应对尾矿坝沼泽化现象的分析及应对措施探讨

殷学文

摘 要：在我国，采用上游法堆筑是大部分尾矿坝通用做法，大多数尾矿坝中的初期坝基本上都采用不透水粘土坝，这种土坝填筑起来比较容易，但同时也易造成尾矿坝坝体浸润线偏高，使渗流水在坝外坡大面积溢出，上游法尾矿坝在浸润线过高的影响下，就极容易出现管涌、流砂和沼泽化，从而对尾矿坝的稳定照成极大的危害。该文就针对尾矿坝沼泽化这一现象进行分析研究，提出相对应的控制措施，以期为以后的尾矿坝建设提供一定的参考。

关键词：尾矿坝 浸润线 沼泽化 控制措施

中图分类号：TD928 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2015）03（c）-0060-02

To discuss about the causes of tailings dams and ways to deal with them

Yin Xuewen

Xinjiang Fuyun Mengku iron ore Co.， Ltd. the Xinjiang Uygur Autonomous RegionFuyun County， 836100，China

Bstract：In our country ，Most Tailing Dams adopt Upstream method，but under the overheated of line seepage ，Most of the tailings dam in the initial dam basically using impermeable clay dam， thedam filling up more easily， but also easy to cause the tailing dam saturation line is high，the seepage water in a large area of overflow dam slope， Tailing Dams with adopting Upstream method are prone to piping、quicksand and swamp formation，Further，it is harmful to the Stability for theTailing Dams。This paper analyses the Phenomenon of swamp formation，Put forward the corresponding control measures，in order to give some reference to the construction of tailing Dams。

Key Words： tailing dams； Line seepage；Swamp formation；control measures

在五六十年代，我国大多数尾矿坝中的初期坝基本上都采用不透水粘土坝，这种土坝填筑起来比较容易，但同时也易造成尾矿坝坝体浸润线偏高，使渗流水在坝外坡大面积溢出，造成一定区域范围内坝面沼泽化，这对尾矿坝的稳定才生的影响就非常大。

1 尾矿坝沼泽化现象分析

尾矿坝作为一种特殊专门水工构筑物（用于堆放和处理尾矿等矿山固体废弃物和污染物），其在矿山开采过程中的影响是非常大的，其建造完成后会形成人造的具有高势能的泥石流库，这是一个不定时的危险源、污染源，因此，当尾矿库在发生不稳定（坝体失稳）时，尾矿库库内的尾矿砂和水就将以泥砂流的形式涌出，这样就会产生尾矿库沼泽化的现象。

2 造成尾矿坝沼泽化的原因分析

通过对对尾矿坝沼泽化这一现象产生的原因进行调查研究，可以得出其原因主要有以下几方面，具体如下：

2.1 浸润线过高的原因

由物料颗粒自然堆积这种筑坝法形成的尾矿坝，其自然堆积物质具有天然松散性和含水性等特质，因此其压密只能通过其自身重力下完成，这样导致的结果就是堆积的尾矿砂各种材料力学指标都相对比较低，透水性相对也比较大，从而使尾矿坝内水在常水头和动水头的相互影响作用下，尾矿坝根据其自身作渗径渗出坝体，这样就容易发生浸润线自初期坝顶溢出现象，这种现象产生的结果就是在浸润线出逸处流失，产生沼泽化。

通过对现场调查结果进行对比分析，发现浸润线位置的高低就直接影响尾矿坝的稳定性，因此，防止浸润线偏高，就成为了尾矿坝坝体稳定性控制的重要内容。

2.2 反濾对尾矿坝沼泽化的影响

由于渗透破坏等原因造成尾矿坝沼泽化现象的案例很多，从其本质原因上分析，发现主要是由于无反滤或反滤失效而导致的尾矿坝沼泽化，因此，渗透对尾矿坝沼泽化的影响极大。

2.3 排洪系统对尾矿坝沼泽化的影响

通过对全世界主要尾矿坝沼泽化的原因进行分析，发现其基本上都与排洪系统存在一定的关系，有的主要是由于排洪系统故障或设计有误而引起的，有的是因为尾矿库内排水井被树枝石块等杂物堵塞，导致排水不畅，从而引起尾矿坝沼泽化。

2.4 尾矿砂密实度对尾矿坝沼泽化影响

现在大部分尾矿堆积坝，其主要是通过自然分级，在自身的重力作用进行固结密实，在宏观观察上具有上粗下细和坝前粗、坝尾细等一般特征；从微观的角度上，尾矿沉积层中大部分存在粗细相间的夹层、互层交错层和千层饼等一系列现象，结构上表现为不均一性和各向异性，这样就容易造成结构的不稳定性，容易造成矿坝沼泽化这一现象的产生。

2.5 技术管理对尾矿坝沼泽化影响

尾矿坝在建设过程中，参与建设的工程技术人员，他们大部分都非常熟悉采矿、选矿、机械等专业方面的知识，相反，对一些不不熟悉的知识（如何土石坝有关的土力学、水力学、水文学等学科知识），就显得十分缺乏，所以他们需要坝工技术支持和服务。

3 应对尾矿坝沼泽化控制对策

通过上述对尾矿坝沼泽化这一现象产生的原因进行分析，可以得出其不同原因所需要的控制对策，具体对策如下所述：

3.1 浸润线过高的控制对策

尾矿堆坝浸润线高低直接影响尾矿坝沼泽化程度，因此控制浸润线高度就显得尤为重要，控制浸润线主要以下几方面的对策。

3.1.1 预埋盲沟排渗法

在垂直于尾矿坝坝长方向每隔30-50米敷设一道横向盲沟，然后在平行于尾矿坝坝长方向敷设一道纵向盲沟，与各条对应横沟进行贯通处理，同时在纵向盲沟上每隔50～80 m连接一根导水管，使其联通到坝坡以外，在具体操作上：第一步，横向盲沟汇集的渗水先进入纵向盲沟，与纵向盲沟汇集的渗水汇合后，一起进入导水管，排向尾矿坝外侧。横向和纵向盲沟的坡度及尺寸需要根据该区域位置处的排水量确定，盲沟沟内的滤料应选用有一定级配比例的砂石，在上部覆盖尾砂即成。

3.1.2 轻型井点管抽水排渗法

该控制方法的原理主要为：首选使用钻机在尾矿坝顶部平台竖直向下敷设井点管，每个井点管的上端用胶管与地表敷设的水平总管连接，总管再其布置上其一端封闭，另一端引入地表泵房，接在泵的进水口上。在泵造成的负压（真空）的作用下，通过总管和井点管传到埋入地层的过滤器，在其周围形成负压带，则尾矿坝渗水在其自身重力作用下沿负压合力的矢量方向流向过滤器，进入井点管和总管，由尾矿坝的出水口排到坝外，进而达到直接降低浸润线的目的。

3.1.3 水平滤管-塑料插板联合排渗法

该控制方法的原理主要为：采用水平钻机在尾矿坝外坡上按照一定仰角向坝内钻孔，同时套管的处理上也需要到位。套管处理到位后，拔出钻杆，对孔内的残沙进行洗净处理，进一步将预先制作好的滤管用钻机推进孔内，在上述过程都处理完成后，拔出套管，坝内渗水就会自动由滤管流出。

3.1.4 辐射井内水平滤管排渗法

在尾矿坝的适当位置的区域，先施工预定深度的钢筋硅竖井，在钢筋硅竖井内用小型水平钻机敷设水平滤管。水平滤管降的深度和竖井直接相关，同时浸润线的高度也相对应降低。在必要的情况下，还需要采用分层敷设水平滤管的方式，这样处理后，就会使效果更好以求。

3.2 完善尾矿坝安全监测系统

尾矿坝作为一种特殊建筑构造物，当尾矿库建设完工并投入运行后，其在不同阶段，周围环境（坝高、库区水位、堆积坝体尾矿的力学性质等）和运行方式都对其沼泽化有着一定的影响，同时其各个阶段也不断在发生变化，因此，尾矿坝的监测工作就显得尤为重要。

3.3 重视排洪系统及排洪措施

在对排洪系统及排洪的设计要求上，设计单位一定要谨慎处理，且不可有任何疏忽和大意；建设和施工单位也需要严格按设计图纸施工，有问题及时和设计单位相关技术人员进行沟通和交流，作好施工阶段中存在的的各种问题，因为有些问题如果不及时修复补救，可能就会造成重大事故，经济上也会有较大损失。

3.4 开展尾矿堆积坝加固技术

尾矿坝的加固不仅仅是加固一部分区域，而是需要对整个尾矿库干滩面范围内进行全面加固，形成一个人工尾矿壳体，这样就会使整个尾矿坝处于稳定状态。在对尾矿坝进行加固时，其主要是通过其自身自然分级，依靠自身的重力作用进行固结密实，这样就会使尾矿坝外坡一定范围内为形成粗粒尾矿组成的壳体，由上述可得知，尾矿堆积坝的加固不可能是一次性就能完成，它是一个不断发展的过程，其主要是随着尾矿坝的上升而不断地加固，目的是形成一个人工加固的坝壳体。

4 结论

尾矿库作为是矿山建设过程中一项重要生产设施，其设置的合理与否直接关系到矿山的生产和经济效益。针对尾矿库沼泽化这一现象，各级领导都给与了高度重视，在尾矿库各个阶段生产建设和管理中做了大量工作，这样有效地保证了矿山整条流程的生产和发展。在今后的工作中，我们需要对尾矿库沼泽化这一现象，进一步加强尾矿库运行过程中的生产和管理工作，不断提高自身技术和业务水平，使尾矿库沼泽化这一现象得到更加有效的控制，更好地服务采矿行业的发展，使经济利益和相关人员的安全得到最大程度的保证，进一步为以后相关的项目提供一定的技术支持。

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