尾矿库安全专篇报告

11.概述1.1工程概况湖南xx市xx矿位于xx市东南，距xx市区约26m。xx尾矿库建在矿部东北距矿部1km的山沟内，与矿部有一山之隔，尾矿库三面环山，北面为观音岭，东北有石流山和十里山等高山及其余脉，中间为山谷，地面径流，自上游山坡汇流至坝址处向西排至下游。坝址地形狭窄，为V型河谷，坝址上游地形开阔。该库由冶金工业部长沙冶金设计研究院1977年设计，1978年施工后并投入使用。原设计采用当地材料筑坝，库尾放矿的方式堆存尾矿。初期坝型为均质土坝，坝顶高程455.0m，坝高30.0m，坝顶宽5.0m，坝轴线长约90.0m。上、下游坝坡分三级，坡比自上至下分别为1：2，1：2.5，1：3.0，下游坡的变坡处均设宽2.0m的马道，下游坡脚设7.5m高的排水棱体。该库采用溢洪道排洪，溢洪道坝顶标高为454.0m，坝宽原设计3孔共20.8m，实际施工仅2孔共10m。相应设计总库容77×104m3，有效库容62×104m3，可服务20年。尾矿库运行以来，由于溢洪道标高较高长期高水位状态，且又是库尾放矿，坝前积水，整个初期坝体处于饱和状态，排渗棱体渐渐失效，下游坝坡多处渗水，相继出现管涌和流土，1998年2月13日在坝坡约453.0m高程处渗漏突然扩大，大量尾矿水涌出，以致坝体溃决，大量尾矿流失。据当时矿方估计流失库水约3×104m3，尾矿约2×104m3，冲走坝体土方约2×104m3。此后因降雨不断，明天有雨水夹带尾矿从缺口下泄冲刷坝体。事故后xx市政府组织抢险班子对该缺口进行抢险修复，并2将溢洪道开挖加深，目前坝顶标高455.0m，库内水位标高452.30m。为了保证尾矿库的安全运行，xx矿委托我公司进行其尾矿库工程的改造设计工作，针对该尾矿库现状和各项验算内容，本次改造设计完善现有的排洪系统等工程改造。a）加固坝体现有坝为不透水均质粘土坝，坝顶高程455.0m，坝底高程425.0m，最大坝高30.0m，坝顶宽4.0m，坝轴线90.0m；下游坝坡约1：2.0。对于30.0m高的土坝，4级建筑物，外坡均偏陡。为提高坝体稳定性，外坡加筑土坝，使外坡坡比达到1：3.0，并在坝脚增设排水棱体和排水褥垫。外坡面用草皮护坡。b）增设排洪、排水设施，在库区右岸设置排水斜槽及排水明渠排洪，在坝肩及坝坡增设了排水沟。c）新建回水池，使库内回水循环利用，减少环境污染。d）加强劳动保护，编制应急救援预案。32.尾矿库安全要求根据国家安全生产监督管理总局〔2006〕第6号令，尾矿库的建设、运行、闭库、和闭库后再利用及其安全监督管理，必须执行《尾矿库安全监督管理规定》（国家安全生产监督管理总局第6号令），其安全技术要求及尾矿库等级划分标准等按照《尾矿库安全技术规程》（AQ2006-2005）执行。xx尾矿库总库容77×104m3，总坝高30.00m，根据《重大危险源辨识》（GB18218-2000）和《关于开展重大危险源监督管理工作的指导意见》（安监管协调字〔2004〕56号），“全库容≥100×104m3，或者坝高≥30m的尾矿库属重大危险源。”该库为Ⅳ等尾矿库，属于重大危险源，保证安全，必须从勘察、设计、施工、监理、管理各个环节高度重视尾矿库的安全，全面执行《尾矿库安全监督管理规定》和《尾矿库安全技术规程》，并由省级安全生产监督管理部门委托市级安全生产监督管理部门负责本尾矿库的安全监督管理。2.1编制依据和安全标准2.1.1编制依据1)《xxxx尾矿库工程建设工程设计合同》2）《中华人民共和国安全生产法》3）《中国人民共和国矿山安全法》4）《尾矿库安全监督管理规定》（〔2006〕6号令）5）《关于印发（湖南省非煤矿矿山建设项目安全设施设计审查与竣工验收实施办法（试行）的通知》（湘安监管－〔2006〕1号）；46）《xxxx尾矿库除险加固设计报告》2.1.2技术标准a）《水工混凝土结构设计规范》（SL/T191-96）b）《建筑抗震设计规范》（GB50011-2001）c）《碾压式土石坝设计规范》（SL274-2001）d）《选矿厂尾矿设施设计规范》（ZBJ1-90）e）《湖南省暴雨洪水查算手册》（湖南省水利水电厅1984年9月）2.2安全生产管理原则规定根据《尾矿库安全监督管理规定》要求1）业主负责组织建立健全尾矿库安全生产责任制，制定完备的安全生产规章制度和操作规程，实施安全管理。2）业主应当针对垮坝、漫顶等安全生产事故和重大险情制定应急救援预案，并进行预案演练。3）业主应当建立尾矿库工程档案，特别是隐蔽工程的档案，长期保管。4）从事尾矿库放矿、筑坝、排洪和排渗设施操作的专职工作人员必须取得特种作业人员尾矿工操作资格证书，方可上岗作业。5）尾矿库的勘察、设计、安全评价、施工及施工监理等，业主应当委托具有相应资质的单位承担。6）尾矿库建设项目应当进行安全设施设计并经审查合格后，方可施工，无安全设施设计或者安全设施设计未通过审查，不得施工。7）施工中需要对设计进行局部修改的，应经原设计单位认可；对涉5及尾矿库库址、等别、尾矿坝坝型、排洪方式等重大设计方案变更时，应当由原设计单位重新设计，并报尾矿库建设项目安全设施的原审批部门审批。8）业主应按照有关规定，为其尾矿库申请领取安全生产许可证。未依法取得安全生产许可证的尾矿库，不得生产运行。9）每三年至少进行一次尾矿库安全评价，并采取必要措施，消除安全隐患。尾矿库安全评价工作要委托尾矿库稳定验算、尾矿库水文计算、构筑物计算的安全评价单位。2.3安全生产管理技术要求尾矿库工程作为一项重大危险源的环境保护工程，必须将安全放在首位。尾矿库安全的内容：1）尾矿库库区的安全；2）尾矿库防洪安全；3）尾矿库坝和尾矿堆积坝坝坡稳定安全；4）尾矿库坝和尾矿堆积坝渗流稳定安全；5）尾矿堆积坝堆积边坡防止暴雨冲刷安全；6）尾矿库动态监测和通讯配置的可靠性。本尾矿库工程的设计，在确定尾矿库库址、等级、坝型及断面、上游式筑坝方法、防洪标准、防洪安全标准、设计洪水及调洪演算、排洪构筑物结构断面、尾矿堆积坝概化分区及相应物理力学指标、尾矿坝及尾矿堆积坝体排渗层的设置、坝体浸润线位置、尾矿堆积坝坡稳定性计6算的荷载、荷载组合及其计算方法、尾矿坝及尾矿堆积坝坡抗滑稳定安全性标准、坝肩和坝坡排水沟、坝坡护坡材料等均严格遵循《选矿厂尾矿设施设计规范》，符合《尾矿库安全技术规程》的要求。73.尾矿库库区安全分析3.1库区水文地质、地形情况3.1.1地形地貌湖南xxxx矿位于xx市东南，距xx市区约26m。xx尾矿库建在矿部东北距矿部1km的山沟内，与矿部有一山之隔，尾矿库三面环山，北面为观音岭，东北有石流山和十里山等高山及其余脉，中间为山谷，地面径流，自上游山坡汇流至坝址处向西排至下游。坝址地形狭窄，为V型河谷，坝址上游地形开阔。东、南、北三面地势较高，仅南西地势较低，大气降水顺地表径流汇集于库区西排出，库区高程为691.0～723.0m。库区中间低洼，南、西、东三面地势较高，山坡坡角平缓，坡角在14～22°，库区无明显自然陡坎。库区地貌主要受地表岩性分布所控制，已建尾矿库下游为荒山，没有建筑物和村庄。3.1.2水文气象条件库区及周边范围属季风调节向大陆性气候过渡的湿润气候地带，四季分明，降雨量充沛，据气象站资料：年平均气温为18℃，年平均降雨量为1800mm，每年9月至次年3月为枯水季节；4～8月为丰水季节。每年均有降雪，但降雪时间不长，冰冻不厉害，库区范围入附近未见大的水系流域，皆为源头山间溪流，水源主要来源于大气降水。库区内无常年性地表水体，只有大气降水后地表水临时向低洼地带汇集，形成临时性地表流水。地下水主要空隙潜水和基岩岩溶隙水，主要来自于大气降水和入渗补给，蒸发排泄为主。83.1.3地质构造根据《xx锰矿xx尾沙坝工程地质简报》说明，场区内大部分为第四纪的冲积－坡积层覆盖，下覆基岩主要为砂岩与花岗斑岩，边缘部分有少量石灰岩出露。具体说，北坝段为砂岩，南坝段以及南部靠山部位为花岗斑岩，溢洪道段为灰岩。库区大部分为砂岩，场区除有F1断层从北坝肩斜穿过以外，没有发现其他不良地质现象，且F1断层也未发现有近期活动现象。3.1.4地层岩性库区植被较好，局部地段有基岩露头，库区入周围分布如下：1）漂石、卵石层（Qal+pll）：主要成分为花岗岩和石英岩，大小混杂，最大者体积可达1.0m3，磨圆度差，多具次棱角状，主要冲填砾砂及少量粘土，分布于河床，厚度不详。2）残积坡积粘土层（Qel+dll）：浅黄色、黄褐色、灰白色、紫红色砂质黏性土，含石英砂25％～35％，饱和、可塑～硬塑状态，厚2～5m，湿～饱水状态随深度由可塑～硬塑～坚硬状态。3）燕山期花岗斑岩（rπ）：浅灰色或灰白色，主要成分为石英、长石和少量暗色矿物组成，长石斑晶明显，风化较剧烈，分布于河床及左岸。在左岸河床边有出露。4）泥盆系跳马涧砂岩（D2t）：浅灰～灰白色石英砂岩，岩性坚硬，节理裂隙面发育，岩层走向NE，倾向NW，倾角20°～50°。分布于右岸。93.1.5不良地质现象库区地形起伏较小，地势较平缓，地质构造作用及其微弱，不具备形成泥石流、滑坡、崩踏等地质灾害的物质地形条件。经现场地质调查在库区及周围未见有滑坡等不良地质现象，也未发现溶洞。3.2库区地质情况评价根据现场勘探，拟建库区汇水区地表坡度较小，加之汇水面积较小，山洪爆发的可能性较小，库区内未见有影响坝址稳定的断裂带。沟谷内风化下切较深，有弱导水性。库区地形地质条件简单。工程地质条件简单，第四系黄土、粘土是库坝较好的筑坝材料。综上所述，本区内不良地质作用较小。3.3尾矿库环境危害程度分析目前尾矿库的尾矿中含有Mn，Fe等金属，对它的回采综合利用是一项资源在利用工程，对于回采、选矿后的尾矿，数量大为减少，且仍存放到原尾矿库，但是尾矿中仍含有暂时不能回收的有用矿物，如果随意排放不仅会造成资源的流失，而且会淤积河道，造成严重的环境污染。因此，进行尾矿回采综合利用及选后尾矿处理，以有效地减少尾矿对环境的污染。考虑尾矿继续堆存在xx尾矿库，可节省新建尾矿库的大量资金，同时也避免尾矿随意排放而污染环境。3.3.1废气目前选矿工艺是浮选、重选、磁选相结合，目前选厂尚未设计，如流程中需加入选矿药剂，尾矿中就必然含有这些药剂，药剂一般具挥发10性，产生有刺激性气体。该尾矿库位于“V”字形河谷的开阔山谷中，居民区和生产区都不在主导风向的下方，其主导风向下方为山谷深部无人处，对人群和环境的影响相对较小。3.3.2固体废弃物新建选厂处理尾矿干渣量为200t/d，每天有100余吨的固体废弃物进入尾矿库。将固体废弃物堆存于尾矿库中可有效防止对下游环境的污染。在干旱季节，沉积滩的扬尘只澄清区和尾矿库后部，不会对居民区和生产区造成影响，况且尾矿库坝体轴线较短，尾矿排放水流自身即可避免产生扬尘现象。3.3.3废水从选矿厂出来的尾矿浆中含有选矿药剂及某些有害成份，直接排放会对下游水体造成污染，因此通过在尾矿库中的澄清、沉积和氧化自净作用，使尾矿水澄清后排向下游。如排放水不能达标，则尾矿水的进一步处理不属本工程设计范围。3.3.4噪声尾矿库的噪声仅为基建施工期间的设备所产生，经工程分析及声环境预测，其产生的噪声对周围环境影响较小。此外尾矿库的警报进行年度检查和演习时会产生短暂的噪声，但时间非常短，对周围环境影响较小。尾矿库改造和排洪系统建设时对水土流失有一定的影响。因此尾矿库建设时不仅需对库区周边山体的稳定采取有效措施，同时要在尾矿堆积边界以上范围加强植树造林工作，做好植被防护，防止水土流失和泥11石流的产生，以减少尾矿库建设和使用对库区居民生活的影响。124.主要安全隐患及对策4.1尾矿库存在的安全隐患尾矿库主要存在的危险有害因素有：4.1.1垮坝1）由于尾矿库坝体为碾压均质土坝，因设计、施工等各种因素影响存在垮坝的风险。2）由于库内放矿方式不当，如集中放矿等，造成细颗粒尾砂在那前大量沉积，形成透镜体，产生坝前薄弱层，随着坝高的上升具有垮坝危险。3）尾矿库堆积高程超出设计最终堆积高程时，易产生垮坝危险。4）尾矿坝上游主沟小挡水坝上、下游边坡均比较陡