大吉山钨业2#尾矿库安全运行的治理措施

陈阳兴

(江西大吉山钨业有限公司)



大吉山钨业2#尾矿库安全运行的治理措施

陈阳兴

(江西大吉山钨业有限公司)

摘要大吉山钨业2#尾矿库原排洪设施某些连接管出现沉降错位，部分排水棱体被掩埋、堵塞，浸润线局部偏高，安全运行监测数据滞后性较大，放砂筑坝中铸铁管耐磨性、抗压性差，对其长期安全环保运行产生不利影响。针对存在安全隐患，进行了全面的治理。通过新建排洪设施，设置土工布过滤和排渗管，整治主坝和副坝堆积坝，安装在线监测系统，以陶瓷复合管和耐磨塑胶管替换铸铁管等治理措施的实施，对2#尾矿库进行针对性的安全治理，实现了尾矿库运行参数的在线监测，为该尾矿库的安全运行和事故防治提供了保障。该尾矿库安全运行的治理经验对其他尾矿库具有参考价值。

关键词尾矿库安全在线监测排渗

随着国家和社会对尾矿库安全环保运行的日益重视和高度关注，矿山企业对尾矿库的管理和隐患整治力度不断加强。为保证矿山生产和附近居民生活的安全，江西大吉山钨业有限公司(简称大吉山钨业)针对正在运行的2#尾矿库存在的安全环保隐患进行了综合治理，并安装使用了尾矿库在线监测系统，不断提高尾矿库安全环保运行水平。

1尾矿库概况

大吉山钨业年处理出窿矿石80万t，年产钨精矿2 600多吨。原使用的1#尾矿库已停止运行，并于2012年进行了闭库安全整治和覆土植被，正在使用的2#尾矿库位于选厂北面约1.5 km的山谷中。

2#尾矿库于1975年由南昌有色研究设计院设计、矿山自行施工，1976年年底竣工。初期坝为均质土坝，坝高14 m，内、外边坡坡比为1∶2.5。初期坝坝顶382 m高度以上采用上游法筑堆子坝，最终尾矿库堆积坝顶标高为412 m，堆积坝标高30 m，子坝外坡综合坡比均为1∶4.2，尾矿库总坝高44 m，总库容550×104m3，为山谷型四等库。2003年进行了加高，加高后最终坝顶标高421 m，总库容为858×104m3，为四等库。现尾矿坝堆积高程达到421 m，总坝高53 m，堆积库容约480×104m3。

2存在问题

大吉山钨业2#尾矿库自扩容运行以来，虽然未发生重大安全事故和危及尾矿库的事件，但期间也出现了不同程度的安全隐患。

(1)2005年，2#尾矿库库内3#、4#排水井间的连接管在靠近3#排水井位置附近出现沉降错位，导致排水管周围尾砂垮塌。

(2)2010年，主坝初期坝部分排水棱体被淤泥堵塞，严重影响排渗。2011年，主坝初期坝浸润线局部偏高，局部有渗透水渗出。

(3)2012年以前，主坝堆积坝外坡不平整，局部较陡；岸坡茅草未进行清理，两侧坝肩未设置截水沟；初期坝未设置位移观测设施。

(4)2012年以前，尾矿库库水位、坝体位移、浸润线、雨量、放砂筑坝等参数均由人工进行观测，工作量大，易受天气、人工、现场条件等因素的影响，监测数据存在滞后性，不能及时监测、反映尾矿库的各项技术参数。一旦出现事故征兆，难以及时、准确掌握关键指标状况，难以为隐患及时处理、应急决策和人员疏散赢得时间。

(5)放砂筑坝中存在砂泵扬砂铸铁管不耐磨、抗压性差、放砂管浓度调节难等问题。

3处理措施

为确保2#尾矿库长期安全环保运行，对2#尾矿库存在的安全隐患进行整治，并于2013年建设安装了尾矿库在线监测系统。

(1)新建了排洪设施。原设计的两套排洪系统为排水井+排水管式，2006年封堵了原排水系统，设计新建的第3套排水系统为排水井+排水涵洞式。排水井为窗口式圆形钢筋混凝土结构，内径2.0 m，高10 m，每0.8 m高留4个0.4 m×0.4 m的溢流窗口；排水涵洞为矩形钢筋混凝土结构，尺寸1.5 m×1.7 m，墙厚0.25 m；排水涵洞出口采用矩形槽式，坡度较陡，并配备消力池，并在新、老排洪系统出口处增建事故池，建立健全了排洪系统出口水质、流量等观测设施和巡检制度，为确保尾矿库下游近3万居民和184.8 hm2农田的安全提供了有力保障[1]。

(2)进行主坝初期坝的部分排水棱体和浸润线的安全整治。初期坝底高为368 m，坝高14.0 m，坝顶宽5 m，坝体轴线长89 m。标高369.5 m以下设堆石排水棱体，棱体高1.5 m，上、下游边坡坡比均为1∶1.0。东堆积子坝与外围山体之间曾进行稀土剥土池浸出法开采，泥沙流入初期坝外下游河床，造成河床升高。现坝脚地面标高约373.8 m，排水棱体已被淤泥掩埋。

2012年初，在初期坝下游边坡标高375.4 m以上进行开挖整治和土工布贴坡过滤。在沿垂直轴线方向设置了20根水平排渗管(PVC材质，管径DN100 mm，间距4.5 m)，排渗管出口处设水泥砂浆砖砌排水沟，排水沟中设V型流量观测装置；在初期坝下游边坡采取混凝土砌块拼接护坡，并对初期坝及堆积坝中的渗水井及渗水排水管进行整治。

(3)2012年，开展主坝堆积坝的整治。主坝标高在382 m以上为堆积坝，采用上游法筑坝，坝前放矿。目前堆筑高程421 m，堆高39 m，坝顶宽6 m，外坡坡比1∶4.5。外坡面设置了纵、横向排水沟，净断面尺寸0.4 m×0.4 m，坝肩排水沟净断面尺寸0.5 m×0.5 m，水泥砂浆石砌结构，水泥抹面。堆积坝下游坡面覆土厚度为0.4 m，植草护坡。

(4)副坝堆积坝的整治。副坝堆积坝位于初期坝东侧山脊凹口，副坝于2003年开始堆筑，为碾压堆石坝，坝顶标高409.0 m，坝高3 m，坝顶宽6 m，下游坡比1∶1.2，坝长150 m，水泥砂浆砌块石护坡。副坝采用上游法放矿进行尾矿堆坝，标高409.0 m的副坝外坡坡比1∶4.5，坡面为植草护坡；标高412 m与主坝合并，堆积坝标高421 m，坝肩沟、坝面排水沟结构尺寸与主坝相同，水泥砂浆石砌纵横截、排水沟，植草护坡。

(5)安装尾矿库在线监测系统。2012年8月开始进行尾矿库在线监测系统的安装，11月正式运行。在线监测系统投入使用后，制定了相应的管理规定、操作岗位责任制和操作规程，推进标准化管理，使系统运行可控，及时地提供尾矿库安全生产运行的位移、浸润线、降雨量、排洪井水位、干滩长度等数据，安装了4个可调节旋转式监控视频，运用了厂调度房和护坝房的主、副机视频监控传输，改善尾矿库安全环保运行条件，对隐患提出预警，为实现尾矿库长期安全环保运行提供了有力保障。在初期坝坝顶布置4个位移观测点，坝轴线两侧山坡布置4个基准点。水平位移观测采用视准线法，垂直位移观测采用水准观测法。

(6)放砂筑坝主要问题的整改。2007—2008年，将原使用铸铁管的两路砂泵扬砂管(共252根，约1 400 m)全部更换为陶瓷复合管。陶瓷复合管耐磨性比铸铁管提高8倍，内瓷外钢的构造使其更耐压、不易爆裂，维护费用较少，便于安全使用。将放砂管中1 000 m的铸铁管更换为耐磨塑胶管，使用寿命由3个月提高到8 a。耐磨塑胶管重量很轻，大大降低了管道维护与更换的劳动强度。2009年，在恒压池新建了排砂放砂调节闸门和恒压池溢流排放沟，提高了尾矿库的使用安全环保性。

4结论

在分析大吉山钨业2#尾矿库目前安全运行方面存在问题的基础上，对初期坝、排洪排渗、主坝和副坝堆积坝、放砂筑坝等方面进行综合治理，并安装尾矿库在线监测系统，使管理人员能实时掌握尾矿库安全运行数据，消除了尾矿库对下游居民、农田及工矿企业的威胁，有效降低事故发生率，确保尾矿库长期安全运行，对同类矿山尾矿库的综合治理，具有借鉴价值。

参考文献

[1]罗伟英.大吉山钨矿选矿工艺改进的生产实践[J].江西有色金属，2009，23(3)：23-25.

(收稿日期2016-02-25)

陈阳兴(1966—)，男，工程师，341801 江西省赣州市全南县大吉山镇。