白雉山尾矿库安全分析.docx
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白雉山尾矿库安全分析
白雉山尾矿库安全分析
摘要
尾矿设施是矿山生产设施的重要组成部分,尾矿库的安全运行直接关系到下游人民的生命财产安全和库区周边地区的生态环境。
随着工业发展,尾矿坝数量越来越多,坝体堆积越来越高。
尾矿库的安全问题是一个很严峻的问题,因此,对尾矿库安全状态的研究不仅具有学术价值,同时具有经济与社会效益。
本文以大冶白雉山尾矿库为研究对象,结合白雉山尾矿库的实地调查结果以及查阅相关勘察报告,运用定性分析和定量分析等评价方法,对尾矿坝安全稳定现状进行科学分析与研究。
最后,对尾矿库安全稳定运行相关技术问题进行了总结,提出了一些有助于改进和加强白雉山尾矿库坝安全稳定性能的建议措施。
关键词:
白雉山尾矿库;危险有害因素;安全性分析
Abstract
Tailingsfacilityisoneimportantcomponentofmineproductionfacilities,itssafetyoperationhasdirectrelationwithdownstreampeople'spersonalsafetyandproperty,andperipheralenvironmentaroundit.Withthedevelopmentofindustry,thenumberoftailingdamisgettingbiggerandbigger,andthedamisbecominghigherandhigher.Thereforethesituationoftailingsdam'securityisserious,itisnotonlyhavingacademicvaluetomaketailingsresearch,butalsohavingeconomyandsocialefficiency.ThepapertakesBaizhishantailingsastheobjectofstudy,throughtheanalysisofdangerousadversefactor,carriesonscientificanalysisandresearchtoitspresentsituationofthetailingsdam,unifyingtheon-the-spotinvestigationofBaizhishantailingsandthereconnaissancerelatedtotailings,usingthemethodsofqualitativeanalysisandquantitativeanalysis.Finally,itmakesasummarytothetailingsdam’ssafetyandsteadyoperation,proposessomehelpfulsuggestionsandmeasurestoimproveandstrengthenthesafetysituationofBaizhishantailingsdam.
Keywords:
Baizhishantailings;Dangerousadversefactor;Safetyanalysis
摘要I
AbstractII
第一章绪论1
1.1选题背景和意义1
1.2中国尾矿库现状2
1.3世界尾矿库现状4
第二章白雉山尾矿库地质与工程概况6
2.1区域地质情况及地貌6
2.2工程概况7
2.3尾矿库概况7
第三章白雉山尾矿库特征9
3.1我国尾矿库的类型9
3.2白雉山尾矿库特征10
3.2.1尾矿库类型10
3.2.2尾矿库的堆坝方法11
第四章白雉山尾矿库安全性分析13
4.1主要有害性因素13
4.2定性分析13
4.2.1地质构造对尾矿库的影响13
4.2.2地震对尾矿库的影响14
4.2.3区域降雨量对尾矿库的影响14
4.2.4干滩与安全超高对尾矿库的影响15
4.2.5渗流对尾矿库的影响16
4.3定量分析17
4.3.1堆积特性对尾矿库的影响17
4.3.2浸润线对尾矿库的影响18
4.3.3尾矿坝的稳定性验算20
4.3.4尾砂的液化判断22
4.4分析结论23
第五章结论与建议24
5.1结论24
5.2建议24
致谢26
参考文献27
第一章绪论
1.1选题背景和意义
尾矿库是指筑坝拦截谷口或围地构成的、用以堆存金属非金属矿山矿石选别后排出尾矿的场所,它是维持矿山正常生产的必要设施,也是金属非金属矿山的重大危险源。
作为具有高势能的人造泥石流危险源,尾矿库一旦发生溃坝事故,将会给下游人民的生命财产安全造成巨大损失,给周边环境造成严重污染。
2008年九月份,山西省先后发生了娄烦尖山铁矿“8·l”特别重大排土场垮塌事故和襄汾县新塔矿业公司“9·8”特别重大尾矿库溃坝事故,分别造成45人死亡(失踪)和276人死亡。
两起事故再一次使尾矿库的安全问题成为全社会关注的焦点。
我国是一个矿业大国,截至2008年统计数据显示,全国共有非煤矿山94753座.其中金属矿山8395座,非金属矿山83431座,其它矿山2927座。
目前我国固体矿产资源开发总规模居全球第2位,矿业开发已成为我国主要的基础产业之一。
据统计,我国92%以上的一次性能源、80%的工业原料、70%的农业生产资料都是以矿产品为原料提供的[1]。
由金属或非金属矿山开采出的矿石,经选矿厂选出有价值的精矿后产生细砂—样的“废渣”,即尾矿。
这些尾矿不仅数量大,有些还含有暂时不能回收的有用成分,如随意排放不但造成资源的流失,而且会大面积覆没农田、淤塞河道造成严重的环境污染,因此必须妥善处理。
尾矿—般作为固体废弃物堆砌成尾矿库的方式贮存。
尾矿库是矿业生产过程中必不可少的重要设施,是矿山生产系统的重要组成部分。
根据国家安监局统计数据,全国共有12655座尾矿库.目前已形成一定规模的尾矿库有1500多座,主要分布于黑色冶金矿山、有色冶金矿山、化工矿山、核工业铀矿山、黄金矿山和建材行业等领域;其中库容超过100Mm3的有10座,坝高超过100m的有12座,尾矿库数量多、库容大、坝体高,所以发生事故的频率高,且事故的破坏程度大。
金属矿山堆存的尾矿量已达50亿t以上,而且以6亿t/a的速度递增,其中铁矿山每年排放l~3亿t,有色金属矿山每年排放1.4亿t,黄金矿山较少,也在2450万t以上。
美国克拉克大学公害评定小组的研究表明,尾矿库事故造成的危害,在世界93种事故、公害隐患中,名列第18位,它仅次于核武器爆炸、DDT、神经毒气、核辐射以及其它13种灾害。
因此,对尾矿库进行综合安全评价是十分必要的。
以此可以发现尾矿库建设、运行过程中存在或可能出现的危险因素,从而提出科学、合理、可行的安全技术整改方案以及安全管理对策,消除危害因素,保证尾矿库安全运行。
湖北省黄石大冶铁矿经过近半个世纪的大规模开采,在采出原矿1.1亿t,生产铁精矿近8000万t的同时,累计抛尾矿3000多万t,由于技术原因,尾矿含铁量在20%左右。
大量的尾矿堆积成了2座尾矿库,洪山溪尾矿库(已闭库)和白雉山尾矿库。
白雉山尾矿库是大冶铁矿洪山溪尾矿库的接替库。
白雉山尾矿库远景规划堆积标高212.00m,总坝高139.50m,最终库容2450万m3,库容大、坝体高,如果发生事故,后果将不堪设想,因而白雉山尾矿库的安全分析具有重要的研究意义。
1.2中国尾矿库现状
尾矿库是金属非金属矿山的重要组成部分,其安全状况不仅关系到矿山的生产能否顺利进行,而且还关系到库区下游居民生命财产和设施的安全。
新中国建立后,尾矿库工程专业队伍从无到有,现己拥有尾矿工程科研、勘察、设计、施工与生产管理的各类人才,且专业齐全、水平较高、素质过硬。
在尾矿浓缩与输送的理论研究和新型高效设备的应用,高堆坝渗流与稳定分析的理论研究和生产实践,降低坝内浸润线增加坝体稳定的理论与实践,豢溶区和地震区的尾矿库建设,尾矿水处理,尾矿坝观测系统,中线法和下游法筑坝工艺研究与实践,细泥筑坝理论与实践,排水系统、复垦和尾矿的综合利用等方面都达到了较高水平。
2003~2004年,国家安全生产监督管理总局开展了金属非金属尾矿库安全状况的调查工作。
此次共调查2692座具有代表性的尾矿库。
其中,正常库643座,占23.9%;经过正规设计的1253座,占43.9%;定期进行过风险评价的206座,占7.7%。
由此可见,尾矿库的安全状况不容乐观。
为了对尾矿库更好的实行管理,确保其满足安全要求,国家安全生产监督管理总局颁发了《金属非金属矿山安全生产许可证管理办法》。
尾矿库是非煤矿山企业的独证生产系统,按规定要对其单独颁发安全生产许可证。
对尾矿库进行安全评价确定其是否达到安全生产条件是工作的重要组成部分。
目前,我国尾矿库尚存在着以下几个方面的问题,影响其安全运行[2]:
1.数量多、规模小
我国是世界矿业大国,目前全国有金属非金属矿山92071座,其中金属矿山8239座,非金属矿山83832座,冶金、有色、化工、核工业、建材和轻工业等行业的矿山都有尾矿设施。
经初步统计,全国现有尾矿库7919座。
在这些尾矿库中,中小型尾矿库又占据着较大比例。
据统计资料显示,四等尾矿库约占尾矿库总量的14%,五等尾矿库约占尾矿库总量的55%,四等以下的中小型尾矿库共占尾矿库总量的87.07%。
这些中小型尾矿库不仅浪费了大量土地资源,严重污染了周边环境,而且还容易引发生产安全事故。
2000年以来,我国发生的尾矿库事故多在这种小型尾矿库中。
最近发生的山西襄汾新塔矿业公司“9·8”特别重大溃坝事故中的尾矿库,就属于中小型尾矿库。
各等别尾矿库及其比例如图1-1所示。
图1-1各等别尾矿库及其比例
2.坝体稳定性较差
我国尾矿库的筑坝方式主要有以下几类:
上游式、中游式、下游式、干式堆存、一次性筑坝及其他等。
在全国尾矿库中,采用上游式筑坝方式的有3689座,采用中游式筑坝方式的有136座,采用下游式筑坝方式的有229座,采用干式堆存的有361座,采用一次性筑坝的有l190座。
上游式尾矿坝由于具有筑坝工艺简单、管理相对简单、运营费用较低等突出优点,在我国得到广泛应用。
但是这种坝型往往含细粒夹层较多、渗透性能较差、浸润线位置较高,从而导致尾矿库坝体稳定性较差。
3.未经正规设计
尾矿库是矿山企业重大危险源,事关矿山企业、下游居民以及工农业设施的安全,一旦出现溃坝事故,必然会造成人员伤亡和经济损失。
因此,尾矿库工程必须由具有相应资质的设计单位,按照国家有关规范、规程和标准要求,进行正规设计,并须报经有关部门批准,以避免尾矿库建设出现“先天性不足”。
但是,我国尾矿库不仅下游普遍临近重要城镇、工矿企业或人口密集区,而且全国有相当一部分尾矿库未经设计单位设计,由企业自行建造。
这些尾矿库极不规范,往往在关系尾矿库安全的坝体稳定性和尾矿库防洪能力方面存在严重的安全隐患。
一旦发生事故,极易造成特大危害。
4.安全度仍处于较低水平
全国尾矿库总体看来,正常库率虽有所提高,尤其是危库险库率显著降低,这是近两年来尾矿库安全整治工作取得的明显成效。
但我们还必须清醒地看到,一方面,全国仍有一部分尾矿库处于不安全状态,且基数较大;另一方面,尾矿库安全度主要是依据安全评价的结果确定的,受目前尾矿库安全评价的诸多因素限制,相当多的尾矿库评价结论是不符合实际的,一些评价单位为了追求利益,甚至将病库、危库、险库评定为正常库,这种现象屡见不鲜。
此外,还有相当数量的尾矿库未
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