谈尾矿库的安全技术管理

摘 要：介绍了尾矿库的基本设施及作用，影响尾矿库安全性的主要因素，结合生产实际，提出对各设施的管理要求及办法措施。

关键词：尾矿库 尾矿设施 初期坝 堆积坝 浸润线

2008年9月8日早8时，因暴雨发生泥石流，致使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，宽约600米，长约3公里泥石流将下游的一个农贸集市和两个村子的部分房子冲跨，造成259名群众遇难的特大恶性事件，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，就尾矿库的建设与管理问题，作一些浅显的探讨，供商榷。

尾矿库的构成设施主要有：尾矿放矿系统、尾矿堆存系统、尾矿库排洪系统、尾矿库回水系统、尾矿库水处理系统和尾矿坝观测系统。

1.尾矿放矿系统及管理要求、办法

1.1尾矿放矿系统

尾矿放矿系统主要指选厂尾矿经管（槽）输送至尾矿库坝面放矿的坝面管道系统。坝面放矿一般采用在放矿主管道上的放矿支管来实现坝面分散放矿。

1.2尾矿放矿系统的管理要求、办法：提高尾矿库尾矿排放质量是尾矿库操作管理中的主要任务之一，质量良好的沉积滩应是尾矿颗粒沿滩长分级明显，滩面平整无坑凹、回流且均衡上升，冲积段内的滩长大致相等，也就是指库内水边线与滩顶平行，这样的尾矿沉积体内含细泥夹层较少，物理力学性质较好，坝体稳定性较高。尾矿库的放矿管理必须有专人管理负责，严格做到分段放矿、坝面均匀分散放矿且放矿支管必须确保足够的长度。

（1）分段放矿。在实践中大部分尾矿库放矿集中在尾矿放矿管道进坝的一端，远端放矿较少，这样一方面造成坝顶高度不一致，近高远低；另一方面造成远端坝前沉积的尾矿多为较细颗粒，物理力学性质显著降低，导致远端坝体成为薄弱环节。还有一些尾矿库长时间不改变放矿口的位置，放矿口下形成一堆孤立的高砂丘，尾矿向库内流动的路径不稳定，回流曲折，水洼滞留，甚至沿坝顶方向横流，导致坝前沉积尾砂中形成多层细泥夹层。这两种放矿现象在尾矿库的放矿管理中是绝不允许的，对坝体较长的尾矿库，放矿必须采取分段交替作业进行，使坝体均匀上升，避免滩面出现侧坡、扇形坡或细颗粒尾砂大量集中沉积于一端或一侧。

（2）坝面均匀分散放矿。就是在放矿主管道上间隔安装一定数量同管径同长度的放矿支管，各放矿支管均安装阀门进行流量控制，实现各放矿支管流量均匀稳定。除堆筑子坝和移动放矿管外，一般不得在库后及库侧放矿。坝面均匀分散放矿可使粗颗粒均匀沉积于坝前，细颗粒排至库内，有利于形成均匀平整的沉积滩面，避免了大面积矿泥沉积于沉积滩面。

（3）放矿支管必须确保足够长度。放矿支管的长度视子坝的高低及内坡比而定，一般以支管放矿浆体不直接冲击子坝内坡脚为宜。在实践中，常可在子坝内坡脚堆放草袋来减少对子坝内坡脚的冲刷。

2.尾矿堆存系统及管理要求、办法

2.1尾矿堆存系统

尾矿堆存系统主要包括初期坝和后期坝。在选矿厂基建施工中，用当地土、石等材料修筑的低坝，叫初期坝或基础坝，用以容纳选矿厂生产初期1～2年出的尾矿量，并作为堆积坝的排渗及支撑棱体；

选矿厂投产后，随着尾矿的不断排人，逐渐用尾矿来沉积加高的坝体叫后期坝或尾矿堆积堆。

2.2尾矿堆存系统的管理要求、办法

2.2.1初期坝的管理要求、办法

（1）初期坝的设计、勘查、施工及施工监理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。

（2）施工中选用的土、石等材料符合施工技术要求。

（3）对初期坝基础、岸坡要按设计要求进行技术处理，清基工作要彻底，垂直防渗墙要有足够高度，要有有效的排渗设施等。

（4）对坝顶宽度、坝内外坡比、马道位置宽度、排水棱体的高度宽度、反渗层的铺设及坝肩截洪沟、坝顶、马道排水沟必须按设计要求进行施工、验收，基建期内绝不允许留下任何隐患。

（5）初期坝在后期的使用管理中主要是要做好初期坝的维护工作，做好坝底渗流水质水量观测及坝的位移沉降观测，发现问题要认真对待，综合分析，做到及时处理。

2.2.2后期坝的管理要求、办法

当尾矿库的尾矿充填至坝顶时，必须沿坝轴线方向堆筑子坝，形成新的库容，将放矿系统移至子坝坝顶继续放矿充填，当尾矿充填至子坝坝顶时，再进行下一级子坝的堆筑，直至最终设计堆积高程。在后期坝的堆积及使用过程中，要重点抓好以下几个方面的管理。

（1）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。

（2）子坝堆筑位置，要严格按照尾矿坝设计坡比要求进行确定，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）子坝堆筑过程中要严格按照设计进行，要对子坝分层辗压，确保子坝剖面尺寸、密实度、长度符合要求，尽可能增大库容，并使子坝平直美观。

（4）子坝堆筑选用尽可能粗的尾砂进行堆筑，这样筑成的坝体较均匀，含泥量少，稳定性较高。

（5）根据降雨量及坝体两侧汇水面积，必须在坝坡同山体交界线设足够排洪能力的浆砌块石截洪沟，以防山坡汇流雨水冲刷后期坝体，此截洪沟应与初期坝截洪沟相连；在每道子坝坝顶内缘与上道子坝的外坡交界线设浆砌块石排水沟，将坝面雨水引至坝两侧截洪沟。

（6）降低坝体浸润线。尾矿库建成放矿后，由于水头作用，坝体内必然产生渗流现象，水由上游渗向下游形成一个逐渐降落的渗流水面，在土坝横断面上显示为一条曲线，称之为浸润线。坝体浸润线位置的高低和变化与坝的安全稳定有密切关系，因此掌握坝体浸润线的位置变化情况，对判断坝体运行期间是否安全稳定有重要作用。

3.尾矿库排洪系统及管理要求、办法

3.1排洪系统

确保尾矿库的排洪能力和排水通畅是尾矿库安全管理的最主要任务之一。每年洪水季节来临之前，尾矿库必须按设计要求留出调洪库容。必须设有排洪系统，排洪系统的型式一般有井（gt槽）―管式、井（斜槽）―洞式和溢洪道等。排洪构筑物主要有：排洪井或排洪斜槽、排洪管、排洪隧洞、溢洪道和截洪沟。除溢洪道和截洪沟外，其余构筑物都逐渐被尾矿所覆盖，承受很大的上覆荷载，因此必须保证有足够的强度和优良的施工质量。

3.2排洪系统的管理要求、办法.

（1）排洪构筑物的施工要严格按设计要求进行，严格确保质量。

（2）安全库容和调洪库容在任何情况下都不允许被尾矿和水浸占。

（3）在满足回水水质和水量要求的前提下，应尽量降低库内水位。

（4）在回水与坝体安全对滩长和超高的要求有矛盾时，应确保坝体安全。

（5）当实际沉积滩长度比设计有较大增加时，应通过调洪演算重新确定调洪高度。

（6）排洪构筑物停用后封堵，必须严格按设计要求进行，一般情况下必须在井内井座顶部封堵或在隧洞支洞外封堵，严禁在排洪井井筒上部封堵。

（7）根据调洪要求确定排洪井或排洪斜槽排洪口底坎高程，至少要将排洪口底坎以上1.5倍的调洪高度内的堵板全部打开，最好是排洪口底坎高程以上部分全部打开，汛期要清除排洪口附近的漂浮物，确保排洪设施畅通。

（8）库内要设立清晰醒目的水位观测标尺，标明正常运行水位和警戒水位。

（9）在任何情况下，均不得用常规子坝进行拦洪，不得在尾矿坝面和坝肩设置泄洪口泄洪。

（10）在排出库内蓄水和大幅度降低库内水位时，应控制流量，非紧急情况不宜骤降，并提前通知下游居民。

（11）认真做好汛前、讯后及日常的排洪设施检查，发现问题要及时处理。

4.尾矿库回水系统及管理要求、办法

4.1尾矿库回水系统

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，有70%可回收供选矿厂重复利用。

尾矿回水系统一般包括：回水泵站或回水井塔、隧道、回水管道和回水池等部分。

4.2 回水系统的管理要求及办法

（1）尾矿库回水系统的设计应充分利用库中水的位能，以节约能源，有条件时应采用静压回水方式。

（2）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。

（3）回水泵站泵的型号、管道的确定应根据日用水量及输送扬程进行确定。

（4）尾矿回水水池容量对中小型选厂不宜小于6～8h的回水水量，大型选厂不宜小于3～4h的回水水量。

（5）如回水采用回水井塔回水，当回水井塔停用时，应进入井内封堵，严禁在井筒上部封井。

（6）如采用多级井塔回水，相邻两井塔高度应有1m左右重叠高度，以确保连续回水。

5.尾矿水处理系统及管理要求、办法

尾矿库在使用过程中，尾矿坝会渗出一定数量的水，这些水中会含有一定数量的有害物质。这些水一方面可通过坝下的截渗回收设施扬送回尾矿库供回水利用；另一方面向下游排放，应建立尾矿水处理系统，使之达到排放标准后排放。

国内在尾矿库管理中关于尾矿水净化处理的工程设计和实践尚少，适合尾矿水特点的净化方法很少，一般可采用自然净化和物理化学及化学净化方法，当尾矿水中有害物质的含量经自然净化后仍不能达到排放标准及卫生标准时，则需采用物理化学及化学方法进行净化。

6.尾矿库的坝体观测系统及管理要求

尾矿坝一部分可用肉眼对坝坡有无明显变形、塌坑、沼泽化、渗水、裂缝及蚁穴、鼠洞等进行观测，对于重要的尾矿坝必须借助仪器设备进行：①坝体水平、位移观测；②坝体沉降观测；③坝体固结观测；④坝体孔隙水压力观测；⑤坝体浸润线观测；⑥坝基压力观测；⑦绕坝渗流观测；⑧渗流量观测；⑨渗流水水质监测等观测工作。

尾矿库的安全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、防重于抢、有备无患”和“谁使用、谁管理、谁负责”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、调洪高度、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]王涛； 尾矿库危险有害因素的分析及预防[J]；矿业快报；2008年03期

[3]李全明；谢旭阳；陈守仁；王云海；尾矿库安全监测关键点[J]；劳动保护；2008年12期

[4]赵杰，李淑英；尾矿坝浸润线控制[J]；西部探矿工程；2005年02期