上游式尾矿库闭库治理措施

何明亮

对于尾矿库来讲，可以依照入库尾矿含水率的多少对其进行划分，主要分为湿式尾矿库、干式尾矿库，以及介于两者之间的膏体尾矿库。前者结合尾矿堆积坝实际形成的特点将尾矿坝筑坝方式分成了上游式尾矿筑坝法、中线式尾矿筑坝法以及下游式尾矿筑坝法，在采取上游式尾矿筑坝法而形成的尾矿库被叫做上游式尾矿库，本身有着一定的特征，比如堆积坝坝顶轴线部分逐渐朝着初期坝上游方向前移，坝体的组成结构是流动矿浆沉积形成，粗颗粒沉积于坝前、细颗粒沉积于库尾。上游式尾矿库因操作便利、管理方便、运行成本较低等一系列优点而被普遍应用到了各项领域内，不过对于该坝体来讲，是依照尾矿沉积特征自尾矿排放阶段形成的，采取的尾矿排矿方法、粒度、流速以及浓度等多方面直接影响着堆积尾砂的结构情况，尾砂内包含了诸多的细粒夹层，渗透性不佳，在设计环节中无法对具体的坝体尾砂分布形态进行精准预测，具体的坝体尾矿分布规律与实际设计可能差别较大。基于此，本文简单阐述了上游式尾矿库运行期间的有关问题，结合某项目上游式尾矿库闭库治理案例提出了治理策略，以此为类似上游式尾矿库闭库治理工作的开展提供参考。

1 某项目上游式尾矿库闭库治理案例

文章中以某项目上游式尾矿库为例，该尾矿库实际堆积标高为815.0m，初期坝底标高772.0m，尾矿坝整体高度为43.0m，堆存尾砂量约为115.39×104m3。结合尾矿库实测现状图以及现场勘察情况，库面纵深较浅，滩面不平整，库尾长期存储了较多的积水，干滩长度不足、调洪库容不够；该尾矿库也已达到设计坝高和服务年限，根据国家行业政策应完成尾矿库闭库整治和销号工作，以保证尾矿库长期运行稳定。

2 上游式尾矿库运行现状

通过相关资料研究表明，我国库容低于1000万m3的尾矿库在总量中占据着极大比例，坝高低于60m的尾矿库占据总量比例为80%，这些类型的尾矿库大多数属于上游式尾矿库，本身有着服务期限较短的特征，甚至有些已经和服务年限相接近。要想确保尾矿库安全实施闭库，就需要重点研究上游式尾矿库的运行现状，提出对应的闭库治理措施，这是极为关键且重要的。为此，文章内全面探究了某项目上游式尾矿库实际运行现状，具体如下所示。

2.1 尾矿坝

在上游式尾矿筑坝法期间通常是应用尾砂堆筑子坝，但是在子坝堆积期间普遍受到各项因素的影响，具体表现为人为、天气和尾砂特性多种类型的因素，形成了子坝轴线过度弯曲和边坡陡峭等问题；尾矿堆积上升速度特别快，坝体尾砂固结时间短，有液化滑坡风险；没有同步完成坝面和坝肩排水沟的建设作业，坡面绿化效率低，当受暴雨天气影响以后必定形成坡面冲坡。此外，因尾矿堆筑过快，坝面、坝肩排水沟未同步建设完成，坡面未及时进行绿化，遇雨水天气形成坝面冲沟。结合以上探究的尾矿坝问题，在闭库期间需要综合性的治理坡面，布设坝面以及坝肩排水沟等，落实完善的坡面绿化策略。

2.2 排洪系统

上游式湿排尾矿库运行期间，为了满足尾矿回水的澄清，使进水水位逐渐提升，一般情况下是应用排水斜槽或排水井等能够连续阶梯式封堵的进水构筑物来实现。可是在具体的封堵期间受人员操作水平较低以及施工不规范等因素的影响，排水构筑物封堵质量可能较差，存在尾砂泄漏风险；另外有的尾矿库建设时间久远，遵循的设计标准较现有标准过低，甚至应用的排洪设施为尚未做好防腐处理的钢管材料或浆砌石结构。要想解决以上现象，将排洪设施问题有效治理，就需要做好闭库设计和整治工作，封堵老排洪系统或者是规范性的建设新排洪系统，平整库面滩面坡向排水设施，使尾矿库闭库以后库内洪水能够顺利及时排出，库区不长期积水。

针对上述排洪系统问题，闭库时应封堵排洪系统，或新建排洪系统。尾矿库闭库后，在正常条件下库内不应存水，因此还需要对尾矿库滩面进行治理。

2.3 监测设施

小型尾矿库因管理力量不足，易出现监测设施失效等问题，闭库时应对尾矿库监测设施进行评估和完善。未加强尾矿库的监督管理力度，存在着监测设施缺失或者失效、监测数据不全等问题，在闭库期间就需要动态性评估现有尾矿库监测设施，补充必要的监测点、提出监测要求，将其优势发挥到最大化。

3 尾矿库闭库存在的问题

某项目在实施闭库整治作业的前期阶段中，相关企业已经结合实际情况编制了库区工程地质勘察、坝体稳定性分析和安全现状评价报告，但是依照上述现状来看，尾矿库还存在着一些问题。其一，子坝轴线过度弯曲，坝面护坡、绿化和、排水沟未施工完成。其二，尾矿库排洪构筑物结构和现行标准要求不相符。其三，监测设施不完善。

4 上游式尾矿库闭库治理措施和落实策略

在矿山正常运行期间，尾矿库是非常重要的一项采选工程设施，其运营状况决定了矿山开采经济效益和采选工业安全性，同时也直接威胁到了相关人员自身的生命安全。在我国尾矿库中，有一大部分都处于即将闭库的运行状态，这是因为有的尾矿库已经达到了服务年限，有的尾矿库因为矿产资源开发日益枯竭，矿山面临停产而停用，还有的尾矿库因为发生了坝体渗漏以及排洪系统功能下降，无法正常使用而停运。针对这些达到服务年限或停用的尾矿库，加强闭库工作是非常重要，是尾矿库长期稳定运行的保证措施。对于大多数尾矿库来讲，是以比较成熟的上游法尾矿筑坝技术为主。该项技术操作方式极为便利，方便管理，营运期间成本输出最少，不过该排尾筑坝方式也有着一些本质性缺陷，经常会受到排矿方式、放矿点的位置、放矿流速和浓度等的影响，细粒夹层比较多，渗透能力差，浸润线埋深较浅，最终难以确保坝体自身的稳定性；在尾矿库运行期间，建设方疏于管理，导致尾矿库排洪构建物功能缺失，雨洪无法正常排泄，为尾矿库的正常运行埋下了严重的安全隐患。与此同时，伴随着我国矿产资源利用率的提升，矿产开采量逐渐增多，每年的尾矿量增加，坝体上升速度随之加快，选矿工艺水平提升矿石的磨度越来越高，尾矿性质变差固结情况不乐观。还有就是粉尘污染，在大风天气，尾矿表面的细粉被逐渐吹到周边区域，导致土壤受到污染，逐渐退化，植被也会受到不同程度的破坏，生态环境无法平衡，严重影响了人们的日常生活，所以在尾矿库闭库作业时，必须采取及时恢复植被或者是库区覆土的方式，从而确保尾矿库区周围环境。尾矿库相关治理保障措施如下。

4.1 制定尾矿库治理措施

其一，整治处理尾矿干滩面。依照现场实际现象，要想解决滩面不平整和尾矿库干滩长度以及安全性较低等问题，在闭库治理期间需要做好以下几项措施。①对堆积坝的最后一级子坝进行平整处理，合理控制堆积坝坝顶标高.②平整形成的尾砂逐渐填入了滩面低洼位置，采取平整碾压的方式进行密实处理，在滩顶形成50m的宽平台，遵循1.0%坡度使平台朝着库内逐渐倾斜。③坝顶平台和库内滩面相互衔接到一起，库内滩面是自然放矿冲积坡，不进行调整。完成闭库作业以后，在运行过程中禁止尾矿库内存水，汛期雨洪水应利用排洪系统排放出去。④对坝肩排水沟加以改善。为了将坝面雨水顺利排放出去，防止冲刷坝体，应修筑坝面和坝肩浆砌石排水沟，并加强闭库以后的维护力度，保障坝面排水沟的完善性。

其二，做好库区绿化作业。目前阶段，尾矿库库区尚未做好相关的绿化作业，尾矿库闭库期间明确要求对库面覆土植被加以绿化，种植根系发达且抗寒冷的植物，提升成活率，在发生了缺苗和少苗问题以后也必须快速进行补栽处理。

其三，落实排洪系统建设。分析现有尾矿库排洪系统结构，检测现有排洪构筑物结构稳定性，校核排洪系统的泄流能力。该项目尾矿库排水斜槽检测和计算结果：①排水斜槽为现浇钢筋混凝土结构，无变形和裂缝情况，结构强度满足设计要求。②斜槽止水带封闭程度高，伸缩缝未产生变形现象，有的伸缩缝内可见沿浸油木板正常开裂的环形裂缝，结构完善。③库内排水斜槽地基坐落于基岩上部，未产生基础下沉的情况。④斜槽泄流能力不满足调洪后的下泄要求。闭库治理期间要求应有效清理消力池中的尾砂，揭开库面以上排水斜槽盖板加大泄流能力，进水端设置拦污栅防止树枝烂叶堵塞斜槽进口。为了增强闭库后尾矿库的排洪能力，布设双排洪系统，即沿着上坝道路增设浆砌石溢洪道，底宽1.0m，深度是1.2m，长约500m，间隔20m设置沉降缝，控制沉降缝宽，使用沥青麻筋填塞。

其四，采取性能良好的监测设施。现阶段，初期坝坝顶标高处设置了坝体位移观测桩和坝体浸润线观测井，但初期坝以上未施工监测点、库区也无水位监测标尺，安全观测设施不全面。故尾矿库闭库期间，需要补充完善安全观测设施，以方便企业了解闭库后的尾矿库运行安全情况。①位移监测设施。自第二级堆积坝顶平台开始，每两个子坝设置位移监测点，并保持监测点结构的稳定性和安全性，避免产生变形现象，同时监测点底座埋设土层的深度也必须严格控制。②浸润线监测设施，数量、位置与位移监测点一致。③设置水位监测标尺。将水位标尺设置于排水斜槽侧壁，应清晰可见。

其五，增设值班室以及安全标识牌。①设置安全标识牌。当前阶段，需要将安全警示标识牌设置于库区周围明显的领域以及容易产生安全隐患的区域，禁止闲杂人员随意出入库区，同时也不能实施库区爆破、挖砂以及取石等多项作业。在沟口住户位置设置清楚的避灾标识牌，将避灾路线标注出来。②管理设施。完成了尾矿库闭库作业以后，需要设置专门的尾矿库值班室和仓库，把危险报警装置、通讯电话以及移动式手提照明设施等安装到值班室内，仓库内也需要配置有关的应急抢险物资，其中包含了救生衣和沙袋等。

其六，加强尾矿库安全管理。在当前阶段安全管理体系需要设置必要的尾矿库专职管理机构，明确专业性的技术管理人员，邀请经验丰富的尾矿专家为技术顾问，将尾矿库闭库中和闭库后中的技术难题加以解决。矿业公司需要加强尾矿库的安全监督管理力度，做好日常管理工作，定期巡检尾矿库，同时还需要落实完善的闭库前、后安全检查和管理要求，结合尾矿库监测数据，定制下年度安全管理计划，严格按照闭库设计要求和安全管理计划进行操作，确保尾矿库的调洪库容和安全超高。对应尾矿库子坝和库区，在闭库前应邀请有资质的单位完成工程地质勘察，了解尾砂沉积特性，各沉积层的岩土物理力学指标，研究正常运行、洪水运行和特殊运行的坝体稳定性，评价尾矿库现状情况，提出相应对策措施和管理要求，建设必要的位移和浸润线安全监测设施，定期监测数据，掌握尾矿库闭库前、后运行现状，为尾矿库安全运行提供良好的依据；强化尾矿库汛期管理，制定尾矿库防洪防汛工作方案，做好汛期内的领导值班工作，24h领导现场协调指挥，及时解决运行存在的问题，并落到实处。

其七，选择闭库的评价单位和设计单位，落实闭库整治方案。建设单位应当结合尾矿库设计资料，在尾矿库拟闭矿的前一年委托有资质的，且经验丰富评价机构合理合规评价尾矿库。评价机构向企业出具尾矿库安全现状评价报告，包含的主要内容包括坝体稳定性、防洪可靠性，监测设施完整性，确定尾矿库的安全度，给出结论、提出合理化建议。同时建设方也应该在尾矿库闭库前，委托有着相应资质的设计单位展开尾矿库闭库设计工作。设计单位在尾矿库闭库设计过程中结合评价机构的安全评价结论和建议、以及工程地质和水文地质勘察的结论和建议，提出闭库治理措施，确保闭库以后的尾矿库与我国法律、法规、文件和规范要求相符合。设计单位在对现场进一步了解的情况下充分分析尾矿库的现状和存在的问题，加以治理，如在防洪能力不足的情况下，采取扩大调洪库容或者是增加排洪能力方式增设永久溢洪道、排水井等排洪设施。闭库设计单位应整理和研究相关的资料，结合资料和数据完善设计方案，设计方案主要包括以下四个方面：对坝体的稳定性进行定性和定量分析，并作出稳定性评价结论；依照尾矿库的类别确定闭库的防洪标准，按照库区现有设施的状况进行排洪计算，并选定合适的闭库排洪方式及构筑物；对坝坡及库区滩面展开复垦设计；健全该尾矿库的监测设施。需要明确注意的一方面是，洪水入库可能造成浸润线偏高、淹没库区植物，同时洪水入库通常会带来大量的库外杂物入库，容易堵塞排洪设施，闭库设计需要提出对策措施。闭库后尾矿库不再使用，为了保证尾矿库的安全，可根据尾矿库特征采取分洪设施，即上游设置分洪构筑物，将上游雨水导出库外。一般闭库项目采用的分洪设施为库区周边截洪沟。本项目在库区左、右岸设置截洪沟，库尾沟底地段设置拦水坝，利用库尾设置的拦水坝将上游来的洪水拦截，然后通过截洪沟将其排出库外。尾矿库的闭库勘察、评价和设计工作在矿山企业的管理中起到了非常重要的作用，使得尾矿库闭库理论可靠性增强，同时建设方严格按照闭库方案进行闭库工程施工，全面增强有关人员的思想理念，加大尾矿库闭库的建设投入，在根本上对尾矿库的闭库进行全面科学的管理，保障整体质量和安全性。

4.2 操作管理标准化

首先，加强尾矿库技术参数和调洪库容安全超高、浸润线埋设深度等多方面的控制力度，遵循规范性要求加以操作，确保整体安全性，定期检验尾矿库运行状态。其次，定期勘测尾矿库，动态性分析尾矿坝的工程、水文地质和抗震性能。在尾矿库值班室内安装规范性的监测系统，定期对库水位和沉积滩长度监测，获取准确的技术参数，确保尾矿库安全运行。

4.3 制定安全生产责任体系

其一，逐层落实安全生产责任体系，具体将责任落实到个人身上，安全生产实行公司和班组负责的方式。并且有效检验尾矿库的安全性，公司每季度检查一次有点少，至少每月例行检查一次。

其二，强化尾矿库汛期监督管理力度，以文件形式制定尾矿库防洪防汛工作方案，确定尾矿库汛期技术指标设计要求，对各项单位任务进行合理划分，保障防汛抢险物资以及设施的充足性，编制尾矿库事故应急预案，举办相关的知识讲座，提升人员自身技能。

5 结语

从以上论述来看，文章内依照上游式尾矿库的特征探究了存在的问题，提出了有关策略，说明了某项目尾矿库闭库治理案例。经过分析来看，上游式尾矿库闭库治理涉及到了多项对策，比如尾矿坝治理措施、排洪系统治理措施以及监测设施治理措施，结合尾矿库存在的问题综合性治理以及解决，进而确保尾矿库闭库以后的稳定性和安全性。