４湖南有色金屬
第２６卷第３期
２０１０年６月
某尾礦庫潰壩處理及穩定性分析
尹筱琴 ，王健 ，李海斌２
（１．東北大學資源與土木工程學院，遼寧瀋陽遼寧建發地產開發建設集團，遼寧瀋陽 １００００４）
摘要：針對綏中小盤嶺尾礦庫潰壩原因，提出具體治理方案。治理方案包括原尾礦初期壩補坡加
固、原尾礦庫疏乾及防洪、原尾礦堆積壩削坡處理、新建加固砂卵石壩。最後，運用極限平衡法（畢曉普法和瑞典圓弧法以及改良圓弧法），對處理後的尾礦庫穩定性驗證。結果證明，處理後的尾礦壩穩定性滿足要求。
關鍵詞：尾礦壩；削坡；穩定性；極限平衡法
中圖分類號：ｔｄ９２６．４文獻標識碼：ａ文章編號
尾礦庫是礦業開發中必不可少的重要設施，是礦山選礦廠的重要組成部分。我國尾礦庫數量之
積幹灘，後部形成澄清水域。排水設施採用滲水井
一排水管形式。滲水井兩座（直徑１．５ ｍ）位於庫區
多、庫容之大、壩體之高，在世界上是少見的，發生事故的頻率之高和事故的破壞程度之大也是少見的。據有關資料統計，到２０世紀末，在我國的眾多礦山
中部及尾部。現場實測尾礦初期壩壩頂寬３．０ ｍ，壩頂長７６．０ ｍ，壩頂高程平均１４８．４ ｍ，在壩頂長度方
向的中部最低點標高為１４８．３６ ｍ，壩高約為１５ ｍ，壩前坡坡比為１：１．５，壩外坡坡比為１：１．７。尾礦堆
中處於正常工作狀態的尾礦庫不足７０％。有的行業大約４４％的尾礦庫處於險、病、超期服務狀態ｌ１ｊ。尾
積壩在尾礦初期壩的基礎上加高約１３ ｍ，堆積外坡平均１：１．０。
礦庫潰壩危害極大，易造成房屋倒塌，農田沖毀，甚至引發泥石流，給人民生命財產等帶來不可估量的損失。因小型企業規模較小、投資較小，環保、安全意識比較薄弱，因而在尾礦庫的設計中往往未嚴格按照相關設計規範，施工中對修壩材料的挑選也比較隨意。因此，對尾礦庫進行安全評價具有重要的
２００８年４月２８日該尾礦庫發生潰壩事故，在尾
礦堆積壩右岸中部崩塌滑坡，約有１００００ ｍ０尾砂流人農田，淹沒農田約事後，有關單位和專家進行事故分析和技術鑑定，根據現場情況，該尾礦庫潰壩原因主要為堆積壩外坡過陡，且潰壩時沉
現實意義。例舉綏中小盤嶺尾礦庫，於２００８年發生潰壩，造成經濟損失。現已對該尾礦庫潰壩進行了處理，並根據中華人民共和國國家經濟**委員會
積幹灘長度僅２ｏ ３０ ｍ，壩體內部浸潤曲線較高，在原排水管垮塌的外界誘因作用下失穩而潰決。
第２０號令《尾礦庫安全管理規定》對處理後的尾礦庫穩定性進行分析，對尾礦壩做出綜合評價。
２尾礦潰壩處理方案
原尾礦庫潰壩處理的設計方案在遼寧遼西工程勘察院《遼寧省綏中縣小盤嶺金礦尾礦庫岩土工程勘察報告》的基礎上，對原尾礦庫尾礦初期壩加固，對堆積壩外坡進行削坡改造，並進行處理改造後壩體的抗滑穩定複核。鑑於尾礦庫潰壩主要原因為堆積壩外坡過陡及沉積幹灘長度短，壩體內部浸潤曲
１工程背景
根據礦山生產規模，尾礦排放量及就近就地原
則，遼寧省綏中縣小盤嶺金礦原尾礦庫修建在北距
３０６國道近１ｋｍ的低山溝谷中。該庫採用初期壩及上游法建庫，尾礦漿自流流人尾礦庫，壩前形成沉
作者簡介：尹筱琴（１９８７一），女，碩士研究生，主要從事岩土工程及力
學研究工作。
線高，故設計主要從降水和壩坡進行改造，同時為保證該尾礦庫事故處理完後有良好的抗滑穩定性，在該址以下１３０ ｍ處，新建加固砂卵石壩，然後進行尾
第３期尹筱琴，等：某尾礦庫潰壩處理及穩定性分析５
礦幹堆壓坡，增加穩固的外壩殼，達到尾礦庫穩定的目的。具體做法如下：
１．原尾礦初期壩補坡加固。原尾礦初期壩在潰
模式下的受力狀態，以及邊坡滑體上的抗滑力和下滑力之間的關係來評價邊坡的穩定性，是工程實踐中應用最多的一種方法ｌ４ｊ。畢曉普法假定滑裂面是
壩泥石流的作用下，壩體已部分破壞，破壞部分必須回填夯實，補坡加固恢復原狀１：１．７。考慮到下游繼續幹堆尾礦補坡加固，原尾礦初期壩補坡加固後可
圓柱面；考慮了土條兩側條間力的作用；滿足整體力矩及每一土條的垂直力的平衡，不滿足每一土條的水平力平衡。瑞典圓弧法假定滑裂面是個圓柱面；
不進行乾砌石護坡。不考慮土條兩側作用力；不滿足每一土條的力及力
２．原尾礦庫疏乾及防洪。原尾礦庫潰壩後，尾礦庫內仍積存部分尾礦水，該部分積水應及時疏幹，以達到降低堆積壩內浸潤曲線的目的，防止再次出矩的平衡，僅滿足整體力矩平衡。改良圓弧法與圓
弧法假定的基本區別＿５ｊ是：改良圓弧法假定土塊的合力是水平作用於相鄰的土塊上；而圓弧法則假定
推動力是與各點滑弧平行的，將相鄰土塊間的側推力作為內力考慮。
現滲透穩定問題。同時為保證庫內幹灘長度，在尾礦庫後部距削坡後堆積壩端向內５０ ｍ處修建２ ｍ高攔水小堤，並在每次降雨之後及時排空積水。具
據美國工程學會《堤壩穩定分析２５年回顧》專著中，鄧肯（ｄｕｅａｎ）所做論述，同時計算畢曉普法和
體做法為在攔水小堤內修築一條排洩庫內雨洪水的排洪管，斷面為０．８ ｍ圓形，該排洪管與新建加固尾礦壩排洪系統相接。同時還要將現有的截洪溝疏通，減少雨洪水入庫。
３．原尾礦堆積壩削坡處理。原尾礦堆積壩外邊
瑞典法，比較其結果，能得到較為精確的結果。基於這個原因，本文主要用到畢曉普法和瑞典圓弧法以及改良圓弧法計算，驗證處理完的邊坡穩定性。使用圓弧滑動模型計算（如圖１所示）。
根據工程地質提供的引數建議值，結合現場實際情況，通過各專業人員的共同協商，最終採用的力學引數取值列於表１。根據畢曉普法、瑞典圓弧法以及改良圓弧法，計
坡堆積過陡，實ｎ￣＇ｔ－邊坡僅１：１．０左右，達不到尾礦自然穩定邊坡，經按尾砂實際物理力學指標計算，抗滑穩定安全係數僅０．８５，小於規範規定的１．１５的０．７４倍，故在浸潤水的作用下失穩。本次設計要求尾礦堆積壩外邊坡應進行削坡處理，即在現有堆積壩頂向內推進３０ ｍ向下削坡，削坡完成後，堆積壩
外坡達到１：３．０。
算得出壩體的穩定係數列於表２。
４．新建加固砂卵石壩。為保證該尾礦庫事故處
理完後有良好的抗滑穩定性，在該壩址以下１３０ ｍ處，新建１１ｍ高加固砂卵石壩，對原尾礦庫進行尾礦幹堆壓坡，尾礦幹堆高度以原尾礦初期壩高度為準，主要是為原尾礦初期壩外壩坡壓坡，增加穩固的外壩殼，達到使尾礦庫穩定的目的。
圖１劃弧穩定計算簡圖表１土料物理力學性質指標（選取）
ｙ３原尾礦堆積壩削坡處理後安全複核
在尾礦壩的靜力穩定性分析時，需要給出安全係數和可能滑動面的形狀和位置。解決這些問題的
常用方法是極限平衡方法和數值法ｅ，。
極限平衡法是根據邊坡上的滑體或滑體分塊的
力學平衡原理（即靜力平衡原理）分析邊坡各種破壞
表２壩體穩定性分析結果
６湖南有色金屬第２６卷
根據穩定計算結果，參照《碾壓式土石壩設計規範》對尾礦壩的現狀進行分析，可得出以下結論：
１．削坡後尾礦壩在正常執行和洪水執行工況
求。針對綏中小型尾礦庫潰壩原因，筆者提出，對小型尾礦庫應加強安全監管力度，各級安監部門要強化重點監管。沒有正規設計不能施工；沒有正規施
下，逸出坡降為０。２０５和０．２５１，小於尾礦壩壩體材料允許滲透比降為０．５５，尾礦壩的滲透穩定滿足要求。
２．削坡後尾礦壩在正常執行工況下：圓弧法計
工、監理，不能驗收；沒有經過合格培訓的尾礦庫管理人員不能上崗。尾礦庫的建設應遵循先勘察設計，後施工建設，再投產執行的程式進行。只有這樣，才能防患於未然，減少不必要的損失。
參考文獻：
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價方法**［ｊ］．中國安全生產科學技術
算的結果滿足《尾礦庫安全技術規程》的要求（１．８５２
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法的安全係數為滿足規範要求。
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版社法的安全係數為滿足規範要求。
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版社４結語
［５］戴永志．兩種堤壩穩定分析方法的比較［ｊ］．水利水電科技進
展本文通過極限平衡法對治理完的尾礦庫進行穩定性分析，結果證明治理完的尾礦庫滿足穩定性要
收稿日期
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