時間:2023-03-15 14:55:44
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一、指導思想、整治目的和整治原則
(一)指導思想
堅持“安全第一,預防為主,綜合治理”的方針,落實科學發展觀,嚴格落實政府、部門、企業責任,立足于治理隱患、防范事故,切實強化尾礦庫安全專項整治,規范尾礦庫企業行為,促使尾礦庫安全運行,維護人民群眾生命財產安全,為我縣經濟社會發展創造良好環境。
(二)整治目的
通過專項整治,建立健全尾礦庫安全生產監督機制,促進尾礦庫安全生產、規范管理,及時消除隱患。2009年底前全面杜絕尾礦庫無證運行、帶病運行、無“三同時”手續等違法違規行為,消除尾礦庫安全隱患,關閉不具備安全生產條件和環境污染嚴重的尾礦庫,企業申辦尾礦庫《安全生產許可證》率達100%,堅決杜絕垮壩、潰壩事故發生,建立尾礦庫安全監控和隱患排查治理長效機制,尾礦庫登記、建檔、監測、監控、備案率達100%,提高我縣尾礦庫安全管理總體水平。
(三)整治原則
按照“政府統一領導,行業嚴格管理、部門依法監管、企業全面負責”的原則,根據尾礦庫的大小,危險程度,分清輕重緩急,實行縣、鄉鎮、企業分級監控,由鄉鎮政府及有關部門督促企業制定整改方案,落實整改資金,明確整改時限,逾期不能整改到位的,依法予以停產或關閉。
二、整治內容
(一)對以下8類尾礦庫依法進行關閉:
1、被確定為危庫且按期整改后無庫容的尾礦庫;
2、非法建設和生產運行的尾礦庫;
3、超量排放儲存尾礦、私堆亂建以及擅自違規加高壩體的尾礦庫;
4、廢棄的或無主管部門、無歸屬企業的尾礦庫和達到服務年限的尾礦庫;
5、建在飲用水源一級保護區的尾礦庫;
6、嚴重威脅下游安全距離內居民和學校、集市、主干公路等重要設施或飲用水源安全的尾礦庫;
7、未認真整改或整改后仍達不到安全條件的尾礦庫;
8、縣級以上人民政府依法決定關閉的尾礦庫。
(二)對以下4類尾礦庫實施停產整頓:
1、被確定為險庫的;
2、未取得《安全生產許可證》、未通過安全設施“三同時”審查驗收的尾礦庫;
3、庫內存在非法采(選)廠及其它非法設施,危及尾礦庫安全運行的;
4、縣級以上人民政府依法決定停產整頓的尾礦庫。
三、整治期限
(一)8類關閉尾礦庫于20*年12月底前全部關停到位,并于2009年6月底前完成隱患治理和閉庫;
(二)4類停產整頓尾礦庫于20*年12底前全部責令限期停產整改,整改期限原則上不得超過3個月,個別特殊情況最長期限不得超出6個月;
(三)凡關閉庫、停產整頓尾礦庫下游安全影響范圍內存在城鎮居民和學校、集市、主干公路等重要設施或涉及飲水安全的,責令于20*年12底前消除險情;險情未消除前必須完善應急處置措施,并實行24小時檢測監控制度。
四、整治程序
危庫、險庫的隱患整治和閉庫應嚴格按照規定程序,從工程地質勘察、安全評價、整改設計與審查批準、整改(閉庫)施工、施工監理、整改(閉庫)驗收評價,直至辦理驗收復產或閉庫手續,保證各環節工作到位。取締和關閉尾礦庫必須按《尾礦庫安全技術規程》完成閉庫。
五、驗收標準
(一)尾礦庫新建、改建、擴建必須嚴格執行安全設施和環保“三同時”制度;
(二)尾礦庫必須經過有資質的機構進行設計,并按照設計要求組織運行,按規定編制年度尾礦排放作業計劃;
(三)尾礦庫壩體通過穩定性復核,整治后的壩體無塌陷、裂縫、位移、沼澤化等情況,壩坡土石覆蓋保護層符合要求;
(四)排滲設施完好,排滲效果及排水水質符合要求,浸潤線深度符合設計要求;
(五)尾礦庫截洪、排洪、泄洪、排水系統完善,壩肩截水溝和壩坡排水溝按設計方案修筑;
(六)關閉的尾礦庫必須經整改達到管道設施規范,截洪、排洪、泄洪、排滲、排水系統完善,尾礦庫安全觀測、檢測設施齊全,尾砂壩庫植被覆蓋良好,達到閉庫標準和要求;
(七)尾礦庫最小干灘應按尾礦庫等級滿足要求;
(八)尾礦庫庫容不小于1萬立方米;
(九)尾礦庫壩體坡比達到《尾礦庫安全技術規程》要求;
(十)四等以上尾礦庫必須設置壩移觀測設施和浸潤線觀察設施;
(十一)尾礦庫特種作業人員(巡壩工、排砂工)持證上崗,并對從業人員進行安全知識技術教育和培訓;
(十二)尾礦庫企業建立完整的安全管理機構,配備專門的安全技術人員;
(十三)建立健全各項安全生產規章制度及操作規程;
(十四)制定完善應急救援預案,建立和簽定應急救援協議,建立應急救援隊伍并配備裝備、定期組織演練;
(十五)尾礦庫現場應具備值班室,配備應急照明燈和報警設施、抗洪搶險儲備物質等。
(十六)對尾礦庫下游不符合安全距離要求的企業、居民區及重要設施,落實資金、場地和配套設施,盡快組織搬遷。
六、處罰措施
(一)對沒有正規設計或者資料不全、未通過安全設施“三同時”驗收、未領取安全生產許可證的尾礦庫一律停產整頓,經整改后仍不達標的,堅決依法關閉;
(二)對擅自利用廢棄尾礦庫進行生產的選廠一律吊銷相關證照,堅決依法取締、關閉;
(三)對超量排放儲存尾礦、沒有正規設計或私堆亂建以及擅自違規加高壩體的尾礦庫企業一律吊銷相關證照,下達停止生產指令;
(四)對庫容在1萬立方米以下的小尾礦庫一律予以關閉、取締;
(五)對未經尾礦庫管理單位同意、論證及安監部門批準的尾砂回采再利用行為一律取締;
(六)對非法建設和非法生產運行的尾礦庫一律關閉、取締;
(七)對廢棄或無主管部門的尾礦庫以及已達到設計庫容的尾礦庫一律予以閉庫;
(八)對不按要求整改或整改后仍達不到安全生產條件的尾礦庫一律予以關閉;
(九)對已取得安全生產許可證但放松安全生產管理,達不到安全生產條件的尾礦庫,一律責令停產整改,暫扣安全生產許可證,待整改合格通過驗收后方能恢復生產;
(十)對企業負責人、安全管理人員和從事尾礦庫管理的作業人員未接受尾礦庫專業培訓、尾礦工未取得特種作業人員操作資格證書的,一律責令糾正,并依法進行處罰。
七、工作要求及措施
(一)查清尾礦庫安全現狀。由縣人民政府牽頭,組織相關部門及專家對我縣境內的尾礦庫情況進行全面摸底排查,建立尾礦庫基礎數據、圖片檔案資料庫,并實行動態信息跟蹤管理。嚴格按照《尾礦庫安全技術規程》的規定,對每座尾礦庫的勘察、設計、施工、監理等每個環節進行嚴格審查,對壩體穩定性、防洪設施、排水設施、觀測設施及下游人員、設施情況進行全面檢查,嚴格按照標準確定每座庫的安全度,對情況不明需要進行安全評價的,一律進行安全評價,并將尾礦庫的基本情況報上級部門備案。
(二)制定完善治理方案,落實治理資金。針對尾礦庫安全生產中存在的突出問題,督促企業建立完善尾礦庫隱患臺帳,制定尾礦庫隱患治理方案,聘請有資質的設計單位對危庫、險庫進行隱患整改設計或閉庫設計,制定尾礦庫隱患治理方案(方案應包括以下內容:治理的目的和任務、采取的方法和措施、經費和物資的落實、負責治理的機構和人員、治理時限和要求、安全措施和應急預案),逐庫落實隱患整改責任、措施、資金、時限和預案。按照“誰主管、誰負責,誰使用、誰治理”的原則,明確生產經營單位的責任主體及治理責任,督促有關企業落實治理資金,確保尾礦庫隱患治理到位。
(三)明確整治責任,實行掛牌督辦和整改銷號制。建立健全尾礦庫安全生產責任制,嚴格落實尾礦庫安全專項整治責任,各尾礦庫企業為尾礦庫安全生產的責任主體,各有關鄉鎮人民政府要履行好尾礦庫安全監管的主體責任,各有關部門要履行好行業監管責任。對首批被省、州安監局確定為危庫、險庫的尾礦庫(見附件1),由省、州人民政府掛牌督辦;其它危庫、險庫(見附件2)由縣人民政府掛牌督辦。對于掛牌督辦的尾礦庫,要定期跟蹤檢查,督促隱患整改,尾礦庫未經整改驗收合格,不得銷號,不得生產運行。對拒絕整改、到期整改不合格的尾礦庫依法予以關閉。對于閉庫企業拒絕進行閉庫治理,將采取強制措施,依法吊銷企業相關證照,申請查封銀行帳號,取消采礦資格。為加快治理,縣政府采取以獎代補政策。其它未列入掛牌督辦的病、險、危庫,企業法人必須在2009年3月底前整改完畢。
(四)完善聯合執法機制。縣安監、*、國土、環保、工商、經濟等部門與鄉鎮人民政府建立尾礦庫監管聯合執法制度。尾礦庫必須依法取得各種證照后,方可投入生產和使用,違者將依法進行行政處罰??h安監局負責按照《尾礦庫安全監督管理規定》嚴格督促企業整改,履行“三同時”手續,引入有資質的安全評價和設計機構,為企業整改和申辦《安全生產許可證》服務;縣環保局要嚴查環境污染,把好環評及環?!叭瑫r”驗收關,嚴防污染飲用水源及環境;縣國土資源局要繼續加大礦產資源開發秩序整頓力度,嚴格尾礦庫的用地審批,加強用地審批后的監督管理;工商部門依法暫扣或吊銷違法選礦廠以及尾礦庫企業的執照;縣經濟局責成電力企業嚴格供電管理,不得為非法生產活動供電,對停產整頓的尾礦庫企業停止供電,待整改驗收合格后,方可恢復供電;對關閉的尾礦庫,立即拆除浮選企業供用電設施??h*部門對停產整治的尾礦庫企業暫停礦山火工品供應;金融部門停止信貸支持;發改部門停止項目審批。鄉鎮人民政府、村委會要加強巡查監管,及時如實報告本地區尾礦庫的安全生產情況。
關鍵詞:尾礦庫設計探討
中圖分類號:S611 文獻標識碼:A 文章編號:
1前言
尾礦庫是礦山企業選礦廠生產設施的重要組成部分,其投資較大,一般約占選礦廠建設總投資的5%~10%。尾礦庫主要包括尾礦壩、排洪系統、回水系統、尾礦輸送系統等。尾礦庫主要容納選礦廠排出的尾礦砂,而尾礦中普遍含有有毒有害物質。因此,尾礦庫的安全運行直接關系到下游人民的生命財產安全和庫區周邊地區的生態環境。
隨著近年來礦業的迅猛發展,庫容大、壩高高的中型尾礦庫數量越來越多 , 且尾礦庫潰壩、垮壩事故頻發。例如2008年9月8日,山西省臨汾市襄汾縣新塔礦業有限公司發生的尾礦庫潰壩事故。泄容量為26.8萬m3,過泥面積30.2公頃,波及下游500m左右的礦區辦公樓、集貿市場和部分民宅,造成建筑毀壞,共有271人遇難。尾礦庫安全運行成為一個很嚴峻的問題。
據估計我國有1700多座尾礦庫,其中正常運行的不足70%。有的地區大約有30%的尾礦庫處于危、險、病服務狀態。而這些尾礦庫都必須進行技術改造處理,老庫要進行閉庫設計,實現安全閉庫。隨著我國對環境保護執行力度的加大,使許多原來可以任意選址的尾礦庫,必須嚴格按照環保要求選擇庫址。目前我國尾礦庫的建設中,老庫要改造,新庫要建設。而控制尾礦庫工程質量的關鍵是尾礦庫的設計。但尾礦庫設計中存在許多問題,有的還很嚴重,應引起相關部門重視,否則會貽害無窮,殃及子孫。
2設計中存在的主要問題
2.1設計技術人員匱乏
尾礦庫設計人員匱乏是不爭的事實,主要有以下原因:
原因一、2002年以前礦業處于經濟冰凍期,很多礦山都面臨著破產,造成與礦山相關的行業也隨之衰落,因而許多原來從事礦山設計的工程技術人員,老的退休,年輕的紛紛改行。各大專院校甚至暫停了采礦、選礦、尾礦等專業課程,形成了尾礦專業技術人員的大斷代。近年來礦業復興,但從事尾礦專業的技術人員并不能馬上填補大斷代是留下的空白。
原因二、尾礦庫設計要求設計人員不僅要精通水力學、地質學、土力學、水文學、水工等專業知識,而且要熟悉采礦、選礦、機械、環保等專業知識,是一個系統的、復雜的、專業性很強的工程設計。目前國內很多設計單位,基本都未配備功能齊全的尾礦專業科室,且設計人員的知識面不夠廣泛,設計隊伍不夠專業。且尾礦庫設計行業是高風險行業,而中小尾礦庫設計費用低,在高風險低回報的現實情況下,造成從事尾礦庫設計的技術人員嚴重匱乏,專業技術力量也有所下降。
技術及規范上的滯后
尾礦庫設計規范目前仍然沿用 ZBJ1-90 《選礦廠尾礦設施設計規范》 ,勘察規范仍然沿用YBT11-86《上游法尾礦堆積壩工程地質勘察規程》,相比較而言,尾礦庫的勘察設計規范更新較慢。
尾礦庫設計中尚需解決的專業問題教多,例如進水塔進水流態的研究,進水塔抗震的研究,排洪斜槽進水口進流方式的研究,不同礦物母巖的尾礦固結研究等均不多見。很多尾礦庫的設計缺乏技術上的創新。有的尾礦庫設計采用的堆壩方式按部就班,并未考慮尾礦顆粒太細,實際生產中尾礦堆積壩并不能形成。
缺乏專業知識
有的設計人員只知照貓畫虎,不進行計算;有的亂用公式,不注意公式的使用條件,有的在計算洪水時方法單一,無法校核對錯;有的不進行進流能力計算,或者計算公式用錯,導致進水口留的較小,在暴雨洪水到來時無法及時排出洪水;有的滲流計算與穩定分析脫節,穩定分析不用滲流分析的浸潤線,不考慮滲透壓力及動水壓力等等。
3探究產生以上問題的原因
在尾礦庫設計領域中為什么會產生如此多的問題,而且有關尾礦庫的災害事故仍頻繁發生,歸結其原因,主要有:
一、政府部門管理、監督、檢查力度不夠,監管混亂。隨著政府部門的機構改革,對尾礦庫的管理曾出現過真空期,現在雖然是以安監部門、環保部門為主管理的多頭管理,但由于缺少相應的管理技術人員,存在力不從心的感覺。
二、省事省錢。尾礦庫在設計之前,應該進行一系列的試驗研究,根據尾砂的具體情況,研究應該采用什么堆壩方式比較合適。但為了省事省錢,企業省略了相關的試驗流程,未能給設計部門提供充足詳實的資料,導致設計有誤。
三、設計部門的原因。設計人員本身的素質問題,對業務不精不勤,像尾礦庫選址,應該進行實地考察,做多個方案進行技術經濟比較,卻沒有這樣做,造成庫址選擇不合適等事故。另外,設計人員對新工藝、新方法等缺乏創新性。
4解決問題的設想和建議
基于上述存在的問題和對產生問題原因的分析,對這些問題的解決,筆者認為應從以下幾方面著手:
一、加強政府部門的監督力度,設置專門的專業化職能管理部門,實行從尾礦庫工程的立項審批到設計、施工及生產運營,一條龍的跟蹤監督管理,使管理監督形成制度化、職能化、專業化,發現問題及時責令糾正整改。同時,加大打擊私自設計、掛靠設計、無證設計、越級設計等違法事件。
二、加強礦山管理人員的思想教育,并根據國際國內所發生的尾礦庫災害事故,經常性地對管理人員進行與尾礦庫工程有關的知識培訓,加深對尾礦庫工程重要性的認識,消除麻痹思想。
三、加強設計部門的管理。對設計人員除了要求有高深的專業知識外,還要求熟悉國家有關管理法規。鼓勵設計人員大膽采用新工藝、新方法進行創新設計,同時加大科研的投入。由于礦山設計單位的特殊性,目前,許多設計單位都面臨著經濟不景氣的局面,所以對存在的一些技術難題,自身很難有錢投入來研究。因此,希望政府部門能在這方面加大投入或提供一些優惠政策,以解決設計之困。
四、加大后續技術人員的培養。由于尾礦庫設計的特殊性,以及目前礦山企業的狀況等綜合因素,使得許多高等院校取消對這方面人才的培養。所以,應加大這方面人才的培養,可以在幾個有實力的院校中設置尾礦專業,以滿足社會對這方面的人才需求。
5結語
設計質量是尾礦庫工程質量的關鍵之一,所以,對尾礦庫設計應非常慎重,對設計文件實行專家審核;政府部門應加強行業監督管理,礦山企業認真選擇設計單位,設計單位精心設計,層層把關,確保尾礦庫工程萬無一失。
參考文獻
關鍵詞:一次性筑壩;混凝土壩;基礎;溢洪道
中圖分類號:TU37 文獻標識碼:A 文章編號:
1 前言
我國四五等尾礦庫眾多,根據2010年底的統計數據,四、五等庫占全國各類尾礦庫95%以上,達到11000多座。與四五等尾礦庫多而小的現狀,伴隨的是安全基礎條件相對比較薄弱,安全事故率較大型尾礦庫要高。如近年造成重大人員傷亡陜西商洛鎮安金礦尾礦庫、遼寧海城西洋鐵礦尾礦庫、山西襄汾縣新塔礦區尾礦庫、廣東信宜紫金礦業尾礦庫都是四等或五等尾礦庫。另一方面,我國中小型尾礦庫90%以上采用上游式筑壩方式。上游法筑壩雖然排放、運行成本較低,在我國積累了豐富的筑壩經驗,但是對安全及環境影響較大。由于上游式筑壩采用水力沖填的方式向尾礦庫上游排放尾礦漿,形成的壩體沒有堅硬的壩殼保護,浸潤線常常從堆積壩坡上逸出,容易出現滑動失穩和滲透破壞的現象。近期,國家五部門聯合下發了《關于進一步加強尾礦庫監督管理工作的指導意見》(安監總管一[2012]32號),明確提出新建四、五等尾礦庫應當優先采用一次性筑壩方式,為尾礦庫實現安全、環保排尾指明了方向。本文將闡述一次性筑壩方式的定義及在安全和環保等方面的優勢,提出一次性筑壩壩型選擇、筑壩材料要求、排滲防滲、排洪、尾礦排放方式等設計要求,供有關礦山設計和運營單位參考。
2 一次性筑壩方式的優勢
顧名思義,尾礦庫一次性筑壩即把攔擋壩作為庫區尾礦堆積體和放礦水及洪水的唯一攔擋方式,沒有了尾礦后期堆壩。一次性筑壩方式強調尾礦壩沒有了后期分級堆筑的子壩,但并不否定攔擋壩可以分期建造。四等尾礦庫的標準是壩高小于60m或庫容小于1000萬m3,然而修建60m高的攔擋壩不是易事,可根據尾礦排放堆積速率分期建造。與常規的上游式筑壩方式相比,中小型尾礦庫一次性筑壩存在以下優點:
(1)尾礦壩安全穩定性好。攔擋壩與周圍山體形成一個盆狀容器,容納尾礦砂,不形成臨空的尾砂堆積邊坡。排放的尾礦砂外側有一個強度較高的壩殼,從而減小了尾砂堆積邊坡滑動的可能性,提高了尾礦壩坡的抗滑安全系數。一次性筑壩一般多采用土石作為攔擋壩的壩體材料,攔擋壩壩體較厚,由滲流而導致的滲透破壞可能性也大為降低。在地震工況下,即使庫區內部的尾礦振動液化,由于外部強度較高的壩殼阻擋,喪失強度的尾礦堆積體一般不會流滑至下游區域。
(2)排洪設施相對簡單經濟。一次性筑壩壩頂高程固定,可采用溢洪道進行排洪,溢洪道泄流底坎高度位于壩頂高程以下,由調洪演算確定。溢洪道相對井―管(洞)、斜槽等排洪設施有泄量大、工程量小、造價低、施工簡便、方便維修的優點。
(3)有利于細粒尾礦排放。以往細顆粒尾砂堆筑尾礦壩難度較大,無法由尾砂形成穩定的壩體,經常采用廢石、山皮土修建子壩,而且有些還需對尾礦壩進行加筋處理,這些措施實施比較復雜,投資較大,且需要貫穿尾礦庫整個運行過程。采用一次性筑壩之后,細粒尾礦漿可直接向庫區排放,避免了修建子壩等技術難題。
3 一次性筑壩設計要點
尾礦庫一次性筑壩相當于具有高淤積泥沙的水庫大壩,與黃土高原上用于水土保持的淤地壩十分類似,可按照水利水電工程有關設計規范設計。
3.1 壩型選擇
尾礦庫一次性筑壩按筑壩材料分類可分為土石壩、混凝土壩、漿砌石壩等;按結構受力特點分類:重力壩、拱壩、支墩壩等。按透水性分類:透水壩、不透水壩。加拿大、智利等國家也有采用混凝土拱壩作為尾礦庫的攔擋壩的案例,我國尾礦庫基礎壩建設中土石壩、重力壩應用相對較多,本文僅對土石壩和重力壩作重點介紹。
土石壩一般采用堆石壩、碾壓式土壩。土石壩有以下優點:①就地取材,節省鋼材水泥木材等材料,同時減少了筑壩材料的遠途運輸;②結構簡單,便于維修和加高擴建;③壩身是土石散粒體結構,有適應變形的良好性能,因此對地基的要求低;④施工技術簡單,工序少,便于組合機械快速施工。土石壩的缺點:①體積相對較大,占地面積大;②粘性土料的填筑受氣候等條件影響較大,影響工期;③壩身需定期維護,增加了運行管理費用。
重力壩一般采用混凝土壩和漿砌石壩。重力壩有以下優點:①相對安全可靠,耐久性好,抵抗滲漏、洪水漫溢、地震和戰爭破壞能力都比較強;②設計、施工技術簡單,易于機械化施工;③對不同的地形和地質條件適應性強,任何形狀河谷都能修建重力壩;④體積相對較小,占地面積小。重力壩的缺點是:①壩體應力較低,材料強度不能充分發揮;②壩體體積大,耗用水泥多;③施工期混凝土溫度應力和收縮應力大,對溫度控制要求高。
采用一次性筑壩時,一般要對兩種以上壩型進行比選,選擇技術經濟指標較優的壩型。
3.2 筑壩地基要求
土石壩對地形、地質條件要求低,大部分不良地基經過處理后都可堆筑土石壩。重力壩對基礎要求相對高,基礎經處理后應滿足下列要求:①具有足夠的強度,以承受壩體的壓力;②具有足夠的整體性和均勻性,以滿足壩體抗滑穩定和減小不均勻沉降;③具有足夠的抗滲性,以滿足滲透穩定;具有足夠的耐久性,以防止巖體性質在水的長期作用下發生惡化。根據《混凝土重力壩設計規范》(SL319-2005)[1]要求,壩高超高100m時,可建在新鮮、微風化下部巖基上;壩高100~50m時,可建在微風化至弱風化中部巖基上;壩高小于50m時,,可建在弱風化中部至上部巖基上。
3.3 筑壩材料要求
土壩壩體材料以土和砂礫為主;堆石壩以石渣、卵石、爆破石料為主;當兩類當地材料均占相當比例時,稱土石混合壩。壩體材料起著保持壩體穩定的作用,應具有較高的抗剪強度和抗滑動性,料場開挖的無黏性土(包括砂石、礫石、卵石、漂石等)、石料和風化料、礫石土均可作為筑壩材料,但應根據材料性質用于壩體的不同部位。
壩體筑壩土石材料應具有與其使用目的相適應的工程特性,并具有長期穩定性;以就地、就近取材少占或不占農田為原則;應具有便于開采、運輸和壓實的特點;壩體材料的開采應盡量避免破壞生態環境。
由于一次性筑壩壩體堆筑方量一般較大,堆石壩可利用選礦廠甩尾廢石、采礦場剝離廢石(符合筑壩要求)進行堆筑,利用廢石筑壩是一次性筑壩首選。有條件的可與排土場聯合使用,既節省筑壩費用,又增加壩體穩定性。有防滲要求的尾礦庫可采用碾壓式土壩。為節約成本,增加投資收益率,土石壩可采用分期建設,逐漸加高的形式進行堆筑。
重力壩的建筑材料主要是混凝土,也有部分工程采用毛石混凝土、漿砌石。對壩體混凝土除要滿足相應的強度要求,還應滿足其所處環境條件下的耐久性要求。由于混凝土的強度隨育齡期增長,大壩施工期又較長,一般采用混凝土的后期強度進行設計,并在確定混凝土強度等級時應同時規定設計育齡期。混凝土的耐久性是指其抗滲、抗凍、抗磨蝕、抗侵蝕、抗裂、低熱等性能。壩體的抗滲可根據其承受的水頭、滲透坡降及下游排滲條件等來選取混凝土的抗滲標號;壩體的混凝土的抗凍可根據壩體所在的地區氣候條件、工作條件等來選取混凝土的抗凍標號;提高混凝土的抗磨蝕性,應采用高標號的硅酸鹽水泥,硬度大且耐磨性好的骨料,經量減少水泥砂漿用量,提高水泥和骨料的粘結力;當環境水具有侵蝕性時,應根據侵蝕環境的特點選用適宜品種的水泥和骨料、提高混凝土密實度、或加做保護層,減緩水的滲透作用和侵蝕破壞速度;為防止壩體內產生溫度、干縮和應力裂縫,通常采取合理分縫、分塊和采取必要的溫控措施及表面保溫措施,盡量采用低熱水泥,提高混凝土的均質性和抗裂能力;混凝土的低熱性主要采用低熱水泥和降低水泥用量來實現,在壩底、壩體內部和防滲抗裂重要部位,應盡量采用低熱水泥,也可采用降低入模溫度,通冷卻管等措施降低混凝土水化熱。
3.4 調洪庫容
與常規的上游式尾礦庫依靠排放的尾礦干灘坡面調節洪水不同的是,一次性筑壩利用尾礦灘面高程和攔擋壩壩頂高程之間的空間調節洪水,因而調節能力較大。但是,隨著尾礦排放的增加,尾礦庫調洪庫容也相應減少,當達到最小控制調節庫容時(一般由最小超高控制),應采取閉庫或者加高攔擋壩的措施。
按照水庫的特征水位確定方法,一次性筑壩尾礦庫也相應要確定以下特征水位。
3.5 排洪構筑物
溢洪道是水庫大壩最主要的排洪設施之一,泄流量大,管理方便,因而得到了廣泛應用。但是,在常規的上游式尾礦庫工程中應用不多,主要是受尾礦逐漸加高的影響,堰頂也要相應調整,管理不便。一次性筑壩尾礦庫攔擋壩壩頂高程一般不變,如地形條件適宜設置溢洪道,應首選采用溢洪道泄洪。
溢洪道根據溢流堰與泄槽相對位置的不同,又可以分為正槽式溢洪道和側槽式溢洪道,前者大多利用壩址附近合適的馬鞍形地形布置,以節省開挖土量;但當壩址附近缺乏這種可以利用的地形,如布置正槽式溢洪道開挖方量過大以及在經濟上,技術上都有困難時,則往往采用側槽式溢洪道。溢洪道一般由進水段、泄槽、出口消能設施三部分組成。
溢洪道的布置和形式應根據庫區水文、壩址地形、地質、水流條件、放礦方式、施工、管理條件以及造價等因素,根據技術經濟綜合比較后確定。
有的一次性筑壩尾礦庫沒有修建溢洪道的地形或地質條件,經比選后,還可使用常規的上游式尾礦庫常用的溢流井(斜槽)-隧洞(涵管)等方式泄洪。
3.6 尾礦排放方式
上游式尾礦庫一般在壩前放礦,礦漿向庫尾流動。對于一次性筑壩的尾礦庫,既可以采用壩前放礦也可采用庫尾放礦方式。壩前放礦,靠近攔擋壩位置的尾礦堆積體大部分是非飽和的,可降低壩身側水壓力與揚壓力,進而使壩體剖面單薄,降低筑壩工程造價。庫尾放礦,攔擋壩壩前積水,能減少排洪系統的工程量。沈樓燕曾報道了一種庫尾放礦的尾礦庫[2],縮短了排洪系統70%以上的工程量,降低了排洪系統施工費用。
3.7 尾礦庫防滲與排滲
采用一次性筑壩后,攔擋壩壩體是否采用防滲取決于尾礦庫內貯存物質有害性。如從環保的角度考慮,由攔擋壩與周圍山體形成一個不允許有害物質擴散的盆狀容器,那么攔擋壩及尾礦庫庫盆應該采取防滲措施。常用壩體防滲措施有粘土心墻、粘土斜墻、均質土壩、瀝青混凝土心墻、混凝土面板、土工膜心墻等,壩基防滲措施有帷幕灌漿、混凝土截滲墻、截水槽等。上游式尾礦壩從降低浸潤線、確保滲流穩定和抗滑穩定的角度出發,要求初期壩采取透水壩型。如一次性堆筑的攔擋壩采用透水壩型,也可降低堆積體內的浸潤線,減少庫內堆存的尾砂和水對攔擋壩的側水壓力和側土壓力。采用一次性筑壩工藝后,是否設置壩體與壩基的防滲取決于環保要求,安全要求不占決定性作用。
4 結語
國家五部門聯合下發了《關于進一步加強尾礦庫監督管理工作的指導意見》明確提出新建四、五等尾礦庫應當優先采用一次性筑壩方式,為中小型尾礦庫設計、建設指明了方向。尾礦庫一次性筑壩相當于具有高淤積泥沙的水庫大壩,與黃土高原上用于水土保持的淤地壩十分類似,可按照水利水電工程有關設計規程設計。本文對一次性筑壩尾礦庫的壩型選擇、筑壩材料要求、排滲防滲、尾礦庫排洪、尾礦排放方式等設計要點做了探討。總體而言,目前除了少量特細粒徑尾礦庫和有特殊環保要求的尾礦庫之外,我國尾礦庫采用一次性筑壩工藝的還很少,還需要積累和總結經驗,為四、五等尾礦庫大規模采用一次性筑壩方式做技術準備。
5 參考文獻
關鍵詞:尾礦庫、生態環境、治理
中圖分類號:B845.65 文獻標識碼:A 文章編號:
尾礦庫是選礦廠廢棄物處置的一個關鍵設施,是礦山開采、選礦過程的重要組成部分,因此尾礦庫不僅僅是單一功能的尾礦存儲工程,而且是一個具有生態環境運營、資源利用和環境保護于一身的多功能系統,是一個由自然環境、工程結構和人為控制因素相互聯系、共同作用的有機整體,是礦山生態環境管理中的一個重要環節。尾礦庫中存在大量尾砂,是一個具有高勢能的危害環境的危險源,各種自然的和人為的不利因素都會直接威脅著它的生態環境。事實一再表明,尾礦庫一旦出現事故,必將對周圍生態環境和對人民的生命財產造成嚴重損害。
一、運用生物綠化恢復生態環境治理無主閉庫尾礦庫的意義
隆化縣地處冀北山區,近十多年來,以鐵選為主體的選礦產業發展十分迅速,為隆化的經濟發展做出了巨大貢獻。但也給生態環境造成了很嚴重的影響,特別是已閉礦的無人管理的尾礦庫,更是威脅生態環境的巨大生物綠化生態環境。
隆化縣目前已有三個小型金屬非金屬礦已經因為破產而關閉,而其所屬的尾礦庫已成為無主閉礦尾礦庫,但它關系到人民生命財產安全和附近生態環境保護,實施生態綜合治理意義重大。隆化目前的無主閉庫尾礦庫,庫存總量已達到104萬m3尾礦砂,且又是生態環境較差,無人管理,成為具有高勢能的,危害生態環境安全的極其危險的危險源,各種自然的和人為的不利因素都會直接引起威還生態環境安全的事故發生。
通過對生物綠化生態環境無主尾礦庫的生物綠化治理實施,不僅大大提高尾礦庫對生態環境威脅的安全度,而且可改善尾礦庫生態環境,因此對無主閉礦尾礦庫進行生態生物綠化綜合治理是非常必要的。
二、對無主尾礦庫進行生物綠化綜合治理的工程方案
隆化縣針對目前已生物綠化生態環境無人管理的尾礦庫庫區尾砂,沖刷嚴重等現象,2010年通過縣財政自籌資金和申請國家專項治理扶持項目資金,對這全縣三個閉礦的無主尾礦庫進行了生物綠化生態環境綜合治理,綜合治理總投資為1548.33萬元,其中爭取利用國家閉庫尾礦庫治理項目扶持資金投資464.50萬元,隆化縣政府財政配套投資1083.83萬元。
尾礦庫生物綠化生態環境綜合治理的核心是對尾礦庫存在的安全生物綠化生態環境整改治理,其綜合治理方案是對尾礦庫進行生物綠化生態環境設計治理,主要內容包括修建排洪系統、壩體加固、庫區灘面生物綠化生態環境綜合治理工程等。并設計制定了生物綠化生態環境綜合治理工程實施方案:
1、排洪系統治理
根據對尾礦庫生物綠化生態環境設計排洪系統整治內容的要求新建永久性排洪設施。排水系統治理方案包括溢洪道、新建排水斜槽、布設灘面排水溝、壩下消力池等內容。三個閉庫尾礦庫共新建排洪系統950米,壩坡、壩肩排水溝1890m。
2、壩體加固治理
根據郭家屯鎮河北村尾礦庫初期壩不可見、壩坡存在拉溝等現象,為防止尾礦庫壩面水土流失,有效增加土壤入滲,減少地表徑流,減輕土壤侵蝕,在壩腳處新建初期壩,對局部需要治理壩面采取先覆土平整,而后進行植被綠化水保法處理。
3、庫區灘面生物綠化生態環境綜合治理
因尾礦庫均已停止使用,庫內尾砂堆置散亂,針對目前庫區尾砂、沖刷嚴重等現象,為防止尾礦庫庫面水土流失,有效增加土壤入滲,減少地表徑流,減輕土壤侵蝕,對尾礦庫面干灘進行生物生態環境綠化治理。
根據綠化生物的植被成長適宜性,盡量選擇本地植物進行生物生態環境綠化,生物生態環境綠化的范圍為,三個閉庫尾礦庫內尾砂、沖刷嚴重區域。庫面生物綠化生態環境恢復工程的實施,采用喬、灌、草立體綠化種植,全面覆蓋方式。其步驟為,先進行灘面,按0.5%坡度進行調坡覆土根據庫面地形按照一定的坡度自庫尾向壩體方向形成0.5%坡度,與庫面排水主溝坡度方向基本保持一致,覆土厚度可根據實際情況進行適當調整,但不得小于30cm。,而后復墾植被綠化水保法處理,進行喬、灌、草立體綜合種植覆蓋。尾礦庫庫面生物生態環境綠化工程實施后,能形成良好的環保體系,能有效抑制揚塵和其它污染源的產生,將有效改善庫區周邊的環境狀況。
為了方便庫面復墾綠化工程的施工,本次尾礦庫生態環境隱患綜合治理中,各庫區均設計一條通往庫面的簡易公路,每條臨時公路全長1.5km,300mm厚塊石墊層,墊層上敷設200mm厚碎石層作為簡易公路路面。以方便生物綠化生態治理工程進行,并方便日后生物綠化恢復生態工作的管理。
三、對無主閉庫尾礦庫生物綠化生態環境綜合治理的效果
通過上述生物綠化恢復生態環境治理工程,治理工程實施兩年來,取得了較好的效果。
首先,是防止了庫區灘面尾礦砂的、沖刷,減少了庫面流沙的水土流失,有效的增加了土壤的入滲,減輕了對庫區流沙土壤的侵蝕,遏制了庫區灘面的荒漠化。
其次,是恢復了生物綠化覆蓋,改善了庫區周圍生態環境。有效地減輕了冬春兩季的塵沙飛揚。凈化了大氣環境,使庫區周圍生態環境得到了明顯的改善。
【關鍵詞】尾礦庫;影響;政府;居民
礦業是重要的基礎產業,為國民經濟提供基礎的原料。隨著經濟的發展和科技的進步,經濟和社會對礦產資源的需求不斷增多。我國已成為礦產資源開發利用的大國。近年來,我國礦業產值約占全國工業總產值的10%左右。2010年,全國礦石總產量66.05億噸。鋼、煤炭及10種有色金屬的產量居世界第一,磷產量居世界第二位,礦產開發總產量規模居世界第三位(郭濂等,2011)。然而,礦產資源的開發利用在促進經濟發展、社會進步的同時,亦造成環境污染和生態破壞。
尾礦是選礦廠排放的固體廢棄物。截止2007年,全國尾礦堆積總量80.46億噸,僅2007年,全國尾礦排量近10億噸(梁小麗,2011)。
尾礦庫是礦業開發必備的重要設施,是礦山的重要組成部分。小型尾礦庫是指庫容小于1000萬立方米、壩高小于60m的尾礦庫(沈樓燕等,2008)。我國現有尾礦庫12718座,并且超過80%的尾礦庫為小型尾礦庫;多數小型尾礦庫屬于私營企業,由于私營企業安全意識淡薄、資金投入的約束以及相關人才的缺失,導致小型尾礦庫的安全問題和安全隱患十分嚴峻(田文旗,2003;沈樓燕等,2008)。
隨著生態環境保護意識的增強,尾礦庫的污染和安全隱患受到關注。分析小型尾礦庫不利影響,有利于引起社會重視,加快治理步伐,減小不利影響。
一、尾礦的危害
伴隨著我國經濟的快速發展,工業固體廢棄物的排放也越來越多,其中還有一部分危險廢物。礦產資源的開發和利用是工業固體廢棄物的主要來源,特別是煤礦開采和洗選業、有色金屬采選業等。固體廢棄物的一種主要形式是尾礦,目前尾礦的年排放量占工業固體廢棄物的40%左右(印萬忠等,2009)。
尾礦對環境的危害體現為環境污染。選礦過程中有的需要加入藥劑,這些藥劑會殘留在尾礦中。尾礦所含重金屬離子,甚至砷、汞等污染物質,會隨尾礦水流入附近河流或滲入地下,嚴重污染河流及地下水源。自然干涸后的尾砂,遇大風形成揚塵,吹到周邊地區,對環境造成危害。
尾礦的另一危害就是尾礦庫的安全隱患。目前,很多尾礦庫超期或超負荷使用,甚至違規操作,使尾礦庫存在極大安全隱患,對周邊居民生命和財產安全造成嚴重威脅。建國以來,我國多次發生尾礦庫潰壩事故,造成大量人員傷亡。小型尾礦庫的安全隱患更大。
二、小型尾礦庫的不利影響
從小型尾礦庫(以下簡稱尾礦庫)給企業、政府、居民等帶來的不利影響(以下簡稱影響)進行分析。
1.尾礦庫對企業的影響
尾礦庫的設計和建設費用是礦山企業必須承擔的費用。對企業來說,建設尾礦庫要支付高昂的設計和建設費用。尾礦庫是礦山企業最大的環境保護工程項目,防止尾礦向江、河、湖、海、沙漠及草原等處任意排放而污染水環境和土壤環境等,避免給周圍居民帶來危害。選礦生產就會產生尾礦,就必須建尾礦庫。尾礦庫的設計和建設國家有嚴格的規定和法規,必須貫徹執行。尾礦庫的基建投資一般約占礦山建設總投資的10%以上,占選礦廠投資的20%左右,有的甚至超過選礦廠投資。
尾礦庫的運行和維護成本也較高,有些企業尾礦設施運行成本占選礦廠生產成本的30%以上。尾礦處理是選礦企業的重要生產環節,尾礦庫建成后,才能開始選礦生產。選礦生產與尾礦庫使用同步。尾礦庫運行需配備專職的尾礦庫安全管理人員和設備,需持續的投入。
除了上述投入外,一旦尾礦庫發生安全事故,將給企業帶來巨大的損失。例如,2011年某選礦廠尾礦庫發生潰壩事故,下泄尾砂量約20多萬立方米,雖因事故發生在午夜而沒有人員傷亡,但事故造成道路的嚴重損毀和多間房屋被毀;此事故需該企業維修損毀道路、賠償損毀房屋、維修和加固尾礦庫、接收政府相關部門處罰。
尾礦庫給企業帶來的影響是持續和巨大的。
2.尾礦庫對周圍居民的影響
尾礦庫的存在給其周圍居民的生命財產安全帶來嚴重威脅。尾礦庫內儲存的尾礦具有很大的重力勢能,隨著尾礦庫的服務年限的增加,庫存量逐漸增加,由于洪水、地震以及運行中出現的其他異常情況,就會發生潰壩。尾礦庫一旦發生潰壩事故,大量尾礦順勢而出,必將危及附近居民的生命和財產安全,對環境也將造成嚴重的污染。近年來,發生了多起嚴重的尾礦潰壩事故,給人民群眾的生命和財產安全帶來嚴重的危害(部分尾礦潰壩事故造成的損失見表1)。
3.尾礦庫對政府的影響
目前,我國對所有的礦產資源按照所有權與使用權(或者開采權)分離的原則,實行采礦許可證制度,采礦權許可證是采礦權人行使開采礦產資源權利的法律憑證。由采礦登記管理機關頒發的,授予采礦權申請人開采礦產資源的許可證明。采礦權許可證由國務院國土資源主管部門統一印制,由各級國土資源主管部門按照法定的權限頒發。
采礦許可證有效期依礦山規模不同而不同:大型以上的最長為30年;中型的最長為20年;小型的最長為10年。采礦許可證有效期滿即將來臨時,需繼續開采者,應在有效期屆滿的30日前,到登記管理機關辦理延續手續。一般來說,小型尾礦庫的企業多是私營企業,礦山規模小,有效期最長10年,多為5年一檢。對小型礦山的開采,往往會在采礦許可證到期后不再延續登記。甚至因為企業自身經營的問題破產而放棄繼續開發礦山。
小型企業放棄礦山開發,就不再承擔尾礦庫的維護和管理,出現無主尾礦庫。目前無主尾礦庫只能由政府來維護和管理,發生潰壩事故的善后工作也只能由政府來承擔。這無疑增加了政府的負擔和支出,也增加了管理難度和風險。
三、結語
中國是世界上礦產資源種類齊全、儲量豐富的少數國家之一,是名副其實的礦產資源大國,許多礦產資源的儲量居世界前列,并且已成為礦產品生產和消費大國。伴隨著我國礦產資源的開發和利用,尾礦的排放也越來越多。
上面分析說明,必須重視小型尾礦庫的影響,有關部門要盡快提出避免或降低影響的有效措施,監督措施實施,建立長期可持續的小型尾礦庫治理機制。
參考文獻:
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作者簡介:
資源整合、云南金鼎鋅業有限公司成立后,為了加快礦區污染治理,徹底改變礦區污染嚴重的狀況,從治理礦區歷史遺留的地質災害、水土流失和工業污染源等問題入手,開展了采選冶全方位的環保治理。云南省政府啟動沘江污染防治規劃(2003~2008年)前,已完成環保治理投資26099萬元:其中礦山環保治理投資12036萬元;選礦環保治理投資4636萬元;冶煉環保治理投資9427萬元。
1礦山環保治理
蘭坪鉛鋅礦由于早期多年無序群采,導致資源和環境遭到嚴重破壞,滑坡、塌方、泥石流事故頻繁發生。為了防止地質災害造成人員、財產損失,金鼎鋅業不僅對歷史遺留的環保問題投入巨資解決,同時對新項目的設計實施了配套的環境保護、水土流失防治、地質災害防治等措施。工程措施。配合蘭坪縣國土資源局在匯水集中排放的南大溝、練登溝及跑馬坪北大溝構筑了32座攔砂壩和谷坊壩,實施了14670m3毛石砼擋渣墻,分級攔擋泥沙,阻止泥沙進入沘江河。2003年到2008年,在露天采場、工業礦堆場、廢渣場修筑了截洪、排洪溝渠17684m,減少了水土流失的發生及水土流失引發的地表水污染。改造建設了架崖山、跑馬坪、白草坪礦段的排廢場、貧礦堆場、貧礦堆場堆石壩,杜絕了礦山開采過程中固體廢棄物亂排放現象。植保措施。資源整合后,南場、西坡、白草坪3個礦段鉛、鋅儲量已基本枯竭,而群采遺留的環保問題卻十分嚴重,公司對以上3個礦段進行了大力整治,關閉了15個不具備安全生產條件的采礦坑口,并經與蘭坪縣人民政府共同研究決定,采取封山育林來恢復地質生態環境。對開發中的礦山露天采場始終堅持“開發一片、規劃一片、終了一片、恢復一片”的方針。制定了1700畝復墾綠化的規劃,到目前為止已投入671萬元資金,分三期在礦山指揮中心周圍邊坡、1#排廢場、4#工業礦堆上部邊坡、彝族山剝離終界區域、礦區新主干公路、2756臺階道路邊坡、粗碎站場內及周圍邊坡等進行植被綠化,植樹恢復植被420萬m2。礦區植被有了根本性的改善。
2選礦環保治理
除一選廠外,其他三個選廠都是礦區資源整合過程中金鼎鋅業接收的資產,資源整合前眾多小選廠環保設施不完善,選礦廢水直排對沘江河造成的污染十分嚴重。金鼎鋅業接收了金鳳選廠、金桂選廠、永匯選廠后,共投入環保治理費用3837萬元用于環保改造,建設了尾礦泵站、尾礦輸送管道等。改變了選礦廢水直接排放的現象,減少了沘江河的污染源。根據怒江州環境監測站、蘭坪縣環境監測站監測結果,哨上尾礦庫溢流外排尾水達到《污水綜合排放標準》二級標準。
3冶煉環保治理
水處理。金鼎鋅業一期10萬t/a電鋅項目(含6萬t/a)設計時就確定了生產廢水零排放的目標。根據建設項目“三同時”要求,配套建設了處理能力為7200m3/d的污水處理站,廢水處理達到《污水綜合排放標準》二級標準,并全部回用于流程,整個生產系統無污水外排,每年可節約水量75.98萬m3。2008年9月,該濕法冶煉鉛鋅污水綜合處理“零排放”工程被中國環境保護產業協會評為二八年國家重點環境保護實用技術示范工程。氣處理。硫酸廠尾氣SO2排放濃度393mg/m3,遠低于允許排放濃度960mg/m3;二冶煉廠鍋爐煙氣SO2排放濃度502mg/m3,遠低于允許排放濃度900mg/m3。達到了《蘭坪縣“十一五”主要污染物(SO2、COD)總量控制及削減實施方案》中SO2總量控制及削減要求。渣處理。對冶煉固體廢物嚴格按國家環保要求進行合理堆存。配套建設有防滲漏、防流失、防揚散的“三防”渣庫。渣庫建設工程和主體工程同時建成并投入運行。渣庫的設計、運行管理及將來的封場均嚴格按照國家《危險廢物填埋污染控制標準》有關要求執行,渣庫廢水經管道輸送回用到鋅回收車間,不外排。
4環保治理成效
2003~2008年,通過大量的環境保護整治工作,礦區泥石流、滑坡等災害事故的發生得到了有效控制,固體廢棄物有序堆存,礦區植被恢復系數達到95.2%,植被覆蓋率達25.24%;選礦廢水集中處理后達標排放,冶煉廢水實現了零排放;工業廢氣中各項污染因子達標排放。蘭坪鉛鋅礦環境污染治理狀況得到了前所未有的改善。
沘江污染防治工作開展情況
2009年度,云南省人民政府啟動了沘江水污染防治工程,對公司的環保工作提出了更高、更嚴的要求。公司圍繞省政府沘江水污染防治規劃措施要求,強抓落實,把環保工作提升到更加重要的位置。根據《云南省沘江流域水污染防治規劃》,第一階段(即2009~2011年)要求公司實施工業污染源治理及礦區污染治理與生態恢復兩大工程。公司及時成立了沘江河流域水污染防治專項工作領導小組,負責《云南省沘江河流域水污染防治規劃》期內實施工業污染源治理及礦區污染治理與生態恢復工程的組織、計劃、落實、實施工作。在原有治理的基礎上已完成治理投資5655.94萬元,在建治理措施投資11673.5萬元。
1已完成的治理項目
(1)投資360萬元,采用氧化鋅吸收脫硫新工藝,對10萬t/a電鋅冶煉廠循環硫化床鍋爐煙氣排放系統進行技術改造,改造后SO2排放濃度遠低于國家排放標準;
(2)投資1000萬元,對各生產廠廠區排水溝道按“清污分流、雨污分流”進行整治,實現“清污分流、雨污分流”,選礦廢水統一收集后送哨上尾礦庫沉降,尾礦庫溢流水達標排放;冶煉廢水收集處理后回用,不外排。
(3)投資149.26萬元,建設了兩個地下礦山(跑馬坪、蜂子山)礦坑水回用管線、泵站及高位水池,將礦坑水輸送到選廠作為選礦生產用水,最大程度利用礦坑水。
(4)投資100萬元,在礦山已實施的防范水土流失及地質災害整治基礎上,對礦山排廢場、剝離局部終了境界及礦區公路沿線、荒山、荒坡進行植被綠化,綠化面積7萬m2。
(5)根據《云南省沘江河流域水污染防治規劃》,公司投資183萬元于2009年8月開展了各選廠以工信委主導的“節能、降耗”為主題的自愿性清潔生產審核,2009年10月相繼對采礦、冶煉、硫酸各生產廠開展了此項工作,近期申報清潔生產合格企業。2010年8月,根據《云南省環境保護廳關于公布云南省第五批強制性清潔生產審核重點企業名單的通知》(云環發[2011]86號)要求,開展了采礦、選礦、冶煉、硫酸生產系統的強制性清潔生產審核工作,對清潔生產潛力環節進行改造,從源頭控制污染物產生量,不斷降低能耗,實現“節能、降耗、減污、增效”的目標,并力爭在2011年內完成強制性清潔生產審核、評估及驗收工作。
(6)投資631.5萬元,對渣庫進行全面整治:一是對渣庫安全性整治,構筑渣庫兩岸邊坡防護擋墻、增設和完善截排洪溝,降低雨水對渣庫壩體的影響。同時對渣庫壩體強度及其基巖、壩肩的強度進行校核,進一步驗證渣庫的安全穩定及可靠性。二是嚴格落實防滲措施,確保堆渣重金屬等污染物不進入土壤及水體。三是將渣庫滲濾液集中收集后輸送到鋅回收車間,對滲濾液中鋅金屬進行回收利用。
(7)投資2950.58萬元建成與一期10萬t/a電鋅項目相配套的浸出渣鋅回收車間,減少廢渣產生量,有效降低浸出渣中重金屬含量,提高了資源回收率。
(8)投資31.6萬元對沘江河麥干甸至公司辦公樓段淤泥進行清理。
(9)投資250萬元對三選廠尾礦庫實施有效合理閉庫,目前已完成閉庫所需的工程項目及閉庫安全驗收評價,現正申請省安監局組織驗收。
2正在實施的治理項目
(1)投資2818.5萬元正在建設與哨上尾礦庫、溫莊尾礦庫相配套的污水處理及回用系統。
(2)投資170萬元正在建設跑馬坪礦段礦石堆場雨棚,實現雨污分流。
(3)投資260萬元正在建設一期10萬t/a電鋅項目運渣公路12000m2的雨棚。同時委托昆明有色冶金設計研究院編制渣庫清污分流及配套改造方案。
(4)擬建3#工業礦堆場大壩,目前正在進行施工圖設計,預計年內完成大壩的建設工作。
(5)為確保礦山廢石合理、有序堆存,投資1100萬元正在建設彎山梁子溝10萬m3排廢場大壩。
(6)投資7325萬元正在建設溫莊尾礦庫,建成后將作為哨上尾礦庫的替代庫,為現有選礦生產系統服務。
資源整合對沘江污染防治工作取得的成效
(1)公司采、選、冶各生產系統通過大量的環保隱患治理整改,沘江河水質有了明顯改善,旱季水質達到地表水Ⅳ類。
(2)在礦區通過建設攔砂壩、谷坊壩、擋渣墻、截洪、排洪溝渠等工程措施后,目前礦區泥石流、滑坡、塌方等地質災害基本得到遏制,地質災害事故次數明顯下降。
(3)在露天礦山開采過程中嚴格按照“開發一片、規劃一片、終了一片、恢復一片”的指導思想,實施植被恢復綠化,并通過近幾年的努力,礦山水土保持及植被恢復取得了長足的進展。
(4)根據清潔文明生產要求,開展實施了選、冶系統“清污分流”工程措施,有效實現了選、冶廠內清污分流。
結論
關鍵詞:閉庫設計;尾礦庫;礦山;
中圖分類號:O741+.2 文獻標識碼:A 文章編號:
一、前言
廢棄尾礦庫恢復和有效利用已成為當今世界呼聲極高的環境和資源問題。傳統認為,從礦山開發規劃與作業觀點,停止尾礦排放即工程壽命結束,實際上這只是排放和堆積的結束,洪水和地震的威脅仍將長期存在,況且沉積灘面在長期風吹雨淋之下灘面坡度漸趨平緩,調洪庫容隨之減少,防洪能力自然降低。
二、礦山尾礦庫的現狀
在礦山開采中,尾礦庫是重要的控制性建設工作,其營運的好壞狀況直接影響到礦山開采的經濟效益和開采安全,并且對相關人員的生命財產造成威脅。我國全國尾礦庫中有一大部分都處于將要閉庫的建設狀態,主要是因為有的尾礦庫進入到了服務年限,有的是由于礦產資源的開采到了枯竭狀態,礦山面臨著停止使用階段,還有的礦山尾礦庫出現了壩體滲漏或排洪系統功能失效等使用問題。
三、礦山尾礦庫閉庫的重要性
礦山尾礦庫的閉庫是指將達到設計要求最終堆積高程或者是不能再增高擴容,需進行停止使用的尾礦庫,以及有些在施工過程中出現問題而不得不停止使用的尾礦庫。從整體角度來看,尾礦庫閉庫的重要性體現在以下幾方面:
(一)保證尾礦壩的安全和穩定
我國大部分尾礦庫采用的技術手段就是上游法尾砂筑壩技術。這種技術方法較為簡單,利于管理,并且營運操作成本花費較少。但是這種方法也有自身的缺點,很容易受到排礦方式的影響,會引起所含細粒夾層較多,從而導致滲透性能降低,浸潤線水平升高,最終降低了壩體的穩定性。每當尾礦庫閉庫時,相關部門的監管力度不夠,管理松懈,從而使得尾礦庫因排洪構建物功能失效,甚至尾礦壩體失去穩定性,導致尾礦庫發生事故。
(二)保護尾礦庫的環境
我國礦產資源的開發和利用不斷發展提高,礦產的開采量不斷增多,使得每年的尾礦量增加速度不斷增加,產生的大量尾礦只能被存放在尾礦庫中。另一方面,我國選礦工藝水平不斷提高,礦石的磨度越來越高,如果這樣的尾礦未被存儲在尾礦庫而是在外面自然干涸,當大風天氣到來時,尾礦表面的細粉就會被風吹到周圍地區,使得當地區的土壤受到污染而退化,植被也會遭到不同程度的破壞引起生態環境的不平衡,對人類的生存和生活產生不良影響。所以,在對尾礦庫采取閉庫后要采取庫區覆土和及時恢復植被等有效的措施,從而保護尾礦庫庫區周圍的環境。
四、尾礦庫閉庫設計程序
(一)閉庫前的安全評價
按《尾礦庫閉庫安全監督管理規定》第七條:企業應當根據尾礦庫設計資料,在尾礦庫閉庫前1年,委托具有相應資質的評價機構進行尾礦庫安全評價。評價機構向企業出具的尾礦庫安全評價報告應當包括下列內容:尾礦壩安全評價、尾礦庫防洪能力安全評價、尾礦庫的安全度、對非正常級的尾礦庫,提出尾礦庫治理建議。
(二)閉庫的設計
企業應當根據尾礦庫設計資料,在尾礦庫閉庫前1年,委托具有相應資質的設計單位進行尾礦庫閉庫設計。設計單位在進行尾礦庫閉庫設計時,應當根據評價機構的安全評價結論和建議,提出相應治理措施,保證閉庫后的尾礦庫符合國家有關法律、法規、標準和技術規范的要求。
閉庫設計應按以下層次編寫:尾礦庫的建設、使用、管理等情況介紹。存在問題、設計單位在對現場有所了解的前提下,對照安全評價寫出尾礦庫存在問題。
壩體整治。根據工程地質情況、水文地質情況、穩定性計算等綜合判斷采取相應的措施。如計算結果為不穩定,宜分開進行核算。初期壩不穩定常用的處理方法為貼坡,堆積壩不穩常采取貼坡、降低浸潤線、削坡等處理方法。
3.排洪系統。根據防洪標準復核尾礦庫防洪能力,當防洪能力不足時,應采取擴大調洪庫容或增加排洪能力等措施;必要時,可增設永久溢洪道。當原排洪設施結構強度不能滿足要求或受損嚴重時,應進行加固處理;必要時,可新建永久性排洪設施,同時將原排洪設施進行封堵。
4.庫區整治。通過整治措施達到安全環保的目的。目前,普遍把植被作為尾礦庫穩固和恢復的第一選擇,長久性植被能控制風蝕水蝕,抑制粉塵,能在一定程度上恢復原始景觀和土地利用。
5.檢測系統。三等庫及其以上要求在線監測。管理。工程概算。結論。
(三)閉庫施工
閉庫施工應當按照批準的閉庫設計進行,并應當執行《尾礦設施施工及驗收規程》(YS5418-95)和國家有關規范、規程。施工中需對設計進行局部修改的,應當經原設計單位認可;對設計進行重大修改的,應由原設計單位重新設計,并報審批閉庫設計的安全生產監督管理部門批準。
(四)閉庫安全驗收
閉庫施工完成后,企業應當向審批閉庫設計的安全生產監督管理部門申請閉庫驗收。
五、復墾植被
(一)尾礦復墾特點
尾礦是經過一系列加工的礦巖,不同類型的礦山,不同的選礦工藝所產生的尾礦,其理化性質有很大差別。有些尾礦還有再利用的價值需要回收;尾礦庫多處于山地或凹谷,取土與運土困難,對復墾極為不利;另外,尾礦庫由于形成大面積干涸湖床,刮風天氣易引起塵土飛揚,污染當地環境?;谖驳V的這些特點,一般尾礦復墾利用,初期大多以環境保護為目的,后期根據其最終復墾利用目標改為實業性復墾,或作半永久性復墾。
(二)尾礦庫復墾利用方式
復墾為農業用地。復墾為林業用地。復墾為建筑用地。尾礦砂直接用于種植改良土壤。
(三)尾礦庫植被措施
按照“適地適樹、適地適草”的原則,結合當地條件和植物的特點,根據成活率、生長量和適應性分析,選擇當地耐水濕、耐貧瘠,生長速度快和適應短時間水淹等特點的樹種和草種。
(四)尾礦庫植被監測
監測分為基建期和運行期兩個階段?;ㄆ诒O測內容包括植被類型及生長情況、植被覆蓋率、土石流失量,臨時防護措施的效果。監測頻率為從施工初期監測,每季度監測一次,到施工結束。持續24小時大暴雨降雨量達到50mm之后增加調查一次。運行期監測內容包括降雨量、降雨強度、防護措施的實施效果及穩定性、林草成活率、控制水土流失程度、雨水溝的完好率。
六、某尾礦庫的閉庫治理設計
(一)工程概述
該尾礦庫原設計使用標高1300m,使用庫容有444.53萬m³?,F使用標高為1288.0m,累計使用庫容已達350萬m3?,F由于礦礦區資源逐步枯竭,礦石品質差,采選成本高,該尾礦庫已于2010年停用。省安全評價檢測中心判定該公司尾礦庫安全度為病庫,該公司需要對該尾礦庫進行閉庫處理。
(二)設計過程及內容
設計院接到任務后,即組織有關專業人員按上述程序進行設計。先是收集相關資料。設計方案內容主要做了以下四點工作:對壩體的穩定性進行定性分析并作出穩定性評價結論;按尾礦庫的等別確定閉庫的防洪標準,根據庫區現有設施的狀況進行排洪計算,并確定合適的閉庫排洪方式及構筑物;對壩坡及庫區灘面進行復墾設計;完善該尾礦庫的監測設施。值得一提的是洪水入庫可能造成浸潤線偏高、淹沒庫區植物,同時洪水入庫往往會帶大量的渣子入庫,容易堵塞排洪井??紤]到閉庫后尾礦庫不再使用,為保證尾礦庫的安全,所以考慮不讓上游洪水入庫。因此采用截洪溝排洪。在右岸設置截洪溝,庫尾設置攔水壩,利用庫尾設置的攔水壩將上游來的洪水攔截,然后通過截洪溝排出庫外。尾礦庫右岸的洪水也通過截洪溝排出庫外。
結束語
尾礦庫的閉庫設計,在礦山企業的管理中起到重要的作用,應對尾礦庫的整個過程進行嚴格管理,尤其是對閉庫工作應究其產生問題的根源,采取有效地解決措施,不斷提高有關人員的思想認識,加大尾礦庫閉庫的建設投入。從整體上對尾礦庫的閉庫進行全面科學的管理。
參考文獻:
關鍵詞:尾礦庫 圓弧條分法 安全評價
中圖分類號:TD928 文獻標識碼:A 文章編號:1007-3973(2013)002-079-02
在礦山企業當中,尾礦庫是一項重要工程,它是一座人造的高位泥石流危險源,在生產和運行的過程中,尾礦庫壩體的穩定性會直接影響到整個礦山的安全生產。所以,對尾礦庫壩體的穩定性進行科學的計算和評價就顯得非常重要。本文采用圓弧條分法,有效分析了尾礦庫的安全情況,進一步提高了尾礦庫的實際施工質量。
1 工程簡介
對于某選礦廠來說,其尾礦庫初期壩屬于不透水型的鋼筋混凝土壩,實際壩高達到了5.2m,壩頂的寬度大約為1.15m,在堆筑堆積壩的過程中采用了上游法,高度大約為22.8m,坡度控制在了1:2,整個庫容量達到了84596m3,匯水面積大約為0.8km/m2,該選礦廠的尾礦庫屬于五等庫,在尾礦庫當中從沉砂一直到濾水井依次是在0.245mm以上的中粒、在0.25mm和0.7mm之間的細砂以及0.07mm以內的粉砂,在這當中壩基位置上中砂粒狀大約是38.09%,細砂在50.91%左右,粉粒狀在11%左右,所以尾礦庫子壩屬于沙土性,不論是化學組分還是粒級對整個筑壩的施工操作都非常有利。
2 應用圓弧條分法對尾礦庫壩體穩定性進行受力分析
2.1 圓弧條分法具有的優勢
在進行尾礦庫的安全性評價過程中,尾礦的性質通常都非常復雜,一般不會對分析條件進行常規的約束,而且尾礦壩技術的發展相對較晚,在進行危害程度分析的過程中并沒有固定模式可以遵循,目前可以采用的安全分析方法主要包括定性分析法、定量分析法以及其他一些安全評價法。不過這些方法當中有些不能將結果進行量化,經驗成分較大,無法深入的對系統危險性進行闡述,如果評價對象的類型不一致,所得到的評價結果也不具有可比性,特別是在對尾礦庫中堆積壩的穩定性進行評價時不確定性更加明顯。所以根據尾礦設施的相關施工規定,應該綜合對壩體的主要材料以及壩基土具有的物理學性質等進行考慮,完成尾礦初期壩和堆積壩壩坡的實際抗滑的穩定性計算。
2.2 受力分析
圓弧條分法主要是基于平面進行假定,將滑面作為一個圓筒面,通過將滑體劃分成若干個豎條進行力的分析,發現每個條之間的力大小都一致,而且方向都與滑面平行,所以將滑面具有的穩定力矩與上滑動力矩相比即可得出安全系數。
把圖1當中的滑動壩體ABCD合理的劃分成為許多個豎條,選擇第i個豎條進行受力分析,具體分析情況如圖2所示。通過分析可以知道,作用于砂條上的力主要包括砂條的自重Wi,兩側側壓力Pi、Pi+1,石條滑弧面上受到的徑向反力Ni以及切向反力Ti,除此之外還包括條間切向力Hi、Hi+1。
2.3 對穩定安全系數K進行計算
穩定安全系數K的計算過程如下:先取長度為1m的砂堤,把坍塌體合理的劃分成為若干個小砂條,讓坍塌體具有的滑動力成為尾礦砂的自重以及滲透過程中產生的壓力;對滑動產生抵抗作用的力則屬于滑動面上面礦砂產生的摩擦力以及凝聚力,得出這些力與滑動圓心具有的抵抗力據和滑動力矩之間的比值就是我們要求得的穩定安全系數K值。
2.4 圓弧條分法的具體計算步驟
(l)將壩體剖面圖按照一定的比例繪制出來,假設滑弧圓心以及其對應的滑弧位置均已經給定,如圖1所示。(2)在壩坡以外選擇一點M1并要求該點與壩頂之間的距離為2H,與壩腳的距離為4.5H,其中H代表堆積壩的實際壩高。(3)分別從壩腳和壩頂位置開始作Aa和Bb直線,將其交點確定為M2,方向分別根據角 1、 2進行確定,兩個角的大小會隨著壩坡的變化而不斷的改變。在該選礦廠中,堆積壩的壩坡i=1:2,根據相關調查數據我們可以知道 1=25o, 2=35o。將點M1和M2起來并進行延長可以得到M1M線。(4)選擇壩坡的中點D作一條鉛垂線,然后在該點處繼續作另一條與坡面能保持85o角的直線;另外,再將D作為圓心,作兩條半徑分別為R1=0.75H=17.1m,R2=1.75H=39.9m的弧,相交于上述所作的兩條直線,我們可以得到一個GHNE扇形,而弧的半徑則會隨著壩坡的實際坡度發生相應的改變。(5)在GHNE當中的M1M直線上選取一個點O1,并以該點為圓心作弧,要求該圓弧能夠經過壩腳A,R=115m。(6)將圓弧ABC當中的砂體適當的劃分成為幾個砂條,要求其寬度b為0.1,在O1點上作一條鉛垂線O1E,該垂線以左標注為-1,-2,-3條,以右標注為l,2,3,…,6條。(7)找出堆積壩斷面浸潤線,然后將該線的上下相應砂條的高度確定為hi1和hi2。(8)測得滑弧中心角的度數 為67.83o,弧的長度L為136.14m。(9)計算結果表明,該尾礦庫堆積壩壩體具有的穩定性符合安全評價。(10)在整個扇形范圍當中,選擇M1M直線上的其他圓心例如O2,O3,O4重新按照上述步驟進行計算,求出每一個圓心相對應的安全系數值K,最后選擇最小安全系數Kmin即可。
3 結論
由于受到堆高和沉降的速度、臺階的具體高度以及相關的物理以及化學性能的影響,壩體在經過半年的使用之后仍然具有較高的密實度,穩定性良好,本文通過采用圓弧條分法有效的計算評價了尾礦庫堆積壩的安全穩定性,定量評價結果具有較高的價值,能夠發揮較大的經濟效益,并且為以后類似工程的施工提出了一定的經驗。
參考文獻:
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《食品生產通用衛生規范》(GB 14881-2013)堅持“預防為主、科學監管”原則,充分借鑒國際上食品安全管理的通行做法,科學分析食品生產中可能存在的食品安全風險,將《食品安全法》及其實施條例對食品生產過程管理的要求具體化,是實施食品安全全過程監管的技術依據。
新規是食品生產的最基本條件和衛生要求,為推進本標準的執行,國家衛生計生委將組織開展宣傳培訓工作,組織編寫標準問答材料,并根據標準實施情況不斷完善各類食品生產、經營的衛生規范標準。
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