馬鋼礦山上游式尾礦庫(kù)安全運(yùn)行與閉庫(kù)關(guān)鍵技術(shù)

馬鋼南山礦業(yè)公司馬鋼礦山上游式尾礦庫(kù)平安運(yùn)轉(zhuǎn)與閉庫(kù)關(guān)鍵技術(shù)

概述馬鋼南山礦業(yè)公司現(xiàn)有三座選廠，分別是凹山選廠、和尚橋選廠及東山選廠，年產(chǎn)尾礦1000萬(wàn)噸。其受礦場(chǎng)所為凹山總尾礦庫(kù)、城門(mén)峒尾礦庫(kù)和閉坑的露天采坑。兩庫(kù)承接凹山選礦廠年產(chǎn)420萬(wàn)噸的尾礦儲(chǔ)存義務(wù)，其中凹山總尾礦庫(kù)受礦220噸/年，城門(mén)峒尾礦庫(kù)受礦200萬(wàn)噸/年；閉坑的露天采坑充填580噸/年。

尾礦庫(kù)概略〔一〕凹山總尾礦庫(kù)凹山總尾礦庫(kù)位于馬鞍山市向山鎮(zhèn)東南5km處的南莊村境內(nèi)屬三等庫(kù)，上游式筑壩。前期由鞍山礦山設(shè)計(jì)院設(shè)計(jì)，后期由馬鞍山鋼鐵設(shè)計(jì)院設(shè)計(jì)。該庫(kù)于1965年建成投產(chǎn)。凹山尾礦庫(kù)和南山坳尾礦庫(kù)與1998年合并而成凹山總尾礦庫(kù)。凹山總尾礦庫(kù)最終設(shè)計(jì)標(biāo)高為100米，全庫(kù)容為8863萬(wàn)米3，已平安運(yùn)轉(zhuǎn)51年。凹山總尾礦庫(kù)〔二〕城門(mén)峒尾礦庫(kù)

城門(mén)峒尾礦庫(kù)位于馬鞍山市當(dāng)涂縣銀塘鎮(zhèn)境內(nèi)，由馬鋼礦研所與鞍山礦山設(shè)計(jì)院共同設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)全庫(kù)容為3150萬(wàn)米3，有效庫(kù)容為2520萬(wàn)米3，已達(dá)最終標(biāo)高180米。屬二等庫(kù)，上游式筑壩，2021年8月停排。城門(mén)峒尾礦庫(kù)

尾礦庫(kù)平安運(yùn)轉(zhuǎn)管理1、建立了完好的尾礦庫(kù)平安管理體系2、科學(xué)制定作業(yè)方案3、操作、管理規(guī)范化4、尾礦庫(kù)的日常監(jiān)測(cè)規(guī)范化5、保證資金投入6、嚴(yán)厲落實(shí)平安消費(fèi)責(zé)任制1、建立了完好的尾礦庫(kù)平安管理體系公司設(shè)置了尾礦庫(kù)專職管理理機(jī)構(gòu)，確定專職技術(shù)管理人員，聘請(qǐng)尾礦專家為技術(shù)顧問(wèn)，處理尾礦庫(kù)運(yùn)轉(zhuǎn)中的技術(shù)難題。礦業(yè)公司平安管理部、南山礦業(yè)公司平安科對(duì)尾礦庫(kù)的平安進(jìn)展監(jiān)視管理。尾礦車(chē)間對(duì)尾礦庫(kù)進(jìn)展日常平安管理，工段、班組對(duì)尾礦庫(kù)進(jìn)展日常操作和巡查巡檢。2、科學(xué)制定作業(yè)方案上年末召開(kāi)尾礦專題會(huì)議，制定下一年度的尾礦消費(fèi)年度方案、安措工程、技術(shù)要求。根據(jù)尾礦庫(kù)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)和排尾量，制定季、月排尾方案細(xì)化到各尾礦庫(kù)、各壩段，制定相應(yīng)的技術(shù)措施確保方案兌現(xiàn)率。

3、操作、管理規(guī)范化①嚴(yán)厲控制尾礦庫(kù)的技術(shù)參數(shù)，總坡比、堆積灘長(zhǎng)度坡度、調(diào)洪庫(kù)容、平安超高、浸潤(rùn)線埋深等。②嚴(yán)厲規(guī)范化操作，及時(shí)調(diào)整尾礦排放點(diǎn)，實(shí)行分壩段交替放礦，實(shí)行兩庫(kù)過(guò)程分流排放和各壩段堆積灘平衡上升，保證尾礦庫(kù)的調(diào)洪庫(kù)容和平安超高。定時(shí)巡檢尾礦庫(kù)運(yùn)轉(zhuǎn)情況，尤其是低期子壩；按監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)調(diào)整庫(kù)水位。按設(shè)計(jì)要求堆筑子壩。③對(duì)尾礦庫(kù)定期勘測(cè)分析，對(duì)尾礦壩進(jìn)展工程地質(zhì)勘察和抗震穩(wěn)定性分析，及時(shí)進(jìn)展尾礦庫(kù)平安現(xiàn)狀評(píng)價(jià)。④實(shí)施平安規(guī)范化，全面實(shí)行管理和操作全要素規(guī)范化，兩庫(kù)已獲得全國(guó)第一批非煤礦山尾礦平安規(guī)范化一級(jí)。4、尾礦庫(kù)的日常監(jiān)測(cè)規(guī)范化在尾礦庫(kù)庫(kù)區(qū)設(shè)置完善的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，定期對(duì)庫(kù)水位，對(duì)壩體浸潤(rùn)線、堆積灘高程、堆積灘長(zhǎng)度和坡度。對(duì)壩體形變等技術(shù)參數(shù)進(jìn)展定期監(jiān)測(cè)，掌握尾礦庫(kù)的運(yùn)態(tài)；指導(dǎo)尾礦庫(kù)的平安消費(fèi)。5、保證資金投入公司每年投入1000多萬(wàn)元專項(xiàng)資金，用于尾礦庫(kù)的安全運(yùn)轉(zhuǎn)維護(hù)、病害治理和尾礦庫(kù)平安運(yùn)轉(zhuǎn)的科研及技術(shù)創(chuàng)新。6、嚴(yán)厲落實(shí)平安消費(fèi)責(zé)任制①平安消費(fèi)責(zé)任制層層落實(shí)，責(zé)任到人。平安消費(fèi)實(shí)行公司、車(chē)間、工段、班組四級(jí)擔(dān)任，措施層層落實(shí)，責(zé)任到人。②對(duì)尾礦庫(kù)的平安檢查做到集團(tuán)公司每季檢查一次，公司每旬檢查一次，車(chē)間、工段每周檢查一次，班組每班巡查一次，崗位工每?jī)尚r(shí)巡查一次。

③加強(qiáng)尾礦庫(kù)汛期管理，公司在每年四月份以文件的方式制定下發(fā)當(dāng)年尾礦庫(kù)防洪防汛任務(wù)方案，⑴成立以公司經(jīng)理為組長(zhǎng)的防洪防汛任務(wù)指點(diǎn)小組，明確兩尾礦庫(kù)汛期的技術(shù)目的要求，使各單位義務(wù)明確、責(zé)任清楚、措施到位。⑵嚴(yán)厲落實(shí)防汛搶險(xiǎn)物資及設(shè)備準(zhǔn)備充分、到位；⑶編制尾礦庫(kù)事故應(yīng)急預(yù)案。加強(qiáng)汛期指點(diǎn)值班，確保24小時(shí)有指點(diǎn)在現(xiàn)場(chǎng)協(xié)調(diào)、指揮消費(fèi)，及時(shí)處置消費(fèi)作業(yè)過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題；成立民兵搶險(xiǎn)突擊隊(duì)，每年汛前舉行一次“防汛搶險(xiǎn)知識(shí)講座〞及“防汛動(dòng)員會(huì)〞，對(duì)尾礦工和防汛搶險(xiǎn)隊(duì)員強(qiáng)化防汛認(rèn)識(shí)和技藝教育，提高認(rèn)識(shí)、明確責(zé)任。尾礦庫(kù)常見(jiàn)病害治理尾礦庫(kù)常見(jiàn)病害有：尾礦壩滑坡、尾礦壩滲漏、浸潤(rùn)線過(guò)高壩面沼澤化。一、尾礦壩滑坡治理滑坡的種類：滑坡按其動(dòng)因可分為：剪切性滑坡、液化性滑坡、塑性滑坡2、滑坡的治理滑坡治理的原那么：上部削坡減載，下部壓坡固腳；⑴浸潤(rùn)線過(guò)高呵斥坡滑坡。上游防滲，下游削坡、滑動(dòng)體下部設(shè)置濾水層。挖除滑動(dòng)體上部已松動(dòng)的土體，然后按壩坡線分層夯實(shí)，做好護(hù)坡。⑵壩體有脆弱夾層，下游坡過(guò)陡呵斥下游坡滑坡。首先降低庫(kù)水位，置換脆弱層，放緩壩坡，固腳防滑,恢復(fù)排滲設(shè)備功能。

二、尾礦壩滲漏治理2、尾礦壩滲漏治理發(fā)現(xiàn)滲漏，應(yīng)停頓排礦，找到滲漏點(diǎn),修復(fù)反濾設(shè)備。⑴建造濾水圍井，然后濾料壓滲，導(dǎo)出滲水。⑵蓄水減滲，滲漏面外圍筑土埂池以蓄滲水，減少內(nèi)外水頭差，控制滲漏開(kāi)展。⑶塘內(nèi)壓滲，對(duì)于壩下游是水塘、用蘆葦、竹芭等在水花周?chē)瑖蓢?。在圍圈?nèi)填放濾料，控制滲漏開(kāi)展。三、浸潤(rùn)線過(guò)高，壩面沼澤化。壩面沼澤化的治理浸潤(rùn)線過(guò)高壩面沼澤化的治理方法：貼坡反濾和排滲對(duì)于壩高較矮和低級(jí)別的尾礦庫(kù)，在滿足壩體抗滑穩(wěn)定的平安要求，可貼坡反濾。該方法不能降低壩體浸潤(rùn)線，維護(hù)壩體不發(fā)生流土。對(duì)于壩高較高、抗滑和抗震要求高的尾礦庫(kù)，要采用排滲措施處理。常用的排滲措施有：預(yù)埋盲溝排滲法、輕型井點(diǎn)排滲法、豎井排滲、程度濾管—垂直插板結(jié)合排滲法、輻射井排滲法等。⑴預(yù)埋盲溝排滲法，在堆積灘面每隔30—50米，垂直壩軸線方向布置橫向盲溝，平行于壩軸線每隔50—100米布置縱向盲溝與橫向盲溝連通?？v向盲溝，銜接一根導(dǎo)水管將滲水導(dǎo)出壩外降低以后壩體浸潤(rùn)線。該法施工簡(jiǎn)單，造價(jià)低廉；但只能排其上部滲水，濾體易堵塞，而呵斥排滲失效。⑵輕型井點(diǎn)排滲法，在子壩平臺(tái)上利用鉆機(jī)，垂直向下敷設(shè)多個(gè)井點(diǎn)濾管，各井點(diǎn)濾管與程度總管銜接，程度總管銜接真空泵。由真空泵產(chǎn)生負(fù)壓，將尾礦滲水強(qiáng)迫排出，從而降低浸潤(rùn)線。該法強(qiáng)迫排滲，易將細(xì)粒尾砂排出呵斥壩體部分塌陷，機(jī)械磨損檢修量大，管道容易漏氣。目前運(yùn)用不多。⑶程度濾管—垂直插板結(jié)合排滲法，程度濾管植入壩內(nèi)，滲水經(jīng)程度濾管排出降低壩體浸潤(rùn)線。在程度濾管上部壩面垂直向下插入垂直排水板，穿透細(xì)泥隔水夾層，將細(xì)泥隔水夾層上部積水聚集至程度濾管附近，經(jīng)程度濾管排出降低壩體浸潤(rùn)線，該法只能排出出水口上部滲水。

⑷輻射井排滲法，在適當(dāng)?shù)奈恢檬┕ゎA(yù)定深度的豎井，在豎井內(nèi)不同的深度處，分層沿井壁向各方向置程度濾管，在豎井底部敷設(shè)導(dǎo)水管。各層程度濾管將壩內(nèi)積水排入豎井，再經(jīng)導(dǎo)水管排出壩外。尾礦庫(kù)并庫(kù)凹山總尾礦庫(kù)是由凹山尾礦庫(kù)與南山坳尾礦庫(kù)合并而成。當(dāng)凹山尾礦庫(kù)標(biāo)高為80米時(shí)停排，在該庫(kù)東南側(cè)新建的南山坳尾礦庫(kù)排尾，該庫(kù)水區(qū)集于凹山尾礦庫(kù)原2#壩，當(dāng)兩庫(kù)標(biāo)高根本一致時(shí)實(shí)行并庫(kù)。1、兩庫(kù)分置排水系統(tǒng)以便控制庫(kù)水位和并庫(kù)流量2、并庫(kù)前，在凹山尾礦庫(kù)原2#壩實(shí)施壩面壓坡，及粗粒尾礦在其壩腳排放。防止壩基揚(yáng)壓力和浸透破壞原尾礦壩的穩(wěn)定性。3、并庫(kù)盡量選擇在枯水季節(jié)進(jìn)展。4、小庫(kù)尾礦水注入大庫(kù)，流量必需小于大庫(kù)的排洪能力且必需保證回水水質(zhì)達(dá)標(biāo)。

尾礦庫(kù)平安消費(fèi)的技術(shù)創(chuàng)新

尾礦庫(kù)運(yùn)轉(zhuǎn)的在線監(jiān)測(cè)利用信息化技術(shù)與水文工程技術(shù)，結(jié)合尾礦庫(kù)的特點(diǎn)，對(duì)尾礦庫(kù)平安數(shù)字化管理系統(tǒng)研討開(kāi)發(fā)，建成了尾礦庫(kù)壩體浸潤(rùn)線、庫(kù)水位、降雨量、壩體形變的自動(dòng)在線監(jiān)測(cè)和消費(fèi)視頻監(jiān)視，直觀地掌握壩體的實(shí)時(shí)運(yùn)轉(zhuǎn)動(dòng)態(tài)。①庫(kù)水位、降雨量監(jiān)測(cè)系統(tǒng)庫(kù)區(qū)水位監(jiān)測(cè)：庫(kù)區(qū)水位每升降一厘米，系統(tǒng)自動(dòng)檢測(cè)并發(fā)回?cái)?shù)據(jù)。為汛期暴雨時(shí)段，庫(kù)水位上升情況可以做到準(zhǔn)確適時(shí)檢測(cè)，根據(jù)降雨量的情況預(yù)測(cè)庫(kù)水位變化趨勢(shì)。為判別汛情開(kāi)展提供可靠根底數(shù)據(jù)，為緊急措施的采取博得的珍貴時(shí)間。②浸潤(rùn)線自動(dòng)化監(jiān)測(cè)系統(tǒng)該系統(tǒng)對(duì)尾礦壩體的，浸潤(rùn)線埋深數(shù)據(jù)，進(jìn)展實(shí)時(shí)采集，經(jīng)過(guò)系統(tǒng)軟件直觀壩體內(nèi)部浸潤(rùn)線的形狀。并能繪制指定測(cè)壓管浸潤(rùn)線的歷時(shí)曲線圖及浸潤(rùn)線埋藏深度與庫(kù)水位相關(guān)關(guān)系曲線圖，實(shí)時(shí)掌握浸潤(rùn)線埋深情況和開(kāi)展趨勢(shì)。③壩體形變監(jiān)測(cè)系統(tǒng)對(duì)尾礦壩體，進(jìn)展豎直沉降和程度位移監(jiān)測(cè)，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)壩體的形變形狀，掌握壩體的形變異常和突變，這為我們分析、判別壩體能否存在平安隱患，及時(shí)采取相應(yīng)的措施，提供了的科學(xué)協(xié)助。④視頻監(jiān)測(cè)系統(tǒng)視頻系統(tǒng)對(duì)全庫(kù)進(jìn)展視頻監(jiān)視，對(duì)庫(kù)區(qū)消費(fèi)形狀可以進(jìn)展直觀的了解?？梢杂行У乇O(jiān)測(cè)全庫(kù)區(qū)的消費(fèi)形狀。消費(fèi)中出現(xiàn)的問(wèn)題，能得到及時(shí)處置。研發(fā)建立尾礦庫(kù)運(yùn)轉(zhuǎn)的在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)發(fā)明上游式尾礦庫(kù)回水處置安裝尾礦庫(kù)已運(yùn)用至后期庫(kù)長(zhǎng)變短，且尾礦粒度逐年變細(xì)，尾礦漿的廓清水距缺乏，出現(xiàn)尾礦回水渾濁度達(dá)不到外排水的環(huán)保要求。利用細(xì)泥的沉降特性，發(fā)明了具有分散效應(yīng)、面壁效應(yīng)、吸附效應(yīng)的上游式尾礦庫(kù)回水處置安裝。加速礦泥沉降，縮短廓清水距。在實(shí)踐運(yùn)用后到達(dá)良好的效果，大大地降低了尾礦庫(kù)回水渾濁度，使之達(dá)標(biāo)排放。該安裝獲得發(fā)明專利。發(fā)明上游式尾礦庫(kù)回水處置安裝3、創(chuàng)新輻射井串聯(lián)技術(shù)實(shí)現(xiàn)復(fù)雜地形尾礦壩體有效降水輻射井是尾礦壩排滲的有效設(shè)備，但是在大面積高潛水水位壩段，地形條件復(fù)雜，單座輻射井的運(yùn)用受限制，采用輻射井串聯(lián)技術(shù)勝利的處理了降低區(qū)域壩體潛水位的難題，有效的降低了壩體的浸潤(rùn)線，同時(shí)導(dǎo)水管管口采用水封技術(shù)消除管口結(jié)垢堵塞景象。

3、創(chuàng)新輻射井串聯(lián)技術(shù)實(shí)現(xiàn)復(fù)雜地形尾礦壩體有效降水4、研制尾礦分泥安裝，減少入庫(kù)礦泥量、改善入庫(kù)尾礦級(jí)配根據(jù)礦漿在輸尾管道中分層流動(dòng)的特性和干涉沉降原理，在確保原輸尾管中礦漿流速大于其臨界流速的前提下，研制一套尾礦分泥安裝，實(shí)現(xiàn)無(wú)新增動(dòng)力分別礦泥，分別部分礦泥保送至閉坑后的采坑充填，粗粒尾礦保送至尾礦庫(kù)改善了入庫(kù)尾礦級(jí)配，該安裝獲國(guó)家發(fā)明專利。4、研制尾礦分泥安裝，減少入庫(kù)礦泥量、改善入庫(kù)尾礦級(jí)配尾礦庫(kù)閉庫(kù)常規(guī)的尾礦庫(kù)閉庫(kù)方式是，在確保尾礦庫(kù)是正常庫(kù)的前提下，進(jìn)展灘面覆土植被，壩面修整，保管原排洪系統(tǒng)排洪排洪。城門(mén)峒尾礦庫(kù)已達(dá)設(shè)計(jì)標(biāo)高，將進(jìn)展閉庫(kù)。創(chuàng)新閉庫(kù)方式，利用現(xiàn)有的地形條件，經(jīng)灘面覆土植被后，采取地表徑流方式排出庫(kù)內(nèi)大氣降水。即降水從庫(kù)腰和庫(kù)尾排出實(shí)現(xiàn)雨后，庫(kù)內(nèi)灘面無(wú)積水。尾礦庫(kù)最后成為一座尾礦堆體，為日后再利用發(fā)明有利條件。封堵原排水系統(tǒng)，消除因排洪系統(tǒng)日后年久失修，而坍塌的事故隱患。

頭頂庫(kù)加固治理凹山總尾礦庫(kù)，下游居民眾多，是一座典型的“頭頂庫(kù)〞如今雖為正常庫(kù)，將于2021年8月停排。但南山礦本著對(duì)下游居民平安高度擔(dān)任的態(tài)度，決議對(duì)其提升本質(zhì)平安度治理。其治理的方法是利用和尚橋采場(chǎng)的廢石經(jīng)過(guò)膠