安全技术管理论文.doc

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1、重庆科技学院毕业设计（论文） 题 目 尾矿坝溃坝事故致因分析及对策措施研究 院 （系） 安全工程学院 专业班级 安全技术管理082 学生姓名 学号 2008631456 指导教师 罗 云 职称 助 教 评阅教师 职称 2011年 6 月 8 日 学生毕业设论文原创性声明 本人以信誉声明：所呈交的毕业论文是在导师的指导下进行的研究工作及取得的成果，论文中引用他（她）人的文献、数据、图件、资料均已明确标注出，论文中的结论和结果为本人独立完成，不包含他人成果及为获得重庆科技学院或其它教育机构的学位或证书而使用其材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。 毕

2、业论文作者（签字）： 年 月 日目录目录3摘要51 绪论61.1课题的目的及意义61.2国内外研究现状分析61.2.1国外现状的分析61.2.2国内的现状分析71.3 研究的主要内容、思路和研究方法81.3.1研究的主要内容81.3.2 本论文的写作思路91.3.3本论文的研究方法91.4 本文的主要工作和得到的结论91.4.1本文的主要工作91.4.2结论92 尾矿坝危害因素112.1识别尾矿坝有害因素112.1.1尾矿坝有害因素及识别112.2尾矿库各阶段的病害132.2.1勘察阶段132.2.2设计阶段132.2.3施工阶段132.2.4运行阶段132.2.5闭库阶段142.3 尾矿坝常

3、见事故142.3.1 洪水漫顶152.3.2 二期土坝失稳152.3.3 子坝挡水漫顶溃坝152.3.4 子坝渗水溃口152.3.5 尾矿库超储、 巡检不利152.4小结163 尾矿库溃坝事故树分析173.1事故树分析中的几个概念173.2事故树的编制173.3 尾矿库溃坝事故树分析204 矿山尾矿库事故预防措施探讨224.1 尾矿库址的择优方案比选224.2 尾矿库的设计中的几个重要环节224.2.1 水的控制224.2.2 渗漏控制224.3 尾矿坝的施工224.3.1 坝基的选择234.3.2 软弱带的处理234.4 尾矿库运营中可能存在的事故隐患及其维护处理措施234.4.1 尾矿库的

4、巡检234.4.2 尾矿坝的运营维护245某工程尾矿坝溃坝事故树分析275.1尾矿坝概况275.2坝体稳定性分析275.2.1坝体结构与土的物理力学指标275.2.2 尾矿砂的颗粒组成295.2.3 坝体稳定性分析295.3 尾矿坝溃塌原因分析315.3.1基质吸引力减小，抗剪强度降低315.3.2 未铺设土工布和设置排渗管355.4 尾矿坝综合治理措施355.4.1溃决段的处理365.4.2 采用加筋法形成复合坝体365.4.3 设置排渗系统、改善坝体渗流条件365.4.4 废土石压坡提高尾矿坝稳定性366 结论37参考文献38致谢39摘要近年来， 尾矿库溃坝造成人员伤亡和有毒污染物下泄的事

5、故屡屡发生， 给人民群众生命财产造成重大损失，对环境安全构成重要威胁。本文通过辨识国内外尾矿坝溃坝事故主要危险因素，分析了尾矿坝坝型、坝高、溃坝原因、溃坝后果 、构筑物型式与溃坝事故之问的相互关系，挖掘了导致尾矿坝溃坝的规律性特征，进而建立了一个事故树比较系统的分析了一下尾矿坝的溃坝原因。尾矿库溃坝事故原因和研究制定相关对策措施提供依据，对于提高安全监管工作的效率和水平有一定实际意义。在本文最后为分析某尾矿坝局部溃决机理和对其进行综合治理，从尾矿颗粒组成及其物理力学指标、尾矿砂沉积分布特征、调洪引起的坝体渗流条件与浸润线变化以及排水设施等方面进行了分析，同时进行了相应的滑 动稳定性计算根据非饱

6、和土理论，认为降雨使上部子坝非饱和尾亚砂土含水量增加，基质吸力降低导致其抗剪强度下降，水位、浸润线位置上升、排水措施和加筋不足等是其局部失稳的原因，并对该尾矿坝局部溃决的综合治理措施提出了若干建议。关键词：尾矿坝 溃坝事故 降雨 综合治理 危险因素1 绪论1.1课题的目的及意义近年来，尾矿库溃坝造成人员伤亡和有毒污染物下泄的事故屡屡发生，给人民群众生命财产造成重大损失，对环境安全构成重要威胁。本文通过辨识国内外尾矿坝溃坝事故主要危险因素，分析了尾矿坝坝型、坝高、溃坝原因、溃坝后果、构筑物型式与溃坝事故之问的相互关系，挖掘了导致尾矿坝溃坝的规律性特征，进而提出了降低溃坝概率及减少溃坝损失的技术措

7、施和管理措施。本文为分析尾矿库溃坝事故原因和研究制定相关对策措施提供依据，对于提高安全监管工作的效率和水平有一定实际意义。1.2国内外研究现状分析1.2.1国外现状的分析近些年，国际大坝委员会(ICOLD)和其81个成员国的国家级大坝委员会针对大坝设计、施工和运行提供了一个世界级科技论坛，这些组织意识到从已发生的大坝失事及其它各种事故中总结经验和吸取教训，对于减少类似事故的发生有重要意义。美国大坝委员会(USCOLD)1 在美国范围内进行了一次大坝事故的全面统计，并于1988年发布了统计结果，有超过500个包括大坝失效、事故和大坝设施隐患整改的案例在统计之中，其中，24 的案例属于大坝失事溃决

8、，42的事故属于已经整改完毕的，34的案例属于大坝安全事故。从美国大坝委员会有关水坝事故的统计结果我们可以得出，漫顶溃决、排洪设施失效以及结构破坏是导致大坝事故的主要原因。除了统计本国的大坝历史事故外，1994年美国大坝委员会还针对世界范围内的尾矿坝事故进行了统计，统计囊括了1917年至1989年之间发生了溃决、渗漏以及其它破坏类型的尾矿库185个。此后，美国国家环境署(UNEP)又在185个尾矿库样本的基础增加了26个事故案例，USCOLD、UNEPICOLD的统计结果1 从这个统计结果表明从20世纪60年代中期开始，世界尾矿库事故发生数量急剧增加，原因之一是60年代开始，尾矿库建设和运行的

9、数量急剧增多。USCOLD和UNEP给出了一共211个尾矿库事故的统计案例，案例中尾矿库事故与坝高的关系中可以看出，57 以上的尾矿坝事故发生在坝高小于20m的尾矿坝上。坝的等级越高，检查力度越大，技术管理措施越规范，因而相对引起事故数较少。尾矿坝的坝体型式对其安全行为有很重要的影响。不同筑坝型式和尾矿库事故之间的关系曲线。从关系曲线可知，上游式尾矿库产生故障、发生事故的数量高于其它型式的尾矿库故障、事故数量。原因之一是上游式筑坝的尾矿坝其坝体稳定性较差，但该坝型由于生产管理方便，早期一度被广泛使用。下游式堆筑方法的尾矿坝坝体是由抗剪强度较高、渗透性较强的粗尾矿堆砌而成，其稳定性较高。中游式筑

10、坝工艺所需粗尾矿的数量较下游式筑坝工艺少，坝体稳定性介于上游式筑坝工艺和下游式筑坝工艺之间，在后期被广泛使用。欧美国家尾矿坝溃坝主要事故类型是产生故障和发生事故，造成地下水污染相对比较少，原因在于欧美国家对水污染相当重视，对于预防水污染考虑比较多，尾矿库多建在远离村庄的偏远地带。数据显示，88以上的尾矿坝失事都发生在活动坝。从图5可以看出，活动坝失事类型中，失效约占68 ；对活动坝事故原因进行分析，由坝坡失稳引起的尾矿坝失事约占总失事数的34 。坝坡失稳、漫顶和地震破坏是活动坝失事的主要原因，这与尾矿坝溃坝的主要危险因素基本一致。1.2.2国内的现状分析尾矿库是非煤矿山企业的重大危险源之一，近

11、年来，尾矿库的安全运行问题，引起了人们的高度重视。近两年，全国共发生尾矿库溃坝等较大和重大事故17起、死亡41人2 。因尾矿库溃坝造成人员伤亡和有毒污染物下泄的事故屡屡发生，给人民群众生命财产造成重大损失，对环境安全构成严重威胁。20032004年国家安全生产监督管理总局开展了金属非金属尾矿库安全状况的调查工作3 。此次共调查2692座具有代表性的尾矿库。其中，正常库643座，占239 ；经过正规设计的1253座，占439；定期进行过风险评价的206座，占77。由此可见，尾矿库的安全状况不容乐观。通过对尾矿坝溃坝的事故分析，目前，我国尾矿库安全主要存在以下几个方面的问题。一是尾矿库设计和安全评

12、价质量差 3。尾矿库的建设应遵循先勘察设计，后施工建设，再投产运行的程序进行。对发生溃坝的尾矿库进行分析，大部分尾矿库无正规设计。调查中发现部分尾矿库下游基础设施和居民多，一旦发生溃坝事故，后果将十分严重。例如2006年4月30日，陕西省商洛市镇安县黄金矿业有限责任公司尾矿库在加高施工时溃决，坝坡失稳，造成17人死亡、5人受伤、76间房屋损坏。根据事故调查，该尾矿库存在的主要问题是：无正规扩容设计，未经批准违法实施加高坝体扩容工程；违规超量排放尾矿，库内尾砂升高过快，尾砂固结时间缩短；安全超高、排水不畅，干滩长度严重不足；忽视危库周边安全管理，下游民房离尾矿库过近。二是尾矿库许可工作的问题较多

13、。目前，全国尚有3675座尾矿库2，即占587 的尾矿库未取得安全生产许可证，且不少未取证的尾矿库仍在非法生产。三是尾矿库基础工作薄弱。我国黑色、有色、黄金、化工、核工业、建材等行业的矿山每年产出尾矿约3亿t，基本上堆存在大约1500座尾矿库中5，其中80属于黑色、有色冶金矿山，其它行业只占20 。这些库中最大设计坝高260m，超过lOOm的有26座，库容大于I108m3的有10座。坝高小于30m的小库占80左右。各行业主要企业的尾矿库统计结果见图6。由于先期建设和生产运行管理不规范，造成后期管理难度很大，且多数小尾矿库的日常管理很不规范。四是我国90 以上5 的尾矿坝都采用上游法筑坝，这种筑

14、坝方法简单易行，便于管理，适应性强，筑坝费用低。但是坝体的沉积密度一般偏低，浸润线偏高，渗流难以控制。五是尾矿库专业人员严重不足5。1995年以来，随着我国改革的深入，国家机构、机制进行了整改革，老一代尾矿处理专业人员陆续退休，有的院所该专业后继乏人，对于尾矿库安全运行管理体系上遇到了困难，加上矿山企业以及从业人员的溃坝安全意识相对比较薄弱，造成这些年来许多小库缺乏正规设计。同时，安全监管人员也普遍存在不熟悉相关业务的情况，以致在日常检查中看不出尾矿库存在的隐患。六是我国多数尾矿库的地理位置十分重要，选址时很难避开生态敏感区或人口密集区。有的位于大江、大湖、重要水源地上游，有的位于重要公交设施

15、上游，有的在密集的居民区上游。一旦溃坝很容易造成房屋倒塌和生活水污染。七是不透水初期坝导致溃坝事故数量多。不透水初期坝不利于后期堆积坝的排渗固结；透水初期坝具有较强的透水性，有利于后期堆积坝的排渗固结和坝体稳定，被广泛采用。尾矿坝初期透水坝相比不透水坝而言，数量明显多，通过事故统计分析发现其导致的溃坝事故、失效数量却相对少，充分说明了初期不透水坝导致的溃坝失事概率高。1.3 研究的主要内容、思路和研究方法1.3.1研究的主要内容在本论文中，我的主要内容是对尾矿坝的溃坝原因进行系统的研究，通过国内外的经验和教训，总结出尾矿坝的溃坝原因。然后建立一个事故树，在从事故树中得知各种原因对尾矿坝溃坝的致

16、因几率。在根据各原因的致因几率进行对策措施研究。在对某一个尾矿坝溃败的真实事例进行分析，总结他的经验教训。研究方法是用的事故树分析法。1.3.2 本论文的写作思路本论文的思路是本论文首先从叙述了研究尾矿坝的目的的意义，国内的现状分析对国内的几个重大的尾矿坝的事故进行了一下简述，并简略的提出了尾矿坝溃坝后应该进行的整改措施。然后，对普遍的尾矿坝进行常见的危险危害因素分析，得出一个比较全面的尾矿坝溃坝事故发生的原因，下一步是根据这些尾矿坝溃坝原因，结合自己所学的事故树分析法，建立一个尾矿坝溃坝的事故树。求出最小割集，分析出尾矿坝溃坝的基本因素的各个方面造成尾矿坝溃坝的重要度。最后，结合一个尾矿坝溃

17、坝的事例，来结合实际的分析了一下尾矿坝的溃坝的原因。并提出的整改措施。1.3.3本论文的研究方法本论文的研究方法是事故树分析法。1.4 本文的主要工作和得到的结论1.4.1本文的主要工作文章的主要工作是，在做论文的几个月时间里，通过阅读的大量关于尾矿坝溃坝的书籍，了解了尾矿坝溃坝的事故原因是多种多样的，具体包括很多的方面有天气，人为，地理条件，管理等各个方面。总结了这些的原因之后，把他们全部总结下来，在根据各个方面建立事故树。分析重要度，了解尾矿坝溃坝的各个方面的原因给尾矿坝带来的危害程度有多大。最后，对一个实际的例子分析得到结论。1.4.2结论本文首先对尾矿坝的国内外现状进行了分析，国际上开

18、展尾矿库事故管理以及数据收集要比国内早得多，美国1988年就有了对大坝事故的统计数据 ， 我国 2007年才收集了过去7年里尾矿坝发生溃坝的数据， 两组数据无法进行同期对比。但通过两组数据的比较分析，可以发现其反映的一些规律性特征。第二，对尾矿坝的危险因素做了必要的辨识，对尾矿库建设和运行的各个阶段和各单元的潜在危险进行论述和分析,并对可能导致潜在危险的原因进行了分析,提出相应的事故预防措施,该项工作是加强尾矿库安全生产管理及预防尾矿库事故发生的基础性工作。第三，根据国内发生的尾矿库主要溃坝事故，概括了导致尾矿库溃坝的基本事件，运用安全系统工程中的事故树分析法对尾矿库溃坝事故进行了研究，第四，

19、提出相应的事故预防措施，可对企业做好尾矿库事故预防起到指导作用，第五，对国内某一个尾矿坝溃坝的事例进行具体分析，提出具体整改措施。在对尾矿坝的常见危害进行分析，对尾矿库建设和运行的各个阶段和各单元的潜在危险进行论述和分析,并对可能导致潜在危险的原因进行了分析,提出相应的事故预防措施,该项工作是加强尾矿库安全生产管理及预防尾矿库事故发生的基础性工作。通过对以往尾矿库溃坝灾害的统计分析， 总结了导致尾矿库溃坝灾害的主要因素， 并从自然灾害坝体质量问题和人因管理缺陷 3 个方面概括了导致尾矿库溃坝事故的因素，建立了尾矿库溃坝事故树。根据事故树，总结经验提出整改措施。2 尾矿坝危害因素2.1识别尾矿坝

20、有害因素2.1.1尾矿坝有害因素及识别尾矿坝有害因数可划分为尾矿坝坝基坝坡失稳、排洪系统故障、浸润线过高及管涌等渗透稳定问题。导致溃坝的有害因素：尾矿坝最大的危险是溃坝,一旦溃坝会引起滑坡泥石流等重大灾害,引起重大人员伤亡、财产损失和环境污染。引起溃坝的原因很多,如:调洪高度不能满足需要、安全超高不够、泄洪排水系统防洪标准偏低、泄洪排水构筑物破坏或堵塞、库区内发生大的泥石流、岸坡发生滑坡和坍塌等;坝基未处理或处理不当、坝体边坡过陡、有局部坍塌或隆起、坝面有冲刷或塌坑等不良现象;裂缝、坝基下存在软弱地层或岩溶,坝体疏松;未按设计要求进行放矿冲填尾矿库,沉积滩面出现侧坡、扇形坡或细粒尾矿大量沉积于

21、坝的某一端;独头放矿,矿浆沿子坝内坡趾流动冲刷坝体;沉积干滩长度不足,浸润线过高,下游坝坡沼泽化;排渗设施失效或破坏,渗流破坏不断扩大,产生管涌、流土。主要触发原因有滑坡、浪涌或洪水漫坝、坝坡失稳、堆积坝溃口、渗流破坏。现对可能引起溃坝的各个有害因数分析如下。(1)滑坡(岸坡坍塌)：由于尾矿库建在陡峭山体上,采矿活动、岩体风化、尾矿库水淹浸泡而导致山体失稳,最终引起滑坡。(2)泥石流。由于库区存在大量细粒尾砂,当遇到暴雨时会引起泥石流。(3)浪涌或洪水漫坝。由于风速过大、泄洪排水构筑物破坏、堵塞、库区内发生大的泥石流或岸坡发生滑坡和坍塌等原因,引起水流高速冲击坝体或库区水位超过坝顶,致使坝坡失

22、稳决口溃坝。(4)坝坡失稳。由于坝体边坡过陡,有局部坍塌或隆起,坝面有冲刷、塌坑等不良现象;裂缝,坝基下存在软基或岩溶,坝体疏松使渗流破坏不断扩大导致坝体裂缝、管涌或流土,引起坝体滑坡坍塌。(5)坝面拉沟。未进行坝面维护,坝面无防冲刷措施,遇暴雨会引起坝面拉沟。(6)渗流破坏。由于浸润线的位置过高,尾矿沉积滩的长度过短,坝面或下游发生沼泽化。导致坝体、坝肩和不同材料结合部位有渗流水流出,渗流量增大,渗流水混浊引起管涌。(7)管涌。当库区水位过高而引起坝基渗透压力过大,排渗设施失效时就会引起管涌。(8)坝体地震液化。当筑坝尾砂粒度不符合要求,坝坡处于饱和状态,地震时或其它震动会引起坝体液化。(9

23、)裂缝。由于坝体、坝基不均匀沉陷或滑坡、坝体施工质量差或坝身结构及断面尺寸设计不当,当坝体滑移、暴雨或低温冰冻时就会使坝体产生裂缝。(10)粉尘。由于堆积坝外坡大面积裸露,未护坡,尾砂粒度细、含水低,会引起沙尘暴污染环境。(11)漏矿和渗水。由于将尾矿库建在断裂带、溶洞等不良工程地质条件下,使库区地层渗水通道和库外连通,使水或矿漏出。(12)滚石。由于山体陡峭、采矿活动、或岩体风化等原因,引起岩石从山体脱落冲击排洪设施,导致排洪设施破坏或由于滚石下落或重物落下击中人体而引起的事故。引起排洪系统故障的有害因素由于滚石、树枝杂草、低温冰冻、地基产生不均匀沉陷等原因导致排水井管泄洪能力降低失效、断裂

24、,最终引起排洪系统故障。在尾矿库整个事故中,溃坝事故发生的危害性最大,溃坝事故一旦发生,会引起重大人员伤亡财产损失和环境污染,并且因溃坝而引起的重特大事故比较多,确。如云南锡业公司火谷都尾矿库1962年09月26日发生溃坝事故,涌出尾矿330万m3,水38万m3,冲毁耕地36.05hm2,11座村寨和一个农场,共13970人受灾,其中死亡171人、伤92人,直接经济损失2000万元,也是迄今为止我国发生的最严重的一起尾矿坝事故;最近的一次如2006年4月30日陕西镇安尾矿坝坍塌事故死亡17人。其次是洪水漫坝、决口、滑坡坍塌、地震液化、滚石、泥石流等事故一旦发生,会引起危险性较大,并较难以控制,

25、容易发生伤亡、或群伤,造成一定的经济损失3,这些事故的发生也有可能导致溃坝,。如1994年07月12日,湖北新冶铜矿尾矿库洪水漫顶溃坝,死亡26人,失踪2人;1992年05月24日,河南滦川县赤土店乡钼矿抢修尾矿库排洪洞发生大规模塌方,死亡14人,重伤4人。在国外,此类事故亦不鲜见。第三是渗透破坏如流土、管涌、这些事故的发生也有可能导致溃坝。如圭亚那阿迈金矿尾矿坝垮塌，直接原因是在建坝期间，在堤坝底部安装了波纹排水钢管临时排水，在重型设备碾压管线周围的回填材料时，破坏了管路的完整性，为细粒材料流失创造了条件，由于没有采取其他有效措施阻止或有效控制管道周围回填料中的渗漏，引起坝体内部侵蚀破坏。另

26、外细砂层与废石堆之间缺乏反滤，细砂可以容易的从废石堆孔隙之间穿过。第四是违规作业诱发以上各种事故的发生。2.2尾矿库各阶段的病害2.2.1勘察阶段 对库区、坝基、尾矿堆积坝坝体及沉积滩的勘察质量低劣,排洪管线等处的不良地质条件未能查明,导致稳定分析、排洪验算等结论不可靠4,造成库内滑坡、坝体变形、坝基渗漏、排洪涵管断裂、排水井倒塌等事故隐患。2.2.2设计阶段设计质量低劣,基础资料不确切、设计方案及技术论证方法不当、不遵循设计规范、对库区水位及浸润线深度的控制不明确,和要求不切实际等方面。而由此造成的隐患大多数是坝体在中后期稳定性和防洪能力不够,不能满足设计规范的要求。其次,排水构筑物出现断裂

27、、气蚀、倒塌等现象也往往由于设计人员素质不高或经验不足所造成的。因此,尾矿库必须做到精心设计,必须委托有设计资质的设计单位进行设计。设计前应切实做好基础资料的收集和方案论证工作,并且进行尾矿土工试验,必要时应进行筑坝试验,以校验设计方案的准确性。必须严格按选矿厂尾矿设施设计规范ZBJ1-90和尾矿库安全管理规定的等规范进行。设计完成以后必须请具备评价资格的机构进行尾矿库安全预评价,评价合格后方可施工筑坝。 2.2.3施工阶段在初期坝施工过程中,由于清基不彻底、坝体密实不均、坝料不符合要求、反滤层铺设不当等因素,可能会造成坝体沉降不均、坝体或坝基漏矿、后期坝局部塌陷等事故;若排洪构筑物有蜂窝、麻

28、面或强度不达标,且负荷逐渐增大时,便会造成掉块、露筋、断裂、甚至倒塌等危害5。因此,在施工时必须按选矿厂尾矿设施设计规范(ZBJ1-90)和尾矿库安全管理规定的规范严格执行,在尾矿库施工验收阶段必须严格按尾矿设施施工及验收规程(YS5418-95)的要求进行,并且要进行安全现状评价,评价合格后方可运行。2.2.4运行阶段科学管理,尾矿坝管理应由有资质的人员经培训后进行管理，并建立健全规章制度和检查台账。由于尾矿库具有边施工边使用的特点,坝体形成的过程要借助尾砂堆坝,堆坝周期较长。随着坝体逐年增高,需要依次封堵排水井的进水口和进行其它管理工作,只有长期一贯保持良好的堆坝质量,才能保证坝体安全。在

29、堆坝过程中,基坝、排水井和泄洪沟长期受水压、渗透、冲刷、溶蚀、气蚀、磨损、腐蚀等物理、化学作用,经受洪水、严寒、冰冻等恶劣气候条件的影响,尾矿设施很难保持始终如一的良好运行状态。坝体要在运行期间形成,需要不断维护和控制,还要做好放矿,筑坝、防汛、防渗、防震、维护、修理检查,观测等日常管理工作,一套科学有效的管理制度和与之配套的组织机构必不可少6。运行时必须每隔3a对尾矿库作安全现状评价,否则禁止再运行。2.2.5闭库阶段尾矿库即使停止了使用,库内已无积水,但洪水及地震的威胁将长期存在,况且库内沉积滩面在常年风雨吹淋之下,滩面坡度渐趋平缓、调洪库容随之减少、洪水位的安全高度及安全滩长大多不能满足

30、安全要求。排洪构筑物的寿命也是有限的,滩面表面干燥,甚至开裂,但内部仍呈饱和状态,一旦失事,其造成的灾害和正在使用的尾矿库的失事同等严重7。因此,从尾矿库使用到最终设计高程前23a必须进行闭库设计,且设计和施工方案应符合尾矿库安全管理规定的安全法律、法规等技术规范,并须报省级以上安全生产监督管理部门审查,进行闭库安全评价。闭库工程结束后须经省级以上安全生产监督管理部门组织验收。闭库后的安全要求基本上与正在使用的尾矿库类似,库的等级、稳定、安全系数、防洪标准都与终期尾矿库的设计标准一致。闭库后所有安全管理工作仍由原企业负责。2.3 尾矿坝常见事故根据不完全统计， 导致尾矿库溃坝事故的直接原因为：

31、 洪水约占 5 O%， 坝体稳定性不足约占2 0%， 渗流破坏约占 2 0%左右， 其他约占 1 0%。而事故的根源则是尾矿库存在隐患。尾矿库建设前期工作对自然条件( 如工程地质、 水文、 气象等) 了解不够， 设计不当( 如考虑不周， 盲目压低资金而置安全于不顾， 由不具备设计资格的设计单位进行设计等) 或施工质量不良是造成隐患的先天因素。在生产运行中， 尾矿库由不具备专业知识的人员管理， 未按设计要求或有关规定执行， 是造成隐患的后天因素。因此尾矿库投入使用后要通过 日常巡查和检查对发现的各种不利工况予以重视， 进行分析排查隐患显得尤为重要。 尾矿库的安全最主要的是由坝的稳定性决定的， 尾

32、矿坝失事主要发生在中小型尾矿库， 究其原因很多， 但大都与尾矿库地形条件差， 调洪库容小， 尾矿颗粒细， 含泥量大， 坝体稳定条件差， 库内水位高， 坝体渗流失控有关。下面就几种尾矿坝的失事类型和原因总结如下。 2.3.1 洪水漫顶库区汇水面积大， 库容小， 未采取有效地排洪设施，库区设置的排水斜槽， 排水能力小； 对当地的雨量考虑不周;暴雨之前，库区蓄水位太高；缺乏专人管理和巡查。如归美山尾矿坝溃坝。 2.3.2 二期土坝失稳 二期土坝加高未按设计要求进行，在尾矿泥层上修筑临时小堤，坝体断面薄弱；临时小堤已发生坝顶开裂，未组织力量按设计要求修复；库内水位不断抬高，坝体施工质量差;如火谷都尾矿

33、坝溃坝。 2.3.3 子坝挡水漫顶溃坝 尾矿含泥量大， 库区容积均已被泥浆所占有；库内水位抬高， 子坝挡水， 整个坝体饱和是溃坝的直接原因如黄梅山尾矿坝。 2.3.4 子坝渗水溃口 坝中集水排矿， 坝顶分散排矿不均匀导致库内水位偏高于坝肩一侧；尾矿含泥量较大， 尾矿沉积滩面平缓,库内澄清水位较高；子坝挡水，发生流土而造成溃口。如西石门一期尾矿坝。2.3.5 尾矿库超储、 巡检不利 山西省临汾市襄汾县陶寺乡的新塔矿业有限公司塔山铁矿尾矿库溃坝事故。根据 冶金矿山尾矿库设施管理规程 的规定，在尾矿库使用到最终设计高程前三年应做闭库处理设计和尾矿库安全维护方案,报上级主管部门审批实施。闭库后若再次使

34、用时，应视同新建尾矿库，需进行加高增容高能工程设计， 报请主管部门审批， 同时报请同级安全生产监督管理部门审查备案。该尾矿库闲置后再启用没有办理各种使用制度， 也没有进行平时的安全巡查和检查， 属于重大的责任事故。2.4小结本段对尾矿库建设和运行的各个阶段和各单元的潜在危险进行论述和分析,并对可能导致潜在危险的原因进行了分析,提出相应的事故预防措施,该项工作是加强尾矿库安全生产管理及预防尾矿库事故发生的基础性工作。3 尾矿库溃坝事故树分析3.1事故树分析中的几个概念事故树分析 (FTA)又称故障树分析，是安全系统工程最重要的分析方法。主要用于分析事故发生的原因和评价事故风险。 最小割集。割集亦

35、称截止集或截集，是导致顶上事件发生的基本事件 的集合 。最小割集则是 导致顶上事件发生基本事件的最 小集合 ，因此 ，最小割集 间不存在重复和相互包含的关系。最小割集的求解方法有行列法、布尔代数简化法、结构法 、质数代入法和矩阵法等，本章应用布尔代数简化法求取最小径集。径集(通集)，即如果事故树中某些基本事件不发生 ，则顶上事件不 发生 ，这些基本事件的集合称为径集。最小径集是顶上事件不发生所必需的最低限度的径集 。 结构重要度分析。结构重要度分析是从事故树结构上分析各基本事件 的重要程度。即在各基本事件发生概率都相等的情况下，分析各基本事件的发生对顶上事件的发生所产生的影响程度。 结构重要度

36、分析可采用的方法 ：1 )求结构重 要系数。2 )利用最小割集判断重要度。前者精确，但繁琐；后者简单，但不够精确。本章应用后者分析3 。3.2事故树的编制 尾矿库最大的危害因素是溃坝。一旦溃坝会引起滑坡、泥石流等重大灾害 ，造成重大人员伤亡、财产损失和环境污染 。根据尾矿库溃坝事故防治理论 ，并通过对我国历年来所发生的尾矿库溃坝事故的调查统计，建立尾矿库溃坝 事故树如图1，其中基本事件代码如表1所示 。 图一见下一页 T 尾矿库溃坝灾害A1 自然灾害A2 坝体质量问题A3 人因管理缺陷A4 库区山体滑坡A5 洪水漫坝A6 地震液化A7 坝体失稳A8 渗流破坏A9 人为干扰A10 现场操作失误A

37、11 日常管理缺陷A12 水位监测设施缺陷A13 排洪能力不足或丧失A14 排洪设施堵塞A15 排洪设施破坏A16 动荷条件A17 初期坝缺陷A18 尾矿筑坝缺陷A19 选址缺陷A20 设计缺陷A21 施工缺陷A22 边坡过陡A23 浸润线位置过高A24 反滤层失效A25 排渗设施失效A26 安全超高 干滩长度不足A27 排渗设施破坏X1 发生超过设计地震烈度的地震X2 采矿活动X3 岩体风化X4 尾矿库水淹浸泡X5 汛期雨量大X6 无设计或设计不规范X7 设计防洪能力低于现行标准X8 进水口杂物淤积X9 构筑物垮塌X10 施工质量差X11 不均匀或集中载荷X12 地基不均匀沉陷X13 尾矿颗

38、粒细X14 有效覆盖压力过小X15 震动频率高X16 震动持续时间长X17 勘察质量差X18 坝基处于不良地质构造X19 无设计或设计不当X20 设计单位不具备资质X21 设计参数与实际不符X22 不按设计施工X23 放矿工艺不合理X24 人为改动陡坡比X25 未采取措施处理X26 反滤层设计不当X27 反滤料选择不当X28 尾矿浆及雨水冲刷反滤层X29 无排渗设施或设计不合理X30 排渗设施堵塞X31 压力管道强度不够X32 库区水位控制不当X33 调洪库容不足X34 坝前放矿不均匀X35 滩顶高程不一X36 干滩坡度过小X37 安全投入不足X38 矿区乱采乱挖X39 库区爆破X40 安全意

39、识薄弱X41 技术水平低X42 未进行定期维护X43 未对坝体进行检查X44 发现隐患未处理X45 未执行法律法规及技术规范X46 无水位监测设施X47 监测设施失效3.3 尾矿库溃坝事故树分析通过对以往尾矿库溃坝灾害的统计分析， 总结了导致尾矿库溃坝灾害的主要因素， 并从自然灾害 坝体质量问题和人因管理缺陷 3 个方面概括了导致尾矿库溃坝事故的因素， 建立了尾矿库溃坝事故树分析图( 见图1)根据图 1 可以求出 48 组最小割集， 表明发生尾矿库溃坝灾害有48 种途径， 这说明尾矿库溃坝灾害的危险性很大 最小径集是不导致尾矿库溃坝灾害发生的有效途径， 本事故树中有12 组最小径集， 其中任一

40、组最小径集的基本事件不发生， 则顶上事件就不可能发生， 这表明有 12 类控制尾矿库溃坝灾害的途径。为了掌握各基本事故的发生对顶上事件发生所产生的影响程度， 需进行结构重要度分析， 以便确定各基本事件的重要度排序， 从而结合客观实际的可能性， 从大到小选定， 并制定有效地预防事故发生的措施。经计算， 结构重要度大小的排列顺序为:I =I（2） =I(3) =I(4) =I(6) =I(10) =I(11) =I(12) =I(17) =I(18) =I(19) =I(20) =I(21) =I(22) =I(23) =I(24) =I(37) =I(38) = I(39) =I(40) =I(

41、41) =I(42) =I(43) =I(44) =I(45) =I(46) =I(47) I(25) I(5) I(7) I(8) I(9) I(26) =I(27) =I(28) =I(29) =I(30) =I(31) =I(32) =I(33) =I(34) =I(35) =I(36)= I(13) =I(14) I(15) =I(16).通过对引起尾矿库溃坝的事故树分析， 从各基本事件的结构重要度而言， 发生超过设计地震烈度的地震(X1)无设计或设计不规范(X6)，以及人因管理缺陷（A3) 库区山体滑坡(A4) 坝体失稳(A7) 和排洪设施破坏(A15)的各基本事件结构重要度最大，对

42、顶上事件发生影响最重要，是关键的基本事件 根据最小径集来看， 当发生超过设计地震烈度的地震(X1) 无设计或设计不规范(X6)，以及人因管理缺陷(A3) 库区山体滑坡(A4) 坝体失稳(A7) 和排洪能力不足或丧失(A13) 的各基本事件能被控制， 则事故可以避但发生超过设计地震烈度的地震(X1) 是小概率事件，目前技术还无法做到预报，所以不能作为控制事件，而只能根据库区选址的地震烈度严格按照技规范进行尾矿库设计 对无设计或设计不规范(X6)及人因管理缺陷(A3)和坝体失稳(A7)的各基本事件而言，它是人为可以控制的， 故应该把它作为重点控制的对象库区山体滑坡(A4)是因为自然灾害引发事故的发

43、生， 所以在设计时应尽量考虑这些因素，并做好科学预报 排洪能力不足或丧失(A13)的各基本事件大多是人为可以控制的， 所以在设计时应考虑到库区的水文气象， 严格控制施工质量。4 矿山尾矿库事故预防措施探讨4.1 尾矿库址的择优方案比选 尾矿库址选择是影响尾矿库设计的最重要因素，也是决定尾矿库运营过程中安全与否和尽量满足环保要求的最重要制约因素。所以选址阶段要认真仔细的论 证，比较其优越性，每个可能的备选库址都有一定的优点和缺点，必须与采选作业一起考虑，加以选择。选矿工艺类型直接决定尾矿库区的类型， 因而也是影响尾矿库址选择的因素之一。除此之外还要考虑场址与矿区的距离、水文、地质等因素。尾矿库址

44、选择最常用的方法是筛选， 即把若干个约束因素加到数个适当的可能的库址地， 逐渐剔除，最终确定出最佳的尾矿库址。 4.2 尾矿库的设计中的几个重要环节 4.2.1 水的控制 地表尾矿库设计中一个非常关键问题就是要使所需处理的水量与坝型相适应。为此，在规划的早期阶段，必须预计排人尾矿库的尾矿固料量、选矿废水、 降水量和径流流人量，并考虑适当的水控制方法.地表水控制措施的正确设计对坝体抗洪安全性是十分重要的。经验表明，有些尾矿坝可能经受住边坡破坏、渗流引起的破坏，甚至局部液化;但几乎没有能幸免于防洪措施不当所引起的漫坝破坏。库水漫过坝顶之后，尾矿坝遭受快速下切侵蚀，很短时间即可完全溃坝。 4.2.2

45、 渗漏控制 随着世界性水资源和环境保护意识的提高，以及废水管理法规的健全，减少和控制尾矿库渗漏迅速成为矿山工程项目环境评价和管理评价的关键问题之一， 从而推动了尾矿库渗漏控制技术的长足进步。然而，就目前而言，在尾矿管理中， 认识最肤浅的仍然是尾矿库渗流及其携带污染物对地下水的影响。 4.3 尾矿坝的施工 施工是工程设计理念的实施过程，任何一个工程质量的好坏都和施工有密切的关系。尾矿库工程建设中尾矿坝的施工时整个尾库矿工程稳定与安全的决定性因素，下边就施工时应注意的重点作一些归纳总结。 4.3.1 坝基的选择 应把坝基放在岩土性能好的地基上，清除坝基底部植物覆盖层( 包括植物根系深入范围内的土层) ，清除可溶性氯化物含量超过2%或石膏含量超过 5%的土层，清除软土、淤泥、泥炭、流砂及盐渍土层，动物洞穴、坟墓等选择稳定性较好的、紧密地、砂砾石层及节理密集的风化岩体，可采用截水槽，槽底要清到抗渗抗溶的岩层上，以防止渗漏和产生管涌。地基选择应具有足够的强度、刚度和抗渗性，使其能安全承受坝体所施加的荷载，并使坝体和地基的应力、变位和渗流等都在允许范围内。 4.3.2 软弱带的处理 对不与库内相通，不致沿其渗漏的软弱