大吉山鎢業(yè)2#尾礦庫安全運(yùn)行的治理措施

陳陽興

(江西大吉山鎢業(yè)有限公司)

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大吉山鎢業(yè)2#尾礦庫安全運(yùn)行的治理措施

陳陽興

(江西大吉山鎢業(yè)有限公司)

摘要大吉山鎢業(yè)2#尾礦庫原排洪設(shè)施某些連接管出現(xiàn)沉降錯(cuò)位，部分排水棱體被掩埋、堵塞，浸潤(rùn)線局部偏高，安全運(yùn)行監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)滯后性較大，放砂筑壩中鑄鐵管耐磨性、抗壓性差，對(duì)其長(zhǎng)期安全環(huán)保運(yùn)行產(chǎn)生不利影響。針對(duì)存在安全隱患，進(jìn)行了全面的治理。通過新建排洪設(shè)施，設(shè)置土工布過濾和排滲管，整治主壩和副壩堆積壩，安裝在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，以陶瓷復(fù)合管和耐磨塑膠管替換鑄鐵管等治理措施的實(shí)施，對(duì)2#尾礦庫進(jìn)行針對(duì)性的安全治理，實(shí)現(xiàn)了尾礦庫運(yùn)行參數(shù)的在線監(jiān)測(cè)，為該尾礦庫的安全運(yùn)行和事故防治提供了保障。該尾礦庫安全運(yùn)行的治理經(jīng)驗(yàn)對(duì)其他尾礦庫具有參考價(jià)值。

關(guān)鍵詞尾礦庫安全在線監(jiān)測(cè)排滲

隨著國家和社會(huì)對(duì)尾礦庫安全環(huán)保運(yùn)行的日益重視和高度關(guān)注，礦山企業(yè)對(duì)尾礦庫的管理和隱患整治力度不斷加強(qiáng)。為保證礦山生產(chǎn)和附近居民生活的安全，江西大吉山鎢業(yè)有限公司(簡(jiǎn)稱大吉山鎢業(yè))針對(duì)正在運(yùn)行的2#尾礦庫存在的安全環(huán)保隱患進(jìn)行了綜合治理，并安裝使用了尾礦庫在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，不斷提高尾礦庫安全環(huán)保運(yùn)行水平。

1尾礦庫概況

大吉山鎢業(yè)年處理出窿礦石80萬t，年產(chǎn)鎢精礦2 600多噸。原使用的1#尾礦庫已停止運(yùn)行，并于2012年進(jìn)行了閉庫安全整治和覆土植被，正在使用的2#尾礦庫位于選廠北面約1.5 km的山谷中。

2#尾礦庫于1975年由南昌有色研究設(shè)計(jì)院設(shè)計(jì)、礦山自行施工，1976年年底竣工。初期壩為均質(zhì)土壩，壩高14 m，內(nèi)、外邊坡坡比為1∶2.5。初期壩壩頂382 m高度以上采用上游法筑堆子壩，最終尾礦庫堆積壩頂標(biāo)高為412 m，堆積壩標(biāo)高30 m，子壩外坡綜合坡比均為1∶4.2，尾礦庫總壩高44 m，總庫容550×104m3，為山谷型四等庫。2003年進(jìn)行了加高，加高后最終壩頂標(biāo)高421 m，總庫容為858×104m3，為四等庫?，F(xiàn)尾礦壩堆積高程達(dá)到421 m，總壩高53 m，堆積庫容約480×104m3。

2存在問題

大吉山鎢業(yè)2#尾礦庫自擴(kuò)容運(yùn)行以來，雖然未發(fā)生重大安全事故和危及尾礦庫的事件，但期間也出現(xiàn)了不同程度的安全隱患。

(1)2005年，2#尾礦庫庫內(nèi)3#、4#排水井間的連接管在靠近3#排水井位置附近出現(xiàn)沉降錯(cuò)位，導(dǎo)致排水管周圍尾砂垮塌。

(2)2010年，主壩初期壩部分排水棱體被淤泥堵塞，嚴(yán)重影響排滲。2011年，主壩初期壩浸潤(rùn)線局部偏高，局部有滲透水滲出。

(3)2012年以前，主壩堆積壩外坡不平整，局部較陡；岸坡茅草未進(jìn)行清理，兩側(cè)壩肩未設(shè)置截水溝；初期壩未設(shè)置位移觀測(cè)設(shè)施。

(4)2012年以前，尾礦庫庫水位、壩體位移、浸潤(rùn)線、雨量、放砂筑壩等參數(shù)均由人工進(jìn)行觀測(cè)，工作量大，易受天氣、人工、現(xiàn)場(chǎng)條件等因素的影響，監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)存在滯后性，不能及時(shí)監(jiān)測(cè)、反映尾礦庫的各項(xiàng)技術(shù)參數(shù)。一旦出現(xiàn)事故征兆，難以及時(shí)、準(zhǔn)確掌握關(guān)鍵指標(biāo)狀況，難以為隱患及時(shí)處理、應(yīng)急決策和人員疏散贏得時(shí)間。

(5)放砂筑壩中存在砂泵揚(yáng)砂鑄鐵管不耐磨、抗壓性差、放砂管濃度調(diào)節(jié)難等問題。

3處理措施

為確保2#尾礦庫長(zhǎng)期安全環(huán)保運(yùn)行，對(duì)2#尾礦庫存在的安全隱患進(jìn)行整治，并于2013年建設(shè)安裝了尾礦庫在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。

(1)新建了排洪設(shè)施。原設(shè)計(jì)的兩套排洪系統(tǒng)為排水井+排水管式，2006年封堵了原排水系統(tǒng)，設(shè)計(jì)新建的第3套排水系統(tǒng)為排水井+排水涵洞式。排水井為窗口式圓形鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，內(nèi)徑2.0 m，高10 m，每0.8 m高留4個(gè)0.4 m×0.4 m的溢流窗口；排水涵洞為矩形鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，尺寸1.5 m×1.7 m，墻厚0.25 m；排水涵洞出口采用矩形槽式，坡度較陡，并配備消力池，并在新、老排洪系統(tǒng)出口處增建事故池，建立健全了排洪系統(tǒng)出口水質(zhì)、流量等觀測(cè)設(shè)施和巡檢制度，為確保尾礦庫下游近3萬居民和184.8 hm2農(nóng)田的安全提供了有力保障[1]。

(2)進(jìn)行主壩初期壩的部分排水棱體和浸潤(rùn)線的安全整治。初期壩底高為368 m，壩高14.0 m，壩頂寬5 m，壩體軸線長(zhǎng)89 m。標(biāo)高369.5 m以下設(shè)堆石排水棱體，棱體高1.5 m，上、下游邊坡坡比均為1∶1.0。東堆積子壩與外圍山體之間曾進(jìn)行稀土剝土池浸出法開采，泥沙流入初期壩外下游河床，造成河床升高?，F(xiàn)壩腳地面標(biāo)高約373.8 m，排水棱體已被淤泥掩埋。

2012年初，在初期壩下游邊坡標(biāo)高375.4 m以上進(jìn)行開挖整治和土工布貼坡過濾。在沿垂直軸線方向設(shè)置了20根水平排滲管(PVC材質(zhì)，管徑DN100 mm，間距4.5 m)，排滲管出口處設(shè)水泥砂漿磚砌排水溝，排水溝中設(shè)V型流量觀測(cè)裝置；在初期壩下游邊坡采取混凝土砌塊拼接護(hù)坡，并對(duì)初期壩及堆積壩中的滲水井及滲水排水管進(jìn)行整治。

(3)2012年，開展主壩堆積壩的整治。主壩標(biāo)高在382 m以上為堆積壩，采用上游法筑壩，壩前放礦。目前堆筑高程421 m，堆高39 m，壩頂寬6 m，外坡坡比1∶4.5。外坡面設(shè)置了縱、橫向排水溝，凈斷面尺寸0.4 m×0.4 m，壩肩排水溝凈斷面尺寸0.5 m×0.5 m，水泥砂漿石砌結(jié)構(gòu)，水泥抹面。堆積壩下游坡面覆土厚度為0.4 m，植草護(hù)坡。

(4)副壩堆積壩的整治。副壩堆積壩位于初期壩東側(cè)山脊凹口，副壩于2003年開始堆筑，為碾壓堆石壩，壩頂標(biāo)高409.0 m，壩高3 m，壩頂寬6 m，下游坡比1∶1.2，壩長(zhǎng)150 m，水泥砂漿砌塊石護(hù)坡。副壩采用上游法放礦進(jìn)行尾礦堆壩，標(biāo)高409.0 m的副壩外坡坡比1∶4.5，坡面為植草護(hù)坡；標(biāo)高412 m與主壩合并，堆積壩標(biāo)高421 m，壩肩溝、壩面排水溝結(jié)構(gòu)尺寸與主壩相同，水泥砂漿石砌縱橫截、排水溝，植草護(hù)坡。

(5)安裝尾礦庫在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。2012年8月開始進(jìn)行尾礦庫在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的安裝，11月正式運(yùn)行。在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)投入使用后，制定了相應(yīng)的管理規(guī)定、操作崗位責(zé)任制和操作規(guī)程，推進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)化管理，使系統(tǒng)運(yùn)行可控，及時(shí)地提供尾礦庫安全生產(chǎn)運(yùn)行的位移、浸潤(rùn)線、降雨量、排洪井水位、干灘長(zhǎng)度等數(shù)據(jù)，安裝了4個(gè)可調(diào)節(jié)旋轉(zhuǎn)式監(jiān)控視頻，運(yùn)用了廠調(diào)度房和護(hù)壩房的主、副機(jī)視頻監(jiān)控傳輸，改善尾礦庫安全環(huán)保運(yùn)行條件，對(duì)隱患提出預(yù)警，為實(shí)現(xiàn)尾礦庫長(zhǎng)期安全環(huán)保運(yùn)行提供了有力保障。在初期壩壩頂布置4個(gè)位移觀測(cè)點(diǎn)，壩軸線兩側(cè)山坡布置4個(gè)基準(zhǔn)點(diǎn)。水平位移觀測(cè)采用視準(zhǔn)線法，垂直位移觀測(cè)采用水準(zhǔn)觀測(cè)法。

(6)放砂筑壩主要問題的整改。2007—2008年，將原使用鑄鐵管的兩路砂泵揚(yáng)砂管(共252根，約1 400 m)全部更換為陶瓷復(fù)合管。陶瓷復(fù)合管耐磨性比鑄鐵管提高8倍，內(nèi)瓷外鋼的構(gòu)造使其更耐壓、不易爆裂，維護(hù)費(fèi)用較少，便于安全使用。將放砂管中1 000 m的鑄鐵管更換為耐磨塑膠管，使用壽命由3個(gè)月提高到8 a。耐磨塑膠管重量很輕，大大降低了管道維護(hù)與更換的勞動(dòng)強(qiáng)度。2009年，在恒壓池新建了排砂放砂調(diào)節(jié)閘門和恒壓池溢流排放溝，提高了尾礦庫的使用安全環(huán)保性。

4結(jié)論

在分析大吉山鎢業(yè)2#尾礦庫目前安全運(yùn)行方面存在問題的基礎(chǔ)上，對(duì)初期壩、排洪排滲、主壩和副壩堆積壩、放砂筑壩等方面進(jìn)行綜合治理，并安裝尾礦庫在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，使管理人員能實(shí)時(shí)掌握尾礦庫安全運(yùn)行數(shù)據(jù)，消除了尾礦庫對(duì)下游居民、農(nóng)田及工礦企業(yè)的威脅，有效降低事故發(fā)生率，確保尾礦庫長(zhǎng)期安全運(yùn)行，對(duì)同類礦山尾礦庫的綜合治理，具有借鑒價(jià)值。

參考文獻(xiàn)

[1]羅偉英.大吉山鎢礦選礦工藝改進(jìn)的生產(chǎn)實(shí)踐[J].江西有色金屬，2009，23(3)：23-25.

(收稿日期2016-02-25)

陳陽興(1966—)，男，工程師，341801 江西省贛州市全南縣大吉山鎮(zhèn)。