矿山泥石流的防治措施.pdf

诋 彬 镌施 其 他 圣 』 一 矿山泥石流的防治措施 ， 北京有色冶金设计研究总院T绮华 ．D 6 【 摘要】 德兴铜矿根据矿山特 点，台理选择蔗石场场址，我进 麈石堆 积方{ 圭 ，修筑拦石埘， 修 建调节水库、控翩地衷造流粹防诒矿山记石流的措施，取得了较好的成效。 关■词废石场废石流失泥石流拦石坝 德兴铜矿是我 国有色冶金工业特大型现 代化矿山，露天开采，现生产规模为月 采选 处理矿石9 万t 。根据矿区地形分别设置南部 和北部废石场，这些废石场均位于采场附近 的淘谷地区，可容纳矿山生产期 问 的 废 石 l 1 ． 7 亿t 。由于露天采场每年剥离大量 的 废 石，排弃至废石场，且地形陡峻， 区又属 多雨地带，具备了产生废石流失或矿山泥石 流的条件。 因此， 建矿以来曾以不同的规模产 生过泥石流， 造成了一定的危害及环境污染。 l 矿山泥石流的历史调查 1 ． 1 1 9 6 6 1 9 6 7 年的矿山泥石流 在南山露天采场开始建设之前，修建临 时上山公路，施工中沿公路东北山坡排弃了 近2 4 万 的土石方，后来在修建运 矿 公 路 时，又有约2 0 万m。 的土石方 ，也大 部 分 弃 于公路外侧的山坡上。1 9 6 7 年夏季暴雨后山 坡上的土石大量的流泻而下，注入大坞河内 形成泥石流，部分桥涵被冲毁， 河道 被 堵 塞，导致 自矿山以下S k in长的河床淤积，抬 高河床0 ． 1 ～2 m。1 9 6 8 年春的河 道 疏 竣 工 程 ，挖出泥砂约 8万m。 。 1 ． 2 1 9 6 8 ～1 9 7 0 年的矿山泥石流 在南山大爆破 之后，沿南山周 围的山坡 抛弃了几十万 m 的岩土。基建初期，废石公 路未修建，为减少运距就近排弃废石，在采 场西南侧山坡设置 了临时废石场，堆积了大 量废石 。这为矿山泥石流的形成又提供了固 体物质条件。1 9 7 0 年夏季暴雨后产生了较大 的矿山泥石流，大量的泥砂通过主掏冲入大 坞河，粒径大的碎石多淤积在 主， 支 淘 谷 中。 1 9 7 0 年、 1 9 7 2 年又进行 了两次疏竣工作 。 I ． 3 1 9 8 3 年杨桃坞废石场泥石流 杨桃坞废石场到1 9 8 3 年底， 已经堆置了 废石3 7 5 7 万t ，边坡高度 已超过1 0 0 m， 坡顶 平台面积较大，而地面又向外倾斜。1 9 8 3 年 暴雨时，地面迳流集中流向边坡外缘，产生 冲沟长达5 0 多米，深1 0 多米，宽2 0 ～3 0 m。 冲蚀下来的废石量达一万多m 。 ， 淤积在 坡脚 下的淘谷里， 长达6 0 0 余米 ， 沟床提高 1 ～2 m。 1 ． 4 杨桃坞废石场的废石流失 1 9 8 3 年后矿山对杨桃坞废石场进行了二 次实测及级配试验，分析表明废石流失范围 在距离废石场坡脚以外6 0 0 ～8 0 0 m地带。估 算出1 9 6 8 -“ - 1 9 8 3 年的1 5 年以来，主、支淘的 废石流失总量为1 1 ． 6 万 m。 ，年平均 废 石 流 失量为7 7 2 0 m 。 。又根据1 9 8 3 1 9 8 5 年的实测 资料， 分别佶算出1 9 8 3 年的废石流失量为1 ． 3 万m ，1 9 8 5 年的废石流失量为8 7 0 0 m 。 。 2 分析矿山泥石流的形成条件 2 ． 1 基本条件 2 ． 1 ． 1 地形条件 矿 区山岭陡峻 ，沟谷发育，各废石场都 设在沟谷地带，两侧山坡太多在3 0 4 0 。之 矿山泥石 流的防治措施 丁蝻 华 邮编 1 0 0 0 3 8 一 d 5 一 维普资讯 阔，山沟纵坡亦在1 0 。 以上，多呈 “ V 型， 峡谷水动力条件好。 2 ． 1 ． 2 水文气象条件 矿区属多雨地区，雨量丰富，暴雨强度 犬，有时小时降雨量达6 1 ． 8 tar a ， 疑大日降雨 量为3 3 1 m m，在1 ～2 小时内，山沟中即可形 成山洪，地表迳流集水快是形成泥石流的重 要条 件． 2 ． 1 ． 3 固体物质补给条件 矿区邻近各沟谷作为废石场，山坡修建 公路排弃大量的岩土，极大部分的岩石为软 质千枚岩，抗风化较弱、质地松散，每遇暴 雨，大量雨水渗透废石堆中，在地表迳流作 用下，使土坡失去稳定，造成滑坡、崩塌、 大量橙散的固体物质冲进淘谷形成泥石流。 2 ． 2 ． 2 人为因素 矿山泥石流太多是人为泥石流，是人们 开发矿山生产活动的产物，是人们在矿山开 采和其它土方工程中，无计划，不合适．无 措施邋排弃岩土所导致的泥石流，上述多嵌 泥石流的发生，说明了一定程度上人为因素 起了诱发作用。 3 矿山泥石流的特性 3 ． 1 可控性 在废石场发生的地点、规模．时间和影 响范围是可以预测和预防的 。 3 ． 2 短暂性 通常多发生在排弃废石期间，特别是排 弃废石初期及暴雨期间，当废石排弃停止或 废石场趋近稳定时，泥石流的活动也就逐渐 减弱或停止。 8 ． 3 阶段性 在规模上是 由大 到小，在频率上是由多 到少，在性质上是 由粘性的，稀性的泥石流 剑接近水流． 由于矿山泥石流的产生有以上特征，因 此如果人们适当选择废石场的位置，采用合 理的排弃方法，有计 列地采取坊治措施，监 完垒可以控制矿山泥石流发生的规模及危害 程度。 4 矿 山泥石流的防治 措施及经验 4 ． 1 修筑拦石坝 矿山自1 9 6 7 年发生泥石流 现 象 后，在 1 9 6 8 ～1 9 7 3 年间，先后在矿区内主、支沟上 适当位置修筑了大小拦石 坝1 9 座， 阻 挡 砂 石，保护下游的安全，对防止泥石流的再次 形成，取得了较好的效果。自1 9 7 0 年以来， 每年雨季南山周围山坡上的土石，经常被冲 蚀流进各沟谷中，因为修筑了拦石坝，把大 部分的泥石阻挡了，减轻了对大坞河淤积的 危害，到目前为止太坞河淤物极少，证实了 拦石坝所起的作用。在调查的基础上，又对 现有废石场历年废石流失进行了实测，推算 年平均流失模数，参考模数在新建的祝家废 石场的沟谷下游，距离废石场最外坡脚的一 定范围，修筑拦石坝，保持足够的容积，以 蓄纳流失下来的废石，确保废石场下游地区 不致受到泥石流的危害。 4 ． 2 改进及选择合理的废石堆积方法 1 9 8 2 年后，杨桃坞废石场堆置的废石量 逐年增加，废石开始由沟谷的东倒山坡堆到 西侧山坡，将淘各 口 截堵，上下游被分开， 废石向上游排弃，废石场外坡做成台阶，防 止了上游洪水冲刷坡脚又减少了边坡被雨水 冲成大冲沟的可能性。 对于新建的祝家废石场，由于淘 口窄， 腹地宽，地形条件好，排弃废石顺序采取由 淘口先排并形成堤坝，然后由外向内排弃， 并造成由下向上地多阶段排弃，这是从合理 的堆积位置和排弃方法上的改进，可以减少 废石向下游流失的影响，因为沟11 先堆成路 堤，淘谷上下游切断之后，洪水不致冲蚀废 石场外坡，有利于防止泥石流的形成。至于 废石场上游沟谷内的洪水由于大部分因修建 一 4 6 一 有色矿 一1 9 9 7 ．6 维普资讯 了拦水坝，截洪沟后已引排至废石场下游， 小量的洪水量比废石的堆积量来要少得多， 且由于废石场的孔隙率大，可以蓄存沟内的 少量洪水，这可以从杨桃坞废石场洪水外流 量实测数字的减少而被证实。 4 。 3 废石场下游修建调节水库 矿山设有三个废石场，除西源废石场下 游为尾矿库外，矿山在杨桃坞，祝家废石场 下游均设置了调节水库，拦蓄酸性水保护环 境，同时也起到了沉积部分泥砂的作用。 4 ． 4 合理选择废石场场址 这不仅是经济问题，也是安全问题，场 地选择适当，防治措施就趋于简易。 如在三期工程建设中，原选择的黄坑废 石场，由于靠近北山，废石运输距离近、容 积大，基建及经营费低，受到人们的青睐， 但由于场址位于陡峻的沟谷，其下游一公里 处是原矿运输铁路桥又临近泗洲庙居住区的 边缘。 且废石场大部分是在山坡上 ， 地势高， 废石排弃又是从上部开始，一 旦发 生 泥石 流，直接威胁到桥梁与居住区的安全，如果 采取防护措施，工程费大，因此该场址仍以 环保及安全为决定因素废弃了。改选用靠近 北山的西源废石场，该场址位于陡坡的山沟 中，容积较小，但其下游是尾矿库，一旦发 生泥石流，库容能允许部分泥石流流入，对 环境不致造成大的影响。 4 ． 5 控制地表迳流 I 。 lf I 。 l f j／ 废石场的不稳定和泥石流的产生均离不 了水的作用，排弃物中含水过多其粘聚力、 摩擦力会大大降低而产生各种危害。因此在 新建的祝家废石场上游修建了拦水坝蓄水防 洪并引排至废石场下游，同时在废石场周边 修筑了截洪沟，拦截和导出山坡雨水，减小 废石场的汇水面积 ， 这对保持废石场的稳定、 防止泥石流的产生起了较大的作用。 4 ． 6 对废石流失及泥石流的定期实测 矿山自1 9 8 3 年以来，多次对废石流失及 泥石流的规模和影响范围进行了实测分析， 为选择防治措施提供了科学依据，保障了防 治措旅的有效性 。 5 结语 通过对德兴锕矿泥石流成因及防治经验 的分析，说明了在矿山建设中，由于人们占 用了大量的土地修建工程，弃置土石方，堆 置尾矿和废石，地面植被被破坏，原来的地 形地貌被改变，且地形陡峻、雨量丰富水动 、力好，松散周体物质补给充足的条件下，人 为造成的泥石流是不可避免的，其形成的规 模大小、危害程度与矿山弃物的物理化学性 质，地形、水文气象等特征及人们对其重视 的程度有很大的关系。因此，我们在矿山建 设中，必须要充分掌握泥石流产生的规律， 重视泥石流的防治工作，尽量使泥石流产生 的规模及危害程度降低到最小限度。 奥德尼克矿采用细菌浸出法 T { _ 一p 力』 皇 退 虽 壹匣 坌 望计划增 加 投资以 用来开 发 贵金 属和 贱金 属矿 床。 目前该公司开发的最新的矿山是位于O y o s o o s 以东3 7 k in 处的奥德尼克 O l d N i o k 矿。 该矿是1 9 6 6 年 N e w m o n t采矿公司发现的，当时这家公司认为探采1 亿t 的低品位硫化镍资源 在经济上是不合算的。 AMT 有限公司研究出了采用细菌浸 出法露天开采这座矿山的最佳方案。矿石在堆浸过 程中采用细菌浸出法进行处理，堆浸能力为5 0 0 万t ／ a 矿石， 而镍和钴用电积法回收。 采用细菌法浸出时，在氧化过程中要产生大量的热，浸堆内要保持6 0 ℃的恒温，这是堆 浸获得成功的关键。 张焕臻摘译 矿山泥石惋韵防治措施丁绮华 邮编 o o o 3 8 ’ 一 4 7 维普资讯