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某尾礦庫安全隱患分析及治理方案

文檔作者：李道明，余國平文檔來源：中國瑞林工程技術(shù)有限公司		點擊數(shù)：	更新時間： 2024年06月06日
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〔摘要〕對某尾礦庫存在的安全隱患進行了調(diào)查和分析，根據(jù)庫區(qū)地形提出在庫外新建截排洪設(shè)施以
及對現(xiàn)有堆積壩筑壩方式進行調(diào)整等治理方案。方案實施后可解決尾礦庫目前的安全隱患，符合環(huán)保要求，
也能提高庫容利用率，延長尾礦庫的服務(wù)年限。
〔關(guān)鍵詞〕尾礦庫；防洪安全；堆積壩；隱患分析；治理方案
中圖分類號： X９３６ 文獻標識碼： B 文章編號：１００４－４３４５（２０１６）０６－００４２－０３
Ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ Ｐｏｔｅｎｔｉａｌ Ｓａｆｅｔｙ Hａzａｒｄ ａｎｄ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｍｅａｓｕｒｅｓ ｏｆ ａ Ｃｅｒｔａｉｎ Ｔａｉｌｉｎｇｓ Ｓｔｏｒａｇｅ
LＩ Dａｏｍｉｎｇ, ＹU Gｕｏｐｉｎｇ
(Ｃｈｉｎａ Ｎｅｒｉｎ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｃｏ．, Lｔｄ．, Ｎａｎｃｈａｎｇ, Ｊｉａｎｇxｉ ３３００３１, Ｃｈｉｎａ)
Ａｂｓｔｒａｃｔ Ｔｈｅ ｓａｆｅｔｙ ｈａzａｒｄ ｅxｉｓｔｅｄ ｉｎ ａ ｃｅｒｔａｉｎ ｔａｉｌｉｎｇｓ ｓｔｏｒａｇｅ ｉｓ ｉｎvｅｓｔｉｇａｔｅｄ ａｎｄ ａｎａｌｙzｅｄ ｉｎ ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ, ａｃｃｏｒｄｉｎｇ ｔｏ ｔｈｅ
ｔｏｐｏｇｒａｐｈｙ ｏｆ ｓｔｏｒａｇｅ ａｎｄ ｅxｐａｎｓｉｏｎ ｒｅqｕｉｒｅｍｅｎｔ, ｎｅw ｆｌｏｏｄ ｄｅｔｅｎｔｉｏｎ ａｎｄ ｄｉｓｃｈａｒｇｅ ｆａｃｉｌｉｔｉｅｓ ｓｈａｌｌ ｂｅ ｂｕｉｌｔ ｏｕｔｓｉｄｅ ｔｈｅ ｓｔｏｒａｇｅ ａｎｄ ｔｈｅ
ｅxｉｓｔｉｎｇ ｄａｍ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｍｅｔｈｏｄ ｎｅｅｄｓ ｔｏ ｂｅ ａｄｊｕｓｔｅｄ． Ａｆｔｅｒ ｔｈｅ ｉｍｐｌｅｍｅｎｔａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｍｅａｓｕｒｅｓ, ｔｈｅ ｓａｆｅｔｙ ｈａzａｒｄ ｅxｉｓｔｅｄ ｉｎ ｔｈｅ
ｔａｉｌｉｎｇｓ ｓｔｏｒａｇｅ wｉｌｌ ｂｅ ｒｅｓｏｌvｅｄ, ｂｙ wｈｉｃｈ ｔｈｅ ｔａｉｌｉｎｇｓ ｓｔｏｒａｇｅ ｃａｎ ｍｅｅｔ ｔｈｅ ｅｎvｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ ｒｅqｕｉｒｅｍｅｎｔ, ｉｎｃｒｅａｓｅ ｔｈｅ ｓｔｏｒａｇｅ ｃａｐａｃｉｔｙ
ａｎｄ ｅxｔｅｎｄ ｔｈｅ ｓｅｒvｉｃｅ ｌｉｆｅ ｏｆ ｔａｉｌｉｎｇｓ ｓｔｏｒａｇｅ．
Kｅｙwｏｒｄｓ ｔａｉｌｉｎｇｓ ｓｔｏｒａｇｅ; ｆｌｏｏｄ ｃｏｎｔｒｏｌ ｓａｆｅｔｙ; ｆｉｌｌ ｄａｍ; ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ ｐｏｔｅｎｔｉａｌ ｈａzａｒｄ; ｃｏｎｔｒｏｌ ｍｅａｓｕｒｅｓ
某尾礦庫安全隱患分析及治理方案
李道明，余國平
（中國瑞林工程技術(shù)有限公司，江西南昌３３００３１）
收稿日期：２０１６－０２－２９
基金項目：江西省“贛鄱英才５５５ 工程”領(lǐng)軍人才培養(yǎng)計劃項目經(jīng)費資助。
作者簡介：李道明(１９８０—),男,工程師,主要從事水工專業(yè)相關(guān)設(shè)計與研究工作。
尾礦庫是對金屬或非金屬礦山開采出的礦石經(jīng)
選別后排出的尾礦進行堆存處理，維持礦山正常生
產(chǎn)的必要設(shè)施[１－２]，通常是利用地形，圍筑堤壩，形成
一定的容積，將尾礦排入其中。由于尾礦數(shù)量大，且
含有暫時不能處理的有用或有害成分，若處置不當(dāng)，
不僅會導(dǎo)致資源的流失，還會對周圍的環(huán)境造成嚴
重的污染。尾礦庫是重要的污染源和危險源，近些年
因尾礦庫失事造成人員傷亡和有毒污染物下泄的事
故屢屢發(fā)生，給人民群眾生命財產(chǎn)造成重大損失，對
環(huán)境安全構(gòu)成嚴重威脅[３]。本文擬針對某尾礦庫進行
調(diào)查和分析得出的安全隱患，根據(jù)庫區(qū)具體情況提
出相應(yīng)的治理方案，以供類似項目參考。
１ 某尾礦庫現(xiàn)狀
某尾礦庫位于福建省寧化縣境內(nèi)，于２００８ 年建
成并投入使用，屬山谷型尾礦庫。該尾礦庫采用上游
法尾礦筑壩成庫，尾礦壩由初期壩和堆積壩構(gòu)成，初
期壩為透水堆石壩，堆積壩采用上游直接沖積法放
礦形成，總壩高１２９．０ ｍ，總庫容約２ １４６．９ 萬ｍ３。尾
礦庫排洪系統(tǒng)采用框架式排水井+排洪隧洞+消力
池。目前，堆積壩高５５ ｍ，距離總壩高還剩３０ ｍ，尾
礦庫尚余庫容約１００１．１ 萬ｍ３，所剩庫容已不多。
該尾礦庫主要由東西兩條支溝組成，按原設(shè)計
的堆壩和放礦方式，目前西支溝內(nèi)的匯水入庫后很
難通過庫內(nèi)排洪系統(tǒng)排走。為減少入庫雨水實現(xiàn)清
污分流，沿尾礦庫庫區(qū)周邊設(shè)置了環(huán)庫截水溝，根據(jù)
現(xiàn)場踏勘情況，受暴雨影響局部位置已出現(xiàn)了坍塌
或被滾落的土石塊而淤堵的現(xiàn)象。
２ 尾礦庫安全隱患及分析
2.1 排洪安全隱患
近年全球氣候變化異常，極端大雨、暴雨常有發(fā)
第３７ 卷
第６ 期有色冶金設(shè)計與研究
２０１６ 年
１２ 月
萬方數(shù)據(jù)
第６ 期
生，像２０１５ 年５ 月１９ 日寧化當(dāng)?shù)乇┯杲常埃?ｍｍ，
降雨記錄資料不斷更新，使得原設(shè)計標準下的計算
洪水量大大增加。根據(jù)庫區(qū)現(xiàn)狀地形圖，采用福建省
最新的暴雨參數(shù)及匯流參數(shù)計算公式等水文資料，
對尾礦庫重新進行洪水計算。計算結(jié)果表明，洪峰流
量和一次洪水總量均比原設(shè)計大，特別是洪峰流量
接近原設(shè)計值的兩倍，經(jīng)調(diào)洪演算現(xiàn)有排洪系統(tǒng)不
能滿足尾礦庫整個使用期內(nèi)的防洪安全要求，輕則
引起干灘不足，重則引發(fā)洪水漫壩。而且，隨著堆積
壩上升，按現(xiàn)有堆壩方式，西支溝的入庫洪水難以及
時排走，易使尾礦壩的浸潤線抬高，因此可以判定，
尾礦庫排洪存在一定的安全隱患。
2.2 堆積壩安全隱患
根據(jù)原設(shè)計的堆壩方式，該尾礦庫西支溝從現(xiàn)
狀堆積壩高程以上基本利用不到，經(jīng)量算得知西支
溝的匯水面積約０．９ kｍ２，這部分匯水形成的洪水
將對堆積壩的安全構(gòu)成直接的威脅。從現(xiàn)場調(diào)查情
況看，在西支溝位置已出現(xiàn)因暴雨洪水而引發(fā)山體
邊坡垮塌或周邊設(shè)置的清污分流設(shè)施沖毀等安全
環(huán)保問題，如果不進行治理，勢必將成為堆積壩的
安全隱患。
2.3 安全隱患分析
從現(xiàn)狀排洪系統(tǒng)能力不足以及現(xiàn)場調(diào)查發(fā)現(xiàn)的
尾礦庫安全隱患來看，歸根結(jié)底是由于水文資料的
更新以及近年來極端降雨天氣增多，使得尾礦庫的
防洪能力以及堆積壩的抗沖刷能力不能完全滿足現(xiàn)
有條件下的安全要求，為消除該安全隱患，必須進行
治理。
３ 尾礦庫隱患治理方案
針對該尾礦庫的運行現(xiàn)狀以及后期庫容利用率
低的實際情況，結(jié)合現(xiàn)有的地形條件，對存在的安全
隱患進行綜合分析研究，提出對現(xiàn)有尾礦庫的堆壩方
式進行調(diào)整以及增加排洪設(shè)施的以下兩種解決方案。
１）方案一：利用尾砂加筋處理堆壩及新建庫外
截排洪設(shè)施。
該方案是從現(xiàn)狀堆積壩高程以上開始調(diào)整原設(shè)
計中靠西支溝一側(cè)的堆壩軸線，使其堆壩軸線不再
平行于已堆壩軸線而是分兩段折向西支溝左側(cè)山
體，其余部分堆壩軸線按原設(shè)計不變。為滿足西支溝
內(nèi)堆存尾礦的干灘和排水要求，調(diào)整后的西支溝堆
壩部分按外坡１:３．０（原設(shè)計外坡１:４．０）的坡度進行
上游式堆壩，堆積壩每上升５ ｍ 設(shè)一平臺，平臺寬度
為２．５ ｍ。為保證堆積壩邊坡的安全，考慮在尾砂堆
壩過程中鋪設(shè)加筋材料進行處理，即堆壩每升高
５ ｍ 鋪設(shè)一層土工格柵，垂直壩軸線寬度２５～２０ ｍ，
未調(diào)整堆壩軸線部分按原設(shè)計的堆壩方式不變。同
時考慮堆積壩末期排洪安全問題，轉(zhuǎn)彎后部分堆積
壩對面山體開挖出排水排洪通道。
由于水文資料更新較快，庫區(qū)暴雨洪水量變化
大，為減少入庫洪水、降低尾礦庫排洪壓力，考慮在
西支溝上游新建截洪壩，并通過新建排洪隧洞將西
支溝的洪水排向庫外。
圖１ 方案一平面布置
２）方案二：利用尾砂按原設(shè)計坡度堆壩及新建
庫內(nèi)排洪設(shè)施方案
該方案也是從現(xiàn)狀堆積壩高程以上開始調(diào)整原
設(shè)計中靠西支溝一側(cè)的堆壩軸線，使其堆壩軸線不
再平行于已堆壩軸線而是分兩段折向西支溝左側(cè)山
體，其余部分堆壩軸線按原設(shè)計不變。但調(diào)整后的堆
壩軸線部分仍按原設(shè)計的外坡坡度進行上游式堆
壩，堆積壩每上升５ ｍ 設(shè)一平臺，平臺寬度為２．５ ｍ。
該方案相比原設(shè)計除西支溝一側(cè)調(diào)整堆壩軸線外，
其他堆壩工藝均不變。
調(diào)整堆壩軸線后，受山體地形限制以及干灘要求
影響，西支溝匯水形成的洪水難以通過尾礦庫現(xiàn)有
排洪設(shè)施排走，為保證尾礦庫的排洪安全要求，根據(jù)
距離最終壩頂高程的總高差及該支溝的匯水面積，
考慮在西支溝內(nèi)即新建２ 座排水井分別通過支隧洞
與現(xiàn)有主隧洞連通進行排洪。另外，為滿足干灘要求
需對庫內(nèi)局部位置的山體進行削坡處理。
圖２ 方案二平面布置
以上兩種治理方案的技術(shù)經(jīng)濟比較詳見表１。
某尾礦庫安全隱患分析及治理方案 ·４３·
萬方數(shù)據(jù)
有 色 冶 金 設(shè) 計 與 研 究 第 ３７ 卷
表面再利用厚約８～１０ ｃｍ 的Ｃ１５ 素混凝土填充抹
平的方式進行處理，以形成傾向截洪溝的坡度，從而
使雨水能夠順利導(dǎo)入截洪溝。西側(cè)被采石場挖斷的
截洪溝需要重新修建。
３）臨時覆蓋修復(fù)。對破損的臨時覆蓋膜進行修
復(fù)，并在較長時間不進行垃圾填埋作業(yè)的區(qū)域繼續(xù)
及時采用１．０ ｍｍ 厚HDＰＥ 膜覆蓋，覆蓋層阻隔的清
水在臨時覆蓋區(qū)表面增加徑流導(dǎo)排溝，引入周邊截
洪溝陡槽直接排出場外，或者匯流到低洼處再采用
臨時抽水泵輔助排水，抽排出庫區(qū)。
４）完善滲瀝液收集。低凹處積存的滲瀝液采用
開溝或設(shè)潛污泵抽排，使垃圾堆體穩(wěn)定，便于作業(yè)和
車輛通行，有利于作業(yè)和排水。
４ 結(jié)束語
有效地清污分流，不僅可以顯著改善填埋場作
業(yè)環(huán)境，避免因雨水而引起滲瀝液大量增加，從而減
少污水處理成本，還可以防止?jié)B瀝液外溢、覆蓋損
毀、垃圾暴露散發(fā)惡臭等嚴重污染周邊環(huán)境的問題
產(chǎn)生[４]。根據(jù)麥園垃圾填埋場的現(xiàn)狀，分析了清污分
流系統(tǒng)存在的問題，并根據(jù)工程的實際情況，對存在
的問題進行了相應(yīng)的治理措施設(shè)計和實施治理，同
時加強了管理。在今年暴雨量較去年明顯偏多的情
況下，未再發(fā)生滲瀝液外溢事故，實踐表明，該治理
措施在今年汛期起了重要作用。
參考文獻
［１］ 王漢強，曹學(xué)新．城市生活垃圾處理的工程實踐［Ｊ］．有色冶金設(shè)
計與研究，１９９７（１）:１８－２３．
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［３］ 錢學(xué)德，郭志平，施建勇，盧廷浩．現(xiàn)代衛(wèi)生填埋場的設(shè)計與施
工［Ｍ］．北京：中國建筑工業(yè)出版社，２００１．
［４］ 焦琰．山谷型生活垃圾填埋場運行期間污染防控及其工程應(yīng)用
研究———以重慶市某垃圾衛(wèi)生填埋場為例［D］．重慶:重慶大
學(xué)，２０１４．
（上接第４１ 頁）
表１ 兩種治理方案技術(shù)經(jīng)濟比較
根據(jù)以上兩種治理方案的技術(shù)經(jīng)濟比較結(jié)果，
采用方案一性價比更高，技術(shù)上安全可行，實施難度
也相對要小，特別是該方案新建的截排洪設(shè)施還可
作為將來閉庫后庫內(nèi)排洪的通道，可謂一舉兩得，因
此，經(jīng)綜合考慮確定采用方案一即利用尾砂加筋處
理堆壩及新建庫外截排洪設(shè)施方案作為該尾礦庫安
全隱患的治理方案。
４ 結(jié)論
該尾礦庫按照確定的治理方案實施后，不僅能
夠解決尾礦庫目前存在的安全隱患，也符合環(huán)保要
求；另外，提高庫容利用率延長尾礦庫的服務(wù)年限，
在庫外新建截排洪設(shè)施還可減少將來閉庫時的排洪
設(shè)施投資，社會和經(jīng)濟效益顯著。同時，本文為解決
上游式尾礦庫同類問題提供了以下工程經(jīng)驗可作參
考：１）可根據(jù)地形來調(diào)整堆積壩的壩軸線和堆積壩
的外邊坡，不必一味地堅持一個方向一坡到頂?shù)亩?
積方式，以提高尾礦庫的庫容利用率。２）對于中后期
排洪系統(tǒng)的布置應(yīng)兼顧尾礦庫閉庫時的排洪需要，
以節(jié)省閉庫的投資。３）為滿足環(huán)保要求，減少入庫洪
水量，一般在庫周設(shè)置截洪明溝。截洪明溝通過為排
走庫內(nèi)較大匯水面積的支溝而設(shè)置的截洪壩和排洪
隧洞，將山體坡面匯集的洪水?dāng)r截并導(dǎo)到庫外。這種
排洪布置方式既能達到日常清污分流的作用，也可
在設(shè)計標準洪水下分流一部分匯水面積的洪水使之
不入庫，以提高尾礦庫的防洪能力。
參考文獻
［１］ 田文旗，薛劍光．尾礦庫安全技術(shù)與管理［Ｍ］．北京:煤炭工業(yè)出
版社，２００６．
［２］ 吳宗之，梅國棟．尾礦庫事故統(tǒng)計分析及潰壩成因研究［Ｊ］．中國
安全科學(xué)學(xué)報，２０１４（９）:７０－７６．
［３］ 楊麗紅，李全明，程五一，等．國內(nèi)外尾礦壩事故主要危險因素
的分析研究［Ｊ］．中國安全生產(chǎn)科學(xué)技術(shù)，２００８（５）:２８－３１．
治理方案具體措施技術(shù)特點
主要
工程
投資
增加
庫容
單位
庫容
新增
投資
利用尾砂加
筋處理堆壩
及新建庫外
截排洪設(shè)施
方案
局部調(diào)整堆壩軸線
及坡度，鋪設(shè)加筋
材料，開挖排洪通
道，新建截洪壩及
排洪隧洞。
在庫區(qū)外實
施，難度相對
要小，便于清
污分流
７９０
萬元
１２５．２
萬ｍ３
６．３
元/ｍ３
利用尾砂按
原設(shè)計坡度
堆壩及新建
庫內(nèi)排洪設(shè)
施方案
局部調(diào)整堆壩軸線
但坡度不變，新建
兩座排水井及相應(yīng)
支隧洞，庫內(nèi)局部
位置山體要進行削
坡處理
在庫區(qū)內(nèi)實
施，實施難度
大，不利于清
污分流，庫內(nèi)
排洪壓力大
７６０
萬元
１１０．３
萬ｍ３
６．９

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