摘要 近年來 尾礦庫潰壩造成人員傷亡和有毒污染物下泄的事故屢屢發(fā)生 給人民群眾生命財產(chǎn)造成重大損失對環(huán)境安全構(gòu)成重要威脅。本文通過辨識國內(nèi)外尾礦壩潰壩事故主要危險因素分析了尾礦壩壩型、壩高、潰壩原因、潰壩后果 、構(gòu)筑物型式與潰壩事故之問的相互關(guān)系挖掘了導(dǎo)致尾礦壩潰壩的規(guī)律性特征進(jìn)而建立了一個事故樹比較系統(tǒng)的分析了一下尾礦壩的潰壩原因。尾礦庫潰壩事故原因和研究制定相關(guān)對策措施提供依據(jù)對于提高安全監(jiān)管工作的效率和水平有一定實(shí)際意義。在本文最后為分析某尾礦壩局部潰決機(jī)理和對其進(jìn)行綜合治理從尾礦顆粒組成及其物理力學(xué)指標(biāo)、尾礦砂沉積分布特征、調(diào)洪引起的壩體滲流條件與浸潤線變化以及排水設(shè)施等方面進(jìn)行了分析同時進(jìn)行了相應(yīng)的滑 動穩(wěn)定性計算根據(jù)非飽和土理論認(rèn)為降雨使上部子壩非飽和尾亞砂土含水量增加基質(zhì)吸力降低導(dǎo)致其抗剪強(qiáng)度下降水位、浸潤線位置上升、排水措施和加筋不足等是其局部失穩(wěn)的原因并對該尾礦壩局部潰決的綜合治理措施提出了若干建議。
關(guān)鍵詞尾礦壩 潰壩事故 降雨 綜合治理 危險因素重慶科技學(xué)院?？粕厴I(yè)設(shè)計
1 緒論
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1.1課題的目的及意義 近年來尾礦庫潰壩造成人員傷亡和有毒污染物下泄的事故屢屢發(fā)生給人民群眾生命財產(chǎn)造成重大損失對環(huán)境安全構(gòu)成重要威脅。本文通過辨識國內(nèi)外尾礦壩潰壩事故主要危險因素分析了尾礦壩壩型、壩高、潰壩原因、潰壩后果、構(gòu)筑物型式與潰壩事故之問的相互關(guān)系挖掘了導(dǎo)致尾礦壩潰壩的規(guī)律性特征進(jìn)而提出了降低潰壩概率及減少潰壩損失的技術(shù)措施和管理措施。本文為分析尾礦庫潰壩事故原因和研究制定相關(guān)對策措施提供依據(jù)對于提高安全監(jiān)管工作的效率和水平有一定實(shí)際意義。
1.2國內(nèi)外研究現(xiàn)狀分析
1.2.1國外現(xiàn)狀的分析 近些年國際大壩委員會ICOLD和其81個成員國的國家級大壩委員會針對大壩設(shè)計、施工和運(yùn)行提供了一個世界級科技論壇這些組織意識到從已發(fā)生的大壩失事及其它各種事故中總結(jié)經(jīng)驗(yàn)和吸取教訓(xùn)對于減少類似事故的發(fā)生有重要意義。美國大壩委員會USCOLD1 在美國范圍內(nèi)進(jìn)行了一次大壩事故的全面統(tǒng)計并于1988年發(fā)布了統(tǒng)計結(jié)果有超過500個包括大壩失效、事故和大壩設(shè)施隱患整改的案例在統(tǒng)計之中其中24 的案例屬于大壩失事潰決42的事故屬于已經(jīng)整改完畢的34的案例屬于大壩安全事故。從美國大壩委員會有關(guān)水壩事故的統(tǒng)計結(jié)果我們可以得出漫頂潰決、排洪設(shè)施失效以及結(jié)構(gòu)破壞是導(dǎo)致大壩事故的主要原因。除了統(tǒng)計本國的大壩歷史事故外1994年美國大壩委員會還針對世界范圍內(nèi)的尾礦壩事故進(jìn)行了統(tǒng)計統(tǒng)計囊括了1917年至1989年之間發(fā)生了潰決、滲漏以及其它破壞類型的尾礦庫185個。
此后美國國家環(huán)境署UNEP又在185個尾礦庫樣本的基礎(chǔ)增加了26個事故案例USCOLD、UNEPICOLD的統(tǒng)計結(jié)果1 從這個統(tǒng)計結(jié)果表明從20世紀(jì)60年代中期開始世界尾礦庫事故發(fā)生數(shù)量急劇增加原因之一是60年代開始尾礦庫建設(shè)和運(yùn)行的數(shù)量急劇增多。USCOLD和UNEP給出了一共211個尾礦庫事故的統(tǒng)計案例案例中尾礦庫事故與壩高的關(guān)系中可以看出57 以上的尾礦壩事故發(fā)生在壩高小于20m的尾礦壩上。重慶科技學(xué)院?？粕厴I(yè)設(shè)計 1緒論 7 壩的等級越高檢查力度越大技術(shù)管理措施越規(guī)范因而相對引起事故數(shù)較少。尾礦壩的壩體型式對其安全行為有很重要的影響。不同筑壩型式和尾礦庫事故之間的關(guān)系曲線。從關(guān)系曲線可知上游式尾礦庫產(chǎn)生故障、發(fā)生事故的數(shù)量高于其它型式的尾礦庫故障、事故數(shù)量。原因之一是上游式筑壩的尾礦壩其壩體穩(wěn)定性較差但該壩型由于生產(chǎn)管理方便早期一度被廣泛使用。下游式堆筑方法的尾礦壩壩體是由抗剪強(qiáng)度較高、滲透性較強(qiáng)的粗尾礦堆砌而成其穩(wěn)定性較高。中游式筑壩工藝所需粗尾礦的數(shù)量較下游式筑壩工藝少壩體穩(wěn)定性介于上游式筑壩工藝和下游式筑壩工藝之間在后期被廣泛使用。歐美國家尾礦壩潰壩主要事故類型是產(chǎn)生故障和發(fā)生事故造成地下水污染相對比較少原因在于歐美國家對水污染相當(dāng)重視對于預(yù)防水污染考慮比較多尾礦庫多建在遠(yuǎn)離村莊的偏遠(yuǎn)地帶。數(shù)據(jù)顯示88以上的尾礦壩失事都發(fā)生在活動壩。從圖5可以看出活動壩失事類型中失效約占68 對活動壩事故原因進(jìn)行分析由壩坡失穩(wěn)引起的尾礦壩失事約占總失事數(shù)的34 。壩坡失穩(wěn)、漫頂和地震破壞是活動壩失事的主要原因這與尾礦壩潰壩的主要危險因素基本一致。
1.2.2國內(nèi)的現(xiàn)狀分析 尾礦庫是非煤礦山企業(yè)的重大危險源之一近年來尾礦庫的安全運(yùn)行問題引起了人們的高度重視。近兩年全國共發(fā)生尾礦庫潰壩等較大和重大事故17起、死亡41人2 。因尾礦庫潰壩造成人員傷亡和有毒污染物下泄的事故屢屢發(fā)生給人民群眾生命財產(chǎn)造成重大損失對環(huán)境安全構(gòu)成嚴(yán)重威脅。