尾矿库排水(尾矿库水土保持方案) 尾矿库水的控制:& nbsp& nbsp地表尾矿库设计的一个关键问题是使处理水量与坝型相适应。 因此，在规划前期，需要对排入尾矿库的尾矿固体量、选矿废水、降水量和径流流入量进行估算，并考虑合适的治水方法。 & nbsp& nbsp& nbsp地表水控制措施的正确设计对坝体的防洪安全至关重要。 经验表明，一些尾矿坝可以承受边坡破坏；渗流造成的破坏，甚至部分液化，但几乎没有人能逃脱防洪措施不当造成的大坝溢流破坏。 库水溢出坝顶后，尾矿坝遭受快速下切侵蚀，可在短时间内完全溃坝。 & nbsp& nbsp& nbsp尾矿坝的水文分析方法和水工结构设计方法与普通蓄水构筑物基本相同，而尾矿坝的洪水设计准则和水处理方法与普通坝略有不同。 & nbsp& nbsp& nbsp一、正常流入的处理:& nbsp& nbsp在地表水处理中，首先要考虑正常流入尾矿库的水的处理，即正常气候条件下正常选矿作业排入尾矿库的废水、大气降水和地表径流。 正常进水处理的关键是进水和出水的水平衡。在整个工作期间，水库中的水是相对稳定和平衡的。 & nbsp& nbsp& nbsp流入尾矿库的水主要包括选矿厂排出的水、沉积滩和沉淀池的直接降雨、尾矿库汇水区的地表径流和矿山排水。 无法控制降雨量，但可以根据当地年平均降雨量粗略估算。如果地处山区，由于海拔和地形的影响，实际降雨量可能变化较大。 尾矿浆的含水量随操作的不同而变化很大，一般为50% ~ 85%(重量)。 如果知道选矿厂尾矿的产出率和排放浓度，就可以很容易地计算出水量。 通过提高矿浆浓度(如高浓度排放)，可以将尾矿废水量控制在有限的范围内。 尾矿库区的选择可以减少地表径流量，但年平均径流量的估算比较复杂，不仅受降雨量的影响，还受土壤类型、植被和坡度的影响。特定尾矿库区域的降雨和径流数据最好从当地气象站和水文站获得。 & nbsp& nbsp& nbsp为了设计有效的控水系统，有必要对尾矿库的出水进行研究。 出水包括选矿厂循环水、蒸发、渗流、尾矿孔隙水滞留和直接排水。 这里，尾矿孔隙中滞留的水可以看作是尾矿排放过程中“消耗”的水，其数量可以根据单位孔隙比的概念来估算。 & nbsp& nbsp& nbsp蒸发量可根据区域年平均蒸发量等值线图估算。 一般假定蒸发只发生在沉淀池表面，因为在沉积海滩上蒸发很难估计，而且常常被忽略。 显然，蒸发的控制因素是沉淀池的大小。 & nbsp& nbsp& nbsp由于不同的选矿特性，不同地区返回到选矿厂的回用水的量有很大的不同。通常，在尾矿库规划的初始阶段，很少有足够的资料进行复杂的渗流分析。 为了估算水平衡，一般采用类比法，即根据规模相近、渗透性相近的尾矿经验估算渗漏量。 影响渗流的因素包括尾矿的理化性质、尾矿库的基本地质条件、尾矿坝的特性和渗滤设施。 防渗方法主要有大坝分区和排水；铺设减压井、截水墙和截水沟；防渗垫层；改变沉淀池水位等。 & nbsp& nbsp& nbsp直接排放是尾矿库排水的主要方式之一。控制方法包括溢流系统(溢流塔、输水平硐等。)和引水工程，或通过溢洪道泄流。 在尾矿库水的管理中，应尽可能避免直接排放到环境中。为防止水污染，应在排放前进行处理。 而且水处理尽量在选矿厂进行，因为在选矿厂消除污染可能比在尾矿库区处理水经济得多。 & nbsp& nbsp& nbsp水平衡法只能提供尾矿库预期积水的粗略估计。 其实水的流入流出都是变量，对很多因素都很敏感。在没有尾矿库实际运行经验的情况下，这些影响因素很难确定。 例如，气候因素的季节和年度变化经常偏离“平均”条件。 最好按月计算水平衡，估算积水的季节波动，用每年假定的“干”和“湿”状态，划分潜在积水或排水的上下限空。 & nbsp& nbsp& nbsp诚然，在尾矿库的整个服务期内，随着尾矿库水面的增加和覆盖面积的扩大，尾矿库的表面积、沉淀池的水量和支流的水量也是变化的。因此，要全面掌握长期水平衡变化，有必要对尾矿库整个服务期的不同时期进行分析。 同样，在尾矿库的整个服务期内，渗流的流出量也是变化的，很难在任何时期进行估算。 & nbsp& nbsp& nbsp尽管水平衡方法有这些局限性 但可以预测多余的水是否会长期堆积在尾矿库内，可以判断是否需要采取水道或其他措施减少涌水量。 在干燥气候下，选矿厂废水处理相对简单，只需修建较高的尾矿坝，扩大沉淀池表面积，增强蒸发即可。 在这种情况下，为了预测达到稳态条件的高程(这里，净流入与蒸发损失平衡)，从而预测池水的稳定高程，需要进行阶段性水平衡分析。 如果水平衡分析显示有长期积水，可以限制使用一些不适合蓄水的涨坝型。 水平衡分析还可以用来快速诊断一些降水远远超过出流的险情，以便采取有效措施预防灾害。 & nbsp& nbsp& nbsp二。洪水处理:& nbsp& nbsp洪水处理的规划和物理化学估算主要考虑降雨、融雪或两者兼而有之引起的极端事件。 洪水会以两种方式危及尾矿池:提供过量的流入水，淹没大坝，造成大坝损坏；或者通过坝址的冲刷，使坝面受损，最终被破坏。 & nbsp& nbsp& nbsp(1)设计标准:& nbsp& nbsp尾矿库设计洪水的选择包含一定的风险，这种风险是由洪水对大坝破坏可能造成的后果、水库的规模、下游经济发展程度、土地利用等因素决定的。 一般洪水设计标准包括不确定性标准(即使用概率统计方法获得重现洪水)和确定性标准(即根据气象和气候条件确定极端洪水)。 & nbsp& nbsp& nbsp1.不确定性法:根据河流观测记录、降水记录和尾矿库的水文特征，统计得出重现期洪水。 特定水平洪水的年发生概率等于其重现期的倒数。 目前，对于尾矿坝的可接受风险水平还没有一个准则，但从工程实践的角度来看，一般来说，设计失败的概率不应超过百分之几。风险等级的确定主要取决于破坏对下游居民和土地使用者的危害、采矿和选矿作业本身的后果、长期影响的环境后果、废渣清除的经济后果。 & nbsp& nbsp& nbsp2.确定性方法:是在不考虑洪水发生概率的情况下估算的最大可能洪水，即根据该地区最不利的气象水文条件组合，由预计的最大可能降水量推断出的洪水。 最大可能降水量往往是百年一遇的5倍左右。 & nbsp& nbsp& nbsp设计洪水的大小取决于尾矿库的规模、坝高、破坏的环境、经济、人员伤亡等因素。 一般情况下，除小型尾矿库(坝)外，大部分尾矿库都应按最大可能洪水设计。 对于中低风险水平的尾矿库，如果随着尾矿坝的抬升和库容的扩大，能够提供额外的洪水处理能力，那么在尾矿排放初期，适当的重现期洪水水平也是可以接受的。 & nbsp& nbsp& nbsp估算时适当扣除可能最大洪水产生的总水量，可以用可能最大降水量累加尾矿库排水区域的入渗量得到。 因此，要选择合适的最大可能降水量值，就必须掌握有关尾矿库设计极限值和所设计的尾矿库类型的知识。 需要考虑的暴雨有两种:普通暴雨和雷雨暴雨。前者可能产生最大的总流入量，这是决定封闭式尾矿库调洪能力的重要因素。后者可能产生较高的峰值流速，这是控制溢洪道和导流明渠设计的重要因素。 可能的最大降水数据由当地气象部门提供，因为降水最容易受库区地理因素的影响，如海拔、风向、地形障碍等。 & nbsp& nbsp& nbsp应当再次强调，洪水估算和控制是尾矿库成功设计和运行的关键，必须予以重视。 & nbsp& nbsp& nbsp(2)控制方式:& nbsp& nbsp正如前面所指出的，洪水的主要威胁是漫过大坝的危险。最好通过合理选择尾矿库厂址来控制涌水量。 洪水处理方法主要有以下几种:& nbsp& nbsp1.主要方法是在库内蓄洪水，也就是说，尾矿库将随时接受足够量的设计洪水流入量，而上升的大坝仍将保持适当的超高。 如果按一定程度的保守性确定设计洪水量，在整个尾矿库服务期内，可能无法承受如此大的洪水。即使发生设计洪水，如果位于干旱气候区，积累的径流最终也会被蒸发。 在其他地区，如果洪水被尾矿废水污染，需要进行处理并以适当的速度释放，但这种处理的成本往往很高，有时甚至难以处理。 & nbsp& nbsp& nbsp2.最常用的排水方法是根据库底形状、尾矿坝高程和泄洪能力的需求，在库内预设一系列排水井，每个排水井通过库底排水涵洞排出洪水。 排水井的结构尺寸和排水方式(窗式、框架式、搭接式、石坝块式)可根据排水能力进行选择和设计。 & nbsp& nbsp& nbsp3.在一些地区，地形限制了实际坝高和尾矿库的容积，既有高降雨量，又有高负荷的选矿废水排放，使尾矿库无法蓄积洪水量。 在这种情况下，唯一的选择是在选矿废水排入尾矿库之前对其进行处理，以防止与洪水混合造成污染危险。 此时，洪水可以通过溢洪道排出。 在某些地区，雷暴的最大可能降雨量决定了溢洪道的设计，最重要的是峰值流速(而不是总流入量)。 然而，当大坝加高时，使用溢洪道是不方便的。大坝每加高一次，都要在新的坝顶高程上修建新的溢洪道，这显然增加了建设成本和难度。在极端情况下，它可能被改造成一次建成的挡水坝。 & nbsp& nbsp& nbsp4.在大多数情况下，导流槽适用于分流正常径流，但也可用作尾矿库周围的泄洪。 但如果设计洪水量较大，则需要更大的渠道(一般最大洪水的导流渠道宽度可能超过30m)，并需设置抛石护道，防止过大水流速度的冲刷。这样一来，如果设计导流明渠太长，施工可能不现实，除非导流明渠的开挖料可以作为加高坝初坝的施工料。 & nbsp& nbsp& nbsp5.在露天矿山，合理规划废石堆场和采场也能为尾矿库提供有利的治水条件。 选矿厂和尾矿库可布置在采场和废石场的下游区域。 如果采场位于尾矿库的排水区，矿山本身的体积可能储存最大洪水。 如果运输距离合理，废石场可以横过尾矿库的排水区域进行水平布置，即在不增加任何额外支出的情况下，利用废石体积实现极端洪水的分流。 而采场的安全防洪问题和废石场可能存在的泥石流风险需要分别评估。 & nbsp& nbsp& nbsp6.与导流渠相关的一种方法是导流堤，即在尾矿库上游修建导流堤，尽可能靠近尾矿库，并跨越尾矿库的排水区域。 如果尾矿库位于浅基岩上，且在岩石中开挖引水渠的成本过高，则该方法非常适用。 导流堤附近的水的流速可能很高。如果导流堤由天然土建造，可能需要毛石护道。当然，最好是用露天开采的大块、抗侵蚀的废石来建造。 & nbsp& nbsp& nbsp7.在非常特殊的场合，比如尾矿库位于狭窄的山谷中，上游排水面积很大，尾矿库周围陡峭的谷坡无法泄洪。此时，应在尾矿库上游修建单独的防洪坝。 防洪坝应能完全蓄积其上游流域的预期洪水径流，并在坝下布置涵洞，以逐渐排出空坝内的积水。 这种方法应尽量避免，因为防洪坝需要大量的筑坝材料，甚至超过尾矿坝本身，而且不能分期修建，必须在尾矿库运行前完成，才能达到预期的防洪效果。 此外，地下涵洞的维护也是一个问题。涵洞的寿命有限，因此在尾矿库废弃和土地复垦后，有必要提供永久性控水设施。 免责声明：本网部分内容来自互联网媒体、机构或其他网站的信息转载以及网友自行发布，并不意味着赞同其观点或证实其内容的真实性。本网所有信息仅供参考，不做交易和服务的根据。本网内容如有侵权或其它问题请及时告之，本网将及时修改或删除。凡以任何方式登录本网站或直接、间接使用本网站资料者，视为自愿接受本网站声明的约束。
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