河西金礦尾礦庫閉庫治理工程方案研究

摘要：招遠(yuǎn)市河西金礦尾礦庫目前已經(jīng)停用，現(xiàn)狀子壩頂平均標(biāo)高約+60.50m。由于該尾礦庫年事已久，現(xiàn)已達(dá)到原設(shè)計(jì)堆存要求，局部壩體坡形較陡，部分壩體分級(jí)不明確，且離選礦廠較近，不宜再增高、擴(kuò)容。因此，需對(duì)該尾礦庫進(jìn)行閉庫治理工程，保證停用后的尾礦庫達(dá)到長期的安全、環(huán)保要求。

關(guān)鍵詞：尾礦庫；閉庫治理；方案研究

中圖分類號(hào)：TD926.4 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1006-8937（2014）18-0177-02

1尾礦庫概述

1.1原設(shè)計(jì)概況

河西金礦尾礦庫由北京有色冶金設(shè)計(jì)研究總院于1986年4月設(shè)計(jì)。庫址位于選礦廠西北側(cè)80 m處，屬于平地型四面筑壩，設(shè)計(jì)庫容60萬m3。壩體為均質(zhì)土壩，壩高20 m，壩頂寬3.0 m，下游設(shè)堆石排滲體。該庫地處丘陵緩坡地形，地面以下較淺處即為風(fēng)化巖層。

庫區(qū)排水系統(tǒng)采用“排水井—排水涵管—排洪渠”的形式。排水井井徑為3.0 m，排水涵管直徑為1.5 m。

按照《選礦廠尾礦設(shè)施設(shè)計(jì)規(guī)范》的相關(guān)規(guī)定，本尾礦庫屬五等級(jí)尾礦庫。根據(jù)《選礦廠尾礦設(shè)施設(shè)計(jì)規(guī)范》和《尾礦庫安全技術(shù)規(guī)程》規(guī)定的尾礦庫等別劃分標(biāo)準(zhǔn)確定該尾礦庫等別，尾礦庫等別劃分標(biāo)準(zhǔn)見表1。

1.2尾礦庫現(xiàn)狀

本尾礦庫屬“平地型”尾礦庫，初期壩為均質(zhì)土壩，屬于不透水型壩體，后期壩采用粘土質(zhì)分期碾壓堆筑，壩頂標(biāo)高+60.50 m，最大壩高23 m，壩頂寬約4 m，外坡比為1:1.9。尾礦壩東壩長250 m，北壩長183 m，西壩長255 m，南壩長190 m，庫容量約為96萬 m3。庫區(qū)排水系統(tǒng)采用“排水井—排水涵管—回水池”的形式，排水設(shè)施運(yùn)行正常，無堵塞現(xiàn)象。

2閉庫治理工程

2.1排洪系統(tǒng)閉庫治理

2.1.1排洪系統(tǒng)

對(duì)庫區(qū)內(nèi)原有排水構(gòu)筑物（排水井）進(jìn)行停用封堵。在庫內(nèi)干灘坡面四周修筑橫向排水溝。南側(cè)庫面坡向西南方向，坡度均為0.5%，北側(cè)庫面由中間坡向庫東西兩側(cè)，坡度均為0.5%。庫區(qū)四周干灘面設(shè)置橫向排水溝，庫區(qū)內(nèi)匯水從坡面均匯至橫向排水溝內(nèi)，并通過壩坡面排水溝與壩邊排水溝相連，最終排至庫外。

尾礦壩壩坡面設(shè)坡面排水溝，矩形斷面，尺寸為B×H=

1.5 m×0.2 m，采用預(yù)制素混凝土塊砌筑，間距50~60 m。

庫區(qū)四周干灘面設(shè)置橫向排水溝，矩形斷面，尺寸為B×H=0.9 m×0.4 m，采用預(yù)制素混凝土塊砌筑，坡度為1.0%。

壩體四周修筑壩邊排水溝，南側(cè)排水溝已存在，局部損毀需完善；北側(cè)尺寸為B×H=0.5 m×0.5 m，西側(cè)尺寸為B×H=0.8 m×0.8 m，材料均為C15素混凝土，坡度為1.0%。

庫區(qū)中部設(shè)排水明渠，矩形斷面，B×H=3.0 m×0.3 m，材料為C15素混凝土。

2.1.2排洪系統(tǒng)泄流能力驗(yàn)算

尾礦庫防洪標(biāo)準(zhǔn)取五等別庫上限標(biāo)準(zhǔn)。即：P=1.0%（100年一遇洪水）。按照無壓流狀態(tài)，采用均勻流公式計(jì)算泄流能力。庫內(nèi)橫向排水溝，矩形斷面，邊坡系數(shù)m=0，底寬b=0.9 m，渠深h=0.4 m，坡降以最小坡降段i=0.010計(jì)算，糙率n取0.014，最大水深取0.32 m，采用厚0.3 m的素混凝土預(yù)制塊砌筑。壩邊排水溝，矩形斷面，邊坡系數(shù)m=0，底寬b=0.8 m，渠深h=0.8 m，坡降以最小坡降段i=0.010計(jì)算，糙率n取0.014，最大水深取0.6 m，C15素混凝土。

均勻流公式：Q=A.C（R.j）1/2

式中：Q為流量；A為過流面積；j為總水頭線坡度；R為水力半徑；C為謝才系數(shù)

庫內(nèi)橫向排水溝：Q=A.C（R.j）1/2=0.672 m3/s>庫內(nèi)相應(yīng)面積應(yīng)泄流量0.62 m3/s；

壩邊排水溝：Q=A.C（R.j）1/2=1.32 m3/s>庫內(nèi)相應(yīng)面積應(yīng)泄流量1.18 m3/s；

同理，計(jì)算庫區(qū)內(nèi)各面積區(qū)域排水溝泄流能力均大于該區(qū)域100年一遇洪峰流量，因此排水構(gòu)筑物能夠滿足排洪要求。

2.2壩體治理工程

原壩面治理按照正常庫要求，完善排水溝、土石覆蓋、植被綠化和觀測設(shè)施。

對(duì)后期壩坡部分地段子壩進(jìn)行修整削坡處理，坡度不小于1:2.0，壩坡采用植草護(hù)坡，東側(cè)面向廠區(qū)壩段及進(jìn)場道路兩側(cè)采用M10水泥砂漿漿砌片石掛網(wǎng)植草護(hù)坡，并完善壩面排水溝。

2.3庫內(nèi)尾砂治理

本尾礦庫為平地型尾礦庫，為有效地解決庫區(qū)積水、庫區(qū)周邊土石料少及節(jié)省投資等問題，首先對(duì)庫內(nèi)尾砂坡面進(jìn)行整修，南側(cè)庫面坡向西南方向，坡度均為0.5%，北側(cè)庫面由中間坡向庫東西兩側(cè)，坡度均為0.5%。覆蓋100 mm防滲黃（粘）土層，之后覆蓋300 mm山坡土。為防止揚(yáng)塵起伏對(duì)環(huán)境的污染，對(duì)尾礦庫庫區(qū)進(jìn)行覆土并綠化。庫區(qū)內(nèi)覆土平均厚度400 mm。

尾礦庫內(nèi)采用覆土綠化形式，在創(chuàng)造礦區(qū)衛(wèi)生優(yōu)美的生態(tài)環(huán)境及降低尾礦庫揚(yáng)塵方面有很大作用，并會(huì)對(duì)周圍區(qū)域生態(tài)環(huán)境起著良好的保護(hù)作用。

2.4安全護(hù)欄及安全警示

由于該閉庫治理工程新增了防洪排水構(gòu)筑物（排水溝、明渠），為了防止人員誤入排水系統(tǒng)，防止附近人員發(fā)生安全事故。因此，閉庫后需要在尾礦庫排洪設(shè)施的位置設(shè)置安全防護(hù)網(wǎng)，并設(shè)安全警示牌。

3結(jié)語

①河西金礦尾礦庫年事已久，局部壩體坡形較陡，部分壩體分級(jí)不明確，且離選礦廠較近，不宜再增高、擴(kuò)容，為達(dá)到長期的安全、環(huán)保要求，需要進(jìn)行閉庫治理。

②閉庫后的尾礦庫經(jīng)過邊坡維護(hù)、壩面平整、排洪系統(tǒng)等安全措施修整后，穩(wěn)定性、安全性會(huì)進(jìn)一步加強(qiáng)。

③庫內(nèi)采用覆土綠化形式，在創(chuàng)造礦區(qū)衛(wèi)生優(yōu)美的生態(tài)環(huán)境及降低尾礦庫揚(yáng)塵方面有很大作用，并會(huì)對(duì)周圍區(qū)域生態(tài)環(huán)境起著良好的保護(hù)作用。

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