关于尾矿库排洪系统设计中的问题探讨 杜戴光

发表时间:2020/5/21   来源:《建筑模拟》2020年第3期   作者:杜戴光 杨剑铝 许会
[导读] 尾矿库可以储藏各种选矿的废料避免选矿垃圾给周边的环境造成污染,尾矿库要注意排洪系统的设计工作,要选择比较稳定的排水井避免洪水大量的进到尾矿库里面,因此要研究尾矿库排洪设计题。
        昆明坤泽矿业技术有限责任公司  云南昆明  650106
        摘要:尾矿库可以储藏各种选矿的废料避免选矿垃圾给周边的环境造成污染,尾矿库要注意排洪系统的设计工作,要选择比较稳定的排水井避免洪水大量的进到尾矿库里面,因此要研究尾矿库排洪设计题。
        关键词:尾矿库;排洪系统设计;问题探讨
       
        1 尾矿库排洪系统的意义
        矿山选矿以后产生的大量的“废渣”尾矿会以矿浆形式排出,这些垃圾如果不进行妥善的处理就会对耕地,水源等造成巨大的污染。由于尾矿中含有很多的贵重金属,这些资源还有很大的利用价值,因此不能随意地丢弃,要保存起来留做它用。尾矿库就是为了回收这些尾矿修建的,它的作用就是储存尾矿。它由尾矿库和排洪监测系统组成。
        尾矿库的排洪系统和水库的排洪系统不是一个概念,尾矿库的排洪要把库区的洪水和清水都排出来,但是尾矿的废渣不能排出去否则就失去了尾矿库的意义了。排洪系统由进水设施和排水设施组成,进水设施有进水井和进水槽,排水设施有排水管和隧道。进水设施要随着尾矿的堆积情况不断的抬高调整,保持库里面澄清水的高度,不让矿渣从库里面泄露出来。尾矿库随着废料的堆积进水管会被矿渣掩埋起来,因此要设计一个尾矿堆积坝形成一个尾矿库的防洪系统,对于尾矿库起到了很好的保护作用,如果尾矿库的防洪系统出现了问题会给尾矿库带来很大的危害。
        (1)漫坝溃坝。由于尾矿库出现故障造成洪水不能排出,库里的水位不断的上涨造成水从堆积的矿渣上面溢出来,由于尾矿堆积坝的顶上水流不出去,造成了整个大坝崩溃,给下游的群众造成了身命财产的损失,江西一个矿山发生过这样的事故,冲毁了下游的房屋和公路铁路,造成了严重的经济损失。
        (2)尾矿堆积坝崩塌。排洪系统没有起到作用尤其在汛期,库里的水位居高不下,尾矿堆积坝的水位线不断地上升,由于水的浸泡造成堆积坝崩塌的事故。
        (3)尾砂泄露。排洪的设施出现局部的故障,比如排水管出现裂缝搭接不良,排水挡板不严都会造成排洪系统漏水漏沙污染下游环境的问题。日积月累问题就会逐渐的严重化,泄露现象最后就会引发防洪坝出现崩溃,因此就会造成更大的事故。根据资料的统计显示我国的尾库的事故,有一半的原因是由于排洪系统的问题造成的。
        2 选择正确的尾矿库排洪系统
        尾矿库的排洪系统发生故障的原因很多,有设计和施工的问题,还有管理和技术的原因。所以为了防止发生事故必须科学的设计施工,认真的管理。认真的设计起到一个很重要的作用,因为只有合理的设计才能保证尾矿库可以真正的起到防洪的作用,因此根据多年的经验提出了几点尾矿库排洪形式的看法:
        2.1 库外分洪
        在尾矿库的外面根据具体的地形地貌,设置分洪的措施,将流经尾矿库的洪水进行分流,让洪水不会进到尾矿库里面因此就不可能造成事故的发生。这种设计有两个好处;
        (1)为了保证尾矿库的安全必须阻止洪水进到尾矿库里面,只有这样才能减轻尾矿库的排水的压力,还可以保证尾矿库堆积坝的安全。
        (2)起到了环保的作用由于阻止了一部分洪水进到尾矿库里面来,因此这些洪水没有受到污染,所以就减小了治理尾矿库污染的压力。
        常见的分洪的形式有:拦洪坝加上分洪隧道还有截洪沟拦洪坝加上排洪明渠等一些方式,对于分洪的形式可以灵活的选择。


        2.2 坝下埋管的分洪方式不可取
        根据调查的数据表明坝下埋管的这种分洪的方式经常会发生事故,事故的原因很多,基本上都是由于排水管断裂或者阻塞所造成的,这种设计方式由于排水管在分洪坝的下面是一种隐蔽的状态,因此维修比较困难由于排水管的上面堆积着很厚的矿渣,因此一旦发生故障处理起来也非常的麻烦,由于排水管的故障会引发非常严重的溃坝的事故,由于这种分洪的设计有很致命的缺陷,因此采用这种设计的分洪设施只有少数的可以经过加固和采取一些补救的措施,还能继续使用的以外其他的都要推倒重新设计施工因此给企业造成了巨大的浪费。因此有色金属的尾矿的设计必须要选择合适的地形,采取科学稳妥的设计方案要避免采取那种事故率比较高的设计方案。
        2.3 要采取排水井加排洪隧道的排洪形式
        尾矿库排洪如果不采用排洪堆积坝的形式,就要采取溢洪道的排洪设计。尾矿堆积坝的合理的设计是排水井加上排洪隧道,这种设计比较符合我国的矿山的上游式的尾矿坝。在实践的应用中证明这种形式的组合事故率比较低,尤其是排洪隧洞基本不会发生事故,而且跟水泥管相比这种隧道有明显的优势,还降低了成本。隧道利用了稳定的山体岩石结构,及时出现问题进行救助也比坝下埋管的方式方便很多。
        2.4 尾矿库闭库的排洪形式
        根据国家颁布的尾矿库安全管理条例规定,废弃的尾矿库要进行过闭库处理,有的尾矿库闭库以后出现疏于管理的现象,如果是坝下埋管这种分洪方式就会发生堵塞的事故。
        3 尾矿库排洪系统优化设计
        3.1 尾矿库排洪系统特点
        3.1.1 进水口水深小
        我国多采用上游的尾矿堆积坝。采用这种工艺尾砂随着水流的作用,从坝前到库尾会出现一定的变化,粗颗粒都堆积在坝的前面细颗粒会沉淀的尾部,最低进水口的高度到堆积物的顶的高度比较小。尾矿库的长度都不会很长300米的库就是比较长的了,所以经过计算调洪水深为2米。
        3.2 系统设计
        3.2.1 确定防洪标准
        为了矿区下游的群众的生命财产的安全必须制定科学的防洪标准,防洪标准有两种,一种标准是为了保护大坝的安全设计的防洪标准。一种是在修筑建筑的时候避免防护对象受到威胁制定的防洪标准。由于这两种标准保护的对象不同,因此制定的标准也不同。
        3.2.2 排水设施的结构和形态
        要设置排水的设施来降低库中的水位,这样就可以降低洪水对堆积坝的浸润。暴雨带来的洪水都要由排水设施来排出去。为了保证排水设施的正常使用要计算洪水的大小,只有确保排水的能力才能保证尾矿库的安全。
        调洪演算:调洪演算可以确定库容以及泄洪量保证排水系统可以发挥最大的作用。排水设施小库容量就要增大,坝高也要提升。计算好了泄洪量就可以确定库容和泄流量。如果把洪水设计成三角形排水过程是直线。
        排水设施:排水设施的构建要可以澄清尾矿水,这是排水系统的一个必然的要求。洪水和库容还有排水设施的大小可以决定尾矿库的排洪能力。排水构建物包括排水槽排水井和隧道等形式。
        结语
        尾矿库的排洪系统可以充分的保护尾矿坝,尾矿库的设计要根据地质和地形地貌的特点进行设计,要考虑到矿山的经济条件和管理水平还有施工条件等很多的因素的限制,要避免选择那种事故率比较高的设计方案,如果条件允许的化必须选择在尾矿库的上游进行库外分流的设计,这样可以减少洪水对尾矿库的压力。
        参考文献:
        [1]李晓琴,万俊玲,王增辉,韩金峰. 尾矿库闭库工程中排洪系统治理的探讨[J]. 矿业研究与开发,2013(03):33 - 35,92.
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