尾矿库冬季运行安全要点

发表时间： 2020-12-17 15:53:40

作者：董小涛

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一、尾矿库冬季运行危害原因分析

尾矿库冬季运行时，会在库区形成冰盖和冻土层。

冰盖的影响主要是对排水井、排水斜槽等排洪系统设施造成破坏。

一是容易受到冰推、冰拔、冰冲击破坏，二是对排洪系统混凝土结构产生冰冻破坏，表面酥松，片层脱落，混凝土强度降低，影响其正常使用。

冻土层的危害主要有：

（1）抬升浸润线。除压滤干法尾矿外，即使高浓度尾矿，也均处于过饱和状态，必然存在冻土层。即使采用集中放矿，在放矿段两侧仍存在一定密度的冻土层，将明显抬升冻土层上的浸润线，对尾矿堆积坝的主浸润线仍有一定影响，对坝坡稳定安全性造成不利影响。

（2）局部浸润线逸出。冻土层上部的上层滞水，有可能使下游坝坡处于局部沼泽化状态，虽然渗透坡降平缓，不会产生渗透破坏，但对尾矿堆积坝的安全是不利的。

（3）坝体突发融陷，土体结构强度迅速降低。尾矿堆积坝的冻土，尤其是子坝坝基处的冻土在温度上升或渗流作用下融化，如不能迅速排渗固结，尾矿抗剪强度迅速降低，可能导致尾矿堆积坝坝顶局部垮塌甚至溃坝。

二、尾矿库冬季放矿方法

季节性冻土地区尾矿库冬季放矿主要有以下4种：

（1）冰下放矿、冰下回水：尾矿排放采用将放矿管直接插入水面区冰盖以下集中放矿，因此要求冰下库容大，以满足全部冬季放矿。

（2）滩上放矿、冰下回水：尾矿直接在滩顶相对集中放矿，矿浆在滩面尚未冻结时进入水面区冰盖以下，冰面与滩面同步上升，滩面存在冻土层。

（3）滩上冰下放矿、冰下回水：采用尾矿管插入滩顶冰层以下集中放矿，堆积坝有多层冻土。

（4）压滤干法滩面放矿：压滤干法尾矿含水量一般低于液限，处于非饱和状态，即使冻结后仍具有渗透性。

三、尾矿库冬季放矿要求

1、放矿要求

（1）尾矿堆筑的子坝，一般要求在入冬前筑好，特殊情况下可限制在冬季气温较高的时段突击加高子坝。

（2）尾矿排放根据实际情况确定：当尾矿量大而冰下库容小时，采用滩面交替集中放矿，防止滩面大面积厚层冻结。当尾矿量小而冰下库容大时，采用坝前交替集中冰下放矿。

（3）放矿时放矿管可距离冰盖一定距离，也可将放矿管插入冰盖以下。当库内沟岔较多时，可利用沟岔处库容冰下集中放矿。

（4）冰下放矿时，冰面上升的最大高度应同时满足尾矿库的防洪安全要求。

（5）满足相应尾矿库等别的最小安全超高和最小干滩长度要求。

（6）滩面交替集中放矿时，应控制每次冲填的最大高度和最大扩散范围，防止滩面大面积厚层冻结。

（7）冬季放矿前，应及时对岸坡进行清理，避免未密实的尾矿冻结融化后形成渗漏通道。

2、防护措施

（1）冻土地区的尾矿浓缩池可采用冰层保温或加盖保温。

（2）尾矿输送管道一般埋置在冻土层以下或覆盖土厚度满足冻土深度要求。

（3）暴露的尾矿管线及其闸阀极易冻坏，一般采用保温层保温或电加热措施，有条件的也采用增大流速来防止冻结。

（4）备用或暂时使用的尾矿管线，则将尾矿浆全部排空。

（5）冬季尾矿库排洪、回水系统应经常检查进出口结冰的影响，当对进出口进行破冰作业时，严禁使用炸药，防止造成结构破坏，导致尾矿大量外泄。

（6）排洪、回水结构可涂刷憎水性材料，防止冰直接冻结结构。

（7）排渗系统出口冻结后会影响排渗效果，使堆积坝体或隧洞处水头上升，影响尾矿库的安全，故需采取保温和防冻措施，在隧洞出口设临时防风帘或砖墙，防止冷空气进入。