影响尾矿坝安全稳定性因素分析及对策.pdf

第 2卷第 2期 2 0 0 4年 4月 矿 业 工 程 M i ni ng En g i ne e r i ng 6 1 技术交流 影响尾矿坝 安全稳定性 因素分析及对策 张 世 文王 红 艳 鞍钢集 团 弓长岭矿 业公 司选 矿厂 ，辽 宁 辽 阳 1 1 1 0 0 7 摘要 通过分析研究影响 弓长岭矿业公司选矿厂尾矿坝稳定性的主要 因素 ，结 合生产实 际，制定 了相应提 高坝体稳定性 的措施 。 关键 词 尾矿 坝；稳定性 ；排渗 ；池填法筑坝 中图分类号 T D 9 2 6 ． 4 文献 标识 码B 文章 编号 1 6 7 l 一8 5 5 0 2 0 0 4 0 20 0 6 l 一0 2 0 引言 尾矿坝 库是选矿厂生产设施的重要组成 部 分 ，尾矿 坝能 否安全 稳定 的运行 ，对选 厂 生产 起 着至 关重 要 的作用 ，同时它又 是一个 重 大的危 险源。一个用尾矿筑成的坝，其内堆存着大量的 尾矿和水 ，形成一个人工 “ 尾矿湖” ，它时刻都 处于一定的危险状态中，此湖的容量随着尾矿坝 体不断的增高而逐渐增大 ，坝体一旦溃决 ，库内 的尾矿 砂 、泥浆 和水 就 会 以 泥石 流 的形 式 涌 出 ， 对下游 居 民的 生命财 产造 成严 重威胁 ，也 将给企 业带 来 不 可 估 量 的 损 失 。因 此 ，按 照 “ 安 全 第 一 ，预 防为主 ”的方 针 ，做好尾 矿 坝的安 全管理 工作 ，提高坝体稳定性，确保尾矿坝安全万无一 失 ，对 企业 本 身 、社 会 、国家 都有非 常重 要 的意 义。 1 尾矿坝概况 弓长 岭矿业 公 司选矿 厂 弓选 厂尾 矿坝 位 于辽阳市安平 乡，弓选厂 以西 约2 ． 5 k m的参将 峪沟，是全国特大型尾矿坝之一，由前峪和后峪 两 坝组 成 ，设 计 库 容 1 ． 0 5亿 IT I 3 ，总 汇 水 面 积 1 1 ． 2 k m ，设 计最 终 坝 顶标 高 1 4 6 m，服 务 年 限 4 2年 ，当两 坝 堆积标 高达 1 1 0 m时两 坝合 一 。 前 峪初期 坝 为不透 水均 质土坝 ，筑 坝材 料为 粘性 土 ，局部 地段 含少 量碎 石 ，粘 性土 天然 容重 1 ． 8 9 ～2 ． 0 4 1 0 k g ／ m ，摩 擦 角 为 2 0 ． 7 。 ～ 2 6 。 ，凝 聚力 为 0 ． 5 5 ～0 ． 1 7 1 0 k g ／ m 。后 收稿 日期 2 0 0 3 1 2一l 7 作者简介张世文 1 9 6 4一 ，男 汉族 ，辽宁丹 东人 ，鞍 钢 集团 弓长岭矿业公司选矿厂生产技术部部长 ，选矿工程师。 峪初 期 坝为透 水风化 料堆 石坝 ，筑坝 材料 为石英 及砂 岩组 成 的块石 、碎 石 ，其 天 然 容重 为 2 ． 0 1 0 k g ／ m ，摩擦 角为 4 0 。 ，凝 聚力 为 0 。 目前 ，两 坝 在 同 一标 高 位 置 上 ，坝 顶 标 高 1 4 0 IT I ，坝 内滩 顶标 高 1 3 4～1 3 8 n l ，2 0 0 1年底 库 内尾 矿 累计 排放 总量 约9 3 4 4 万 IT I ，2 0 0 1 年 排 放量约 4 0 9万 t ，尚余容量1 8 4 6 万 t ，剩余 服务 年限 4 ． 6年 ，前 峪库 内约有水 量 2 0 0 ～2 5 0 万 I TI 3 ，后峪 库 内约 有水 量 1 7 0万 n a _ 3 。 前 后 峪尾矿 坝均采 用上 游法筑 坝 ，人 工池 填 法筑子 坝 ， 目前 子 坝 标 高 1 4 0 n l ，为 第 1 5期 子 坝 。尾 矿浆 在坝 前采用 支管分 散放 矿和独 管集 中 放矿两 种 方式 。 2 影响坝体稳定性 的因素 2． 1 设 计遗 留问题 前峪坝 是 1 9 5 8年 由前 苏 联设 计 ，坝体 为粘 性 土 ，透 水性差 ，在初 期 坝和尾 矿子 坝衔接 处发 生渗流，致使尾矿坝初期坝及前几期子坝坡面松 软 ，渗漏水严重 ，局部出现沼泽化，浸润线在坝 坡逸出。设计稳定安全系数为 1 ． 2 5 ，目前实 际 仅 为 1 ． 1 4 ，未能 达到 设计要 求 。 2 ． 2尾 矿坝 工程 施工质 量差 尾 矿坝 由于 生产及安 全需要 ，每年都 有一 定 量 的工 程施 工 ，如 子 坝 堆筑 、 坝面 植被 及维 护 、 新建排水沟及旧的排水沟修复清理 、排水防渗设 施 的建设和修复维护等 。这些工程或由于施工难 度大、缺乏专业的施工队伍 ，或由于施工过程中 质量监督不严 、施工单位不负责任 ，经常造成施 工与设 计脱 节 ，工程交 工后 达不 到设计 目标 ，或 者 为后 来 的生产 维护 留下 隐患 。如前后 峪 的原排 洪回水系统，由于采用顶封和施工质量差 ，前峪 维普资讯 6 2 矿 业 工 程 第2 卷第2 期 1 塔 曾 发 生倒 塌 断 裂 ，致 使 尾 矿 库 内 出现 直 径 3 0 0 n 1 、深 2 0 r l l 塌 坑 ，渗 漏 尾 矿 量 达 2 0 多 万 n ’。 目前 ，前后 峪 原排 洪 回水 系统 已 全 部报 废 ； 前 峪有 l 0眼 自流排 渗 井 由于施 工 质 量 和 后 来 维 护 不及 时 ，现 已经全 部堵 死 5眼改 为 机 械井 ， 排 渗效 果大 大 减弱 。坝体 排渗 设施发 生堵 塞 ，损 坏 失效 ，没 能 发挥排 渗作 用是 前峪 坝体 浸润线 升 高 的另一 主要 原 因。 2 3 筑坝 方 式 尾矿 坝 采 用 人 工 池 填 法 筑 子 坝 ，池 填 沉 积 后 ，溢 流 出来 的尾 矿浆 在沉 积滩 面上 二次沉 积形 成细 粒级 尾矿 泥层 ，在 池填 筑坝 完成后 在 坝上进 行分 散 放矿 ，在 已形成 的二 次沉 积层上 又 覆盖新 的正 常分级 的沉 积层 ，这样 在尾 矿坝 体结 构 中出 现 了二 次沉 积 矿泥夹 层 ，如此周 而 复始 ，整个 尾 矿 坝 体 中就 有很 多层 这样 细粒级 的二 次沉 积矿 泥 夹 层 。显 然 ，这 将 影 响 形 成 尾 矿 坝 的 滤 水 体 结 构 ，对 尾矿 坝稳 定性 产 生一定 影响 。 2 ． 4生产 管理 不 当 由于 尾矿 坝建设 是 只投入 ，不 产 出 ，不 能直 接创 造 经 济 效 益 ， 因 此 ，往 往得 不 到 足 够 的 重 视 ，致使尾矿坝的许多工程项 目未设计施工或延 期施工 ，如前峪的排渗和初期坝压坡就因资金问 题 而未 按设 计施 工 ，对 生产 也 未 造 成 明 显影 响 ， 但 随着 生产 时间 的推移 ，尾 矿量 不断增 多 ，堆 坝 高 度增 加 ，问题 开始 暴露 ，使 生产管 理陷 于被 动 状 态 ，造成 尾矿 坝维 护管 理非 常紧 张 ，这 一矛 盾 主要在 尾矿 坝 体排 渗方面 明显 体现 出来 。 又由于特定 的地域和历史等因素，尾矿库 内 有 多 家小 选厂 回采尾 矿再 选 ，使尾 矿在库 内不能 按规 则正 常排 放和 流动 ，造成 坝体 及库 区 内沉积 矿体 结 构 复 杂 化 ，必 然 对 坝 体 安 全 稳 定 产 生 影 响 。 3 提高坝体安全稳定性 的措施 3 ． 1 降低坝 体浸 润线 ，解 决排渗 问题 设计 考 虑不 周 是 历史 遗 留问 题 ， 补 救 办 法是 尽 可能 降 低坝 体 的浸 润线 。实 际上 ， 尾 矿 坝 管 理 的主要 问题 就是 治水 ， 包括 生产 用水 、 坝体 排渗 和 汛期 防 洪 等 。前 峪 坝 体 排 渗 不 好 造 成 浸 润 线 升 高 ， 因此应 加强 排渗 工 作 。2 0 0 0 ～2 0 0 1年在 前 峪 第五期 子 坝施 工新 建 了坝 面 水 平 排 渗 ， 即将 渗 出 地段溢 出的水 通 过 排渗 盲 沟 将 水 集 中起 来 ， 再 通 过 9根垂 直排 水 管 排 至下 段 排 水 明 沟 ， 对 降低 坝 体 的浸润 线起 到 良好 的作用 见表 1 。 表 1 垂直排水管出水量／ m 0 h 1 *2 3 4 5 6 7 8 9 总计 排水量 8 ． 8 6 7 ． 8 8 6 5 0 8 ． 8 6 4 ． 5 9 4 ． 7 3 4． 7 3 5 ． 9 1 1 ． 1 8 5 3 ． 2 4 但是初期坝 的排渗 问题 没有得 到很 好的解 决 ，一般的排渗方法和设施起不到有效的排渗作 用 。2 0 0 2年 ， 由鞍 山 冶 金 设 计 研 究 总 院 设 计 了 初 期 坝 水平 顶 管 ，采 用 1 0根水 平顶 管 打 人坝 体 内部 4 0 n ，将其 中的渗漏水 引 出，这样 ，初期 坝 的排渗 问题也 得到 了解 决 见 表 2 。 表 2水 平 顶 管 出水 量 ／ m。 h 水平顶管l 2 3 4 5 6 7 8 9 1 0 总计 排 7 k量0． 5 0． 7 1 ． 3 3． 6 3． 4 4 3 4． 4 3 l 2． 0 1． 3 2 4． 6 0 现在前 峪 坝 面 已趋 于 干燥 ，2 0 0 3年 6月份 浸润 线 观测 结果 为 前 峪 坝 的 浸润 线 比 2 0 0 2年 同期 平 均下降 了1 ． 7 r l l ， 比 2 0 0 2年 l 0月份 平 均 下 降 了0 ． 7 n 1 。 3 ． 2确保 工程 施工质量 尾 矿坝 工程 的施工 质量 必须严 格要 求 ，对 一 些 施工 难度 大 的工程项 目，应 有设 计人 员进 行施 工指导 ，并且应请有经验的专业施工队伍进行施 工 ，尤 其 是位于 地下 隐蔽 处 的一 些设施 ，出现故 障无法检修处理 ，只能报废，所以保证施工质量 是 至关重 要 的。其 它的相 关工 程项 目也应设 有专 人对 工程 质量及 施工 进度 进行监 督 检查 ，绝不 能 给生产留下任何来安全隐患。 对 现用 的筑 坝方法 ，在筑 坝过 程 中应 做 到放 矿 量稳 定 、均衡 ，尽量使 所筑 坝体 结构 均匀 ，形 成 稳定 的滤水 体 结构 。 3 ． 3加强 生产 管理 定 期对 尾矿 坝进行 浸润线 观 测和位 移观 测 ，及 时 了解坝 体地 下水 位情况 ，对 发现 的坝体 变形 现象 和其它 不安 全征 兆要认 真 分析 、查 明原 因 ，采取 必要 的补救 和 防范措施 。 防渗、 排水 、 回水泄洪设施应正常运行 。 除 在筑坝 期等 生产需 要集 中放矿 外 ，尽 量采 取 支 管 分 散放 矿 ，使 各 放 矿 口冲积 粒 度 一 致 ，冲积 滩 面平整 ，无 矿泥夹 层 。 雨 季做好 尾矿 坝 的防洪 防汛 工作 ，必须 保 证坝 体安 全所需 的子 坝安 全标 高 、内坡干 滩长 度 、坡 比等 。 坝体外坡 应 保 持 平 整 美 观 ，植 被 良好 ， 防止坡面被雨水冲刷 、拉沟等破坏坝体稳定和尾 矿粉尘 飞 扬等 。 维普资讯 第 2卷第 2期 2 0 0 4年 4月 矿 业 工 程 M i ni n g Eng i ne e r i n g 6 3 主抽风机 异常振动诊 断及处理 卢 天炎 炎 温艳 华 1 ． 鞍 钢集 团鞍 钢职 工大学 ，辽 宁 鞍 山 1 1 4 0 0 1 ；2 ． 通 化钢铁 集 团公 司 ，吉林 通 化 1 3 4 0 0 0 摘 要 通过处理主抽 风机 异常振动 的实 例 ，分析 了异常振动 的频谱特征和相 位特征 ，最终查 出了 振动异常的根本原因及类 型 ，认识 到当发现风机振动 过大 时 ，不能盲 目做现场平衡处 理 ，必须先进行 分析振动的原因。 关键词 风机 ；异常振动 ；故 障诊断 ；动平衡 中图分类号 T U 8 3 4 ． 4 1 文献标识码 B 文章编号 1 6 7 1 8 5 5 0 2 0 0 4 0 2 0 0 6 30 2 烧 结厂 主抽 风机 是烧结 生产 的关 键设备 ，它 的运行 是 否 正 常 ，直 接关 系 到 生 产 能 否顺 利 进 行 。因此 ，该设 备一直 由现场点 检人员定期 监 测 ，并在风机的每次检修中 ，都由技术人员对风 机进行现场动平衡 ，其运转效果一直较好 。但有 一 次却出现了例外 ，运转情况很典型，供 同行们 参考 ，并引以为戒。 l 机械设备 设备简图及测点布置见图 1 所示 ，风机转速 收稿 日期 2 0 0 40 2一O 9 作者简介 卢天 啖 1 9 7 0一 ，女 汉族 。鞍 钢集团 鞍钢职 工 大学 讲师。 对 尾矿 库 内的小选 厂进行 治理 整顿 、严 格管理 ，划定开采区域 和再选尾矿的排放地点 、 方式 ，使 其不 影 响尾矿 坝 库 的安全 和选 厂正 常 的生 产放 矿 。 4 结语 做 好尾 矿坝 的管 理工 作 ，确 保尾 矿坝 安全稳 定 地运行 ，是一项 长期 而艰 巨 的任务 ，必须 坚持 n l 0 0 0 r ／ rai n。 2 振动标准 对于风 机 振 动状 态 ，选 择 速 度 为 i 贝 4 量参 数 。 参 照 国 际 I S O 2 3 7 2 、G B 6 0 7 5 、J B ／ I 、 Q 3 3 4标 准 ， 制 定 了本 企业 内部 风机状 态监 测标 准为 0 ～6 ． 9 mm／ s ，为 “ 正 常” ； 7 ～1 0． 9 mm／ s ，为 “ 警 告 ” ； 1 1 mm／ s ，为 “ 危 险” 。 3问题 的提 出 2 0 0 2年 1 0月 ，风机 出 现振 动 异 常 ，且 噪 声 较 大 ，并 有 振 动上 升 的趋 势 。到本 月 底 测 试 时 ， 发 现振 幅 已达严重 危 险状态 。 以往 该风 机振 动都 不懈 。对 影 响 坝 体 安 全 稳 定 性 的 因 素 应认 真 分 析 ，及 时查 找原 因 ，找 出解决 和补 救 的措 施 ，应 进行尾矿处理技术方面的研究 ，采用新工艺和先 进 的施工 技术对 新增 尾矿设施 进行 设计 施工 ，严 把工程质量关 ，严格生产管理，合理放矿 ，使尾 矿坝体形成稳定 的滤水体结构 ，做好 日常生产维 护 。只有 这样 ，才能 保证 选厂 生产顺行 及 坝下游 人 民的生命 财产 安全 。 An a l y s i s o f f a c t o r s i n f l u e nc i n g s t a b i l i t y of t a i l i n g d a m a n d m e a s u r e s f o r i mpr o v i n g d a m ’ S s t a b i l i t y ZHANG Sh i - we n， W ANG Ho ng - y a n G o n g c h a n g l i n g Mi n i n g C o mp a n y o f A n s h a n I r o n S t e e l C o ．L t d ． ，L i a o y a n g 1 1 1 0 0 7 ．C h i n a Ab s t r a c t Ba s e d o n a n a l y s i n g ma i n f a c t o r s i n flu e n c i n g s t a b i l i t y o f t a i l i n g d a m o f Dr e s s i n g Pl a n t o f Go n g c h a n g l i n g M i n i n g C o mp a n y a n d a c c o r d i n g t O o p e r a t i o n a l p r a c t i c e ． me a s u r e s t o b e t a k e n f o r i mp r o v i n g d a m’ s s t a b i l i t y a r e i n t r o d u c e d ． Ke y wo r d s t a i l i n g d a m ； s t a b i l i t y p r e v e n t i o n o f wa t e r l e a k a g e ； p o n d f i l l i n g me t h o d t O b u i l d u Id a m 维普资讯