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有色金属尾矿安全管理与预防事故措施

   日期:2011-04-20     浏览:1713    评论:0    
核心提示:选矿中分选作业的产物之一,其中有用目标组分含量最低的部分称为尾矿。 在当前的技术经济条件下,已不宜再进一步分选。但随着生产科学技术的发展,有用目标组分还可能有进一步回收利用的经济价值。尾矿并不是完全无用的废料,往往含有可作其他用途的组分,可以综合利用。实现无废料排放,是矿产资源得到充分利用和保护生态环境的需要。选矿中分选作业的产品之一,在此作业的产品中,其有用成分的含量最低。在当前的技术经济条件下,不宜再进一步分选的矿,称最终尾矿。

    建国以来,特别是党的十一届三中全会以来,随着我国有色金属工业的发展,有色金属矿尾矿技术有了很大的进步,尾矿工程的建设取得了很大成就。据不完全统计,有色矿山先后建成500余座尾矿库,已堆存尾矿量15亿吨,保证了有色矿山生产的需要,防止了尾矿的流失和对环境的污染。
  
  一、有色矿山尾矿及尾矿库的特性
    我国有色矿山遍布全国各地,规模大小不一,选矿方法各异,但其尾矿及尾矿库有共同的特性。主要有:
 
    (一)尾矿产率高
    有色矿山原矿金属品位较低,一般不超过1%,有的甚至0.1%以下。因此尾矿产率很高,大多数在90%以上。目前,处理矿山尾矿的主要措施仍是尾矿库堆存。因此,做好尾矿库的建设和管理,对有色金属工业的发展有着特殊的重要性。
   
(二)尾矿库规模小
    有色矿山尾矿库除少数1亿m3以上库容的大型库外,多为1000万m3以下库容的中小型库,在安全管理上往往未受到应有的重视。
   
(三)尾矿及尾矿水成份复杂
    由于多种矿物共生、伴生,选矿工艺流程各异,添加药剂种类繁多,这就决定了有色矿山的尾矿和尾矿水中大都含有对生态环境有不利影响的重金属离子和其他化学成分。因此,保证尾矿库安全运行,防止尾矿库溃泄事故的发生,尤为重要。
   
(四)尾矿粒度细
    有色矿山多采用浮选工艺,尾矿粒度200目含量多在65%以上,平均粒径小于0.07mm。另外,由于推广尾矿充填采矿技术,使送到尾矿库的尾矿更加细化,一200 目含量达90%以上。细尾矿的透水性差,不易固结,力学指标低,不利于尾矿坝的稳定。
   
二、尾矿库分类
    根据中国有色金属工业总公司1989年对直属企业尾矿库的初步统计,其坝高、库容等分类结果分别列于表1~5
表1  尾矿库规模分类
统计指标
类型
大型(一、二等)
中型(三等)
小一型(四等)
小二型(五等)
座数(座)所占比例(%)
16
8.9
45
25
85
47.2
34
18.9
    注:类型划分标准以规范(ZBJ-90)为准。
 
1  尾矿库挡水坝及初期坝的坝型统计
坝型
座数(座)
比例(%)
最大坝高(m)
最在坝高的尾矿库名称
土坝
堆石坝
透水堆石坝
定向爆破堆石坝
浆砌石坝
拱坝
水坠坝
赤泥初期坝
砼坝
草土坝
86
36
23
2
20
4
4
4
1
8
45.74
19.15
12.23
1.1
10.6
2.13
2.13
2.13
0.5
4.3
36
43
68
36
25
54.2
23.2
50
9
17.4
凡口铅锌锌矿沉泥库、贵州铝厂曹官一期赤泥堆场(30)
安庆铜矿失家冲、荡坪钨矿小樟坑尾矿库等(30)
锡矿山龙王池、金堆城栗西尾矿库等(40.5)
厂坝七架沟尾矿库一期初期坝
瑶岭钨矿坪山选厂尾矿库
贵州汞矿大溪尾矿库
白银公司选厂第二尾矿库
山东铝厂赤泥堆场
栗木锡矿新木选厂尾矿库
平桂新路白面山川窿尾矿库、平桂珊瑚矿长
营岭尾矿库(13)
    注:①堆石坝包括干砌、抛填、碾压等方法修成的坝,材料来源包括山剥离废石、爆破石渣及天然卵砾石。表中所列堆石坝为防渗的堆石坝为防渗的堆石坝。
    ②尾矿库名称一栏填有两个库名的,前边的表示尾矿库挡水坝,后者是初期坝,包括内数字表示该库坝高。只写一个库名者表示该坝为初期坝或者此种坝型没有作初期坝的。
    ③厂坝铅锌矿三期坝高度达85m,因系规划设计数,未列入。木子沟尾矿库初期坝高61m系废石堆坝,坝的上游未作防渗或透水的处理,也未列入。
 
2  初期坝坝高统计
坝高范围
座数(座)
比例(%)
备注
<15m
 
15~30m
30~40m
40~50
50~60
60~85m
80(15)
 
64(17)
6(2)
2(1)
(3)
2(1)
51.95(49.22)
 
41.56(41.97)
3.90(4.15)
1.3(1.55)
(1.55)
1.3(1.55)
表右第二列括号内为尾矿库挡水坝的座数;第三列括号中的数为初期坝与尾矿库挡水坝之和所占的比例。
尾矿库挡水坝之和所占的比例
 
 
 
木子沟尾矿坝高61m;七架沟尾矿坝高85m;龙王池尾矿库高68
 
4 尾矿坝设计坝高统计
设计坝高(m)
座数(座)
比例(%)
所属矿山
204~215
164.5~173
80~122.5
 
80~99
 
60~78
30~59.4
7~29.7
2
2
5
 
11
 
26
59
88
1.0
1.0
2.6
 
5.7
 
13.5
30.6
45.6
德兴铜矿
金堆城钼业公司,厂坝铅锌矿
小寺沟铜矿、金堆城钼业公司、漂塘钨矿、大厂车河选厂、柿竹园
瑶岗仙钨矿、大厂巴里选厂、中条山铜矿峪,牟定铜矿、大姚铜矿、德兴铜矿、湘东钨矿、天宝山矿、川口钨矿等
中条山铜矿、盘古山钨矿、宜春钽铌矿等
铜陵铜官山铜矿等
下垅钨矿、可可托海八七选厂、云锡公司等
 
表5 尾矿坝已堆坝高统计(1989年底)
坝高(m)
座数(座)
所属厂矿及尾矿库
122.5
92
86
80
78
73.1
71
70
69~50
49.5~30
29.5以下
1
1
1
1
1
1
1
1
16
37
93
金堆城钼业公司木子沟尾矿库
德兴铜矿2尾矿库
德兴铜矿1尾矿库
大厂巴里选厂尾矿库
金堆城钼业公司栗西沟尾矿库
汝城钨选厂一期尾矿库
中条山胡家峪毛家湾尾矿库
湘东钨4尾矿库
寿王坟铜矿
银山铅锌矿、大厂水坡锡矿选矿厂7尾矿等
务川汞矿二坑选矿厂、石人嶂钨矿梅坑尾矿库等
   
三、尾矿库安全状况
    建国以来,由于各级政府和行业主管部门以及企业领导的重视,有色矿山绝大多数尾矿库基本上做到安全运行,满足了有色金属工业发展的需要。但还存在一定的问题,尤其仍有不少的尾矿库安全状况不能令人满意,甚至问题还十分严峻。
    (一)一些尾矿库由于各种原因曾发生过严重事故,造成重大损失
    (1)1962年9月26日云锡公司火谷都尾矿库溃坝,涌出尾矿330万m3、水38万m3,冲毁耕地8112亩,11个村寨和一个农场共13970人受灾,其中死亡171人、伤92人,直接经济损失2000万元。
    (2)1985年8月25日湖南柿竹园有色矿牛角垅尾矿库溃坝,死亡49人,冲毁房屋17810m3,直接经济损失1300万元。

 
4 尾矿坝设计坝高统计
设计坝高(m)
座数(座)
比例(%)
所属矿山
204~215
164.5~173
80~122.5
 
80~99
 
60~78
30~59.4
7~29.7
2
2
5
 
11
 
26
59
88
1.0
1.0
2.6
 
5.7
 
13.5
30.6
45.6
德兴铜矿
金堆城钼业公司,厂坝铅锌矿
小寺沟铜矿、金堆城钼业公司、漂塘钨矿、大厂车河选厂、柿竹园
瑶岗仙钨矿、大厂巴里选厂、中条山铜矿峪,牟定铜矿、大姚铜矿、德兴铜矿、湘东钨矿、天宝山矿、川口钨矿等
中条山铜矿、盘古山钨矿、宜春钽铌矿等
铜陵铜官山铜矿等
下垅钨矿、可可托海八七选厂、云锡公司等
 
表5 尾矿坝已堆坝高统计(1989年底)
坝高(m)
座数(座)
所属厂矿及尾矿库
122.5
92
86
80
78
73.1
71
70
69~50
49.5~30
29.5以下
1
1
1
1
1
1
1
1
16
37
93
金堆城钼业公司木子沟尾矿库
德兴铜矿2尾矿库
德兴铜矿1尾矿库
大厂巴里选厂尾矿库
金堆城钼业公司栗西沟尾矿库
汝城钨选厂一期尾矿库
中条山胡家峪毛家湾尾矿库
湘东钨4尾矿库
寿王坟铜矿
银山铅锌矿、大厂水坡锡矿选矿厂7尾矿等
务川汞矿二坑选矿厂、石人嶂钨矿梅坑尾矿库等
   
三、尾矿库安全状况
    建国以来,由于各级政府和行业主管部门以及企业领导的重视,有色矿山绝大多数尾矿库基本上做到安全运行,满足了有色金属工业发展的需要。但还存在一定的问题,尤其仍有不少的尾矿库安全状况不能令人满意,甚至问题还十分严峻。
 
    (一)一些尾矿库由于各种原因曾发生过严重事故,造成重大损失
    (1)1962年9月26日云锡公司火谷都尾矿库溃坝,涌出尾矿330万m3、水38万m3,冲毁耕地8112亩,11个村寨和一个农场共13970人受灾,其中死亡171人、伤92人,直接经济损失2000万元。
    (2)1985年8月25日湖南柿竹园有色矿牛角垅尾矿库溃坝,死亡49人,冲毁房屋17810m3,直接经济损失1300万元。

 

 

土坝类初期坝浸润线过高或逸出,坝面裂缝、滑塌、冲刷成沟;
    堆石类初期坝渗漏浑水及渗流稳定问题;
    浆砌石类坝体出现裂缝、渗漏和抗滑稳定问题;
    排水构筑物断裂、渗漏、排水能力不足;
    尾矿库防洪能力和调洪库容不足;
    尾矿坝安全超高或沉积滩长度不足;
    尾矿坝没有足够的抗震能力;
    坝基、坝肩出现稳定和渗流问题;
    库区渗漏、坍岸和泥石流等。
    造成尾矿库病害的原因是多方面的。主要有:设计考虑不周、施工质量不严、生产管理不善和社会因素的影响等。
 
    四、有色矿山尾矿库工程的法规
    我国尾矿工程的技术和建设是从有色矿山开始发展起来的。七十年代以来,在总结我国成功经验的基础上,陆续制定了一系列的法规。目前执行的主要法规有:
    选矿厂尾矿设施设计规范(ZBJ1-90);
    冶金矿山尾矿设施管理规程(1990年);
    上游法尾矿堆积坝工程地质勘察规程(YBJ11-86);
    碾压式土石坝施工技术规范(SDJ213-83);
    尾矿设施施工与验收规程(YS5418-95)等。
 
    五、有色矿山尾矿库安全防范重点

    鉴于有色矿山尾矿库安全正常率较低的实际情况,大力加强尾矿库的安全防范工作就显得尤其重要。重点是:
    (1)各级主管部门和企业领导应认真贯彻《矿山安全法》,进一步克服侥幸和麻痹心理,树立“安全第一”的思想,加强安全意识,确保尾矿库的安全运行;
    (2)完善和加强全行业的尾矿库安全监督检查体系;
(3)建立健全企业内部尾矿库安全管理体系和岗位责任制,企业的安全、技术和生产专职人员各负其责,做好尾矿库的日常管理;
    (4)建设单位应选择具有相应资质的单位,按“设计规范”和“施工及验收规程”的要求,精心设计,精心施工。坚决杜绝无证设计和无证施工的现象;
    (5)安全渡汛是尾矿库安全防范的重点之一,每年汛前应对尾矿库进行安全检查,要采取措施,消除不安全隐患,同时要从人力、物力和财力上作好抢险准备;
    (6)在工程技术方面,尾矿库安全防范的重点部位在于尾矿坝和排洪系统。尾矿坝应满足整体和局部的稳定性要求,对于堆积边坡过陡、浸润线过高、出现裂缝滑坍等现象的尾矿坝,必须及时处理,确保尾矿坝安全可靠。
    对于那些防洪标准不够、尾矿坝安全超高和沉积干滩长度不足、排洪库容和排水能力不够的尾矿库,也必须采取措施,确保尾矿库安全渡汛。
 
    六、尾矿库生产管理人员操作管理要点

    尾矿库生产管理人员应根据设计编制的“生产管理细则”和“冶金矿山尾矿设施管理规程”的要求,切实做好尾矿库的日常管理。其要点如下:
    (1)及时合理调换放矿口,做到尾矿分散沉积,均匀上升,避免独头放矿,不得在库后或一侧岸边放矿;在沉积滩范围内不允许有大面积的矿泥沉积;
    (2)放矿时应有专人管理,不得离岗,所排矿浆不得冲刷初期坝坡和子坝;
    (3)要根据生产要求,及时堆筑子坝;子坝的位置、标高、剖面尺寸和坡比等均应符合设计要求,并作好质量检验和工程记录;
    (4)要及时做好坝肩和坝坡的截水沟,防止雨水冲刷;
    (5)必须执行巡坝护坝制度。严防矿浆管和水管暴裂冲刷坝体;遇有坝体出现裂缝、滑坍、滑坡、沉陷现象时,要查明原因,妥善处理并作好记录;要经常观测坝体浸润线及逸出点的位置以及渗水流量水质,当出现浸润线骤升或渗漏浑水等异常现象时,要查明原因,妥善处理并作好记录;在库区严禁爆破、采石、挖土、滥挖尾矿等危害尾矿库安全的活动;

(6)严格控制库内水位,并按下列要求执行:
    ①在尾矿库全部运行期内,均需满足设计防洪要求;在最高洪水位时,尾矿坝的安全
超高和安全滩长均不得低于表7中的规定值:
 
7  上游式尾矿坝的最小安全超高和最小滩长
坝的级别
1
2
3
4
5
最小安全超高(m)
1.5
1.0
0.7
0.5
0.4
最小滩长(m)
150
100
70
50
40
 
    注:①表中数值系指在设计最高洪水位时必须满足的要求:
    ②尾矿坝在任何时期必须同时满足最小安全超高和最小滩长的要求。
    不得在尾矿滩面或坝肩设置排水口,未经技术论证和上级技术主管部门的批准,严禁用子坝抗洪挡水。
    ②在满足回水水质和水量的要求下,尽量降低库水位;当回水与坝体安全对滩长的要求相互矛盾时,应确保坝体安全。
    ③当尾矿库的实际情况与设计要求不符时,应在汛前进行调洪演算,以指导防洪工作。
    (7)对尾矿库的排洪设施经常进行检查,发现问题,及时处理,确保排洪畅通。
    (8)作好库水位的观测记录,出现异常,立即报告。
 
1.0术语:   
尾矿库是指指筑坝拦截谷口或围地构成的,用以堆存金属或非金属矿山进行矿石选别后排出尾矿或其他工业废渣的场所。尾矿库是一个具有高势能的人造泥石流危险源,存在溃坝危险,一旦失事,容易造成重特大事故。   
2.0总则   
1、尾矿坝管理的基本任务是:做好尾矿的浓缩、分级、输送回水和筑坝,进行尾矿库内水量调配、防汛、抗震和环境保护以及做好尾矿设施的检查维护,监测等各项工作。  
2、为确保尾矿库的安全运行,必须做好筑坝、护坝、坝体排渗等到工作。  
3、尾矿设施管理,必须执行“安全第一,预防为主、防重于抢、有备无患”的方针。   
4、各级领导必须把尾矿设施的安全运行纳入生产计划,要尊重科学,按客观规律办事,凡涉及尾矿坝内必要的工程项目,不得无故缓建或停建。  
5、尾矿库管理必须遵守国家的的有关标准,规范和法令,本细则与国家规定有矛盾时,以国家规定为准。
3.0尾矿库安全管理   
3.1尾矿坝滩顶高程必须满足生产、防汛、放矿和回水的要求;  
3.2尾矿筑坝必须有足够的安全超高、沉积干滩长度和下游坝面坡度;
3.3上游式尾矿筑坝法,应与坝前均匀分散放矿,修子坝或移动放矿管除外,不得任意从库后或库侧放矿。同时满足以下要求:粗颗粒尾矿沉积于坝前,细颗粒排至库内,在沉积滩范围内不允许有大面积矿泥沉积,沉积滩顶应均匀平整;沉积滩坡度及长度等应符合设计要求,严禁矿浆沿子坝坡趾横向流动冲刷坝体;放矿矿浆不得冲刷坝坡;放矿应有专人管理;   
3.4坝体较长时应采用分段交替放矿作业,使坝体均匀上升,应避免滩面出现侧坡、扇形坡或细颗粒尾矿大量集中沉积于一端或一侧;
3.5每期子坝堆筑完毕,应进行质量检查,检查记录需经主管技术签字后存档备查。主要检查内容是:子坝剖面尺寸、长度、轴线位置及边坡坡比;新筑子坝的坝顶及内坡趾滩面高程、库内水面高程;尾矿筑坝质量;   
3.6尾矿滩面及下游坝坡面上不得有积水坑;
3.7控制尾矿库水位应遵循的原则:在满足回水水质和水量要求前提下,尽量降低库水位;当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;水边线应与坝轴线基本保持平行;  
3.8排除库内蓄水或大幅度度降低库水位时,应注意控制流量,非紧急情况不宜骤降;库内设清晰醒目的水位观察标尺,表明正常运行水位和警戒水位;   3.9洪水过后应对坝体和排洪构筑物进行全面认真的检查与清理,发现问题应及时修复,同时采取措施降低库水位,防止连续暴雨后发生垮坝事故;   3.10尾矿库运行期间应加强观测,注意坝体浸润线出逸点的变化情况和分布状态,严格按设计要求控制;  
3.11当发现坝面局部隆起、塌陷、流土、管涌、渗水量增大或渗水变浑等异常情况时,应立即采取措施进行处理并加强观察,同时报告安全管理部门,情况严重的,应报当地安全生产监督部门。
 
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