2、尾礦庫危險有害因素分析
2.1危險因素
危險因素是直接造成人員傷亡和財產損失的因素。尾礦為安全和環境污染事故往往是其潛在的危險因素失去控制而引發的。根據國家標準《重大危險源辨識》(GB18218-2000)對重大危險的規定,庫容量100萬m3以上的尾礦庫是重大危險源;它一旦發生事故,對下游區域人民的生命和財產及環境將造成巨大災難,后果無法估量。國內礦山尾礦在歷史上曾發生過多起重、特大事故。因此,消除和控制尾礦庫潛在的危險因素,消除事故隱患是尾礦庫安全管理的重大責任。
尾礦庫事故的主要表現形式為潰壩和尾礦泄漏。重大的潰壩和尾礦泄漏會造成大量的人員傷亡、建筑物損毀和環境污染。導致尾礦庫潰壩和尾礦泄漏事故的因素很多,可歸納為:自然因素、設計因素、施工因素、管理因素、社會因素、技術因素。在尾礦庫安全監督管理中,直接導致尾礦庫事故的危險因素主要有:尾礦堆積壩邊坡過陡,浸潤線逸出,裂縫,滲漏,滑坡,壩外坡裸露拉溝,排洪構筑排洪能力不足,排洪構筑物堵塞,排洪構筑物錯動、斷裂、垮塌,干灘長度不夠,安全超高不足,抗震能力不足,庫區滲漏、崩岸和泥石流,地震,淹溺,雷擊等。
(1)尾礦規程壩邊坡過陡。尾礦規程壩邊坡直接決定其穩定性。造成尾礦堆積壩邊坡過陡的主要原因有:放礦工藝不合理;為增加庫容人為改陡坡比。造成初期壩邊坡過陡的主要原因有:盲目節省投資,人為改陡坡比;有的堆石壩是用生產廢石進行堆壩,沒有控制陡坡比。
(2)浸潤線逸出。浸潤線的高低和變化直接決定其穩定。浸潤線從壩外逸出,說明壩坡的穩定性很差,有可能發生滑坡事故。造成浸潤線逸出主要原因有:無排滲設施;排滲設計不合理;排滲設施施工質量不良;排滲設施管理不當。
(3)裂縫。裂縫是尾礦壩較為常見的危險因素。某些細小的橫向裂縫有可能成為壩體的集中滲漏通道,有的縱向裂縫或水平裂縫也可能是壩體出現滑塌的預兆。裂縫的主要原因有:壩基隨載能力不均衡;壩體施工質量差;壩身結構及斷面尺寸設計不當。
(4)滲漏。滲漏是尾礦庫常見的危險因素,會導致溢流出口處壩體沖刷及管涌等多種形式的破壞,嚴重的會導致垮壩事故。按滲漏的部位可分為:壩體滲漏、壩基滲漏、接觸滲漏和繞壩滲漏。
壩體滲漏的主要原因包括設計和施工兩個方面。
設計方面的主要原因有:對壩址的地質勘探工作做得不夠,設計時未能采取有效的防滲措施;采用的壩基防滲措施不能滿足抗滲的需要;黏土鋪蓋與透水砂礫石地基之間,未設有效的濾層,鋪蓋在滲水壓力作用下破壞而漏水;土壩壩體單薄,邊坡太陡,滲水從濾水體以上逸出;黏土防滲體設計斷面不足,或與下游壩體缺乏良好的過渡層,使防滲體破壞而漏水;埋入壩體的壓力管理強度不夠,由于地基不均勻沉陷,導致管身斷裂,有壓水流通過裂縫沿管壁或壩體薄弱部位流出。
施工方面的主要原因有:巖基的強風化層及破碎帶未處理,或混凝土截水墻未按設計要求做到新鮮基巖上;巖基上部的沖積層未按設計要求徹底清理;土壩分層填筑時,土層太厚,碾壓不實,致使每層填土上部密實,下部疏松,庫內放礦后形成水平滲水帶;土料含砂礫太多,滲透系數大;沒有嚴格按要求控制或及時調整填筑土料的含水量,致使碾壓達不到設計要求的密實度;在分段進行填筑時,土層厚薄不同,上升速度不一致,相鄰兩段的接合部位出現少壓或漏壓的松土帶;在冬季施工中,對碾壓后的凍土層沒有徹底處理,或把大量凍土塊填在壩內,形成軟弱夾層,成為壩體滲漏的通道;濾水體施工時,由于砂石料質量不好、濾層材料鋪設混亂等,導致濾水體失效,而使壩體浸潤線升高。
管理方面的主要原因有:壩前干灘裸露暴曬而開裂,尾礦放礦水從裂縫滲漏;對防滲設施養護、維修不善,出現問題后亦未及時進行處理,下游逐漸出現沼澤化,甚至可能形成管涌;在壩后任意取土,也可能影響地基的穩定。
其它方面的原因有:白蟻、獾、蛇、鼠等動物在壩體打洞營巢,造成壩體集中滲漏;地震會引壩體或防滲體發生貫穿性的橫向裂縫而產生滲漏。
接觸滲漏的主要原因有:基礎清理不好,未做接合槽或做得不徹底;土壩兩端與山坡接合部分的坡面過陡,而且基礎清理不徹底,或未做防滲墻;涵管或圬工建筑物與壩體接觸處回填夯實質量差,或未做截水環(墻)及其它止步止水措施,造成滲水沿此薄弱面滲漏。
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