上游式尾礦庫閉庫治理措施

何明亮

對于尾礦庫來講，可以依照入庫尾礦含水率的多少對其進行劃分，主要分為濕式尾礦庫、干式尾礦庫，以及介于兩者之間的膏體尾礦庫。前者結合尾礦堆積壩實際形成的特點將尾礦壩筑壩方式分成了上游式尾礦筑壩法、中線式尾礦筑壩法以及下游式尾礦筑壩法，在采取上游式尾礦筑壩法而形成的尾礦庫被叫做上游式尾礦庫，本身有著一定的特征，比如堆積壩壩頂軸線部分逐漸朝著初期壩上游方向前移，壩體的組成結構是流動礦漿沉積形成，粗顆粒沉積于壩前、細顆粒沉積于庫尾。上游式尾礦庫因操作便利、管理方便、運行成本較低等一系列優點而被普遍應用到了各項領域內，不過對于該壩體來講，是依照尾礦沉積特征自尾礦排放階段形成的，采取的尾礦排礦方法、粒度、流速以及濃度等多方面直接影響著堆積尾砂的結構情況，尾砂內包含了諸多的細粒夾層，滲透性不佳，在設計環節中無法對具體的壩體尾砂分布形態進行精準預測，具體的壩體尾礦分布規律與實際設計可能差別較大?；诖耍疚暮唵侮U述了上游式尾礦庫運行期間的有關問題，結合某項目上游式尾礦庫閉庫治理案例提出了治理策略，以此為類似上游式尾礦庫閉庫治理工作的開展提供參考。

1 某項目上游式尾礦庫閉庫治理案例

文章中以某項目上游式尾礦庫為例，該尾礦庫實際堆積標高為815.0m，初期壩底標高772.0m，尾礦壩整體高度為43.0m，堆存尾砂量約為115.39×104m3。結合尾礦庫實測現狀圖以及現場勘察情況，庫面縱深較淺，灘面不平整，庫尾長期存儲了較多的積水，干灘長度不足、調洪庫容不夠；該尾礦庫也已達到設計壩高和服務年限，根據國家行業政策應完成尾礦庫閉庫整治和銷號工作，以保證尾礦庫長期運行穩定。

2 上游式尾礦庫運行現狀

通過相關資料研究表明，我國庫容低于1000萬m3的尾礦庫在總量中占據著極大比例，壩高低于60m的尾礦庫占據總量比例為80%，這些類型的尾礦庫大多數屬于上游式尾礦庫，本身有著服務期限較短的特征，甚至有些已經和服務年限相接近。要想確保尾礦庫安全實施閉庫，就需要重點研究上游式尾礦庫的運行現狀，提出對應的閉庫治理措施，這是極為關鍵且重要的。為此，文章內全面探究了某項目上游式尾礦庫實際運行現狀，具體如下所示。

2.1 尾礦壩

在上游式尾礦筑壩法期間通常是應用尾砂堆筑子壩，但是在子壩堆積期間普遍受到各項因素的影響，具體表現為人為、天氣和尾砂特性多種類型的因素，形成了子壩軸線過度彎曲和邊坡陡峭等問題；尾礦堆積上升速度特別快，壩體尾砂固結時間短，有液化滑坡風險；沒有同步完成壩面和壩肩排水溝的建設作業，坡面綠化效率低，當受暴雨天氣影響以后必定形成坡面沖坡。此外，因尾礦堆筑過快，壩面、壩肩排水溝未同步建設完成，坡面未及時進行綠化，遇雨水天氣形成壩面沖溝。結合以上探究的尾礦壩問題，在閉庫期間需要綜合性的治理坡面，布設壩面以及壩肩排水溝等，落實完善的坡面綠化策略。

2.2 排洪系統

上游式濕排尾礦庫運行期間，為了滿足尾礦回水的澄清，使進水水位逐漸提升，一般情況下是應用排水斜槽或排水井等能夠連續階梯式封堵的進水構筑物來實現?？墒窃诰唧w的封堵期間受人員操作水平較低以及施工不規范等因素的影響，排水構筑物封堵質量可能較差，存在尾砂泄漏風險；另外有的尾礦庫建設時間久遠，遵循的設計標準較現有標準過低，甚至應用的排洪設施為尚未做好防腐處理的鋼管材料或漿砌石結構。要想解決以上現象，將排洪設施問題有效治理，就需要做好閉庫設計和整治工作，封堵老排洪系統或者是規范性的建設新排洪系統，平整庫面灘面坡向排水設施，使尾礦庫閉庫以后庫內洪水能夠順利及時排出，庫區不長期積水。

針對上述排洪系統問題，閉庫時應封堵排洪系統，或新建排洪系統。尾礦庫閉庫后，在正常條件下庫內不應存水，因此還需要對尾礦庫灘面進行治理。

2.3 監測設施

小型尾礦庫因管理力量不足，易出現監測設施失效等問題，閉庫時應對尾礦庫監測設施進行評估和完善。未加強尾礦庫的監督管理力度，存在著監測設施缺失或者失效、監測數據不全等問題，在閉庫期間就需要動態性評估現有尾礦庫監測設施，補充必要的監測點、提出監測要求，將其優勢發揮到最大化。

3 尾礦庫閉庫存在的問題

某項目在實施閉庫整治作業的前期階段中，相關企業已經結合實際情況編制了庫區工程地質勘察、壩體穩定性分析和安全現狀評價報告，但是依照上述現狀來看，尾礦庫還存在著一些問題。其一，子壩軸線過度彎曲，壩面護坡、綠化和、排水溝未施工完成。其二，尾礦庫排洪構筑物結構和現行標準要求不相符。其三，監測設施不完善。

4 上游式尾礦庫閉庫治理措施和落實策略

在礦山正常運行期間，尾礦庫是非常重要的一項采選工程設施，其運營狀況決定了礦山開采經濟效益和采選工業安全性，同時也直接威脅到了相關人員自身的生命安全。在我國尾礦庫中，有一大部分都處于即將閉庫的運行狀態，這是因為有的尾礦庫已經達到了服務年限，有的尾礦庫因為礦產資源開發日益枯竭，礦山面臨停產而停用，還有的尾礦庫因為發生了壩體滲漏以及排洪系統功能下降，無法正常使用而停運。針對這些達到服務年限或停用的尾礦庫，加強閉庫工作是非常重要，是尾礦庫長期穩定運行的保證措施。對于大多數尾礦庫來講，是以比較成熟的上游法尾礦筑壩技術為主。該項技術操作方式極為便利，方便管理，營運期間成本輸出最少，不過該排尾筑壩方式也有著一些本質性缺陷，經常會受到排礦方式、放礦點的位置、放礦流速和濃度等的影響，細粒夾層比較多，滲透能力差，浸潤線埋深較淺，最終難以確保壩體自身的穩定性；在尾礦庫運行期間，建設方疏于管理，導致尾礦庫排洪構建物功能缺失，雨洪無法正常排泄，為尾礦庫的正常運行埋下了嚴重的安全隱患。與此同時，伴隨著我國礦產資源利用率的提升，礦產開采量逐漸增多，每年的尾礦量增加，壩體上升速度隨之加快，選礦工藝水平提升礦石的磨度越來越高，尾礦性質變差固結情況不樂觀。還有就是粉塵污染，在大風天氣，尾礦表面的細粉被逐漸吹到周邊區域，導致土壤受到污染，逐漸退化，植被也會受到不同程度的破壞，生態環境無法平衡，嚴重影響了人們的日常生活，所以在尾礦庫閉庫作業時，必須采取及時恢復植被或者是庫區覆土的方式，從而確保尾礦庫區周圍環境。尾礦庫相關治理保障措施如下。

4.1 制定尾礦庫治理措施

其一，整治處理尾礦干灘面。依照現場實際現象，要想解決灘面不平整和尾礦庫干灘長度以及安全性較低等問題，在閉庫治理期間需要做好以下幾項措施。①對堆積壩的最后一級子壩進行平整處理，合理控制堆積壩壩頂標高.②平整形成的尾砂逐漸填入了灘面低洼位置，采取平整碾壓的方式進行密實處理，在灘頂形成50m的寬平臺，遵循1.0%坡度使平臺朝著庫內逐漸傾斜。③壩頂平臺和庫內灘面相互銜接到一起，庫內灘面是自然放礦沖積坡，不進行調整。完成閉庫作業以后，在運行過程中禁止尾礦庫內存水，汛期雨洪水應利用排洪系統排放出去。④對壩肩排水溝加以改善。為了將壩面雨水順利排放出去，防止沖刷壩體，應修筑壩面和壩肩漿砌石排水溝，并加強閉庫以后的維護力度，保障壩面排水溝的完善性。

其二，做好庫區綠化作業。目前階段，尾礦庫庫區尚未做好相關的綠化作業，尾礦庫閉庫期間明確要求對庫面覆土植被加以綠化，種植根系發達且抗寒冷的植物，提升成活率，在發生了缺苗和少苗問題以后也必須快速進行補栽處理。

其三，落實排洪系統建設。分析現有尾礦庫排洪系統結構，檢測現有排洪構筑物結構穩定性，校核排洪系統的泄流能力。該項目尾礦庫排水斜槽檢測和計算結果：①排水斜槽為現澆鋼筋混凝土結構，無變形和裂縫情況，結構強度滿足設計要求。②斜槽止水帶封閉程度高，伸縮縫未產生變形現象，有的伸縮縫內可見沿浸油木板正常開裂的環形裂縫，結構完善。③庫內排水斜槽地基坐落于基巖上部，未產生基礎下沉的情況。④斜槽泄流能力不滿足調洪后的下泄要求。閉庫治理期間要求應有效清理消力池中的尾砂，揭開庫面以上排水斜槽蓋板加大泄流能力，進水端設置攔污柵防止樹枝爛葉堵塞斜槽進口。為了增強閉庫后尾礦庫的排洪能力，布設雙排洪系統，即沿著上壩道路增設漿砌石溢洪道，底寬1.0m，深度是1.2m，長約500m，間隔20m設置沉降縫，控制沉降縫寬，使用瀝青麻筋填塞。

其四，采取性能良好的監測設施。現階段，初期壩壩頂標高處設置了壩體位移觀測樁和壩體浸潤線觀測井，但初期壩以上未施工監測點、庫區也無水位監測標尺，安全觀測設施不全面。故尾礦庫閉庫期間，需要補充完善安全觀測設施，以方便企業了解閉庫后的尾礦庫運行安全情況。①位移監測設施。自第二級堆積壩頂平臺開始，每兩個子壩設置位移監測點，并保持監測點結構的穩定性和安全性，避免產生變形現象，同時監測點底座埋設土層的深度也必須嚴格控制。②浸潤線監測設施，數量、位置與位移監測點一致。③設置水位監測標尺。將水位標尺設置于排水斜槽側壁，應清晰可見。

其五，增設值班室以及安全標識牌。①設置安全標識牌。當前階段，需要將安全警示標識牌設置于庫區周圍明顯的領域以及容易產生安全隱患的區域，禁止閑雜人員隨意出入庫區，同時也不能實施庫區爆破、挖砂以及取石等多項作業。在溝口住戶位置設置清楚的避災標識牌，將避災路線標注出來。②管理設施。完成了尾礦庫閉庫作業以后，需要設置專門的尾礦庫值班室和倉庫，把危險報警裝置、通訊電話以及移動式手提照明設施等安裝到值班室內，倉庫內也需要配置有關的應急搶險物資，其中包含了救生衣和沙袋等。

其六，加強尾礦庫安全管理。在當前階段安全管理體系需要設置必要的尾礦庫專職管理機構，明確專業性的技術管理人員，邀請經驗豐富的尾礦專家為技術顧問，將尾礦庫閉庫中和閉庫后中的技術難題加以解決。礦業公司需要加強尾礦庫的安全監督管理力度，做好日常管理工作，定期巡檢尾礦庫，同時還需要落實完善的閉庫前、后安全檢查和管理要求，結合尾礦庫監測數據，定制下年度安全管理計劃，嚴格按照閉庫設計要求和安全管理計劃進行操作，確保尾礦庫的調洪庫容和安全超高。對應尾礦庫子壩和庫區，在閉庫前應邀請有資質的單位完成工程地質勘察，了解尾砂沉積特性，各沉積層的巖土物理力學指標，研究正常運行、洪水運行和特殊運行的壩體穩定性，評價尾礦庫現狀情況，提出相應對策措施和管理要求，建設必要的位移和浸潤線安全監測設施，定期監測數據，掌握尾礦庫閉庫前、后運行現狀，為尾礦庫安全運行提供良好的依據；強化尾礦庫汛期管理，制定尾礦庫防洪防汛工作方案，做好汛期內的領導值班工作，24h領導現場協調指揮，及時解決運行存在的問題，并落到實處。

其七，選擇閉庫的評價單位和設計單位，落實閉庫整治方案。建設單位應當結合尾礦庫設計資料，在尾礦庫擬閉礦的前一年委托有資質的，且經驗豐富評價機構合理合規評價尾礦庫。評價機構向企業出具尾礦庫安全現狀評價報告，包含的主要內容包括壩體穩定性、防洪可靠性，監測設施完整性，確定尾礦庫的安全度，給出結論、提出合理化建議。同時建設方也應該在尾礦庫閉庫前，委托有著相應資質的設計單位展開尾礦庫閉庫設計工作。設計單位在尾礦庫閉庫設計過程中結合評價機構的安全評價結論和建議、以及工程地質和水文地質勘察的結論和建議，提出閉庫治理措施，確保閉庫以后的尾礦庫與我國法律、法規、文件和規范要求相符合。設計單位在對現場進一步了解的情況下充分分析尾礦庫的現狀和存在的問題，加以治理，如在防洪能力不足的情況下，采取擴大調洪庫容或者是增加排洪能力方式增設永久溢洪道、排水井等排洪設施。閉庫設計單位應整理和研究相關的資料，結合資料和數據完善設計方案，設計方案主要包括以下四個方面：對壩體的穩定性進行定性和定量分析，并作出穩定性評價結論；依照尾礦庫的類別確定閉庫的防洪標準，按照庫區現有設施的狀況進行排洪計算，并選定合適的閉庫排洪方式及構筑物；對壩坡及庫區灘面展開復墾設計；健全該尾礦庫的監測設施。需要明確注意的一方面是，洪水入庫可能造成浸潤線偏高、淹沒庫區植物，同時洪水入庫通常會帶來大量的庫外雜物入庫，容易堵塞排洪設施，閉庫設計需要提出對策措施。閉庫后尾礦庫不再使用，為了保證尾礦庫的安全，可根據尾礦庫特征采取分洪設施，即上游設置分洪構筑物，將上游雨水導出庫外。一般閉庫項目采用的分洪設施為庫區周邊截洪溝。本項目在庫區左、右岸設置截洪溝，庫尾溝底地段設置攔水壩，利用庫尾設置的攔水壩將上游來的洪水攔截，然后通過截洪溝將其排出庫外。尾礦庫的閉庫勘察、評價和設計工作在礦山企業的管理中起到了非常重要的作用，使得尾礦庫閉庫理論可靠性增強，同時建設方嚴格按照閉庫方案進行閉庫工程施工，全面增強有關人員的思想理念，加大尾礦庫閉庫的建設投入，在根本上對尾礦庫的閉庫進行全面科學的管理，保障整體質量和安全性。

4.2 操作管理標準化

首先，加強尾礦庫技術參數和調洪庫容安全超高、浸潤線埋設深度等多方面的控制力度，遵循規范性要求加以操作，確保整體安全性，定期檢驗尾礦庫運行狀態。其次，定期勘測尾礦庫，動態性分析尾礦壩的工程、水文地質和抗震性能。在尾礦庫值班室內安裝規范性的監測系統，定期對庫水位和沉積灘長度監測，獲取準確的技術參數，確保尾礦庫安全運行。

4.3 制定安全生產責任體系

其一，逐層落實安全生產責任體系，具體將責任落實到個人身上，安全生產實行公司和班組負責的方式。并且有效檢驗尾礦庫的安全性，公司每季度檢查一次有點少，至少每月例行檢查一次。

其二，強化尾礦庫汛期監督管理力度，以文件形式制定尾礦庫防洪防汛工作方案，確定尾礦庫汛期技術指標設計要求，對各項單位任務進行合理劃分，保障防汛搶險物資以及設施的充足性，編制尾礦庫事故應急預案，舉辦相關的知識講座，提升人員自身技能。

5 結語

從以上論述來看，文章內依照上游式尾礦庫的特征探究了存在的問題，提出了有關策略，說明了某項目尾礦庫閉庫治理案例。經過分析來看，上游式尾礦庫閉庫治理涉及到了多項對策，比如尾礦壩治理措施、排洪系統治理措施以及監測設施治理措施，結合尾礦庫存在的問題綜合性治理以及解決，進而確保尾礦庫閉庫以后的穩定性和安全性。