设计要求,排洪系统的泄洪能力不足,调洪库容不足,尾矿坝安全超高不符合要求等。

3.2.1.6坝体溃决

尾矿坝最严重的事故(灾害)类型是坝体溃决,造成坝体溃决的原因是多方面的,上述的各种有害因素和地震等自然因素均能造成坝体溃决。一旦发生坝体溃决,将造成尾矿坝影响范围内的建筑物毁灭破坏和重大人员伤亡,并造成重大环境污染,破坏下游生态环境。

3.2.1.7人员和牲畜溺水

库区未设立安全标志,未对库区周边或附近村民进行安全宣传教育,违规放牧、违章开垦、操作人员在进行添加井盖板、封井、库内回水等作业时,不慎坠入水中,将造成人员淹溺事故。

3.2.1.8触电

变配电设备、电气线路、用电设备如果产品质量不佳、绝缘性能不良或因运行不当、机械损伤、维修不善导致绝缘老化破损或设计安装不规范,安全净距不足,或违章操作,均可能引发触电危险。如出现短路、过载、接触不良等,也可引发电气火灾危险。

3.2.2尾矿库坝址危险、有害因素

所选坝址地质条件不适合,坝基基岩承载力及变形要求不能满足坝基要求,造成坝身失稳,甚至引起溃坝、垮坝;尾矿库坝址周边山体物理地质条件差,崩塌、滑坡或磁石掉落对设备、人员造成伤害事故;水文地质条件不符合建设要求,大量存在松散层孔隙潜水、基岩裂隙水、岩溶水,这些水的存在影响坝址稳定性;选址未能避开大的断裂带,断裂带不稳定,影响尾矿坝安全运行。

库区内地层岩性种类较少,且变化小;中部有区域性断裂通过,无褶皱构造,地质环境复杂程度为中等,不良地质现象不发育,工程地建设过程中遭受地质灾害的可能性小,工程建设及使用过程中可能会发生的地质灾害为不稳定斜坡

的失稳、弃渣堆放不当可能产生的滑塌、施工后处理不及时可能会出现小型崩塌、新形成的人工边坡(规模小)在使用过程中可能出现的崩塌。

3.2.3 排洪、排水系统的主要危险、有害因素辨识分析

排洪构筑物包括排洪管道、隧洞等,如果有变形、位移、损毁、淤堵,将导致排洪系统失效,坝内地下水位抬高,将造成坝前沼泽化、管涌、尾矿坝溃坝等严重事故。

3.2.4 尾矿堆积坝主要危险、有害因素辨识分析

1、上游法排放尾矿浆未在坝前均匀分散分矿,造成尾矿沉积滩面范围出现大面积尾矿泥沉积,影响上游法尾矿堆积坝的稳定。尾矿沉积滩顶不平整,矿浆冲刷子坝坝坡。

2、尾矿库正常生产干滩长度不足,小于规定的干滩长度时,将造成尾矿坝下游坝坡浸润线位置太高,进而影响整个尾矿坝坝体抗滑稳定。

3、尾矿库沉积滩出现侧坡、扇形坡等现象;尾矿子坝填筑质量差,造成子坝下游坡面发生局部垮塌现象;尾矿堆积子坝填筑要求的粗粒尾矿砂不够。

4、尾矿堆积坝若设置不合理,坝体出现渗漏、裂缝,将造成人员伤亡和财产损失。

3.2.5 尾矿输送及回水系危险、有害因素辨识与分析

1、管道破裂如发生管道破裂将发生小型泥石流。并造成财产损失和人员伤亡事故。

2、触电危险主要是输回水泵等的用电可能引起的事故,设备可能被触及的裸露带电部分伤人,输电线路、配电柜、电源开关、照明电器由于绝缘层老化、开裂引发的触电事故。供电、照明、高低压电器齐备的接地不良、尾矿库库区照明故障都可能造成事故。

3.3 自然条件对尾矿库的影响

3.3.1 暴雨、洪水危险、有害因素辨识与分析

暴雨、洪水对尾矿库的危害主要体现在以下几个方面:

1、对尾矿库边坡的危害:尾矿堆积边坡直接决定其稳定性。洪水冲刷尾矿坝边坡,易造成尾矿坝溃坝、垮坝等重大事故。

2、浸润线逸出:浸润线的高低和变化直接关系到坝体的安全稳定。洪水可

能造成浸润线逸出,有可能发生滑坡失稳事故。

3、渗漏:非正常渗漏也是尾矿库觉的危险、有害因素。洪水导致溢流出口处坝体流土、冲刷及管涌有等多种形式的破坏,严重的会导致垮坝事故。

3.3.2 边坡滑坡危险、有害因素辨识与分析