尾矿库加高扩容设计要求
5.2.8 加高扩容的尾矿库改建、扩建项目应满足下列要求:
——除一等库外,防洪标准应在按5.4.1确定的防洪标准基础上提高一个等别;
——设置可靠的排渗设施,尾矿堆积坝的控制浸润线埋深应不小于通过计算确定的控制浸润线的1.2倍;
——利旧的排洪构筑物应根据加高扩容要求核算其可靠性,终止使用的排洪构筑物应进行可靠封堵;
——尾矿库一次加高高度不得超过50m。
——《尾矿库安全规程》(GB39496-2020)
本条是关于加高扩容的尾矿库改建、扩建项目的相关要求。
通常,尾矿库加高扩容应着重进行以下三个方面的工作:
(1)尾矿库加高扩容之前,应充分分析原坝体的监测资料,并对原坝体进行岩土工程勘察工作,了解坝体质量和安全状况,对尾矿坝进行稳定性分析,对尾矿库加高扩容的可行性进行分析。
(2) 根据加高扩容后尾矿库的等别确定相应标准,根据要求进行加高扩容后尾矿库的论证与研究工作。
(3)对原尾矿坝的坝基处理、坝坡稳定、填筑质量,以及坝体与岸坡和其他建筑物的连接进行安全复核;对已建的泄水、引水建筑物的泄水能力和安全应进行核算,不满足加高后使用要求时应进行加固或改建。
近些年,随着金属非金属矿山采选业的发展,我国许多尾矿库陆续进入使用后期,相当一部分尾矿库生产经营单位计划通过实施加高扩容工程延长尾矿库服务年限。不可否认的是加高扩容尾矿库在减少土地林地占用、节约资源的同时,也加大了尾矿库运行的安全风险。很多尾矿库初始设计并未考虑后期加高情形,由于各种原因设计安全裕度十分有限,而且由于我国尾矿库数量众多,历史久远,成因复杂,很多尾矿库先天不足,一些中小型尾矿库甚至有可能在设计之前没有进行过岩土工程勘察,或者初始设计资料缺失,生产运行过程中缺少记录,甚至出现事故处理记录丢失的情况。在没有基础资料的情况下,即使进行岩土工程勘察也很难全面反映尾矿坝体的实际情况。对于排洪井、隧洞等混凝土构筑物,现有技术手段也很难完全准确地反映运行状态,加高扩容设计中面临的不确定因素远比新建工程多。
因此,本条分别对防洪标准、浸润线控制、排洪设施可靠性、坝体稳定性四个方面提出进一步要求,这四个方面也是影响尾矿库安全运行最重要的环节。具体操作层面上说明如下:
(1)尾矿库防洪标准都是连续的,除五等库以外,剩余等别的尾矿库防洪标准都是一个范围。尾矿库防洪标准提等后,防洪标准的选取也应该是连续的。以某三等库为例,加高扩容后仍为三等库,按5.4.1条确定防洪标准应为三等库上限取500年一遇,按照本条要求实际的防洪标准应该为二等库上限取1000年一遇;如某四等库,加高扩容后为三等库,按照5.4.1条确定防洪标准应该为三等库下限取200年一遇,按照本条要求实际的防洪标准应该为二等库下限取500年一遇。
(2)控制浸润线应按本条相关条款确定后,在此基础上增加不小于1.2倍,例如某尾矿库某一点按正常设计其控制浸润线埋深为6.0m,则改建、扩建项目实际给出的控制浸润线埋深应不小于7.2m。
(3)尾矿库加高后,排洪系统的荷载有所变化,对于新建排洪设施需要按照加高后的荷载进行设计,对于全部或者局部利用已有排洪设施的情形,需要对已有排洪设施按照最新的荷载进行复核。本条特别强调对于终止使用的已有排洪设施需要进行可靠封堵,
且宜采用刚性结构,对于排水井,封堵体不得设置在井顶。封堵后应同时保证封堵段下游的永久性结构安全、封堵段上游尾矿堆积坝渗透稳定安全和相邻排水建筑物安全。
终止使用的排供构筑物除包括已建成的经复核不满足要求的构筑物,也包括按原设计已经封堵的构筑物。已封堵的排洪构筑物也要求重新复核,原封堵设施如不满足加高扩容要求,应进行再次封堵。特别要强调的是,无论是新建的构筑物还是原有的构筑物,其荷载均应按加高扩容后的荷载选取。
(4)对于一次加高高度的限制还是针对尾矿坝的特点,尾矿坝加高高度应根据矿山服务年限、地形条件、地质情况、尾矿坝稳定性(三大稳定)、周边环境等综合判断。对于尾矿坝而言,受矿石性质、选矿流程波动、尾矿分级效率等影响较大,其筑坝材料与坝体结构分区的可控性相对较差,结合运行过程中排渗设施、监测设施容易淤堵、破坏等实际情况,因此本标准针对尾矿坝自身特点,对于一次加高的高度进行限制,保证尾矿坝的本质安全。
加高高度的限制值不宜过低,避免重复勘察等不必要的工作;限制值也不宜过高,除考虑安全性因素外,还要注意尾矿处理新技术、新方法的应用,给尾矿综合利用等留有空间。考虑到加高前后尾矿库变等等因素,合理的范围应该是30~50m,本标准采用上限,确定一次加高高度不得超过50m。