某公司尾矿库安全预评价Word格式.doc
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《关于开展重大危险源监督管理工作的指导意见》
国家安全生产监督管理局安监管协调字[2002]56号
1.2.3标准、规范
《安全评价通则》AQ8001-2007
《安全预评价导则》AQ8002-2007
《尾矿库安全技术规程》AQ2006-2005
《选矿厂尾矿设施设计规范》ZBJ1-90
《碾压式土石坝设计规范》SL274-2001
《碾压式土石坝施工规范》DL/T5129-2001
《矿区水文地质工程地质勘探规范》 GB12719-91
《建筑抗震设计规范》GB50011-2001（2008年版）
《工业企业总平面设计规范》GB50187-1993
《水工建筑物抗震设计规范》DL5073-2000
《水利水电工程设计洪水计算规范》SL44-93
《水土保持综合治理技术规范》GB/T16453，1-1996
《岩土工程勘察规范》 GBJ50021-2001
《岩土工程监测规范》 YS5229-96
《土石坝安全监测技术规范》 SL60-94
《工程岩体分级标准》 GB50218-94
《中国地震动参数区划图》 GB18306-2001
《尾矿设施施工及验收规程》YS5418-95
《生产性粉尘作业危害程度分级》GB5817-86
1.2.4技术文件、资料
《某县某镇某萤石矿尾矿库岩土工程勘察报告》
核工业鹰潭工程勘察院2010.5
《某公司尾矿库安全预评价委托书》
1.3安全预评价范围
本安全预评价范围是根据《某县某镇某萤石矿尾矿库岩土工程勘察报告》对某公司尾矿库的坝址选址可行性进行评价并对坝型选择、排水系统选择提出建议，以及分析和预测其存在的危险、有害因素的种类和程度，提出合理的安全技术设计和安全管理建议。
1.4安全预评价的工作程序
安全评价程序包括：
前期准备；
辨识与分析危险、有害因素；
划分评价单元；
定性、定量评价；
提出安全对策措施建议；
做出评价结论；
编制安全评价报告。
1、前期准备
明确被评价对象，备齐有关安全评价所需的设备、工具，收集国内外相关法律、法规、技术标准及建设项目资料。
2、辨识与分析危险、有害因素
根据评价对象的具体情况，辨识和分析危险、有害因素，确定其存在的部位、方式，以及发生作用的途径和变化规律。
3、划分评价单元
评价单元划分应科学、合理，便于实施评价，相对独立且具有明显的特征界限。
4、定性、定量评价
根据评价单元的特性，选择合理的评价方法，对评价对象发生事故的可能性及其严重程度进行定性、定量评价。
5、对策措施建议
1）根据危险、有害因素辨识结果与定性、定量评价结果，遵循针对性、技术可行性、经济合理性的原则，提出消除或减弱危险、危害的技术和管理对策措施建议。
2）对策措施建议应具体祥实、具有可操作性。
按照针对性和重要性的不同，措施和建议可分为应采纳和宜采纳两种类型。
6、安全评价结论
1）安全评价机构应根据客观、公正、真实的原则，严谨、明确地做出安全评价结论。
2）安全评价结论的内容应包括高度概括评价结果，从风险管理角度给出评价对象在评价时与国家有关安全生产的法律法规、标准、规章、规范的符合性结论，给出事故发生的可能性和严重程度的预测性结论，以及采取安全对策措施后的安全状态等。
7、编制安全评价报告
安全评价程序框图：
前期准备
辩识与分析危险、有害因素
划分评价单元
选择评价方法
定性、定量评价
提出安全对策措施建议
做出评价结论
编制安全预评价报告
2建设工程项目概况
2.1建设单位简介
某公司注册地为某省某县，属民营股份制企业。
其所属某县某镇某萤石矿矿区位于某县城100°
方向直距20km处，属某县某镇管辖。
地理坐标：
东经117°
07′02″～117°
07′24″；
北纬27°
15′39″～27°
15′56″。
矿区已有简易公路（3km）至某镇，某镇有水泥公路与某县相连，全程50km，交通便利。
2.2拟建尾矿库简介
拟建某公司尾矿库位于某县某镇，离某县城约20公里。
位于选矿厂下游300m，尾矿库基础资料为：
1、尾矿量15000t/a
2、工作制度300d/a
3、尾矿堆积干容重1.45t/m3，年产尾矿体积为1.03万m3。
4、服务年限：
6年
5、尾矿库库区1:
2000地形图
2.3工程地质勘察情况
2.3.1地形地貌
库区场地属中低山区，位于U形沟谷处，地形较简单。
地面黄海高程在280～315米之间，场地地形总体较平坦。
2.3.2气象、水文
库区属亚热带季风湿润性气候区，气候温和、雨量充沛、四季分明。
年平均气温13°
，年平均降水量1500mm，4～7月为降水期，全年无霜期约280～290天。
区内地震烈度属6度区。
2.3.3库区工程地质条件
1、地层岩性
据钻探揭露：
库区场地覆盖层由第四系全新统耕土（Q4pd）组成，基岩归属侏罗纪下统花岗岩（J1）。
各地层岩性特征自上而下描述如下：
第①层耕土（Q4pd）：
灰黑色，软塑，湿，主要由粘土、有机质及少量砂砾等组成，部分见植物根系。
全场地均有分布。
层厚0.40~0.50米，层顶高程288.29~287.34米。
第②层全风化花岗岩（J1）：
肉红色，湿，由原岩强烈风化而成，原岩结构已破坏，原岩中矿物除石英外其它均为土状，岩芯多呈中粗粒石英颗粒夹砂土状，手捏易散，浸水呈松散砂土状。
层顶埋深0.40~0.50米，层厚5.40~6.10米，层顶高程287.89~286.94米。
第③层强风化花岗岩（J1）：
肉红色，属侏罗纪下统火山岩，中粗粒二长花岗结构、块状构造，主要矿物成分为长石、石英及云母，原岩结构少部分被破坏，风化裂隙较发育，岩芯较破碎，岩芯呈碎块、饼状或短柱状，属较软岩，岩体基本质量等级为Ⅳ级。
层顶埋深5.80~6.60米，层顶高程282.47~281.14米，层厚1.40~2.40米。
第④层中风化花岗岩（J1）：
肉红色，属侏罗纪下统火山岩，中粗粒二长花岗结构、块状构造，主要矿物成分为长石、石英及云母，岩体较完整，偶见风化裂隙，岩芯呈短柱、柱状，岩性较硬，锤击声脆，属较软岩，岩体基本质量等级为Ⅳ级。
层顶埋深7.80~8.60米，层顶高程280.37~278.74米，揭露厚度1.70~5.70米。
2、岩土工程分析与评价
1）场地地基工程参数
根据钻探、原位测试及岩土试验统计结果，结合规范、区内建筑经验，确定场地地基工程参数建议值如下：
（1）耕植土：
fak=50kPa
（2）全风化花岗岩：
fak=180kPa
（3）强风化花岗岩：
fak=500kPa
（4）中风化花岗岩：
fak=2000kPa
2）岩土层性质评价
厚度小，承载力低，应予剥除。
厚度大，承载力较低，工程性质一般，不能作为拟建坝体基础持力层。
承载力较高，力学性能稳定，厚度较小，风化裂隙较发育，不宜作为拟建坝体基础持力层。
岩体完整，工程性质较好，承载力高，厚度大，可作为拟建坝体基础持力层。
2.3.4水文地质分析与评价
1、水文地质
场区地下水主要为松散岩类孔隙水和微承压裂隙水，属潜水类型，微承压裂隙水主要分布在基岩裂隙中，地下水主要由大气降水补给。
场地环境类型属Ⅲ类，地下水及地表水对钢结构、混凝土结构具微腐蚀性，对钢筋混凝土结构中的钢筋具微腐蚀性，依据地区经验土对钢结构、混凝土结构、钢筋混凝土结构中的钢筋具微腐蚀性。
2、坝址土及下部基岩透水性
1）场地土基本呈可塑～硬塑，呈中等透水性；
2）岩石呈弱透水性。
2.3.5结论与建议
1、据《中国地震动参数区划图》（GB18306-2001）、《建筑抗震设计规范》（GB50011-20012008年版）等的划分，区内抗震设防烈度为＜6度，坝区地震动峰值加速度小于0.05g，无须抗震设防。
场地和地基稳定，适宜拟建工程的建设。
2、坝区全风化花岗岩渗透系数K=4.5×
10-4cm/s，具中等透水性。
3、尾矿坝所需土石料，根据钻探成果库区内分布有大量的全风化花岗岩，按照全风化花岗岩各种物理性质参数，建议采用库区内全风化花岗岩作为尾矿坝的土石料。
4、该场地未见河道、沟滨、墓穴等对工程不利的埋藏物。
5、坝体两侧山体未发现滑坡现象，山体边坡稳定性良好。
6、根据地表水与ZK2地下水分析结果，地下水及地表水对钢结构、混凝土结构具微腐蚀性，对钢筋混凝土结构中的钢筋具微腐蚀性，依据地区经验土对钢结构、混凝土结构、钢筋混凝土结构中的钢筋具微腐蚀性。
7、为保证尾矿坝建成后的安全，施工时应剥除上部耕土。
8、勘察结果综合分析表明，场地适宜拟建尾矿坝的建设。
2.4广源矿业有限公司尾矿库
2.4.1尾矿库库址选择
该尾矿库库址是经业主在矿区进行多方面对比挑选后确定的，汇水面积0.043km，主河槽长0.405km。
库区内为少量稻田及荒草地，占地面积0.012km、尾矿库利用山谷谷口位置筑坝建库，尾矿库两侧地形相对较陡。
山坡植被发育，主要为毛草及灌木等。
库区自然边坡均处于稳定状态，未见坍塌、滑坡、泥石流等不良动力地质作用发生。
库区上游1km、下游2km范围内无工矿企业、大型水源地、水产基地，无一户居民，无全国和省重点保护名胜古迹，地质构造简单，无不良地质现象，库区范围内不压矿。
2.4.3尾矿库库容
根据1：
2000地形图计算，尾矿库总库容见下表2.1。
表2.1总库容计算表
等高线
标高（m）
面积（m2）
相邻两等高线面积平均值（m2）
相邻两等高线高差（m）
相邻两等高线间的容积（m3）
累加全容积（m3）
有效累加容积（m3）
287
845
3
2535
290
1689
2155
2575
5
12875
295
3460
15410
13099
4714
23570
300
5967
38980
33133
7085
35425
305
8220
74405
63244
9470
47350
310
10720
121755
103492
12245
61225
315
13769
182980
155533
按业主服务6年要求，需有效库容6.18万m3，根据总库容表，可选择305m标高为坝顶标高，则拟建尾矿库有效库容为6.32万m3，总库容为7.44万m3，能满足企业要求。
按下游2km内无重要建筑物及民居要求，及80倍坝高考虑，坝高不宜大于25m。
3 辨识与分析危险、有害因素
尾矿库是矿山的一项重要生产设施，它的运行状况好坏，直接关系到矿山的安全生产和人民生命财产的安全。
据统计，在世界上的各种重大灾害中，尾矿库灾害仅次于发生地震、霍乱、洪水和氢弹爆炸而居于第18位。
它一旦发生事故，必将对下游地区居民的生命和财产造成巨大灾害，并对环境造成严重污染。
3.1尾矿库病害的产生原因
尾矿库从勘察、设计、施工到使用的全过程中，任何一个环节有毛病，都可能导致尾矿库不能正常使用。
其中，由于生产管理不善、操作不当或外界环境因素干扰所造成的病害比较容易检查发现；
而勘察、设计、施工或其它原因造成隐患，在使用初期不易显现出来，这些常被人忽视的隐患往往属于很难补救和治理的病害。
3.1.1勘察因素造成的病害
对库区、坝基、排洪管线等外的不良地质条件未能查明，就可能造成库内滑坡、坝体变形、坝基渗漏、排洪涵管断裂、排水井倒塌等病害。
对尾矿堆坝坝体及沉积滩的勘察质量低劣，则导致稳定分析、排洪能力等结论的不可靠。
3.1.2设计因素造成的病害
设计质量低劣表现在基础资料不确切、设计方案及技术论证方法不当、不遵循设计规范、对库水位及浸润线深度的控制要求不明确，或要求不切实际等方面。
尽管目前设计单位资质齐全，但上述因素造成尾矿库带病运行的现象屡见不鲜。
由此造成的隐患大多为坝体在中、后期稳定性和防洪能力不能满足设计规范的要求。
其次，排水构筑物出现断裂、气蚀、倒塌等病害也可能是由于设计人员技术不高或经验不足所造成。
3.1.3施工因素造成的病害
初期坝施工中清基不彻底、坝体密实度不均、坝料不符合要求、反滤层铺设不当等，会造成坝体沉降不均、坝基或坝体漏矿、后期坝局部塌陷；
排洪构筑物有蜂窝、麻面或强度不达标，当负荷逐渐增大时，会造成掉块、漏筋、断裂、甚至倒塌等病害；
未按设计修筑坝肩截洪沟，造成坝体冲刷。
3.1.4操作管理不当造成的病害
在长期生产过程中，由于操作不当造成的常见病害和隐患如下：
1、放矿支管开启太少，造成沉积滩坡度过缓，导致调洪库容不足；
2、未能均匀放矿，沉积滩此起彼伏，造成局部坝段干滩过短；
3、长期独头放矿，致使矿浆顺坝流淌，冲刷子坝坡脚，且易造成细粒尾矿在坝肖大量聚积，严重影响坝体稳定；
4、长时间不调换放矿点，造成个别放矿点的矿浆外溢，冲刷坝体；
5、巡查不及时，放矿管件漏矿冲刷坝体；
6、坝面维护不善，雨水冲刷拉沟，严重时会造成局部坝段滑坡；
7、每级子坝高度堆筑太高，致使坝前沉积厚层抗剪强度很低、渗透性极差的矿泥，抬高了坝体内的浸润线，对坝体稳定十分不利；
8、片面追求回水水质而抬高库水位，造成调洪库容不足；
9、长期对排洪构筑物不进行检查、维修，致使堵塞、露筋、塌陷等隐患未能及时发现。
10、坝肩结合部未清除植物和风化层，导致绕坝肩渗流。
由于运行管理不当造成的问题主要表现在未能有效地对勘察、设计、施工和操作进行必要的审查和监督；
对设计意图不甚了解，片面追求经济效益，未按设计要求指导生产；
对防洪、防震问题抱有侥幸心理；
明知有隐患，不能及时采取措施消除；
未经原设计单位同意，擅自修改设计等。
3.1.5其他因素造成的病害
暴雨、地震之后可能对坝体、排洪构筑物造成病害：
1、由于矿石性质或选矿工艺流程变更，引起尾矿性质（粒度组成、粒径、比重、矿浆浓度等）的改变，而这种改变如果对坝体稳定和防洪不利时，自然会成为隐患；
2、矿方在尾矿库中无序采砂、无序放砂或在库区进行其他作业活动，而这些作业对坝体稳定不利时，也会成为隐患。
3、因工农关系未协调好，而产生的干扰常常造成尾矿库隐患。
如农民在库区上游甚至于在库区以内乱采、滥挖等。
3.1.6尾矿库失事实例：
实例1：
2003年6月，因大宝山地区普降大雨，8日槽对坑尾矿库东侧下游山体因土体水饱和而产生滑坡，导致溢洪道的陡坡段中部出现断裂和导流管中间折断，尾矿库的排洪通道受到严重影响。
实例2：
湖北省大冶有色金属公司龙角山铜矿尾矿库溃坝，死亡28人，失踪3人。
实例3：
大厂鸿图尾矿库倒塌，导致28人死亡，56人受伤、70多间房屋倒塌的重大事故。
实例4：
2006年4月30日18时24分，陕西省商洛市镇安县黄金矿业有限责任公司尾矿库在加高坝体扩容施工时发生溃坝事故，外泄尾矿砂量约20万立方米，冲毁居民房屋76间，22人被淹埋，5人获救，17人失踪。
实例5：
2006年12月27日，贵州紫金矿业股份有限公司贞丰县水银洞金矿尾矿库子坝发生塌溃事故，约20×
104m3尾矿下泄，造成1人轻伤，下游2座水库受到污染，其中，约17×
104m3尾矿排入小厂水库（废弃水库），3×
104m3尾矿溢出小厂水库后进入白坟水库（农灌水库）。
实例6：
2008年9月8日山西襄酚尾矿坝溃坝，死亡281人。
3.2某公司尾矿库危险、有害因素分析
3.2.1滑坡（坝坡失稳）
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。
滑坡的种类，按滑坡的性质分剪切性滑坡，塑流性滑坡和液化性滑坡。
滑坡的主要原因：
1、为片面追求库容，尾矿坝堆积边坡陡于设计边坡，坝体抗滑安全系数不足；
2、在勘探时没有查明基础有淤泥层或其他高压缩性软土层，设计时未能采取适当措施；
3、选择坝址时，没有避开位于坝脚附近的渊潭或水塘，筑坝后由于坝脚处过大沉陷而引起滑坡；
4、长期独头放矿，致使矿浆顺坝流淌，冲刷子坝坡脚，且易造成细粒尾矿在坝前大量聚积，严重影响坝体稳定；
5、长时间不调换放矿点，造成个别放矿点的矿浆外溢，冲刷坝体；
6、巡查不及时，放矿管件漏矿冲刷坝体；
7、坝面维护不善，雨水冲刷拉沟，严重时会造成局部坝段滑坡；
8、每级子坝高度堆筑太高，致使坝前沉积厚层抗剪强度很低、渗透性极差的矿泥，抬高了坝体内的浸润线，对坝体稳定十分不利。
9、尾矿堆积坝无排渗设施或排渗设施失效，浸润线高位逸出，坝面沼泽化，坝体稳定性不足。
10、尾矿堆积坝坡面无排水系统或排水系统不完善，造成坝面冲刷严重，威胁坝体安全。
11、为增加蓄水量，片面提高库内水位，造成尾矿库安全越高和安全滩长不足，降低坝体稳定性。
3.2.2洪水漫坝
洪水漫坝是造成尾矿库事故的主要危险因素，造成洪水漫坝的原因有：
1、排水系统能力不够；
2、尾矿库的调洪能力和安全超高过小；
3、用子坝挡水；
4、管理中的失误造成排水系统堵塞。
3.2.3渗漏
非正常渗漏也是尾矿库常见的危险、有害因素，异常渗漏常导致溢流出口处坝体流土、冲刷及管涌等多种形式的破坏，严重的会导致垮坝事故。
非正常渗漏按渗漏的部位可分为：
坝体渗漏、坝基渗漏。
1、坝体渗漏的主要原因：
（1）尾矿坝无排渗设施；
（2）尾矿干滩长度和澄清距离过短；
（3）尾矿坝下游坝面坡度过陡；
（4）从库侧或库后排矿。
2、基础渗漏的主要原因：
（1）坝基的工程地质条件差，且施工时未进行必要的处理；
（2）筑坝材料不当；
（3）无排渗设施。
3.2.4排水、泄洪构筑物破坏
1、排洪构筑物堵塞
排洪构筑物堵塞导致排洪能力急剧下降，库水位上升，安全超高不够，直接危及坝体安全。
排洪构筑物堵塞主要原因有：
1）进水口杂物淤积；
2）构筑物垮塌。
3）长期对排洪构筑物不进行检查、维修，致使堵塞、露筋、塌陷等隐患未能及时发现。
2、排洪构筑物错动、断裂、气蚀、垮塌
排洪构筑物错动、断裂常常造成大量泄漏，垮塌造成堵塞，排洪能力急剧下降，直接危及坝体安全。
排洪构筑物断裂、垮塌常由下列原因引起：
1）基础资料不确切、设计方案及技术论证方法不当、不遵循设计规范、对库水位及浸润线深度的控制要求不明确，或要求不切实际等方面；
2）设计人员技术不高或经验不足所造成；
3）未按设计要求施工；
4）排洪管线等处的不良地质条件未能查明，地基不均匀沉陷；
出现不均匀或集中荷载；
水流流态改变等。
5）排洪构筑物有蜂窝、麻面或强度不达标，当负荷逐渐增大时，会造成掉块、漏筋、断裂、甚至倒塌等病害。
3、排洪构筑物排洪能力不足
排洪构筑排洪能力不足就不能及时排泄设计频率暴雨的洪水，库水位上升，危及坝体安全。
导致排洪构筑排洪能力不足的主要原因有：
1）原设计洪水标准低于现行标准；
2）为节约投资，人为缩小排洪通道断面尺寸；
3）排洪通道存在限制性“瓶颈”。
3.2.5调洪库容不足
调洪库容不足将降低尾矿库的防洪能力，遇大洪水时将造成溃坝事故。
导致调洪库容不足的原因有：
2、片面追求回水水质而抬高库水位，造成调洪库容不足；
3、汛期保持高水位运行，造成调洪库容不足。
3.2.6裂缝
裂缝是尾矿坝较为常见的有害因素，某些细小的横向裂缝有可能发展成为坝体的集中渗漏通道，有的纵向裂缝或水平裂缝也可能是坝体出现滑塌的预兆。
裂缝的主要成因有：
1、坝基承载能力不均衡；
2、坝体施工质量差；
3、坝身结构及断面尺寸设计不当。
3.2.7淹
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