尾矿库风险分析及安全评价方法教学文稿.ppt
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1、尾矿库风险分析及安全评价方法 Still waters run deep.流静水深流静水深,人静心深人静心深 Where there is life,there is hope。有生命必有希望。有生命必有希望尾矿库事故特尾矿库事故特点和致灾因素点和致灾因素分析分析安全评价的基安全评价的基本概念本概念尾矿库安全评尾矿库安全评价方法价方法 提提 纲纲尾矿库风险尾矿库风险分析及安全评价方法分析及安全评价方法 尾矿库事故频发,引起了国务院领导同志的高度重视。尾矿库事故频发,引起了国务院领导同志的高度重视。2006年年12月月27日日12时时20分,分,贵州紫金矿业股份有限公司贞丰县水银洞金矿贵州紫金矿
2、业股份有限公司贞丰县水银洞金矿尾矿库子坝发生塌溃事故尾矿库子坝发生塌溃事故,致使约,致使约20万立方米尾矿下泄,造成万立方米尾矿下泄,造成1人轻伤,下游人轻伤,下游2座水库受到污染。事故发生后,国务院副总理曾座水库受到污染。事故发生后,国务院副总理曾培炎同志高度重视,做出重要批示:培炎同志高度重视,做出重要批示:“近年来出现多起由于尾矿近年来出现多起由于尾矿垮塌造成有毒污染物下泄事故,严重影响当地群众饮水安全,损垮塌造成有毒污染物下泄事故,严重影响当地群众饮水安全,损失很大,对此应引起重视。要组织一次专项行动,对有毒污染物失很大,对此应引起重视。要组织一次专项行动,对有毒污染物矿山矿山尾矿库尾
3、矿库进行彻底检查,消除垮塌隐患,做好应急预案,避免进行彻底检查,消除垮塌隐患,做好应急预案,避免类似事件的发生类似事件的发生。”尾尾 矿矿 库库 专专 项项 整整 治治 行行 动动尾矿库风险尾矿库风险分析及安全评价方法分析及安全评价方法 为全面贯彻为全面贯彻“安全第一、预防为主、综合治理安全第一、预防为主、综合治理”的方针,进一步的方针,进一步加强尾矿库安全生产和环境安全的监督管理,规范尾矿库安全生加强尾矿库安全生产和环境安全的监督管理,规范尾矿库安全生产和环境保护行为,经国务院同意,决定在全国范围内开展尾矿产和环境保护行为,经国务院同意,决定在全国范围内开展尾矿库专项整治行动。为此,安全监管
4、总局、发展改革委、国土资源库专项整治行动。为此,安全监管总局、发展改革委、国土资源部、环保总局联合下发了关于印发开展尾矿库专项整治行动工部、环保总局联合下发了关于印发开展尾矿库专项整治行动工作方案的通知(安监总管一作方案的通知(安监总管一2007112号)。并成立了由安号)。并成立了由安全监管总局、发展改革委、国土资源部、全监管总局、发展改革委、国土资源部、原原环保总局有关领导和环保总局有关领导和相关同志组成的尾矿库专项整治行动工作协调小组,深入开展为相关同志组成的尾矿库专项整治行动工作协调小组,深入开展为期期2年半的尾矿库专项整治行动。年半的尾矿库专项整治行动。尾尾 矿矿 库库 专专 项项
5、整整 治治 行行 动动尾矿库风险尾矿库风险分析及安全评价方法分析及安全评价方法 1)各省(区、市)成立了尾矿库专项整治行动领导小组,并制各省(区、市)成立了尾矿库专项整治行动领导小组,并制定了具体实施方案定了具体实施方案。2)全国范围内的尾矿库基础数据普查,见下图。全国范围内的尾矿库基础数据普查,见下图。3)全国范围内的尾矿库事故隐患排查和整治工作。全国范围内的尾矿库事故隐患排查和整治工作。4)组织申报尾矿库治理中央投资项目。组织申报尾矿库治理中央投资项目。尾尾 矿矿 库库 专专 项项 整整 治治 行行 动动尾矿库风险尾矿库风险分析及安全评价方法分析及安全评价方法 图给出了我国尾矿库溃坝事故类
6、型的初步统计结果。从初步的统计结果图给出了我国尾矿库溃坝事故类型的初步统计结果。从初步的统计结果可知,稳定性不足、洪水漫顶、结构破坏、渗流破坏是造成尾矿库溃坝可知,稳定性不足、洪水漫顶、结构破坏、渗流破坏是造成尾矿库溃坝事故的主要类型事故的主要类型。国国 内内 外外 的的 尾尾 矿矿 库库 事事 故故尾矿库风险尾矿库风险分析及安全评价方法分析及安全评价方法 国国 内内 外外 的的 尾尾 矿矿 库库 事事 故故 美国大坝委员会美国大坝委员会(USCOLD)在美国范围内进)在美国范围内进行了一次大坝事故的全面统行了一次大坝事故的全面统计,有超过计,有超过500个包括大坝失个包括大坝失事、事故和大坝
7、设施隐患整事、事故和大坝设施隐患整改的案例在统计之中,其中,改的案例在统计之中,其中,24的案例属于大坝失事溃的案例属于大坝失事溃决决。尾矿库风险尾矿库风险分析及安全评价方法分析及安全评价方法 国国 内内 外外 的的 尾尾 矿矿 库库 事事 故故 1994年美国大坝委员会还年美国大坝委员会还针对世界范围内的尾矿坝事针对世界范围内的尾矿坝事故进行了统计,统计囊括了故进行了统计,统计囊括了1917年至年至1989年之间年之间185个发个发生了溃决、渗漏以及其它破生了溃决、渗漏以及其它破坏类型的尾矿库。此后,美坏类型的尾矿库。此后,美国国家环境署(国国家环境署(UNEP)又在)又在185个尾矿库样本
8、的基础上增个尾矿库样本的基础上增加了加了26个事故案例个事故案例。尾矿库风险尾矿库风险分析及安全评价方法分析及安全评价方法 国国 内内 外外 的的 尾尾 矿矿 库库 事事 故故案例中尾矿库事故与坝高的案例中尾矿库事故与坝高的关系见图所示。从图中可以关系见图所示。从图中可以看出,看出,57的尾矿库事故发的尾矿库事故发生在坝高小于生在坝高小于20m的尾矿坝的尾矿坝上。尾矿坝发生溃决失事的上。尾矿坝发生溃决失事的数量与坝高的关系曲线统计数量与坝高的关系曲线统计于图中于图中。尾矿库风险尾矿库风险分析及安全评价方法分析及安全评价方法 国国 内内 外外 的的 尾尾 矿矿 库库 事事 故故案例中尾矿库案例中
9、尾矿库溃坝溃坝事故与坝事故与坝高的关系见图所示。从图中高的关系见图所示。从图中可以看出,统计表明,可以看出,统计表明,63的尾矿坝失事是发生于坝高的尾矿坝失事是发生于坝高小于小于20m的尾矿坝上的尾矿坝上。尾矿库风险尾矿库风险分析及安全评价方法分析及安全评价方法 国国 内内 外外 的的 尾尾 矿矿 库库 事事 故故尾矿坝的坝体型式对其安全行尾矿坝的坝体型式对其安全行为有很重要的影响。最早和最为有很重要的影响。最早和最普遍的筑坝方式是上游法筑坝,普遍的筑坝方式是上游法筑坝,最早有关上游法筑坝的记载可最早有关上游法筑坝的记载可以考察到以考察到1900年的南非。但是,年的南非。但是,由于上游法筑坝方
10、式受到地震由于上游法筑坝方式受到地震荷载等条件的制约,又相继出荷载等条件的制约,又相继出现了中线法、下游法等筑坝方现了中线法、下游法等筑坝方式,图给出了不同筑坝型式和式,图给出了不同筑坝型式和尾矿库事故之间的关系曲线。尾矿库事故之间的关系曲线。从关系曲线可知,上游式尾矿从关系曲线可知,上游式尾矿库发生的事故数量高于其它型库发生的事故数量高于其它型式的尾矿库事故数量式的尾矿库事故数量。尾矿库风险尾矿库风险分析及安全评价方法分析及安全评价方法 【释义与知识释义与知识】上游式筑坝的特点是子坝中上游式筑坝的特点是子坝中心线位置不断向初期坝上游方心线位置不断向初期坝上游方向移升,坝体由流动的矿浆自向移升
11、,坝体由流动的矿浆自然沉积而成。该坝型受排矿方然沉积而成。该坝型受排矿方式的影响,往往含细粒夹层较式的影响,往往含细粒夹层较多,渗透性能较差,浸潤线位多,渗透性能较差,浸潤线位置较高,故坝体稳定性较差。置较高,故坝体稳定性较差。但它具有筑坝工艺简单,管理但它具有筑坝工艺简单,管理相对简单,运营费用较低等突相对简单,运营费用较低等突出优点,所以国内外均普遍采出优点,所以国内外均普遍采用。用。尾尾 矿矿 坝坝 筑筑 坝坝 方方 式式尾矿库风险尾矿库风险分析及安全评价方法分析及安全评价方法 v 【条文条文】v 3.10 中线式(尾矿筑坝法)中线式(尾矿筑坝法)v 在初期坝轴线处用旋流器在初期坝轴线处
12、用旋流器分级粗尾砂冲积尾矿的筑坝方分级粗尾砂冲积尾矿的筑坝方式。式。v 【释义与知识释义与知识】v 中线式尾矿筑坝工艺与下游中线式尾矿筑坝工艺与下游式尾矿筑坝类似,但坝顶中心式尾矿筑坝类似,但坝顶中心线位置始终不变。其优缺点介线位置始终不变。其优缺点介于上游式与下游式之间。于上游式与下游式之间。尾尾 矿矿 坝坝 筑筑 坝坝 方方 式式尾矿库风险尾矿库风险分析及安全评价方法分析及安全评价方法 【条文条文】3.11 3.11下游式(尾矿筑坝法)在初期坝下游方向用旋流器分级粗尾砂冲积尾矿的筑坝方式。【释义与知识】下游式尾矿筑坝是用水力旋流器将尾矿分级,溢流部分(细粒尾矿)排向初期坝上游方向沉积;底流
13、部分(粗粒尾矿)排向初期坝下游方向沉积。其特点是子坝中心线位置不断向初期坝下游方向移升,如图所示。由于坝体尾矿颗粒粗,抗剪强度高,渗透性能较好,浸潤线位置较低,故坝体稳定性较好。但分级设施费用较高,且只适用于颗粒较粗的原尾矿,又要有比较狭窄的坝址地点。国外使用较多,国内使用尚少见。尾尾 矿矿 坝坝 筑筑 坝坝 方方 式式尾矿库风险尾矿库风险分析及安全评价方法分析及安全评价方法 国国 内内 外外 的的 尾尾 矿矿 库库 事事 故故尾矿库风险尾矿库风险分析及安全评价方法分析及安全评价方法 尾矿库风险尾矿库风险分析及安全评价方法分析及安全评价方法 尾矿库风险尾矿库风险分析及安全评价方法分析及安全评价
14、方法 尾矿库风险尾矿库风险分析及安全评价方法分析及安全评价方法 尾矿库风险尾矿库风险分析及安全评价方法分析及安全评价方法 1972年年2月月26日,美国布法罗尼河矿尾矿坝溃坝,造成日,美国布法罗尼河矿尾矿坝溃坝,造成125人死亡,人死亡,4000人无家可归;人无家可归;1985年年7月中旬,意大利东北部的普瑞皮尔尾月中旬,意大利东北部的普瑞皮尔尾矿库溃坝,造成矿库溃坝,造成250人死亡。人死亡。1962年年9月月25日,日,我国我国云锡公司火古都尾矿库溃坝,造成云锡公司火古都尾矿库溃坝,造成171人死人死亡、亡、92人受伤,受灾人口人受伤,受灾人口13970人人。几几 起起 特特 大大 尾尾
15、矿矿 库库 事事 故故尾矿库风险尾矿库风险分析及安全评价方法分析及安全评价方法 广西南丹县鸿图选矿厂尾矿库广西南丹县鸿图选矿厂尾矿库 10.1810.18垮坝事故垮坝事故 一、事故概况 时间:2000年10月18日上午 9时50分 地点:广西南丹县大厂镇鸿图选矿厂尾矿库 伤亡:28人死亡,56人受伤,直接经济损失340万元。尾矿库风险尾矿库风险分析及安全评价方法分析及安全评价方法 二、选矿厂基本情况 p企业性质:私营企业性质:私营p投资额:投资额:500500万元万元p建设期:建设期:19981998年年8 8月月19991999年年6 6月月p设计选矿能力:设计选矿能力:120120吨吨/天
16、天p实际日处理量:实际日处理量:200200吨吨/天。天。尾矿库风险尾矿库风险分析及安全评价方法分析及安全评价方法 三、事故经过 2000年10月18日上午9时50分,尾矿库后期坝中部底层首先垮塌,随后整个后期堆积坝全面垮塌,共冲出水和尾砂14300立方米,其中水2700立方米,尾砂11600立方米。一直冲到离坝首约700米处,其中绝大部分尾矿砂则留在坝首下方的30米范围内。事故将尾矿坝下的34间外来民工工棚和36间铜坑矿基建队的房屋冲垮和毁坏。尾矿库风险尾矿库风险分析及安全评价方法分析及安全评价方法 四、事故性质和原因四、事故性质和原因 这是一起由于企业违规建设、违章操作,有关这是一起由于企
17、业违规建设、违章操作,有关职能部门管理和监督不到位而发生的重大责任事故。职能部门管理和监督不到位而发生的重大责任事故。1 1、事故的直接原因、事故的直接原因 由于基础坝不透水,在基础坝与后期堆积坝之由于基础坝不透水,在基础坝与后期堆积坝之间形成一个抗剪能力极低的滑动面。又由于尾矿库间形成一个抗剪能力极低的滑动面。又由于尾矿库长期人为蓄水过多,干滩长度不够,致使坝内尾砂长期人为蓄水过多,干滩长度不够,致使坝内尾砂含水饱和、坝面沼泽化,坝体始终处于浸泡状态而含水饱和、坝面沼泽化,坝体始终处于浸泡状态而得不到固结并最终因承受不住巨大压力而沿基础坝得不到固结并最终因承受不住巨大压力而沿基础坝与后期堆积
18、坝之间的滑动面垮塌。与后期堆积坝之间的滑动面垮塌。尾矿库风险尾矿库风险分析及安全评价方法分析及安全评价方法 2 2、事故的间接原因、事故的间接原因p严重违反基本建设程序,审批把关不严严重违反基本建设程序,审批把关不严p超量排放尾砂,库内蓄水增多超量排放尾砂,库内蓄水增多p尾矿砂的平均粒径只有尾矿砂的平均粒径只有0.07-0.4mm0.07-0.4mmp缺乏专业培训,素质低缺乏专业培训,素质低p安全生产责任制不落实安全生产责任制不落实p政府行为混乱,对安全生产领导不力政府行为混乱,对安全生产领导不力尾矿库风险尾矿库风险分析及安全评价方法分析及安全评价方法 时时间间:20062006年年4 4月月
19、3030日日1818时时2424分分地地点点:陕陕西西商商洛洛市市镇镇安安县县黄黄金矿业有限责任公司金矿业有限责任公司 基基本本情情况况:尾尾矿矿库库在在加加高高坝坝体体扩扩容容施施工工时时发发生生溃溃坝坝事事故故,外外泄泄尾尾矿矿砂砂量量约约2020万万立立方方米米,冲毁居民房屋冲毁居民房屋7676间。间。陕西商洛市“4.30”尾矿库溃坝事故尾矿库风险尾矿库风险分析及安全评价方法分析及安全评价方法 尾矿库总坝高74m,高程为960m,总库容为2840万m3。尾矿库风险尾矿库风险分析及安全评价方法分析及安全评价方法 农作物受损农作物受损780亩、房屋受损亩、房屋受损22户,污染下游水体共产生死
20、户,污染下游水体共产生死鱼鱼0.678万斤左右,没有人员失踪、伤亡和中毒,疏散万斤左右,没有人员失踪、伤亡和中毒,疏散704户。户。尾矿库风险尾矿库风险分析及安全评价方法分析及安全评价方法 尾矿库风险尾矿库风险分析及安全评价方法分析及安全评价方法 日本阪神地震砂土地震液化日本阪神地震砂土地震液化尾矿库风险尾矿库风险分析及安全评价方法分析及安全评价方法 尾矿库风险尾矿库风险分析及安全评价方法分析及安全评价方法 尾矿库风险尾矿库风险分析及安全评价方法分析及安全评价方法 尾矿库风险尾矿库风险分析及安全评价方法分析及安全评价方法 尾矿库风险尾矿库风险分析及安全评价方法分析及安全评价方法 尾矿特征粒径沿
21、着干滩面的变化规律和尚峪尾矿坝尾矿d10的空间分布 沉积规律:水平方向上随着距放矿位置的由近及远以及垂直方向上随着深度的增加,尾矿由颗粒较粗的尾粗砂渐变为细颗粒的尾粉砂和尾粉土 尾矿库风险尾矿库风险分析及安全评价方法分析及安全评价方法 和尚峪尾矿坝尾矿d30的空间分布 和尚峪尾矿坝尾矿d50的空间分布 尾矿库风险尾矿库风险分析及安全评价方法分析及安全评价方法 和尚峪尾矿坝标准贯入试验:可以得到示范工程不同位置尾矿砂的密实度尾矿库风险尾矿库风险分析及安全评价方法分析及安全评价方法 根据和尚峪尾矿坝标准贯入试验,得到内摩擦角随着深度的变化规律尾矿库风险尾矿库风险分析及安全评价方法分析及安全评价方法
22、 和尚峪尾矿坝圆锥动力触探试验:在试验的探测范围内,随着深度的增加,尾砂密实度基本表现为逐渐增加 尾矿库风险尾矿库风险分析及安全评价方法分析及安全评价方法 尾矿库风险尾矿库风险分析及安全评价方法分析及安全评价方法 尾尾 矿矿 库库 危危 险险 有有 害害 因因 素素 辨辨 识识 与与 分分 析析尾矿库危险有害因素辨识尾矿库危险有害因素辨识1.1.坝坡失稳坝坡失稳 2.2.坝面拉沟、溃口坝面拉沟、溃口 3.3.库内滑坡库内滑坡 4.4.渗漏渗漏 5.5.排洪构筑物破坏排洪构筑物破坏 6.6.洪水浸顶、溃坝洪水浸顶、溃坝 7.7.其他其他尾矿库风险尾矿库风险分析及安全评价方法分析及安全评价方法 尾
23、尾 矿矿 库库 危危 险险 有有 害害 因因 素素 辨辨 识识 与与 分分 析析 崩塌:崩塌:指块状岩体与岩坡分离向前翻滚而下。岩体无明显滑移面,指块状岩体与岩坡分离向前翻滚而下。岩体无明显滑移面,同时下落的岩块或未经阻挡而落于坡角,或于斜坡上滚落、滑移、同时下落的岩块或未经阻挡而落于坡角,或于斜坡上滚落、滑移、碰撞最后堆积于坡角处。碰撞最后堆积于坡角处。边坡失稳的类型边坡失稳的类型尾矿库风险尾矿库风险分析及安全评价方法分析及安全评价方法 尾尾 矿矿 库库 危危 险险 有有 害害 因因 素素 辨辨 识识 与与 分分 析析边坡失稳的类型边坡失稳的类型 滑坡:滑坡:指岩土体在重力作用下,沿坡内软弱
24、结构面产生的整体滑动。指岩土体在重力作用下,沿坡内软弱结构面产生的整体滑动。与崩塌相比,滑坡通常以深层破坏形式出现,其滑动面往往深入坡与崩塌相比,滑坡通常以深层破坏形式出现,其滑动面往往深入坡体内部,甚至延伸到坡脚以下。根据滑面的形状,其滑坡形式可分体内部,甚至延伸到坡脚以下。根据滑面的形状,其滑坡形式可分为平面剪切滑动和旋转剪切滑动。对尾矿库两种坡体的性质分析可为平面剪切滑动和旋转剪切滑动。对尾矿库两种坡体的性质分析可知,尾矿库的自然边坡易发生平面剪切滑动。知,尾矿库的自然边坡易发生平面剪切滑动。尾矿库风险尾矿库风险分析及安全评价方法分析及安全评价方法 平平面面剪剪切切滑滑坡坡及及其其分分类
25、类 尾尾 矿矿 库库 危危 险险 有有 害害 因因 素素 辨辨 识识 与与 分分 析析尾矿库风险尾矿库风险分析及安全评价方法分析及安全评价方法 尾尾 矿矿 库库 危危 险险 有有 害害 因因 素素 辨辨 识识 与与 分分 析析边坡失稳的类型边坡失稳的类型 滑塌:松散岩土的坡角滑塌:松散岩土的坡角 大于它的内摩擦角大于它的内摩擦角 时,时,因表层蠕动进一步因表层蠕动进一步发展,使它沿着剪变带表现为顺坡滑移、滚动与坐塌,从而重新达发展,使它沿着剪变带表现为顺坡滑移、滚动与坐塌,从而重新达到稳定坡角的斜坡破坏过程,称为滑塌或称为崩滑。到稳定坡角的斜坡破坏过程,称为滑塌或称为崩滑。尾矿库风险尾矿库风险
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