2.3 尾矿库汛期安全监测
对尾矿库实施定期监测是尾矿库管理工作的一项重要内容,对于汛期尾矿库的监测尤为重要,且应增加监测次数。汛期尾矿库库水位的变化,带动坝体浸润线埋深的变化。如果坝体内的浸润线过高,很容易在坝坡面出逸,产生管涌流砂等,地震时,坝体还可能发生液化破坏。大量理论研究及工程实测统计资料表明,在影响尾矿坝坝体稳定性的诸多因素中,坝体渗流浸润线的位置是极为重要的因素之一[2]。由此可见,坝体浸润线的高低直接影响着尾矿坝坝体的稳定性。因此,汛期尾矿库的运行应对浸润线控制和密切的监测。
目前,尾矿库的监测分为常规监测和在线监测,由于在线监测刚刚起步,技术还不够完善,一般尾矿库常常是在线监测结合常规监测进行布设,对两种观测值进行综合对比分析。
(1)常规监测设施
常规监测一般包括坝体位移监测、浸润线监测、库水位监测。
位移监测宜选在最大坝高断面、有排水管通过的断面、地基工程地质变化较大的地段及运行有异常反应处。
浸润线监测横断面宜选在有代表性且能控制主要渗流情况的坝体横断面以及预计有可能出现异常渗流的横断面,一般不少于3个,并尽量与位移监测断面相结合。
库水位监测点布设在库内主排水设施的侧壁上,设置清晰醒目的水位标尺,并标明警戒水位。在尾矿库干滩面上设立干滩长度标尺,垂直坝轴线方向间隔50m。
各监测项目检查周期见表2。
表2 尾矿库各监测项目检查周期表
检查项目 | 检查周期 | 备 注 |
位移监测 | 1次/月 | 出现异常,增加次数 |
浸润线监测 | 1次/周 | 暴雨过后或出现异常,增加次数 |
库水位监测 | 1次/周 | 水位异常波动,增加次数;暴雨期间1次/时 |
干滩长度 | 1次/周 | 汛期适当增加 |
(2)在线监测设施
目前所实施水位尾矿库在线监测系统实现了对尾矿库坝体位移、浸润线、库水位、干滩指标及降雨量的自动监测。
对于尾矿库坝体位移、浸润线、库水位的监测一般设置三级(市安监局、县安监局、企业安全部门)预警控制参数,通过网络发布此信息,企业局域网发布系统和市县安监局统一调阅,企业各管理部门的授权用户可以在内部网络中随时查看尾矿库在线系统信息,使高层领导及相关管理人员随时随地查看和关注。确保在日常及紧急情况下,能够及时、准确的了解相关信息,辅助决策。
1)坝体位移监测预警设置
一级预警值(企业):水平方向上连续5天日平均位移速率超过1mm/d且位移方向基本一致;5日累计位移超过6mm,期间日平均位移速率超过0.5mm/d且方向一致并未见收敛。垂直方向上按水平方向的2倍值控制。
二级预警值(县级):水平方向上连续5天日平均位移速率超过1.5mm/d且位移方向基本一致;5日累计位移超过9mm,期间日平均位移速率超过0.8mm/d且方向一致并未见收敛。垂直方向上按水平方向的2倍值控制。
三级预警值(市级):水平方向上连续5天日平均位移速率超过2mm/d且位移方向基本一致;5日累计位移超过15mm,期间日平均位移速率超过1mm/d且方向一致并未见收敛。垂直方向上按水平方向的2倍值控制。
2)浸润线监测预警设置
市安监局、县安监局、企业安全部门控制任何测点的浸润线埋深三级预警参数按设计给出的参数确定。
3)库水位监测预警设置
汛期尾矿库库水位通过上述调洪演算确定,以此确定的库水位设置库水位监测预警参数。
3 尾矿库安全度汛措施
3.1 汛期库水位控制
控制尾矿库水位应遵循的原则:
(1)在满足回水水质和水量要求前提下,尽量降低库水位;
(2)在汛期必须满足设计对库内水位控制的要求;
(3)当尾矿库实际情况与设计不符时,应在汛前进行调洪演算,保证在最高洪水位时滩长与超高都满足设计要求;
(4)当回水与尾矿库安全对滩长和超高的要求有矛盾时,必须确保尾矿库安全;
(5)水边线应与坝轴线基本保持平行。
3.2 汛期采取的防汛措施
(1)明确防汛安全生产责任制,建立值班、巡查和下游居民撤离方案等各项制度,组建防洪抢险队伍。
(2)汛期前对排洪系统进行全面检查,保证尾矿库的排洪系统的畅通,确保汛期洪水能够及时排出。疏浚坝面排水沟;详细检查排洪系统及坝体的安全情况,清除排洪口前水面漂浮物,确保排洪设施畅通;库内设清晰醒目的水位观测标尺,标明正常运行水位和警戒水位。
(3)加强值班和巡逻,设警报信号和组织抢险队伍,准备足够的防洪抢险所需的物资、材料、用具等,落实应急救援措施。
(4)及时了解和掌握汛期水情和气象预报情况,确保上坝道路、通讯、供电及照明线路可靠和畅通。
(5)汛季必须提前筑好子坝。
(6)暴雨前核实库内水位是否降到最低,在坝顶高程以下的排水井(斜槽)排水窗口全部打开,保持排洪构筑物、坝肩、坝面排水沟畅通。
(7)暴雨期间停止向库内排尾,24小时不间断地巡查,重点监视排洪构筑物进水口、库水位、坝面冲刷情况,及时清除排洪口前面的漂浮物,每隔1小时向值班调度汇报尾矿库情况一次,并做好记录。
(8)洪水过后应对坝体和排洪构筑物进行全面认真的检查与清理,发现问题及时修复,同时采取措施降低库水位,防止连续降雨后发生垮坝事故。
(9)达到预警条件的,立即按程序上报,适时启动应急预案。
(1)尾矿库汛期运行应加强观测次数,注意坝体浸润线埋深及其出逸点的变化情况和分布状态,严格按设计要求控制。
(2)尾矿汛期运行过程中,如坝体浸润线超过控制线,应经安全技术论证增设或更新排渗设施。
(3)当坝面或坝肩出现集中渗流、流土、管涌、大面积沼泽化、渗水量增大或渗水变浑等异常现象时,可在渗漏水部位铺设土工布或天然反滤料,其上再以堆石料压坡,或增设排渗设施,降低浸润线。
3.4 汛期应急救援预案
企业应针对溃坝、漫坝等安全生产事故和重大险情制定应急救援预案,从组织机构、人员安排、设备配置、物资材料配备、预演等方面要做出具体安排,形成一套完整的应急救援体系,坚持每年汛期前进行一次尾矿库的应急救援预案演练,并根据实际情况补充和完善预案,以最大限度的减少人员伤亡和财产经济损失。
4 结 语
尾矿库是矿山的重要设施,它的安全状况关系到矿山生产建设能否顺利进行和库区下游群众生命财产的安危。在尾矿库的各类事故中,汛期溃坝事故时有发生,且其后果十分严重。由此可见,尾矿库的汛期安全管理非常重要,且管理的重点在于如何控制洪水。
参考文献
[1] 徐宏达.我国尾矿库病害事故统计分析[J].工业建筑,2001,31(1):69-71.
[2] 速宝玉,赵 坚.影响上游法尾矿坝渗流场的诸因素分析[J].河海大学学报,1991,19(6):57-63.