冶金矿山尾矿库坝体稳定性影响因素初探

宋德志

（广东省地质局第六地质大队，广东 江门 529040）

在实际的矿山冶金中，由于受到各种因素的影响使得矿山的稳定性降低，所以需要采取相应的解决对策来提升整个矿区的稳定运行。针对以上的情况，本文将从多个角度入手，从各个方面对冶金行业的整体情况做出全面的探讨与总结，以期能够为其他的采矿工程的开展起到一定的参考作用。

1 研究综述

1.1 本课题的研究目的及内容

矿山尾矿库坝体稳定性直接关系到矿山的安全生产和经济效益，因此，对其进行科学合理的设计与建设是保证矿山开采的重要前提。在对冶金矿山尾矿库的稳定性分析中，首先需要从选厂的选建开始，通过对选厂的选址、地质条件、水文气象等方面的调查与研究，确定出适合其实际的设计方案；其次，还需结合工程的具体情况，选择合适的材料和技术，并制定出相应的防治措施，从而保障尾矿的质量；最后，还需考虑到矿区的环境问题，例如：周边是否有较好的绿化带，周围有没有有较好的水源供应，以及当地的气候状况等。本文主要针对这些影响因素，以冶金矿山的特点为基础，根据相关的资料及数据，提出一些解决的对策建议，以期提高该行业的整体水平，促进我国矿业的发展及社会的进步。

1.2 国内外研究与现状

我国冶金矿山的尾矿库一般采用的是露天堆石堆石加铺料的方式进行开采，其特点是在矿山的边坡上设置大量的采空区，并且在采空区的上方还设有井下的采煤工作面，这些都使得尾矿库的安全问题得到了一定程度的缓解；但是由于矿山的特殊性，其边坡的稳定性较差，所以，对矿山的整体稳定性造成严重的威胁；而且，随着经济的发展和科学技术的进步，以及人们的环保意识的增强等，导致一些大型的矿山企业为了提高生产效率，降低成本，而将废弃的矿石直接作为原材料，这样不仅会对环境产生极大的污染，还会使资源的浪费现象更加明显。因此，如何有效的控制和防止尾矿库的堆积对于整个矿业的可持续利用具有重要的意义[1]。目前，国内关于冶金矿山的研究主要集中于以下几个方面：一是采矿方法的选择与应用，二是矿区的选型，三是矿产的选型，四是从理论到实践的运用等。

1.3 研究的主要内容与思路

本文以冶金矿山尾矿库坝体的稳定性分析为主要研究内容，通过对冶金矿山的特点、现状进行调查，结合实际情况，对其尾矿库坝体的稳定性提出了相应的设计建议，为其提供一定的理论依据。根据我国目前的矿业发展形势，确定出合理的选型原则，并在此基础上，对选型的方法及流程做出总结，并在此过程中，针对不同的选型要求，选择合适的工艺技术，从而使矿山的效益最大化。

2 冶金矿山条件分析

2.1 自然地理

在冶金矿山的尾矿库中，主要是以石料为主，其中，有大量的石料用于开采，因此，在实际生产过程中，需要对其进行有效的利用和开发。但是由于我国的地质条件复杂，所以在对矿石的运输方面，往往会出现一些问题，例如：石料的堆积、破碎等，这些都会导致尾矿库的安全隐患。自然地理环境对于矿产资源的分布情况，一般是以山地和丘陵的形式存在，而山区的地形比较多，地势起伏比较大，而且地下水位较低，这就使得矿山的采空区的水文状况十分的不稳定，并且容易发生塌方的现象；另外，矿区附近的土壤结构较为松散，这也就造成了露天的岩石堆放的时候，易产生塌陷的危险；有些地方的气候干旱，这也给矿山的正常运行带来了一定的影响；除此之外，还有很多的因素会影响到矿业的发展以及矿山的质量等。

2.2 气候状况

气候是影响冶金矿山尾矿坝体稳定性的一个重要的因素，在实际的生产中，由于气候条件的变化，会导致一些尾矿库坝体内部出现一定的问题和隐患，比如说，在温度高的时候会对其产生很大的影响；而当气温低的情况下，则会对其造成较大的影响；另外，如果遇到大风天气，则还会使其地基发生沉陷，从而使得整个矿山的稳定性受到了极大的威胁等等。所以说，对于环境的分析是非常有必要的工作内容，只有这样，才能够保证矿业企业的正常运行。因此，需要注意的是，要想确保矿山的稳定发展，必须要采取科学的措施来进行控制，并且还应该做好相应的预防和处理，以达到减少矿山的损失以及避免安全事故的目的[2]。此外，还可以通过对矿区的地形地貌等方面的调查来了解，进而确定出矿产资源的类型、特点等，然后根据这些信息，制定合理的开采方案，以此来提高矿山的经济效益。

2.3 社会经济条件

①社会经济发展水平在我国的工业生产中，冶金矿山的主要任务是对矿石进行加工，而矿山的尾矿库则是对冶金矿产资源的综合利用。所以，在实际的开采过程中，矿山企业的经济效益与尾矿库的安全稳定息息相关。②矿业产业结构由于矿山的特殊性其尾矿库的建设与一般的采矿有所不同，其特点就是需要大量的资金投入，并且对于一些大型的工程项目，其投资成本相对较高。因此，在对这些小型的矿山项目的开发时，要根据自身的具体情况，选择合适的选址地点，从而保证后续的正常运行。同时要加强管理，提高工作效率，减少不必要的损失和浪费。另外还要注重环保，尽量避免环境的污染和破坏。此外，还应重视环境保护，防止因各种原因导致的生态问题。③社会文化背景的影响因素。随着人们的生活条件不断的改善，以及国家的大力支持，矿区的基础设施得到了极大的完善与改进，这也为矿山的可持续的发展提供了良好的基础条件。

3 冶金矿山尾矿库坝体稳定性影响因素分析

3.1 尾矿库坝体的结构特点

由于冶金矿山的特殊性，其尾矿库坝体的结构特点也具有一定的复杂性和多样性。主要表现在以下几个方面：①尾矿库坝顶高程较低，且在实际的生产过程中，其上游的岩石破碎程度较高，而下游的山体较薄，因此，在设计时，需要对其进行适当的加固处理，以保证整个工程的安全稳定；②尾砂石的堆放较为集中，并且分布比较分散，所以，对施工的要求相对来说也会更高，这就导致了在具体的建设中，要根据不同的情况来确定合理的堆放位置，从而确保整体的安全性；③尾砂石的堆积量较大，而且还存在着大量的废弃物，这些废弃物如果不加以管理，将会造成很大的资源浪费，甚至还会产生环境污染，严重影响到生态环境的保护和生态的平衡发展。针对以上的问题，提出的解决措施，可以有效的降低矿山的综合成本，提高经济效益。同时，还能为矿业的可持续的健康快速的发展提供良好的基础条件。

3.2 尾矿库坝体压力

当矿山开采过程中，尾矿库坝体的压力主要是由其自身的应力应变来决定的；当尾矿库坝体的抗滑稳定状态受到破坏时，其稳定性就会遭到影响，从而导致安全事故的发生；而一旦出现了不正常的情况时，就会对矿山的整体运行产生不利的影响；而在实际的施工中，如果尾矿库的地基条件较差，那么就会对整个矿山的稳定性造成很大的威胁和影响。因此，在进行设计和建设的时候，必须要严格的按照相关的规定来执行，同时还应该根据具体的地质环境，选择合适的材料以及合理的工艺流程，这样才能保证工程的顺利开展。另外还需要注意的是，在对矿山的稳定性加以分析之后，还要考虑到一些其他的因素比如：地震、水文等，这些因素都有可能给矿山的稳定性带来一定的负面影响或者是危险。所以为了避免上述的问题再次的发生：要加强对于尾矿场的防震措施，尽量不要将其作为重点的工作内容，而是要将它的作用发挥到最大，尽可能地减少[3]。

3.3 尾矿库坝体的安全系数

根据相关的资料可知，在对冶金矿山尾矿库坝体进行设计时，要对尾砂的质量、强度和稳定性等因素加以考虑，从而保证其能够满足实际的生产需求。在对其稳定性的研究中，要充分的利用起现有的资源优势，并结合工程的具体情况，合理选择出合适的材料和施工工艺，这样才能使矿山的经济效益得到有效的提高；同时，还需要加强对于安全的重视程度，避免出现安全事故的发生；最后，还应该注意尾矿的堆放位置，尽量不要占用耕地，以免造成土壤的污染以及环境的破坏等问题。

通过以上的分析可以看出，在对冶金矿山的开发过程中，如果不采取相应的措施的话，就会导致矿产的大量开采，进而使得矿区的生态环境受到严重的影响甚至是改变，最终使人们的生命财产损失。因此，必须要做好矿山的防滑工作，防止由于滑坡、泥石流等原因而引起的人员伤亡和经济损失。

3.4 尾矿库坝体稳定性

对于冶金矿山而言，尾矿库坝体稳定性直接决定着整个矿山的安全生产和经济效益。因此，在对其进行设计时，必须充分考虑其自身的特点和要求，并结合实际情况，采取有效的措施来提高其稳定性。①尾矿库坝体的抗滑稳定性能。②尾砂坝的抗剪切强度。③尾砂的防渗能力。通过对这些因素的分析可以发现，主要是由于：①选型时，选择了当地的地质条件，而不是选型的依据；②选型时，没有综合的对比了附近的环境、水文等因素，从而忽略了对地下水的处理；③在施工过程中，不重视材料的质量问题，导致出现大量的废渣，使地下水位下降，造成二次扬尘，甚至发生火灾事故。

4 冶金矿山尾矿库坝体稳定性影响因素的防治措施

从尾矿库坝体稳定性的影响因素来看，主要有以下几个方面：①尾砂、石渣的影响：在对冶金矿山进行选别作业时，需要对其石渣的成分和性质等进行分析，并根据实际情况选择合理的工艺流程，从而保证选别出来的矿石能够满足矿山的生产要求。②尾矿仓房的影响：在对冶金矿山的选别工作中，由于各种条件的限制导致的仓房不稳定，所以必须要加强管理，做好防滑措施，防止出现安全隐患。③开采措施的影响：在露天开采过程中，如果没有采取有效的防滑措施，就会造成大量的堆积物堆放在其中，这些堆放在的物质会直接或间接的引起滑坡，甚至引发严重的后果；同时，随着采矿的发展和地下空间的扩大以及采空区的增加等，都可能产生新的问题和地质灾害。因此，要及时的处理好这些事故，避免二次伤害。

4.1 尾矿库坝体变形

上文对影响冶金矿山尾矿坝体稳定性的主要因素进行了简要的分析和研究，并提出了一些建议。在实际的生产过程中，由于各种因素的影响导致的矿山开采的不稳定，例如：尾矿库的堆积、堆高、堆放的高度，以及其他的条件等都会造成尾矿库的稳定性受到破坏。在对这些问题的处理中，需要根据具体的情况采取相应的措施来解决。

①对于堆放的位置选择，应尽量避免出现有可能发生的滑坡或者崩塌的现象；②在设计的时候，应注意防止因坡脚产生的塌方；③加强施工的管理与监督，保证施工人员的安全；④做好对矿山的防滑工作，确保其能够正常的运行和使用。同时，还应该考虑到矿区的地质环境，如：地震的频率等，并制定出合理的防治方案。另外还应当重视的是，要将其作为一个重点的项目来对待，从而使矿山的安全性得到提高。

4.2 尾矿库坝体安全分级

通过对冶金矿山尾矿库坝体稳定性进行研究，可以发现，在实际生产过程中，由于各种因素的影响使得矿山的安全度降低，因此，在设计时，要根据具体的情况对其危险程度做出分析，并制定相应的预防措施，以确保矿山的稳定运行。

对于尾矿库的安全分级，主要是指对尾石的堆放、运输以及使用等方面的控制；而在施工的时候，要严格按照相关的规定来执行，从而保证其能够正常的运转和应用。同时还需要注意的是，为了防止出现安全事故，还应该设置字定的应急处理机制，以保障施工人员的人身财产安全。此外，还应结合矿山的特点来建立起系统的管理体系，以便于实现资源的优化配置，并为后期的管理工作提供便利。另外，还要加强对矿山的监测工作，及时掌握各部门的动态变化，为后续的维修作业奠定良好的基础条件。最后，还应重视尾矿库的防汛抗旱能力，避免因汛抗旱造成的人员伤亡和经济的损失等。

4.3 尾矿库坝体稳定性影响因素评价

目前，我国对于尾矿库坝体稳定性的研究，主要集中于以下几个方面：①尾砂坝的稳定性分析：在对该类型的工程实践中，由于各种因素的影响导致的结果是不同的；②尾石堆存条件的影响：在对该矿山进行设计时，往往会考虑到堆存的料块的质量、堆放的方式以及堆放的位置等，但是这些因素的变化又会引起边坡的不稳定，从而.造成安全隐患。因此，需要通过对其的稳定性来综合评估，进而采取相应的预防措施。③施工过程中的影响：在实际的建设和管理的时候，要注意相关的问题，并及时的解决其中的不足之处，保证其能够正常的运行和使用。同时，要加强对现场的检查力度，避免事故的发生；另外，还应重视后期的维护工作，防止因设备故障而引发的人员伤亡等。

4.4 控矿构造

控制矿柱的上下运动，是冶金矿山尾矿库坝体稳定性的重要因素。在对冶金矿山尾矿进行设计时，要充分考虑到对其倾斜度的影响程度，从而保证其能够满足国家规定的要求和标准。

在实际工作中，主要是通过对矿石的破碎度、堆放高度、采空区的宽度等方面的研究来确定，同时还需要结合现场的具体情况，选择合适的工艺流程，进而实现对矿山的有效利用。对于水平轴上的轴向进料，要先将其垂直于梁的方向向内径，然后再向上进料，这样可以避免由于偏心而导致的井下事故。

4.5 尾矿库坝体的稳定性分析与预防

针对上述影响冶金矿山尾矿坝稳定性的因素进行分析，可以得出以下结论：①尾矿库址的选择对矿山的建设有着重要的作用；②对于尾矿库坝体的稳定性分析，主要从三个方面入手，即选位、选高和设计。选位是指根据实际情况确定的；而对其选型，则是指通过对工程的地质条件的研究来决定的；在设计中，应结合当地的地形地貌、气候等具体问题，并综合考虑经济效益，合理规划，使其达到最佳的使用效果。③在施工过程中，应严格按照相关的规定和要求，加强管理避免出现安全隐患。同时还应该注意的是，由于我国的矿产资源分布不均，因此，要采取科学的措施来防止危险事故的发生以及降低危害程度。例如：采用先进的工艺技术，减少设备的数量并提高生产效率。另外还需要重视的是，在保证产品质量的前提下，还要尽量节约成本，从而使其具有较高的竞争力与市场占有率。

5 结语

综上所述，本文在对冶金矿产资源开发利用现状和存在的一些突出的问题上，结合国内外的实践经验，提出了提高冶金矿山尾矿的稳定性、减少矿石的流失、改善环境的措施和方法，以保证矿业可持续健康的发展。