蒙库铁矿尾矿库闭库设计韩文革

蒙库铁矿尾矿库闭库设计韩文革

韩文革

宝武集团八钢公司富蕴蒙库铁矿公司选矿分厂.新疆富蕴836100

摘要：蒙库铁矿尾矿库即将闭库，根据《尾矿库安全监督管理规定》的要求尾矿库运行到设计最终标高的前12个月内，生产经营单位应当进行闭库前的安全现状评价和闭库设计。

关键词：尾矿库；闭库设计

1引言

蒙库铁矿有限责任公司位于新疆维吾尔自治区富蕴县北西直距70km，为八钢公司的主要矿石原料基地。

蒙库铁矿尾矿库于2004年5月由新疆地质工程勘察院编制了《新疆富钢选冶厂尾矿库岩土工程勘察报告》，同年由鞍山冶金设计研究总院设计，尾矿库2005年完成设计，2006年投产使用。原设计尾矿库最终堆积标高为990.0m，最大库容1164万m3，总坝高约为119.0m。目前尾矿堆积坝约980.0m标高，库容为875.4万m³，至最终堆积标高剩余库容为288.6万m³，按目前选矿厂年产尾矿量165万吨，还可使用约1.5年。根据《尾矿库安全监督管理规定》的要求“尾矿库运行到设计最终标高的前12个月内，生产经营单位应当进行闭库前的安全现状评价和闭库设计，闭库设计应当包括安全设施设计。按《尾矿设施设计规范》相关条款可判定尾矿库属于二等库，按二等库进行闭库设计。

2尾矿库闭库设计的主要内容

尾矿库闭库设计安全治理工程主要包括：库区滩面整治，堆积坝外坡治理，增设在线和人工观测系统。另外为了满足环保的要求，尾矿库在库区滩面、废石坝外坡都进行绿化，由于尾矿水不含有毒有害元素，闭库后尾矿库的粉尘和尾矿库汛期排出的水均能满足环保要求。在安全整治和绿化完成后，蒙库铁矿尾矿库可以闭库。停用的尾矿库经闭库设计及闭库工程的落实，能为其长期安全稳定打下一个坚实的基础，但闭库后的尾矿库仍然是一个危险源，要维持尾矿库长期安全稳定还必须进行长期维护管理，并确保各项设施的正常使用。

3尾矿库安全现状评价

根据《尾矿库安全监督管理规定》、《非煤矿山安全评价导则》、《安全现状评价导则》、《尾矿库安全技术规程》和国家相关法律法规的要求，为了安全生产许可证延续和闭库前期准备工作蒙库铁矿公司委托乌鲁木齐泰迪安全技术有限公司对该尾矿库的安全运行现状进行评价

评价的范围主要包括蒙库铁矿尾矿库所涉及的工程地质、库址、尾矿坝、排洪系统、监测系统、尾矿库安全管理等方面。评价机构通过对蒙库铁矿尾矿库运行期间的现场勘查和对其安全生产及管理相关资料的查阅，依据有关法律、法规、标准、规范对该尾矿库进行安全现状评价，对该尾矿库安全现状评价的总体评价结论是：蒙库铁矿公司尾矿库库区和坝基工程地质情况良好，初期坝、堆积子坝、防洪等系统严格按照设计要求生产、运行，坝体未发现裂缝、变形等问题，防洪等系统运行正常，尾矿库安全生产管理机构和规章制度健全，安全管理能适应安全生产需要。该尾矿库为正常库，具备安全生产条件。

为了全面地评价坝体稳定性，委托中勘冶金勘察设计研究院有限责任公司进行了尾矿库的岩土工程勘察工作，根据尾矿的堆存现状对尾矿坝地震动力反应及液化进行了分析，其结论符合尾矿库实际情况。通过对蒙库铁矿尾矿库调洪计算、坝体稳定计算和排洪系统强度验算等工作，尾矿库均能满足规范要求，说明尾矿库是安全的，属正常库。

4闭库设计

4.1尾矿库周边环境及相互影响

尾矿库下游直线距离0.5km为蒙库选厂生产与外界联系公路，尾矿库下游直线距离0.75km卡拉额尔齐斯河，尾矿库下游东南方向直线距离2.6km为金宝尾矿库、选厂及选厂辅助设施。以尾矿库为中心半径4.5km无有工业设施，不论尾矿库生产或闭库对周边环境不会产生相互影响。

蒙库公司选矿工艺为单一磁选，生产的尾矿中无有毒有害物质，属于第Ⅰ类固体废物，闭库后雨水通过现有的排水设施直接排出尾矿库下游。

尾矿库下游存在游牧牧民，蒙库公司应及时组织下游牧民搬迁，降低安全风险，有效防范汛期和极端天气引发的事故灾难。

本次闭库将尾矿库的等别按二等进行设计。经过尾矿库调洪计算和坝体稳定分析，结论为安全可靠，不会造成洪水漫顶和溃坝事故。

4.2尾矿库滩面的治理

为了保证闭库后冲积滩滩顶平整，应进行均衡整治，力求各坝段滩顶高程基本一致，为闭库后尾矿库防洪提供有利条件。在外坡整治完成后需要对滩面进行整治，滩面整治主要采用上游法筑坝的方法进行放矿，将滩面坡度调整到1%左右，一旦放矿不能完全达到要求时，应采用机械对滩面进行平整，将滩面调整到1%后，用山坡土进行覆盖，覆盖厚度300mm。经计算覆盖需要山坡土6.8万m3。

4.3堆积坝坝外坡治理

尾矿堆积坝外坡的治理不但是环保的需要，也是尾矿堆积坝的安全的需要，尾矿堆积坝外坡覆盖及坝肩坝面排水沟，应加强坝外坡的巡视，当发现坝外坡覆盖塌坑、排水沟破坏，应及时填平修补。

目前，尾矿堆积坝主坝和2#副坝外坡980.0m以下标高已完成覆土和绿化，本次闭库设计尾矿库主坝和2#副坝外坡在980.0-990.0m标高部分用山皮土覆盖，山皮土厚度0.3m，总面积约48897.2㎡，总工程量约14669.2m³。

在外坡整治完成后要在尾矿堆积坝主坝和2#副坝外坡设置坝肩和坡面排水沟，经计算坝面排水沟总长约1059m；尾矿堆积坝主坝和2#副坝设坝肩排水沟总长约277m，排水沟采用浆砌块石修建，排水沟断面采用梯形断面，总工程量2133.2m³，总挖方量4879.8m³

4.4尾矿库的绿化和复垦

尾矿库闭库时，尾矿坝主坝坝顶标高990.0m，总库容1164万m3，存储尾矿量约1102万m3。尾矿堆积坝全长约1226.8m。

闭库后为了防尘除应进行尾矿表面的山坡土覆盖外，还应进行绿化。

1）尾矿堆积坝外坡的绿化

尾矿堆积坝的外坡主要是进行绿化，为了减小风砂的影响范围，在尾矿堆积坝外坡植树种草是最好的办法，由于尾矿库所在地区干旱少雨，堆积坝外坡绿化以种草为主，种草绿化不仅防止了风沙改善了环境，也会有一定的经济效益。另外在尾矿堆积坝平台必须留出行车和行人的通道。经计算种草面积为73.3亩。

2）尾矿库滩面的绿化和复垦

为了保证闭库后冲积滩滩顶平整，应进行均衡整治，力求各坝段滩顶高程基本一致，为闭库后尾矿库防洪提供有利条件。在外坡整治完成后需要对滩面进行整治，滩面整治主要采用上游法筑坝的方法进行放矿，将滩面坡度调整到1%左右，一旦放矿不能完全达到要求时，应采用机械对滩面进行平整。滩面坡度调整到1%后，用山皮土进行覆盖，覆盖厚度300mm。经计算覆盖需要山皮土6.8万m3。

尾矿库滩面也应以绿化为主，根据尾矿库干旱的特殊情况，设计仅采用种草的方法，经计算尾矿库滩面的种草面积为351.5亩。

4.5尾矿库的环境保护及水土保持措施

4.5.1尾矿废水的治理

闭库后尾矿库停止放矿，库内存放的尾矿是磁选尾矿，没有有毒有害的物质析出，汛期排洪仅为库内的雨水，不存在尾矿废水污染的问题。

4.5.2尾矿粉尘的治理

闭库后尾矿库通过坝外坡和冲积滩滩面的覆盖、复垦，已经没有裸露的尾矿。坝外坡覆盖面积约222019m2，冲积滩滩面全部覆盖，总面积约70502m2，这样尾矿库均被绿色植物覆盖，将再也没有粉尘污染的问题。

4.5.3水土保持措施

闭库后尾矿库不再破坏植被，将不会产生新的水土保持问题，闭库后尾矿库坝外坡和岸边排洪沟是可能产生水土流失的地点，为此在坝外坡增设了部分排水沟，使降水有序导流，并通过坝外坡的绿化，有效的防止了尾矿的流失。

4.6尾矿库监测设施维护

目前，尾矿库主坝初期坝坝顶至堆积坝外坡960.0标高的在线监测系统已全面投用，并运行正常尾矿堆积坝的坝体浸润线及位移监测设施，对尾矿库实施定期监测是尾矿库闭库后管理工作的一项重要内容，通过监测及时了解和掌握尾矿库的安全稳定现状，发现异常情况及时分析处理，尾矿库上的监测设施损坏的一定按原设计修复完善，以确保尾矿库安全。

4.7尾矿库排洪塔及回水塔防护设施

由于尾矿库闭库，非汛期尾矿库内是没有水或有较少的水面，尾矿库排洪塔周边设置防护网，防止人畜等误入，避免发生事故。

4.8管理机构及管理制度

4.8.1管理机构

企业应健全安全生产责任制度。闭库后的尾矿库安全管理工作不能停止，不可松懈。

1）闭库后的尾矿库仍由蒙库铁矿管理，闭库后如发现问题应及时解决。

2）闭库的尾矿库由专人管理，每三个月定期对尾矿库内各项设施检查记录及分析，汛期前、中、后增加检查次数；确保闭库之后的尾矿库安全。根据蒙库公司工作制度，安排专职人员管理闭库后的尾矿库，其费用由蒙库铁矿有限责任公司承担，列入建设单位费。

3）特殊情况下应按《尾矿库安全监督管理规定》的要求确定管理单位和安全管理责任。

4）尾矿库闭库后未经主管部门批准和履行转移手续，不得转让他人使用。

4.8.2管理制度

1）强化日常安全检查制度

根据尾矿库特点，对闭库的尾矿库企业仍要坚持“安全第一、预防为主”的安全方针，对闭库的尾矿库安全检查要加密，重点检查沉积滩干滩长度、安全超高、排水构筑物有无变形、移位、损毁、淤堵，坝体的轮廓尺寸、变形、裂缝和渗透等，更加严格地履行其安全职责和管理义务。

2）防汛及渡汛工作制度

必须建立健全巡坝护坝制度和排水系统检查制度，明确防汛安全生产责任制，建立值班、巡查和下游居民撤离方案等各项制度，设置警报信号组建防洪抢险队伍。

必须严格控制尾矿库内水位，并按下列要求执行：水边线应与坝轴线保持平行；尽量降低库内水位，确保坝体安全。

汛前应按下列要求制定渡汛方案：

（1）对排洪系统及坝体的安全情况必须进行详细检查和可靠的维护，确保泄洪畅通；

（2）库内应设置醒目、清晰和牢靠的水位监测标尺，在滩面标明渡汛警戒水位位置；

（3）应经常疏通清理库内排洪沟、坝面排水沟，确保排洪设施通畅；

（4）应备足抗洪抢险所需物资，落实应急救援措施。确保上坝道路、通讯、供电及照明线路可靠和畅通。

（5）应及时了解掌握汛期水情和气象预报。

3）观测及报告工作制度

尾矿坝监测系统是尾矿库的重要组成部分，加强尾矿库监测系统维护和监测工作及时掌握尾矿库动态变化，发现问题及时解决，使尾矿库始终处于安全状态，必须做好尾矿坝监测系统维护和监测工作。

洪水过后应对坝体和排洪构筑物进行全面认真的检查和清理，若发现问题应及时修复，同时采取措施，降低库内水位，以防暴雨接踵而来。

发现坝面局部隆起、坍陷、流土、管涌、渗水量增大或渗透水混浊等异常情况时，应立即采取处理措施，同时加强监测并报告有关部门。

4.8.3建立尾矿库应急预案

在事故发生后迅速控制事故发展，保护尾矿库下游居民的安全，将事故对人员、财产和环境造成的损失降低至最低程度。

4.9尾矿库闭库后的维护

闭库后的尾矿库安全维护、管理的重点：

1）尾矿库堆积坝的维护，确保坝外坡符合设计要求，保证其安全稳定；

2）定期对排洪回水系统进行巡视检查，保证其安全畅通；

3）监测设施的维护，保证其有效可靠；

4）避免尾矿库受到自然和人为的破坏；

5）闭库后的尾矿库必须做好坝体及排洪设施的维护，严禁在尾矿坝和库内进行爆破、乱采、滥挖、违章建筑和违章作业等危害尾矿库安全的活动；

6）严禁在尾矿库下部采矿；

7）在已闭库尾矿库的下游，不得再建住宅和其它设施；

8）在库区周边显眼的地方、易发危险位置设置警示标志。

4.10尾矿库闭库后的再利用

1）尾矿库进行回采、再利用，必须按照尾矿库安全技术规范中尾矿库建设的规定，委托有技术资质的部门进行技术论证、工程设计、安全评价。

2）在尾矿库再利用过程中必须按尾矿库安全技术规范中规定，确保尾矿库安全。

3）闭库后的尾矿库，无设计论证不得重新启用或改作它用，更不得贮水蓄洪。

5结束语

尾矿库属蒙库铁矿公司重大危险源，加强管理不断提高有关人员的思想认识，加大尾矿库闭库的建设投入。从整体上对尾矿库的闭库进行全面科学的管理，从而确保矿山工作的稳定和平安。

参考文献：

[1]刘正国.林冲尾矿库闭库治理[j].金属矿山，2010（6）.

[2]徐从贵，杨岳丁.浅谈尾矿库闭库应注意的安全问题[j].有色冶金设计与研究，2010（2）.

[3]徐光忠.试析圆锥破碎机的飞车原因及故障处理.设备维修，1984年第5期

作者简介：韩文革，男，本科，1968.6，职称：机械工程师，研究方向：机械制造、矿山技术，工作单位：八钢富蕴蒙库铁矿公司选矿分厂