尾矿库风险分析及安全评价方法

单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,尾矿库风险,分析及安全评价方法,单击此处编辑母版标题样式,二九年五月,尾矿库风险分析及安全评价方法,中国安全生产科学研究院,矿山安全技术研究所,李全明,尾矿库事故特点和致灾因素分析,安全评价的基本概念,尾矿库安全评价方法,提 纲,尾矿库风险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。2006年12月27日12时20分，,贵州紫金矿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,，致使约20万立方米尾矿下泄，造成1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，对有毒污染物矿山,尾矿库,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,。,”,尾矿库专项整治行动,尾矿库风险分析及安全评价方法,为全面贯彻“安全第一、预防为主、综合治理”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作方案的通知（安监总管一2007112号）。并成立了由安全监管总局、发展改革委、国土资源部、,原,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，深入开展为期2年半的尾矿库专项整治行动。,尾矿库专项整治行动,尾矿库风险分析及安全评价方法,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,。,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事故隐患排查和整治工作。,组织申报尾矿库治理中央投资项目。,尾矿库专项整治行动,尾矿库风险分析及安全评价方法,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事故的主要类型,。,国内外的尾矿库事故,尾矿库风险分析及安全评价方法,国内外的尾矿库事故,美国大坝委员会（USCOLD）在美国范围内进行了一次大坝事故的全面统计，有超过500个包括大坝失事、事故和大坝设施隐患整改的案例在统计之中，其中，24的案例属于大坝失事溃决,。,尾矿库风险分析及安全评价方法,国内外的尾矿库事故,1994年美国大坝委员会还针对世界范围内的尾矿坝事故进行了统计，统计囊括了1917年至1989年之间185个发生了溃决、渗漏以及其它破坏类型的尾矿库。此后，美国国家环境署（UNEP）又在185个尾矿库样本的基础上增加了26个事故案例,。,尾矿库风险分析及安全评价方法,国内外的尾矿库事故,案例中尾矿库事故与坝高的关系见图所示。从图中可以看出，57的尾矿库事故发生在坝高小于20m的尾矿坝上。尾矿坝发生溃决失事的数量与坝高的关系曲线统计于图中,。,尾矿库风险分析及安全评价方法,国内外的尾矿库事故,案例中尾矿库,溃坝,事故与坝高的关系见图所示。从图中可以看出，统计表明，63的尾矿坝失事是发生于坝高小于20m的尾矿坝上,。,尾矿库风险分析及安全评价方法,国内外的尾矿库事故,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以考察到1900年的南非。但是，由于上游法筑坝方式受到地震荷载等条件的制约，又相继出现了中线法、下游法等筑坝方式，图给出了不同筑坝型式和尾矿库事故之间的关系曲线。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式的尾矿库事故数量,。,尾矿库风险分析及安全评价方法,【,释义与知识,】,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向移升，坝体由流动的矿浆自然沉积而成。该坝型受排矿方式的影响，往往含细粒夹层较多，渗透性能较差，浸潤线位置较高，故坝体稳定性较差。但它具有筑坝工艺简单，管理相对简单，运营费用较低等突出优点，所以国内外均普遍采用。,尾矿坝筑坝方式,尾矿库风险分析及安全评价方法,【,条文,】,3.10,中线式（尾矿筑坝法）,在初期坝轴线处用旋流器分级粗尾砂冲积尾矿的筑坝方式。,【,释义与知识,】,中线式尾矿筑坝工艺与下游式尾矿筑坝类似，但坝顶中心线位置始终不变。其优缺点介于上游式与下游式之间。,尾矿坝筑坝方式,尾矿库风险分析及安全评价方法,【,条文,】,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。,尾矿坝筑坝方式,尾矿库风险分析及安全评价方法,国内外的尾矿库事故,尾矿库风险分析及安全评价方法,尾矿库风险分析及安全评价方法,尾矿库风险分析及安全评价方法,尾矿库风险分析及安全评价方法,尾矿库风险分析及安全评价方法,1972年2月26日，美国布法罗尼河矿尾矿坝溃坝，造成125人死亡，4000人无家可归；1985年7月中旬，意大利东北部的普瑞皮尔尾矿库溃坝，造成250人死亡。,1962年9月25日，,我国,云锡公司火古都尾矿库溃坝，造成171人死亡、92人受伤，受灾人口13970人,。,几起特大尾矿库事故,尾矿库风险分析及安全评价方法,广西南丹县鸿图选矿厂尾矿库,10.18,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。,尾矿库风险分析及安全评价方法,二、选矿厂基本情况,企业性质：私营,投资额：,500,万元,建设期：,1998,年,8,月,1999,年,6,月,设计选矿能力：,120,吨,/,天,实际日处理量：,200,吨,/,天。,尾矿库风险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。,尾矿库风险分析及安全评价方法,四、事故性质和原因,这是一起由于企业违规建设、违章操作，有关职能部门管理和监督不到位而发生的重大责任事故。,1,、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与后期堆积坝之间的滑动面垮塌。,尾矿库风险分析及安全评价方法,2,、事故的间接原因,严重违反基本建设程序，审批把关不严,超量排放尾砂，库内蓄水增多,尾矿砂的平均粒径只有,缺乏专业培训，素质低,安全生产责任制不落实,政府行为混乱，对安全生产领导不力,尾矿库风险分析及安全评价方法,时间：,2006,年,4,月,30,日,18,时,24,分,地点：陕西商洛市镇安县黄金矿业有限责任公司,基本情况：尾矿库在加高坝体扩容施工时发生溃坝事故，外泄尾矿砂量约,20,万立方米，冲毁居民房屋,76,间。,陕西商洛市“,4.30”,尾矿库溃坝事故,尾矿库风险分析及安全评价方法,尾矿库总坝高,74,m,，高程为,960m,，总库容为,2840,万,m,3,。,尾矿库风险分析及安全评价方法,农作物受损,780,亩、房屋受损,22,户，污染下游水体共产生死鱼,0.678,万斤左右，没有人员失踪、伤亡和中毒，疏散,704,户。,尾矿库风险分析及安全评价方法,尾矿库风险分析及安全评价方法,日本阪神地震砂土地震液化,尾矿库风险分析及安全评价方法,尾矿库风险分析及安全评价方法,尾矿库风险分析及安全评价方法,尾矿库风险分析及安全评价方法,尾矿库风险分析及安全评价方法,尾矿特征粒径沿着,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,尾矿库风险分析及安全评价方法,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,尾矿库风险分析及安全评价方法,尾矿库风险分析及安全评价方法,尾矿库危险有害因素辨识与分析,尾矿库危险有害因素辨识,1.,坝坡失稳,2.,坝面拉沟、溃口,3.,库内滑坡,4.,渗漏,5.,排洪构筑物破坏,6.,洪水浸顶、溃坝,7.,其他,尾矿库风险分析及安全评价方法,尾矿库危险有害因素辨识与分析,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，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。,边坡失稳的类型,尾矿库风险分析及安全评价方法,尾矿库危险有害因素辨识与分析,边坡失稳的类型,滑坡：,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知，尾矿库的自然边坡易发生平面剪切滑动。,尾矿库风险分析及安全评价方法,平,面,剪,切,滑,坡,及,其,分,类,尾矿库危险有害因素辨识与分析,尾矿库风险分析及安全评价方法,尾矿库危险有害因素辨识与分析,边坡失稳的类型,滑塌：松散岩土的坡角 大于它的内摩擦角 时，,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。,尾矿库风险分析及安全评价方法,分类,机理,主要原因,整体失稳,库水下泄引起失稳,漫顶冲刷下游坝脚，尾矿坝整体抗滑动能力降低,坝体与坝基结合处发生渗流破坏，降低抗滑能力,两岸岸坡与坝体结合部位松动，降低抗滑能力,洪水和地震荷载作用下整体失稳,洪水荷载下安全系数不满足,长期降水或其他原因使得尾砂饱和，抗剪能力降低,库水位抬升，坝体饱和区扩大,出现纵向裂缝，减小了阻滑力,裂缝进水，加大了推力,坝坡过陡,新老结合面质量差,地震导致荷载增大明显，大于阻滑力,局部滑坡,浅层滑坡,坝体下游坡局部荷载增加,雨水或其他原因导致局部尾砂饱和度增加，抗剪强度降低,局部下游坡度过陡，滑动力大于阻滑力,局部横向或纵向裂缝导致该部位滑动,地震荷载作用,深层滑坡,库水位抬高，引起浸润线抬升迅速，在下游坡某部位出溢,纵向裂缝产生，导致沿纵向裂缝面和沿下游软弱部位滑动,初级坝施工质量差或其它人为因素（如人工开挖坡角等）,地震荷载作用,尾矿库风险分析及安全评价方法,坝坡失稳的原因分析,自身原因,1,）尾矿坝的稳定性,坝型,尾矿成分,材料特性,坝坡坡度,筑坝方法,过滤层,2,）自然边坡的稳定性,尾矿库危险有害因素辨识与分析,外部原因,地震,暴雨,泥石流,风化,人为原因,管理差,施工存在问题,库区人工爆破、采石（土）等,长期独头放矿,子坝堆积过高、坝前淤泥沉积,尾矿库风险分析及安全评价方法,尾