尾矿库危害的防治及安全救援Word格式.docx

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（2）渗流障。

渗流障包括截流沟、泥浆墙和注浆幕,渗流障的使用条件是:

尾矿坝设有不透水心墙,而且渗流障要与心墙很好连接,显然,在没有心墙条件下,透水的旋流砂或矿山废石所筑的坝不宜采用渗流障。

因此要求上升坝的渗流障必须与初期坝同时施将渗流障埋设在下游型坝的上游段、中心线型坝的中心段。

渗流障一般不适于上游型,因为它没有、也不可能有不透水心墙。

事实上,透水基础对上游型坝稳定性具有有利的影响,阻止基础渗流可能引起坝内水面升高。

渗流障起到使渗流侧向运动的作用,因只有当透水基础地层下覆连续的不透水地层时,渗流障才能充分有效。

为了显著地减少渗漏量,渗流障必须穿过透水基础地层达到不透水地层。

（3）渗漏返回系统。

渗漏返回系统是将渗漏出坝外的废水汇集起来再返回尾矿库,从而消除或减少地下水中污染物迁移。

返回系统作业有两种基本形式:

集水沟和集水井。

它们的工作原理是相同的,即作为渗漏控制的第一道防线,在尾矿坝下游把渗漏废水集中起来,再泵回沉淀池。

集水沟可以单独使用,也可辅助其他渗漏控制措施一起使用。

一般地,沿坝下游坡脚附近开挖集水沟,再将渗漏水汇集到池中泵回尾矿库。

其适用条件相似于截流沟,下覆连续的较浅的透水层,集水沟挖穿透水层到达不透水层。

因不要求坝体中设置不透水心墙集水沟可用于透水的上游型坝、下游型坝或中心线型坝。

沟内设置反滤层,以防发生管涌。

集水井是沿坝下游打一排水井,截流受污染的渗漏水,从井内抽出,泵回尾矿库。

井深应足以拦截污染渗流。

集水井很昂贵,一般不为尾矿库渗漏控制所选用,但可作为补救措施,防止已污染的含水层进一步被破坏。

2.尾矿库裂缝的防治

裂缝的种类很多,如果不了解裂缝的性质,就不能正确地处理,特别是滑动性裂缝和非滑动性裂缝,一定要认真予以辨别,应根据裂缝的特征进行判断。

滑坡裂缝与沉陷裂缝的发展过程不同,滑坡裂缝初期发展较慢而后期突然加快,而沉陷裂缝的发展过程则是缓慢的,并到一定程度而停止。

只有通过系统的检查观测和分析研究才能正确判断裂缝的性质。

内部裂缝一般可结合坝基、坝体情况进行分析判断。

以下现象都可能预示产生内部裂缝:

当库水位升到某一高程时,在无外界影响的情况下,渗漏量突然增加的,个别坝段沉陷、位移量比较大的,个别测压管水位比同断面的其他测压管水位低很多,浸润线呈现反常情况的,注水试验测定其渗透系数大大超过坝体其他部位的;

当库水位升到某一高程时,测压管水位突然升高的,钻探时孔口无回水或钻杆突然掉落的,相邻坝段沉陷率（单位坝高的沉陷量）相差悬殊的。

发现裂缝后都应采取临时防护措施,以防止雨水或冰冻加剧裂缝的开展。

对于滑动性裂缝的处理,应结合坝顶稳定性分析统一考虑,对于非滑动性裂缝,采用开挖回填是处理裂缝比较彻底的方法,适用于不太深的表层裂缝及防渗部位的裂缝;

对坝内裂缝、非滑动性很深的表面裂缝,由于开挖回填处理工程量过大,可采取灌浆处理。

一般采用重力灌浆或压力灌浆方法。

浆液通常为黏土泥浆;

在浸润线以下部位,可掺入一部分水泥,制成黏土水泥浆,以促其硬化。

对于中等深度的裂缝,因库水位较高不宜全部采用开挖回填办法处理的部位或开挖困难的部位可采用开挖回填与灌浆相结合的方法进行处理。

裂缝的上部用开挖回填法;

下部采用灌浆法处理。

先沿裂缝开挖至一定深度（一般为2m左右）即进行回填,在回填时按上述布孔原则,预埋灌浆管,然后对下部裂缝进行灌浆处理。

3.尾矿库管涌的防治

管涌是尾矿坝坝基在较大渗透压力作用下而产生的险情,可采用降低内外水头差、减少渗透压力或用滤料导渗等措施进行处理。

（1）滤水围井。

在地基好、管涌影响范围不大的情况下可抢筑滤水围井。

在管涌口沙环的外围,用土袋围一个不太高的围井,然后用滤料分层铺压,其顺序是自下而上分别填0.2-0.3m厚的粗沙、砾石、碎石、块石,一般情况下可用三级分配。

滤料最好清洗,不含杂质,级配应符合要求,或用土工织物代替沙石滤层,上部直接堆放块石或砾石。

围井内的涌水,在上部用管引出。

如险处水势太猛,第一层粗沙被喷出,可先以碎石或小块石减小水势,然后再按级配填筑;

或铺设土工织物,如遇填料下沉,可以继续填砂石料，直至稳定。

若发现井壁渗水,应在原井壁外侧再包以土袋,中间填土夯实。

（2）蓄水减渗。

险情面积较大,地形适合而附近又有土料时,可在其周围填筑土埂或用土工织物包裹,以形成水池,蓄存渗水,利用池内水位升高,减少内外水头差,控制险情发展。

（3）塘内压渗。

若坝后渊塘、积水坑、渠道、河床内积水水位较低,且发现水中有不断翻花或间断翻花等管涌现象时,不要任意降低积水位,可用芦苇秆和竹子做成竹帘、竹箔、苇箔（或荆笆）围在险处周围,然后在围圈内填放滤料,以控制险情的发展。

如需要处理的管涌范围较大,而沙、石、土料又可解决时,可先向水内抛铺粗沙或砾石一层,厚15~30cm,然后再铺压卵石或块石,做成透水压渗台;

或用柳枝秸料等做成15~30cm厚的柴排（尺寸可根据材料的情况而定）,柴排上铺草垫厚5-10cm,然后再在上面铺沙袋或块石,使柴排潜埋在水内（或用土工布直接铺放）,亦可控制险情的发展。

4.尾矿库滑坡的防治

防止滑坡的发生应尽可能消除促成滑坡的因素。

注意做好经常性的维护工作,防止或减轻外界因素对坝坡稳定的影响。

当发现有滑坡征兆或有滑动趋势但尚未坍塌时,应及时采取有效措施进行抢护,防止险情恶化;

一旦发生滑坡,则应采取可靠的处理措施,恢复并补强坝坡,提高其抗滑能力。

滑坡抢护的基本原则是:

上部减载,下部压重,即在主裂缝部位进行削坡,而在坝脚部位进行压坡。

尽可能降低库水位,沿滑动体和附近的坡面上开沟导渗,使渗透水能够很快排出。

若滑动裂缝达到坝脚,应该首先采取压重固脚的措施。

因土坝渗漏而引起的背水坡滑坡,应同时在迎水坡进行抛土防渗。

因坝身填土碾压不实,浸润线过高而造成的背水坡滑坡,一般应以上游防渗为主,辅以下游压坡、导渗和放缓坝坡,以达到稳定坝坡的目的。

在压坡体的底部一般可设双向水平滤层,并与原坝脚滤水体相连接,其厚度一般为80~150cm。

滤层上部的压坡体一般用沙、石料填筑,在缺少沙石料时,亦可用土料分层回填压实。

对于滑坡体上部已松动的土体,应彻底挖除,然后按坝坡线分层回填夯实,并做好护坡。

坝体有软弱夹层或抗剪强度较低且背水坡较陡而造成的滑坡,首先应降低库水位，如清除夹层有困难时,则以放缓坝坡为主,辅以在坝脚排水压重的方法处理。

地基存在淤泥层、湿陷性黄土层或液化等不良地质条件,施工时又没有清除或清除不彻底而引起的滑坡,处理的重点是清除不良的地质条件,并进行固脚防滑。

因排水设施堵塞而引起的背水坡滑坡,主要是恢复排水设施效能,筑压重台固脚。

处理滑坡时应注意,开挖回填工作应分段进行,并保持允许的开挖边坡。

开挖中,对于松土与稀泥都必须彻底清除。

填土应严格掌握施工质量、土料的含水量和干重度必须符合设计要求,新旧二体的结合面应刨毛,以利接合。

对于水中填土坝,在处理滑坡阶段进行填土时,最好不要采用碾压施工,以免因原坝体固结沉陷而断裂。

滑坡主裂缝一般不宜采取灌浆方法处理。

滑坡处理前,应严格防止雨水渗入裂缝内。

可用塑性薄膜、沥青油毡或油布等加以覆盖。

同时还应在裂缝上方修截水沟,以拦截和引走坝面的积水。

5尾矿库洪水漫坝的防治

尾矿坝多为散粒结构,如果洪水漫顶就会迅速冲出决口,造成溃坝事故。

当排水设施已全部使用,水位仍继续上升,根据水情预报可能出现险情时,应抢筑子堤,增加挡水高度

在堤顶不宽、土质较差的情况下,可用土袋抢筑在铺第一层土袋前,要清理堤坝顶的杂物并耙松表土。

用草袋、编织袋、麻袋或蒲包等装土七成左右,将袋口缝紧,铺于子堤的迎水面。

铺砌时,袋口应向背水侧互相搭接,用脚踩实,要求上下层袋缝必须错开。

待铺叠至预计水位以上时,再在土袋背水面填土夯实。

填土的背水坡度不得陡于1:

1。

在缺土、浪大、堤顶较窄的场合下,可采用单层木板或埽捆子堤。

其具体做法是先在堤顶距上游边缘约0.5-1.0m处打小木桩一排,木桩长1.5~2.0m。

入土0.5~1.0m,桩距1.0m。

再在木桩的背水侧用钉子、铅丝将单层木板或预制埽捆（长2~3m,直径约0.3m）钉牢,然后在后面填土加戗。

当出现超过设计标准的特大洪水时,应在抢筑子堤的同时,报请上级批准,采取非常措施加强排洪,降低库水位。

如选定单薄山脊或基岩较好的副坝炸出缺口排洪,开放上游河道预先选定的分洪口分洪或打开排水井正常水位以下的多层窗口加大排水能力（这样做可能会排出库内部分悬浮矿泥）,以确保主坝坝体的安全。

严禁任意在主坝坝顶上开沟泄洪。

对尾矿坝坝顶受风浪冲击而决口的抢护,可采取防浪措施处理。

用草袋或麻袋装土（或沙）约70%,放置在波浪上下波动的部位,袋口用绳缝合。

并互相叠压成鱼鳞状。

当风浪较小时,还可采用柴排防浪。

用柳枝、芦苇或其他秸秆扎成直径为0.5~0.8m的柴枕长10~30m,枕的中心卷入两根5~7m的竹缆做芯子,枕的纵向每0.6~1.0m用铅丝捆扎。

在堤顶或背水坡签钉木桩,用麻绳或竹缆把柴枕连在桩上,然后推放到迎水坡波浪拍击的地段。

可根据水位的涨落,松紧绳缆,使柴排浮在水面上。

挂树防浪是砍下枝叶繁茂的灌木,使树梢向下放入水中,并用块石或沙袋压住;

其树干用铅丝、麻绳或竹缆连接于堤坝顶的桩上。

木桩直径0.1~0.15m、长1.0-1.5m,布置形式可为单桩、双桩或梅花桩等。

6.尾矿库溃坝的防治

6.1渗透破坏

水的存在增加了滑坡体的重量,渗透力的存在增加了坡体下滑力,所以水的作用会引起坡体下滑力的增加。

降雨造成的地表径流和库水会冲刷和切割坝坡,形成裂隙或断口降低坝体稳定性。

同时,水在坝体内的流动引起的冲刷和渗流作用也会降低坝体的稳定性。

尾矿坝的稳定问题不同于一般的边坡稳定问题,在渗流作用下的尾矿强度指标有明显的降低。

由于堆积坝加高是在初期坝高的基础之上进行的,随着坝顶标高的增加,库容增加,浸润线抬高而尾矿浸润范围增大,坝体的安全系数减小,溃坝的可能性增加。

与天然土类相比,尾矿是一种特殊的散粒状物质,有其特殊的物理和化学性质。

它的颗粒表面凹凸不平,内部有孔洞,密度小,级配均匀。

尾矿沉积层的密度低,饱和不排水条件下的抗剪强度低。

另外,尾矿无黏性,允许渗透压降小,在渗流作用下极易发生管涌等形式的破坏。

因此,找出浸润线的高低与尾矿库安全系数之间的关系,对坝体加高工程和安全稳定性具有重要意义。

6.2.地震液化

构成坝体的尾矿在地震作用下颗粒重新排列,被压密而孔隙率减小,颗粒的接触应力一部分转移给孔隙水,当孔隙水压力超过原有静水压力并与有效应力相等时,动力抗剪强度完全丧失,变成黏滞液体,这种现象称地震液化。

地震液化会导致坝体失稳破坏。

影响坝体地震液化的因素很多,主要有尾矿的物理性质、坝体埋藏状况和地震动载荷情况等。

尾矿颗粒的排列结构稳定和胶结状况良好、粒径大和相对密度大,则抗液化能力高,较难发生液化。

覆盖的有效压力越大,排水条件越好,液化的可能性越小。

地震震动的频率越高,震动持续的时间越长,越容易引起液化。

此外,对于液化的抵抗能力在正弦波作用时最小,震动方向接近尾矿的内摩擦角时抗剪强度最低,最容易引起液化。

地震应力引起的坝体内部剪应力增大是影响尾矿坝稳定性的另一重要因素。

不考虑水对边坡稳定性的影响,将地震看成影响和控制边坡稳定的主要动力因素,由此产生的位移、位移速度和位移加速度同地震过程中地震加速度的变化有着密切的联系。

6.3洪水漫顶

洪水主要考虑降雨、融雪或两者共同作用引起的极端事件。

洪水可以两种方式危及尾矿库,通过提供过大的入库水量,漫坝而引起坝破坏;

或者通过坝址侵蚀,引起坝面损坏或最终破坏。

洪水的主要威胁是漫坝的危险,最好是通过合理选择尾矿库址实现入库水量控制。

可以考虑在库内蓄积洪水,就是说,尾矿库无论何时都以充足的容积接受设计洪水流入量,而上升坝仍保持适当的超高。

另外一种排水方法是根据库基地形、尾矿坝升高和排洪需求,在库内预设一系列排水井,各排水井通过库底基础的排水涵洞排出洪水。

有些地区,地形制约实际坝高和尾矿库容积,并兼有高降雨量和高负荷选矿废水排放量,使得尾矿库不能蓄积洪水量。

在此情况下,唯一选择是在选矿废水排入尾矿库之前进行水处理,以防混入洪水后造成污染危险。

这时,洪水可以经由溢洪道排泄。

引水渠道适于疏导正常径流量,但也可以用作尾矿库周围排洪。

不过,如果洪水量较大,可以设计引水渠处理洪水。

与引水渠相关的一种方法是导流堤,就是在尾矿库上游、尽可能靠近尾矿库、横跨尾矿库排水区构筑导流堤。

在非常特殊的场合,也可以在尾矿库的上游构筑单独的洪水控制坝。

7.尾矿库安全救援

7.1应急救援预案种类

（1）尾矿坝垮坝;

（2）洪水漫顶

（3）水位超警戒线;

（4）排洪设施损毁、排洪系统堵塞;

（5）坝坡深层滑动。

7.2应急救援预案主要内容

（1）应急机构的组成和职责;

（2）应急通信保障;

（3）抢险救援的人员、资金、物资准备;

（4）应急行动。