第一章 概论
第一节 尾矿库的基本概念
一、尾矿库
尾矿是只矿山的选矿厂将矿石破碎、筛分、研磨、分级、再经重选浮选或氰化等选别工艺流程、选出有用金属后的剩余部分，其有用成分含量很低，这部分产物称之为尾矿。通常尾矿以矿浆形态排除。这些尾矿有的用于井下充填，或被利用做建筑材料，但是大多数尾矿被输送到尾矿库（坝）堆存。
尾矿库就是指采用当地土、石或混凝土等建筑材料及尾矿借助山谷地形条件堆筑起来，形成一定容积，用以堆存尾矿和贮水的坝体，通常尾矿坝包括初期坝（又叫基本坝）和堆积坝（又叫后期坝）。
初期坝（基本坝），是基建期采用当地建筑材料修筑的，用以形成投产初期堆存一定量的尾矿所必需的库容量，一般要求贮存选矿厂投产后半年以上的尾矿量。
堆积坝（后期坝），是选矿厂在生产过程中，在超过初期坝坝顶标高以上，采用尾矿堆筑的坝体。
尾矿筑坝方法包括：
1、冲击法；
2、池填法；
3、渠槽法；
4、采用水力旋流器分级上游筑坝法；
5、尾矿分级下游筑坝法；
6、尾矿分级中线筑坝法。
按施工方法分类：
1、辗压法；
2、水力冲填法；
3、高浓度堆筑法；
4、尾矿压虑滤饼干堆。
二、排水构筑物
在尾矿坝的生产运行过程中，为了将尾矿库内成清水、雨水和汛期山洪等安
全地排除坝外，通常设置排水构筑物，它包括排水井（塔）排水涵管、排水斜槽、隧洞、拦洪坝、溢洪道及截洪沟等。
三、排渗水设施
尾矿坝体内有一条浸润线，即一个浸润曲面线，类似于地下水位线。它对坝体外坡稳定性有重要影响，一般说，随着浸润线的升高，坝坡稳定的安全系数就降低。因此，浸润线如果从坝外坡逸出来，其明显现象是坝后坡或坝趾处沼泽化、渗水量增大、渗水浑浊、出现管涌、流土和塌陷等。这些现象对坝体稳定性是极为不利的。
工程上要求尾矿坝坝体内设置排渗水设施，用以降低浸润线。排渗水设施包括有：
1、排渗棱体；
2、滤水堆石坝（初期坝）；
3、排渗褥垫；
4、排渗盲沟（盲管）；
5、贴坡反滤体；
6、排渗井管（虹吸式渗井、轻型井点、垂直及水平联合排渗体）。
第二节 尾矿坝的特点及生产管理
一、尾矿坝的特点：
1、由于条件差，山谷狭窄，坡陡，库容小，汇水面积大，调洪库容小，致使尾矿坝筑坝高，坝内水位高，形成人工建造的具有高势能的“泥石流”。因此，对尾矿坝防洪设施有特别要求。
2、由于尾矿坝坝体堆筑材料多为选矿厂排出的尾矿浆，其粒度变化受磨矿细度左右，不同的尾矿有不同的物理特性，给筑坝和坝体带来了不同特点，通常尾矿冲填坝体内浸润线偏高，尾矿坝的稳定性、坝址的渗流、管涌、流土及饱和尾矿的地震液化等都应予以高度重视。尾矿坝为了堆存尾矿，使尾矿浆沉积固结，只要渗出的水不浑浊，无污染就没有完全隔水的必要。因此，在尾矿坝构造上应以透水性为原则。
3、矿山生产的迅速发展，使选矿厂排出的尾矿量及“三废”急剧增加、环
保、占地、复垦都提到议事日程上来，其中尾矿所含有害物质，如不能妥善处理，必然造成日趋严重的污染。
二、尾矿坝的管理
归纳起来主要内容有：
1、尾矿的输送、排放、筑坝及回水；
2、尾矿坝的防洪渡汛和抗震；
3、尾矿坝的维护、加固；
4、排水构筑物的使用管理；
5、排渗水设施的使用和监测；
6、环境保护和尾矿综合利用等。
二、尾矿坝的问题
1、尾矿坝病害与隐患的形式：
图 1—2—1 初期坝为土坝与尾矿堆积坝接触处渗流
图1—2—2 矿泥不透水夹层导致坝外坡渗流
（1） 尾矿坝的排渗设施堵塞堵塞或破坏，或无排渗设施，使堆积坝侵润线
抬高，坝外坡侵润线逸出，坝外坡和坝趾沼泽化，坝体出现裂缝、塌
陷、冲沟或滑塌等；
（2） 初期坝为土坝，放矿后坝体侵润线抬高，并在坝外坡逸出，坝坡出现
裂缝、冲刷等；
（3） 坝基、坝肩有渗透，坝内两岸有坍岸，绕流、泥石流等；
（4） 透水堆石坝渗浑水；浆砌石坝坝体有裂缝，有渗透水，坝体稳定性受
威胁；
（5） 排水构筑物泄水能力不足，有缺陷，损坏失修，或断裂渗透、跑浑水、
下游消能设施不善；
（6） 回水澄清距离不够，干滩距离太短等；
（7） 抗洪和调洪能力太小；
（8） 抗震能力不足；
（9） 随意放矿，坝端集中放矿等错误放矿方法造成沉积滩面倾斜、侧破、
扇坡、淤泥夹层积水等，及筑坝外坡过陡；
（10）污水排放超标，尾矿粉尘飞扬污染环境。
2、 尾矿坝的管理任务
（1）认真执行国家有关方针、政策和法规
尾矿坝（库）是矿山安全生产的重要设施之一。尾矿坝管理要贯彻“安全第一，预防为主，防重于抢，有备无患”的工作方针，执行各项管理法规。尾矿坝（库）生产管理和安全防范的重点应放在尾矿坝和排水构筑物上，严格执行《冶金矿山尾矿设施管理规程》（90）冶矿字第185号文件规定。
尾矿坝管理的基本任务，是将尾矿输送、回水、筑坝、坝体维护、坝内水位控制、汛期防洪、抗震、尾矿坝监测等各项工作做好，保证尾矿坝安全运行，防止溃坝等破坏性灾害事故发生。
尾矿坝的生产管理不仅要把选矿厂排出的尾矿妥善的堆存起来，而且要进行筑坝的堆高施工，排水，防渗、观测等各项工作。同时对随时发生的问题及时处理。因此，尾矿坝生产管理是边生产，边筑坝，边完善直到尾矿坝终期，这是一个长期而完整过程。
尾矿综合利用，不仅可以减少尾矿堆存量，节约建坝，征购土地和防洪工程等费用，而且改善环境质量，变废为宝。在人多地少矛盾突出的严峻情况下，充分利用废弃资源有重要社会和经济效益。
尾矿坝安全技术监督工作，从安全技术上进行认真的安全把关。从工程立项、决策、计划、勘察、设计、施工、管理各个环节把好关。
（2）加强技术培训提高人员素质
由于尾矿坝工程管理涉及技术知识面较广，在缺乏专门人才的情况下，应立足本单位，有计划举办培训班加强对在岗职工的专门培训，全面掌握尾矿坝管理基本知识，是强化尾矿坝安全管理的可行而有效措施。
第二章 防洪及抗震
第一节 防洪渡汛
一．概述
人们通常吧洪水视为“洪水猛兽”。近几年随着全球气候异常变暖，暴雨会越来越频繁。加上人类砍伐森林等破坏性活动，使洪水更加变本加厉。有鉴于此，矿山尾矿坝工程防洪渡汛，应坚持“以防为主，防重于抢”的方针，把防洪度渡汛提高到全局的高度来认识，在战术上“多泄少蓄；以泄为主”；在调度上坚持“统一指挥，首长负责”原则；汛期实行领导现场值班制度，防洪措施上，将工程措施与非工程措施相结合；加强暴雨和洪水预测预报，加强尾矿坝运行的工况检查、监测。在防汛经费上坚持专款专用，舍得投入，不得挪用；材料设备上“宁可备而不用，不可用时无备。”
对于尾矿坝运行中出现的问题，有的是设计、施工时遗留下来的，有的是管理上疏忽造成的，应定期检查。根据检查出的异常现象，分析出现险情的可能性，以便采取预防加固措施。有条件的使用仪器观测，以便查出隐患，如使用测压观测坝体浸润线和坝基渗水压力及浑浊度有无异常变化；在坝下安装量水堰，观测漏水量等，找出“病”因，对“症”下药。
二．尾矿坝工程主要病害及其处理
1、坝体裂缝
坝体裂缝，按裂缝方向分为横向裂缝（垂直于坝轴线）；纵向裂缝（平行于坝轴线）和龟裂缝等。
按产生裂缝的原因分为沉陷裂缝、滑坡裂缝、干缩裂缝、冻裂缝和振动裂缝等。
按部位分为表面裂缝和内部裂缝。细小的裂缝可能发展扩大为集中渗漏通道，成为坝体滑坡事故的前兆。
（1）横向裂缝
当相邻坝段或坝基产生不均匀沉陷时，会产生横向裂缝。横向裂缝多出现在坝顶，如图2—2—1情况可能出现：坝基压缩性大的坝段，坝基未经处理的湿陷性黄土；土坝与两岸山坡结合处；土坝与刚性结构结合的坝段；分段施工压实不均的结合部位等。
横向裂缝危险性大，渗水通过裂缝很容易冲刷扩大而导致险情。发现横向裂缝后注意观测，汛期准备抢险器材，及时回填处理。
图2—2—1未处理湿陷性黄土引起坝体横向裂缝
（2）纵向裂缝
坝体纵向裂缝是由于坝体或坝基不均匀沉陷、滑坡等亲戚的。多出现在坝外坡浸润线逸出点附近，沉陷裂缝趋于直线；滑坡裂缝一般呈弧形。如图2—2—2。
图2—2—2浸润线抬高引起坝体纵向裂缝
（3）龟裂缝
龟裂缝没有方向性和规律性，纵横交错，间距均匀，主要原因是土坝填土由湿变干时体积收缩引起的。筑坝土料愈粘，含水量愈高，出现龟裂缝可能性愈大。
较浅的龟裂缝，可在表面铺一层厚200毫米砂性土作为保护层，防止其发展扩大。较深的龟裂缝，可开挖回填处理。注意区别于因涵管损坏引起陷坑或龟裂。
2、裂缝的检查和处理
裂缝的检查：
A ．出现下列情况是应及时检查：
a ．坝体浸润线可能抬高，坝基渗漏量加大或出现渗透变形；
b ．坝面有塌陷、隆起和变形、位移量加大；
c ．坝基为湿陷性黄土；
d ．长期干旱或天寒地冻时期；
e ．发生爆炸或强烈地震后。
B ．检查部位
a ．坝体施工质量较差的坝段；
b ．坝体分期分段施工接合处，合拢处，或不同材料的接合处；
c ．坝基工程地质条件不良，或变化较大坝段及坝体高差变化较大坝段； d ．坝体与两岸山体接合处，与其它附属性构筑物的接合处。
C ．检查方法
a ．收集有关设计上，施工中的记录、文件和资料；
b ．开挖或钻探时，对有无裂缝不同坝段，应分别取土样进行物理力学性质试验；
c ．无条件钻探试验的，应进行调查有关施工及管理上情况；
d ．整理、分析有关坝体的沉陷、位移、测压管及渗流量等资料；有条件的可以采用“地缝电测仪”，根据不同坝段电阻率的及分析资料对比，判断裂缝及病患位置。
3、裂缝的处理
首先判断裂缝性质，分滑动裂缝与非滑动裂缝，滑动裂缝可发展成滑坡，而
非滑动裂缝发展到一定程度将缓慢或停止。
对非滑动裂缝的处理：
A ．开挖后回填
a ．裂缝开挖长度应超过裂缝两端1米以外；深度超过裂缝尽端0.5米；开挖槽底宽度不少于0.5米；开挖时先灌入白灰水为标准，以利掌握边界；
b ．回填的土料，对于浅裂缝，可用原坝体土料回填，回填前检查周围土体的含水量，过湿或冻冰的，应清除后再回填；
对沉陷裂缝可选用塑性稍大些的土料，控制含水量大于最佳含水量1~2%。 回填土料应分层夯实，填土厚每层150毫米为宜，注意边角部位结合质量。
B ．灌浆
a ．当开挖回填处理量过大时，可采取粘土或粘土惨部分水泥灌浆处理。 b ．对于内部裂缝，采用帷幕式布孔灌浆，一般宜在坝顶上游布置2排孔，孔距视灌浆压力和裂缝大小，可取3~6米。
c ．对于浸润线以下的裂缝， 可采用粘土掺水泥浆，水泥掺入量一般为干料的10~30%，以利加速凝固，提高强度。
d ．对于渗流速度较大的裂缝，可掺加堵塞物如细砂、短木屑纤维、玻璃纤维等。
e ．粘土浆液配合比，重量比取1:1~1:2（水：固体），尽量采用较浓的浆液。 f ．对于纵向裂缝，尤其判断不明，长而深的裂缝，不宜采用压力灌浆处理；汛期由于降雨或坝上游水位高，泥浆又不易固结，一般也不宜进行灌浆处理。
g ．灌浆处理时，坝体含水量大，强度降低，应加强对沉陷，位移和测压的观测，发现问题应立即停止灌浆。
有时将开挖回填与灌浆处理相结合，对裂缝上部采用开挖回填，对裂缝下部采用灌浆处理。如下图所示。
开挖回填处理裂缝
4、抢险
（1）编制抢险方案，组建抢险队伍，安排下游居民转移等，从宣传上，组织机构上，物质上及通讯报警等多方面做好准备工作；其中防汛物资和器材准备应充足，如砂石、土料、草袋、编织袋、木桩、芦柴、土工布、缆绳、铁丝、水泥等。必要的工具、照明、电源、运输工具、运输车辆、船只、挖掘机、推土机、电耙子及医药、食品等。
（2）加强值班巡逻
汛期坚持领导现场值班，加强巡逻检查，及时发现险情，及时汇报，及时处理，严密监视有关坝体的渗漏、裂缝、浸润线和排水构筑物等情况的变化；建立认真健全的交接班汇报制度，及时填写记录、日记及联络报警等制度。
（3）防止漫坝
尾矿坝的堆积坝，材料松散，颗粒细，不抗冲刷，如果洪水漫顶，在十几分钟里就会溃坝。
1）、抢筑子坝
当排洪水构筑物的泄洪能力达到极限，而水位仍然上涨，预计可能出现漫坝危险时，可抢筑子坝以解燃眉之急。
A ．草袋（编织袋）筑子坝
在坝顶用草袋（或麻袋，编织袋等）装土料袋口背水挤压紧密搭接，上下层错开，草袋形成墙体，待叠砌达到要求高度后，背水面填土夯实。
B ．板桩筑子坝
在坝顶上游侧打木桩一排，木桩长1.5米，入土深0.5~1.0米，桩距1.0, 米，木桩背水侧用木板，柴捆等作为挡墙，其后填土、夯实、压重。
2）、加大泄洪能力
加大泄洪能力是确保坝体安全的有力措施。当出现超标准的洪水时，一面抢筑子坝，一面报请上级批准，采取应急措施，可从排水构筑物或溢洪道排放部分尾矿，或予先在计划好的基石付坝上炸开缺口，有计划分洪。
第二节 尾矿坝的抗震
国内外尾矿坝遭遇地震，其震害是可怕的。震害调查表明，地震时，尾矿坝坝体容易产生液化。所谓液化，是在饱和砂土受到振动，剪切或渗透作用，部分或全部有效应力转化为孔隙水压力，使尾矿砂失去抗剪强度，像液体似的流淌。尤其饱和的细、粉尾砂，在地震作用下更容易液化，或坝体变形，抗剪强度降低，发生滑移，失稳溃坝。
为了提高尾矿坝的抗震能力，常采取以下技术措施：
（1） 选择坝址，新建尾矿坝，尽量选岩基稳定，覆盖层薄，土质条件
好的坝址，尤其应避开含水饱和砂土、粉砂壤土和活动性断层。
（2） 降低坝体内浸润线，即浸润线以上尾矿坝失去液化的先决条件，
可采用各种型式排渗设施增加有效覆盖压力等。
（3） 提高坝体的密实度，自然沉积的尾矿坝密实度较低，可采用分层
碾压筑坝方法，振冲碎石桩，挤密桩法，对坝基础旋喷桩法等。
（4） 维持一定的干滩长度，一般要求100-200米，或更长些，即水位
远离坝顶，在尾矿沉积滩面液化时，坝体仍有足够的抗剪能力。
（5） 加强放矿管理，可采用旋流器等方法，使透水性强的粗粒级尾矿
沉积面上。
（6） 保持水面和坝顶的安全高差，避免涌浪对坝体的破坏。
（7） 放缓坝外坡，一般上游法筑坝的外坡坡比1:4-1:5.
（8） 采用分级尾矿在堆积坝外坡加铺的一层排渗层外充填外坝体，形
成内外二段坝体。由于排渗层有效地控制降低侵润线，使内坝体
脱水、固结、大大提高坝体抗震稳定性。
（9） 对老尾矿坝，包括闭库工程，如抗震标准不足，经复核，必要时
进行加固。
第三章 尾矿坝
一、初期坝
尾矿坝包括初期坝和堆积坝。初期坝是基建期采用当地建筑材料修筑的，用以形成投产初期堆存一定量的尾矿及蓄水量所急需的库容量，并为堆筑后期尾矿堆积坝打下基础，所以也叫基本坝。
由期坝及堆积坝所拦截谷口或围地构成的用以贮存尾矿的场地，称为尾矿库（或叫尾矿池、尾矿场）。
某一坝顶标高时尾矿库的全部库容，叫全库容。它包括有效库容，死（水）库容，蓄水库容，调洪库容和安全库容等五个部分。
初期坝坝型
按透水与否可分为透水坝与不透水坝两种类型：
1. 透水坝
透水坝是初期坝中最普遍最基本的坝型，其坝体内埋设排渗水、反滤体等设施，其功能是将通过坝体的渗漏水以达标的清水排到坝下游，有效的控制坝体内（包括尾矿堆积坝）浸润线位置。
2. 不透水坝
由于选矿工艺流程等原因，尾矿浆和尾矿水的渗漏有可能污染下游水系，难以满足环保要求时，或尾矿水处理不经济时，可以采用粘土、土工薄膜、沥青及钢筋混凝土等防渗材料设置防渗体，以达到防止渗漏的目的。
显然，初期坝不透水，后期堆积坝的浸润线有可能在初期坝顶上某标高逸出，带来坝体渗漏稳定等一系列安全问题。
二、堆积坝
尾矿堆积坝，也叫尾矿后期坝，是尾矿排放过程中超过初期坝顶标高以上，采用尾矿堆筑而成的坝体。
堆积坝尾矿沉积规律
堆积坝尾矿沉积示意图
采用上游法筑尾矿坝一般采取坝前分散放矿，在矿浆流动过程中，由于挟带尾矿砂能的不同，按粗、中、细尾砂和尾矿泥的次序沉积，形成沉积滩，而构成堆积坝的坝体。
影响沉积特征的因素：
（1） 粒度
（2） 流速
（3） 浓度
（4） 尾矿冲击坡
尾矿堆积坝的形式
尾矿堆积坝的形式上有上游法、中线法、下游法、水库式堆积法、高浓度堆积法和尾矿压滤滤饼干堆等。我国普遍采用上游式堆坝法。
1. 上游法
通常先采用当地土石等材料修筑初期坝，以形成初期放矿库容，而后将选矿厂排出的尾矿浆输送到坝顶，再由分散放矿管向坝内均匀放矿，使粗颗粒尾砂自由沉积于坝前，形成坚固的坝壳；细颗粒尾砂及矿泥远离坝前而沉积于库区内，并形成一定距离的干滩，待尾砂充填与前期子坝接近时，在新形成的干滩面上，
向内移动一定的设计距离，取出尾砂堆筑1-3米高的坝，再将放矿管移至新的子坝顶上放矿。
上游法尾矿堆积坝
2. 下游法
下游法的特点是采用水力旋流器分离出浓度较高的粗颗粒尾砂向初期坝的下游方向移动和升高筑坝。
下游法尾矿堆积坝
该法优点：
尾矿堆积坝不必建在充填密度较低的尾矿冲积滩上，边坡坡度较陡； 下游面粗粒尾砂充填可按规定分层压实作业；
下游面底部排渗水系统可控制和降低坝内浸润线位置；抗震性能好。 该法缺点：
需要大量的粗尾砂来筑坝，投产初期因无足够的尾砂而不能保持尾矿堆积坝顶标高超过坝内水面的升高，这样就要求修筑较高的初期坝或用当地土石材料补充尾砂的不足，显然增加初期尾矿坝设施的投资。此外，还有一套旋流器分级设施，推土机筑坝相配合等，不便管理等。
3. 中线法
中线法实际上是下游法的一个变种。区别在于尾矿筑坝过程中将坝顶向下游方向移动改为坝顶垂直升高，堆积尾矿仍需水利旋流器分级。
优点：
坝顶升高到任意高度时所需要的尾砂量都较少，因此，初期分层加高时，要求超越坝内水面高度的困难少些。
缺点：
升高上游面坝体十分谨慎，如上游充填过快，坡陡，将可能出现剪切破坏，水位过高又可能漫顶。
4. 水库式堆积法
顾名思义既不用尾矿堆筑坝体，在初期坝建成后，直接向坝内放矿，类似于水库蓄水。
当尾矿粒度过细，不宜用来筑坝，或其他原因筑坝相当困难，或尾矿浆对环境危害大，不允许泄漏时，而采用水库式堆积法。显然，全部采用当地土石材料或坑口废石筑坝，而且坝很高，工程量又大，投资一般都较高。
5. 高浓度堆积法
引入浓缩尾矿椎体积筑坝法，其特点是讲选矿厂排出的尾矿浆浓密机浓缩到40~70%浓度，通过砂泵输送到尾矿库予定高标排放点，以自然沉积方式，无分级作用，膏体状排放，形成密实，固结成圆锥形尾矿堆体。
高浓度堆积法
6. 尾矿压滤干堆法
尾矿压滤干堆法是近年黄金矿山推广使用“全泥氰化尾矿压滤、滤饼干式堆存和尾液循环利用新工艺”的基础上逐步形成的。
其特点是选矿厂排出的尾矿浆需先经过压滤车间（包括水利旋流器、高效浓密机、立式全自动压滤机或XMZ 型箱式自动压滤机、空气压缩机等设备）将尾矿压滤成含水率14-20%左右的干饼，再经过皮带机、自卸汽车等运输工具运往堆场并使用推土机进行碾压堆放。
三、尾矿堆积坝的维护管理
尾矿堆积坝的维护管理，应严格执行《冶金矿山尾矿设施管理规程》及有关的设计要求，技术规程，规范的规定，确保尾矿坝正常运行所必需的干滩长度，坝体安全超高及降低坝体浸润线。及时发现消除隐患。
1. 检查维护
经常巡视检查坝体有无裂缝、渗漏、塌坑、冲沟和洞穴等异常现象；
经常巡视检查护坡是否有块石松动、架空、垫层冲失、塌坑、移走等损坏现象；
经常巡视检查坡面排水沟、坝肩截洪沟等是否堵塞、淤积、破坏现象；
经常巡视检查坝趾脚及涵管出口附近两岸坝头接触部位有无沼泽化、渗漏、浑水、管涌或流土等现象；
汛前、汛后应进行全面大检查，暴雨或地震后应及时检查。
2. 安全运行
（1）确保坝体安全超高
不允许占用安全超高来排放尾矿和贮水，不能用调洪高度代替安全高度。尤
其在尾矿粒度极细的条件下，沉积滩坡度较小，满足安全超高困难时更加注意。
（2）确保坝前干滩长度
坝前干滩是降低坝体浸润线的条件之一，干滩越长，则坝体浸润线越低，坝体稳定性越好。
在满足回水量和水质的要求下，尽量降低水位，当回水与干滩长度的要求相互矛盾时，应确保安全要求的感叹长度。
（3）控制坝体浸润线
降低坝体浸润线是抗震，防止液化和坝体安全的根本措施。
A ． 确保排渗设施的正常运行，如排渗棱体。排渗盲沟，排
渗褥垫，贴坡反滤及各种排渗井（管井、虹吸式排渗井、轻
型井点、垂直水平联合排渗体）等。
B ． 改善放矿坝体工艺，放矿时专人管理操作，不得脱
岗，不得任意在坝段一侧岸边或库内放矿，避免坝
内一侧积水和矿泥夹层。
3. 尾矿坝安全保护区
（1）尾矿坝及库区范围内严禁爆破、采石、非法乱采乱挖、取土、打井；
（2）尾矿坝体上严禁修筑渠道、涵管，禁止在坝坡及干滩上滥垦滥放牧；
（3）坝体上各种工程材料和埋设观测设施，严禁拆挪、破坏。
第四章 排水构筑物
为了使尾矿澄清水及洪水顺利而安全的排出坝外，必须在尾矿坝内或库区内设置排水构筑物，以确保坝体的安全运行。
一、排水构筑物的类型
按不同的地形，工程地址和洪水量、调洪能力、回水方式、使用年限、施工、管理条件等可采用不同形式的排水构筑物。
1. 按结构上分，基本类型有：
（1）井~涵管（隧洞）式排水系统
（2）斜槽~涵洞（隧洞）式排水系统
（3）开敝式溢洪道
（4）截洪沟、拦洪坝~隧洞排水系统
2. 建筑材料上分：
（1）浆砌石：涵洞、排水井、斜槽和拦洪坝等可采用；
（2）素混凝土或钢筋混凝土；排水井（塔）、排水管、斜槽、隧洞的衬砌等采用；
（3）喷锚和不衬砌：隧洞采用。
3. 其他：按断面型式上分有园形、拱形、方形和马蹄形等；按水流条件上分有无压水流，半压力流和有压水流等。
4. 排水管的型式
尾矿库的排水管型式是根据泄洪量大小、地形地质情况及当地建筑材料、施工力量等因素决定。
按敷设方法分为：上埋式、平埋式和沟埋式。
第五章 排渗水设施
尾矿堆积坝的排渗设施
1. 底部排渗设施
当尾矿坝坐落在不透水性的地基上或初期坝为不透水坝时，尾矿粒度教细（如-200目占90%），为了提高尾矿堆积坝的稳定安全系数，常采用底部排渗设施，以降低浸润线。底部排渗的形式有：褥垫式、深水管式、渗水盲沟及混合式多种。
2. 贴坡排渗
当初期坝和坝基均匀不透水，又未埋设底部排渗设施时，为防止浸润线抬高和逸出，产生坝面沼泽化，可增设贴坡排渗设施。
3. 排渗管或排渗盲沟
排渗管或排渗盲沟在平面布置上注意横向的坡向两侧与纵向的中间集水相结合，坡度一般为1%左右，不淤不堵。
排渗管一般用铸铁管、钢管、塑料管或钢筋混凝土管等做成花孔管。管径、壁厚、开孔数目及周围填充料等经计算确定。
排渗盲沟多用土工布做反滤层，内填块石体。
4. 渗井
渗井可以大幅度的降低坝体内浸润线，往往在抗震加固中采用垂直自流排渗井和水平排渗管联合排渗方法。
5. 辐射式排渗设施
它是由大口井，辐射向水平排渗管、竖向排渗管组成。对于正在使用中的尾矿库，由于浸润线过高影响坝体稳定，需要大降深的尾矿堆积坝比较适合。
6. 土工布加筋堆筑尾矿坝
采用土工布，每隔一定高度包裹尾矿堆积坝，既起到坝体加筋作用，提高强度，又由于土工布加速尾矿排渗固结，从而降低坝体浸润线。对于小型细泥尾矿堆积坝比较适宜，与一次性筑坝相比可大幅度降低工程造价。
第六章 尾矿坝监测
尾矿坝投入运行后，其坝体工作状态应受到大自然因素和各种力的作用不断变化，为了及时掌握其变化状态，取得必要地数据资料，就需要埋设和安装仪器设备进行观测，就像人的耳目一样，以便及时发现问题和隐患，及时采取有效措施处理，确保尾矿坝的安全。
第一节 尾矿坝监测的基本原则与观测项目
一、基本原则
1. 观测工作应尊重事实，不篡改和伪造；
2. 观测项目、时间和测次的确定，应目的明确，计划性强，重点突出尾矿坝运行状态；
3．观测工作制度应做到“四无”；即无漏测、无缺测、无违时；无不符合精度要求；“四随”；即随观测，随记录，随计算校对，随整理；“四固定”；即固定人员、固定仪器、固定时间、固定测次；以确保资料的连续性和可靠性；
4. 观测设备的性能应稳定可靠，操作方便，达到规定的精度要求，不受气温、振动等外界影响；
5. 测点应合理布置，观测与日常检查相结合，并与尾矿坝内的尾砂、水位、荷载等变化及其他影响因素观测同时进行。
二、观测项目
1. 水文观测：降水量、库水位、蒸发等。
2. 渗透观测：浸润线、渗流量、绕坝渗流、扬压力及渗水水质等。
3. 变形观测：包括垂直位移、水平位移，裂缝、伸缩缝及固结的观测。
4. 应力观测：总应力和孔隙水压力。
第二节 尾矿坝的变形与应力观测
一、垂直位移观测
尾矿坝的垂直位移采用水准测量的方法进行观测。
（1）原理:用水准仪进行水准测量，即测出两点间的标高差。在尾矿坝两岸边不受变形影响的山体上设置基准点，通常在每一纵排标点的两端岸边上个设置一个。同时在坝体表面不知设立垂直位移标点，定期进行水准测量，求得标点的标高变化值，即为垂直位移值。
（2）标点布设:观测标点布设在坝体表层，选择有代表性的断面，如最大坝高断面，工程地质变化较大地段、合拢段及有涵管通过的地段等。一般在坝顶布设一排下游坝布设2-3排，每排标点间距50-100m 。每排标点延长线的两端山体上，增设工作基点和校核基点。
二、水平位移观测
尾矿坝的水平位移采用视准线法进行观测
(1)原理：在坝体两端山体上设立工作基点A 和B ，将经纬仪安放在A （或B ）的支承托架上，后视工作基点B （或A ），构成视准线，以此作为观测坝体变形的基准线。然后测出各标点与视准线的相对位置。当坝体发生水平位移后，各标点与视准线的相对位置也随之发生变化。再用经纬仪放置在工作基点A （或B ）上，后视B （或A ），可测出各标点与视准线的距离，再与初测的成果比较，其差值即为标点在垂直视准线方向的水平位移量。
（2）标点布置：通常水平位移与垂直位移的观测相配合进行，因此将水平位移与垂直位移标点同布设在一个测量标点上。
土石、尾矿坝在初期每月观测一次，当坝体水平或垂直变形量已基本稳定后，可逐步减少为每季或每半年观测一次。当有下列情况发生时，应增加测次。 地震发生后；
A ．
B ．
C ．
D ．
E ． 暴雨或久雨后； 坝内库水位超过最高水位； 渗透情况严重； 变形量显著增大时； 坝体上进行大型施工等。
三、裂缝观测
通常对于垂直坝轴线的横向裂缝和缝宽大于5mm 纵向裂缝，弧形裂缝，错距明显的裂缝及坝体与构筑物接合处的裂缝，都应进行观测。
裂缝观测包括裂缝的位置、走向、长度、宽度等，对重要的裂缝，应进行坑探或钻探。
裂缝观测可用石灰划出标记，并用钢尺测量，记明日期，以便账务裂缝发展情况。
第三节 尾矿坝的渗流观测
渗流观测的内容包括：
浸润线观测，绕坝渗流观测，渗流量观测，坝基渗水压力观测，重力坝的扬压力观测，渗透水质监测等。
一、浸润线观测
（1）布设测点:一般选择有代表性或有异常渗流的横断面作为浸润线观测断面，布设测压管。对大、中型尾矿坝测断面不小于3个，一般中小型的不小于2个断面。
（2）观测设备:通常采用测压管，即利用钢管、塑料管或无砂混凝土管等直接埋入坝体内，测取管中水位标高与坝上游水位连线来表示浸润线。
（3）测水管水位观测:观测水位的仪器有测深钟、电测水位计、压气U 形管，示数水位器及遥测水位计等。
二、渗水压力观测
尾矿坝在水头压力作用下，同样会发生渗流，国内外都曾发生过因坝基产生异常渗流而导致溃坝事故。通过坝基渗水压力观测，得以掌握坝基渗流的沿程压力分布，分析防渗和排渗设施工作状况，予测能否产生冲刷，管涌和流土等破坏。
三、渗流量观测
渗流量观测，通常是将坝体排渗设施的渗水集中引出，观测其流量。对于坝体和坝基渗流量难以区分情况可观测总渗流量。
四、绕坝渗流观测
绕坝渗流观测通过埋设测水管进行，测水管布设应根据坝体与岸边连接的轮廓线，即两岸边工程地质情况，防渗排渗设施型式等确定。
尾矿工段培训资料
2012年1月
第一章 概论
第一节 尾矿库的基本概念
一、尾矿库
尾矿是只矿山的选矿厂将矿石破碎、筛分、研磨、分级、再经重选浮选或氰化等选别工艺流程、选出有用金属后的剩余部分，其有用成分含量很低，这部分产物称之为尾矿。通常尾矿以矿浆形态排除。这些尾矿有的用于井下充填，或被利用做建筑材料，但是大多数尾矿被输送到尾矿库（坝）堆存。
尾矿库就是指采用当地土、石或混凝土等建筑材料及尾矿借助山谷地形条件堆筑起来，形成一定容积，用以堆存尾矿和贮水的坝体，通常尾矿坝包括初期坝（又叫基本坝）和堆积坝（又叫后期坝）。
初期坝（基本坝），是基建期采用当地建筑材料修筑的，用以形成投产初期堆存一定量的尾矿所必需的库容量，一般要求贮存选矿厂投产后半年以上的尾矿量。
堆积坝（后期坝），是选矿厂在生产过程中，在超过初期坝坝顶标高以上，采用尾矿堆筑的坝体。
尾矿筑坝方法包括：
1、冲击法；
2、池填法；
3、渠槽法；
4、采用水力旋流器分级上游筑坝法；
5、尾矿分级下游筑坝法；
6、尾矿分级中线筑坝法。
按施工方法分类：
1、辗压法；
2、水力冲填法；
3、高浓度堆筑法；
4、尾矿压虑滤饼干堆。
二、排水构筑物
在尾矿坝的生产运行过程中，为了将尾矿库内成清水、雨水和汛期山洪等安
全地排除坝外，通常设置排水构筑物，它包括排水井（塔）排水涵管、排水斜槽、隧洞、拦洪坝、溢洪道及截洪沟等。
三、排渗水设施
尾矿坝体内有一条浸润线，即一个浸润曲面线，类似于地下水位线。它对坝体外坡稳定性有重要影响，一般说，随着浸润线的升高，坝坡稳定的安全系数就降低。因此，浸润线如果从坝外坡逸出来，其明显现象是坝后坡或坝趾处沼泽化、渗水量增大、渗水浑浊、出现管涌、流土和塌陷等。这些现象对坝体稳定性是极为不利的。
工程上要求尾矿坝坝体内设置排渗水设施，用以降低浸润线。排渗水设施包括有：
1、排渗棱体；
2、滤水堆石坝（初期坝）；
3、排渗褥垫；
4、排渗盲沟（盲管）；
5、贴坡反滤体；
6、排渗井管（虹吸式渗井、轻型井点、垂直及水平联合排渗体）。
第二节 尾矿坝的特点及生产管理
一、尾矿坝的特点：
1、由于条件差，山谷狭窄，坡陡，库容小，汇水面积大，调洪库容小，致使尾矿坝筑坝高，坝内水位高，形成人工建造的具有高势能的“泥石流”。因此，对尾矿坝防洪设施有特别要求。
2、由于尾矿坝坝体堆筑材料多为选矿厂排出的尾矿浆，其粒度变化受磨矿细度左右，不同的尾矿有不同的物理特性，给筑坝和坝体带来了不同特点，通常尾矿冲填坝体内浸润线偏高，尾矿坝的稳定性、坝址的渗流、管涌、流土及饱和尾矿的地震液化等都应予以高度重视。尾矿坝为了堆存尾矿，使尾矿浆沉积固结，只要渗出的水不浑浊，无污染就没有完全隔水的必要。因此，在尾矿坝构造上应以透水性为原则。
3、矿山生产的迅速发展，使选矿厂排出的尾矿量及“三废”急剧增加、环
保、占地、复垦都提到议事日程上来，其中尾矿所含有害物质，如不能妥善处理，必然造成日趋严重的污染。
二、尾矿坝的管理
归纳起来主要内容有：
1、尾矿的输送、排放、筑坝及回水；
2、尾矿坝的防洪渡汛和抗震；
3、尾矿坝的维护、加固；
4、排水构筑物的使用管理；
5、排渗水设施的使用和监测；
6、环境保护和尾矿综合利用等。
二、尾矿坝的问题
1、尾矿坝病害与隐患的形式：
图 1—2—1 初期坝为土坝与尾矿堆积坝接触处渗流
图1—2—2 矿泥不透水夹层导致坝外坡渗流
（1） 尾矿坝的排渗设施堵塞堵塞或破坏，或无排渗设施，使堆积坝侵润线
抬高，坝外坡侵润线逸出，坝外坡和坝趾沼泽化，坝体出现裂缝、塌
陷、冲沟或滑塌等；
（2） 初期坝为土坝，放矿后坝体侵润线抬高，并在坝外坡逸出，坝坡出现
裂缝、冲刷等；
（3） 坝基、坝肩有渗透，坝内两岸有坍岸，绕流、泥石流等；
（4） 透水堆石坝渗浑水；浆砌石坝坝体有裂缝，有渗透水，坝体稳定性受
威胁；
（5） 排水构筑物泄水能力不足，有缺陷，损坏失修，或断裂渗透、跑浑水、
下游消能设施不善；
（6） 回水澄清距离不够，干滩距离太短等；
（7） 抗洪和调洪能力太小；
（8） 抗震能力不足；
（9） 随意放矿，坝端集中放矿等错误放矿方法造成沉积滩面倾斜、侧破、
扇坡、淤泥夹层积水等，及筑坝外坡过陡；
（10）污水排放超标，尾矿粉尘飞扬污染环境。
2、 尾矿坝的管理任务
（1）认真执行国家有关方针、政策和法规
尾矿坝（库）是矿山安全生产的重要设施之一。尾矿坝管理要贯彻“安全第一，预防为主，防重于抢，有备无患”的工作方针，执行各项管理法规。尾矿坝（库）生产管理和安全防范的重点应放在尾矿坝和排水构筑物上，严格执行《冶金矿山尾矿设施管理规程》（90）冶矿字第185号文件规定。
尾矿坝管理的基本任务，是将尾矿输送、回水、筑坝、坝体维护、坝内水位控制、汛期防洪、抗震、尾矿坝监测等各项工作做好，保证尾矿坝安全运行，防止溃坝等破坏性灾害事故发生。
尾矿坝的生产管理不仅要把选矿厂排出的尾矿妥善的堆存起来，而且要进行筑坝的堆高施工，排水，防渗、观测等各项工作。同时对随时发生的问题及时处理。因此，尾矿坝生产管理是边生产，边筑坝，边完善直到尾矿坝终期，这是一个长期而完整过程。
尾矿综合利用，不仅可以减少尾矿堆存量，节约建坝，征购土地和防洪工程等费用，而且改善环境质量，变废为宝。在人多地少矛盾突出的严峻情况下，充分利用废弃资源有重要社会和经济效益。
尾矿坝安全技术监督工作，从安全技术上进行认真的安全把关。从工程立项、决策、计划、勘察、设计、施工、管理各个环节把好关。
（2）加强技术培训提高人员素质
由于尾矿坝工程管理涉及技术知识面较广，在缺乏专门人才的情况下，应立足本单位，有计划举办培训班加强对在岗职工的专门培训，全面掌握尾矿坝管理基本知识，是强化尾矿坝安全管理的可行而有效措施。
第二章 防洪及抗震
第一节 防洪渡汛
一．概述
人们通常吧洪水视为“洪水猛兽”。近几年随着全球气候异常变暖，暴雨会越来越频繁。加上人类砍伐森林等破坏性活动，使洪水更加变本加厉。有鉴于此，矿山尾矿坝工程防洪渡汛，应坚持“以防为主，防重于抢”的方针，把防洪度渡汛提高到全局的高度来认识，在战术上“多泄少蓄；以泄为主”；在调度上坚持“统一指挥，首长负责”原则；汛期实行领导现场值班制度，防洪措施上，将工程措施与非工程措施相结合；加强暴雨和洪水预测预报，加强尾矿坝运行的工况检查、监测。在防汛经费上坚持专款专用，舍得投入，不得挪用；材料设备上“宁可备而不用，不可用时无备。”
对于尾矿坝运行中出现的问题，有的是设计、施工时遗留下来的，有的是管理上疏忽造成的，应定期检查。根据检查出的异常现象，分析出现险情的可能性，以便采取预防加固措施。有条件的使用仪器观测，以便查出隐患，如使用测压观测坝体浸润线和坝基渗水压力及浑浊度有无异常变化；在坝下安装量水堰，观测漏水量等，找出“病”因，对“症”下药。
二．尾矿坝工程主要病害及其处理
1、坝体裂缝
坝体裂缝，按裂缝方向分为横向裂缝（垂直于坝轴线）；纵向裂缝（平行于坝轴线）和龟裂缝等。
按产生裂缝的原因分为沉陷裂缝、滑坡裂缝、干缩裂缝、冻裂缝和振动裂缝等。
按部位分为表面裂缝和内部裂缝。细小的裂缝可能发展扩大为集中渗漏通道，成为坝体滑坡事故的前兆。
（1）横向裂缝
当相邻坝段或坝基产生不均匀沉陷时，会产生横向裂缝。横向裂缝多出现在坝顶，如图2—2—1情况可能出现：坝基压缩性大的坝段，坝基未经处理的湿陷性黄土；土坝与两岸山坡结合处；土坝与刚性结构结合的坝段；分段施工压实不均的结合部位等。
横向裂缝危险性大，渗水通过裂缝很容易冲刷扩大而导致险情。发现横向裂缝后注意观测，汛期准备抢险器材，及时回填处理。
图2—2—1未处理湿陷性黄土引起坝体横向裂缝
（2）纵向裂缝
坝体纵向裂缝是由于坝体或坝基不均匀沉陷、滑坡等亲戚的。多出现在坝外坡浸润线逸出点附近，沉陷裂缝趋于直线；滑坡裂缝一般呈弧形。如图2—2—2。
图2—2—2浸润线抬高引起坝体纵向裂缝
（3）龟裂缝
龟裂缝没有方向性和规律性，纵横交错，间距均匀，主要原因是土坝填土由湿变干时体积收缩引起的。筑坝土料愈粘，含水量愈高，出现龟裂缝可能性愈大。
较浅的龟裂缝，可在表面铺一层厚200毫米砂性土作为保护层，防止其发展扩大。较深的龟裂缝，可开挖回填处理。注意区别于因涵管损坏引起陷坑或龟裂。
2、裂缝的检查和处理
裂缝的检查：
A ．出现下列情况是应及时检查：
a ．坝体浸润线可能抬高，坝基渗漏量加大或出现渗透变形；
b ．坝面有塌陷、隆起和变形、位移量加大；
c ．坝基为湿陷性黄土；
d ．长期干旱或天寒地冻时期；
e ．发生爆炸或强烈地震后。
B ．检查部位
a ．坝体施工质量较差的坝段；
b ．坝体分期分段施工接合处，合拢处，或不同材料的接合处；
c ．坝基工程地质条件不良，或变化较大坝段及坝体高差变化较大坝段； d ．坝体与两岸山体接合处，与其它附属性构筑物的接合处。
C ．检查方法
a ．收集有关设计上，施工中的记录、文件和资料；
b ．开挖或钻探时，对有无裂缝不同坝段，应分别取土样进行物理力学性质试验；
c ．无条件钻探试验的，应进行调查有关施工及管理上情况；
d ．整理、分析有关坝体的沉陷、位移、测压管及渗流量等资料；有条件的可以采用“地缝电测仪”，根据不同坝段电阻率的及分析资料对比，判断裂缝及病患位置。
3、裂缝的处理
首先判断裂缝性质，分滑动裂缝与非滑动裂缝，滑动裂缝可发展成滑坡，而
非滑动裂缝发展到一定程度将缓慢或停止。
对非滑动裂缝的处理：
A ．开挖后回填
a ．裂缝开挖长度应超过裂缝两端1米以外；深度超过裂缝尽端0.5米；开挖槽底宽度不少于0.5米；开挖时先灌入白灰水为标准，以利掌握边界；
b ．回填的土料，对于浅裂缝，可用原坝体土料回填，回填前检查周围土体的含水量，过湿或冻冰的，应清除后再回填；
对沉陷裂缝可选用塑性稍大些的土料，控制含水量大于最佳含水量1~2%。 回填土料应分层夯实，填土厚每层150毫米为宜，注意边角部位结合质量。
B ．灌浆
a ．当开挖回填处理量过大时，可采取粘土或粘土惨部分水泥灌浆处理。 b ．对于内部裂缝，采用帷幕式布孔灌浆，一般宜在坝顶上游布置2排孔，孔距视灌浆压力和裂缝大小，可取3~6米。
c ．对于浸润线以下的裂缝， 可采用粘土掺水泥浆，水泥掺入量一般为干料的10~30%，以利加速凝固，提高强度。
d ．对于渗流速度较大的裂缝，可掺加堵塞物如细砂、短木屑纤维、玻璃纤维等。
e ．粘土浆液配合比，重量比取1:1~1:2（水：固体），尽量采用较浓的浆液。 f ．对于纵向裂缝，尤其判断不明，长而深的裂缝，不宜采用压力灌浆处理；汛期由于降雨或坝上游水位高，泥浆又不易固结，一般也不宜进行灌浆处理。
g ．灌浆处理时，坝体含水量大，强度降低，应加强对沉陷，位移和测压的观测，发现问题应立即停止灌浆。
有时将开挖回填与灌浆处理相结合，对裂缝上部采用开挖回填，对裂缝下部采用灌浆处理。如下图所示。
开挖回填处理裂缝
4、抢险
（1）编制抢险方案，组建抢险队伍，安排下游居民转移等，从宣传上，组织机构上，物质上及通讯报警等多方面做好准备工作；其中防汛物资和器材准备应充足，如砂石、土料、草袋、编织袋、木桩、芦柴、土工布、缆绳、铁丝、水泥等。必要的工具、照明、电源、运输工具、运输车辆、船只、挖掘机、推土机、电耙子及医药、食品等。
（2）加强值班巡逻
汛期坚持领导现场值班，加强巡逻检查，及时发现险情，及时汇报，及时处理，严密监视有关坝体的渗漏、裂缝、浸润线和排水构筑物等情况的变化；建立认真健全的交接班汇报制度，及时填写记录、日记及联络报警等制度。
（3）防止漫坝
尾矿坝的堆积坝，材料松散，颗粒细，不抗冲刷，如果洪水漫顶，在十几分钟里就会溃坝。
1）、抢筑子坝
当排洪水构筑物的泄洪能力达到极限，而水位仍然上涨，预计可能出现漫坝危险时，可抢筑子坝以解燃眉之急。
A ．草袋（编织袋）筑子坝
在坝顶用草袋（或麻袋，编织袋等）装土料袋口背水挤压紧密搭接，上下层错开，草袋形成墙体，待叠砌达到要求高度后，背水面填土夯实。
B ．板桩筑子坝
在坝顶上游侧打木桩一排，木桩长1.5米，入土深0.5~1.0米，桩距1.0, 米，木桩背水侧用木板，柴捆等作为挡墙，其后填土、夯实、压重。
2）、加大泄洪能力
加大泄洪能力是确保坝体安全的有力措施。当出现超标准的洪水时，一面抢筑子坝，一面报请上级批准，采取应急措施，可从排水构筑物或溢洪道排放部分尾矿，或予先在计划好的基石付坝上炸开缺口，有计划分洪。
第二节 尾矿坝的抗震
国内外尾矿坝遭遇地震，其震害是可怕的。震害调查表明，地震时，尾矿坝坝体容易产生液化。所谓液化，是在饱和砂土受到振动，剪切或渗透作用，部分或全部有效应力转化为孔隙水压力，使尾矿砂失去抗剪强度，像液体似的流淌。尤其饱和的细、粉尾砂，在地震作用下更容易液化，或坝体变形，抗剪强度降低，发生滑移，失稳溃坝。
为了提高尾矿坝的抗震能力，常采取以下技术措施：
（1） 选择坝址，新建尾矿坝，尽量选岩基稳定，覆盖层薄，土质条件
好的坝址，尤其应避开含水饱和砂土、粉砂壤土和活动性断层。
（2） 降低坝体内浸润线，即浸润线以上尾矿坝失去液化的先决条件，
可采用各种型式排渗设施增加有效覆盖压力等。
（3） 提高坝体的密实度，自然沉积的尾矿坝密实度较低，可采用分层
碾压筑坝方法，振冲碎石桩，挤密桩法，对坝基础旋喷桩法等。
（4） 维持一定的干滩长度，一般要求100-200米，或更长些，即水位
远离坝顶，在尾矿沉积滩面液化时，坝体仍有足够的抗剪能力。
（5） 加强放矿管理，可采用旋流器等方法，使透水性强的粗粒级尾矿
沉积面上。
（6） 保持水面和坝顶的安全高差，避免涌浪对坝体的破坏。
（7） 放缓坝外坡，一般上游法筑坝的外坡坡比1:4-1:5.
（8） 采用分级尾矿在堆积坝外坡加铺的一层排渗层外充填外坝体，形
成内外二段坝体。由于排渗层有效地控制降低侵润线，使内坝体
脱水、固结、大大提高坝体抗震稳定性。
（9） 对老尾矿坝，包括闭库工程，如抗震标准不足，经复核，必要时
进行加固。
第三章 尾矿坝
一、初期坝
尾矿坝包括初期坝和堆积坝。初期坝是基建期采用当地建筑材料修筑的，用以形成投产初期堆存一定量的尾矿及蓄水量所急需的库容量，并为堆筑后期尾矿堆积坝打下基础，所以也叫基本坝。
由期坝及堆积坝所拦截谷口或围地构成的用以贮存尾矿的场地，称为尾矿库（或叫尾矿池、尾矿场）。
某一坝顶标高时尾矿库的全部库容，叫全库容。它包括有效库容，死（水）库容，蓄水库容，调洪库容和安全库容等五个部分。
初期坝坝型
按透水与否可分为透水坝与不透水坝两种类型：
1. 透水坝
透水坝是初期坝中最普遍最基本的坝型，其坝体内埋设排渗水、反滤体等设施，其功能是将通过坝体的渗漏水以达标的清水排到坝下游，有效的控制坝体内（包括尾矿堆积坝）浸润线位置。
2. 不透水坝
由于选矿工艺流程等原因，尾矿浆和尾矿水的渗漏有可能污染下游水系，难以满足环保要求时，或尾矿水处理不经济时，可以采用粘土、土工薄膜、沥青及钢筋混凝土等防渗材料设置防渗体，以达到防止渗漏的目的。
显然，初期坝不透水，后期堆积坝的浸润线有可能在初期坝顶上某标高逸出，带来坝体渗漏稳定等一系列安全问题。
二、堆积坝
尾矿堆积坝，也叫尾矿后期坝，是尾矿排放过程中超过初期坝顶标高以上，采用尾矿堆筑而成的坝体。
堆积坝尾矿沉积规律
堆积坝尾矿沉积示意图
采用上游法筑尾矿坝一般采取坝前分散放矿，在矿浆流动过程中，由于挟带尾矿砂能的不同，按粗、中、细尾砂和尾矿泥的次序沉积，形成沉积滩，而构成堆积坝的坝体。
影响沉积特征的因素：
（1） 粒度
（2） 流速
（3） 浓度
（4） 尾矿冲击坡
尾矿堆积坝的形式
尾矿堆积坝的形式上有上游法、中线法、下游法、水库式堆积法、高浓度堆积法和尾矿压滤滤饼干堆等。我国普遍采用上游式堆坝法。
1. 上游法
通常先采用当地土石等材料修筑初期坝，以形成初期放矿库容，而后将选矿厂排出的尾矿浆输送到坝顶，再由分散放矿管向坝内均匀放矿，使粗颗粒尾砂自由沉积于坝前，形成坚固的坝壳；细颗粒尾砂及矿泥远离坝前而沉积于库区内，并形成一定距离的干滩，待尾砂充填与前期子坝接近时，在新形成的干滩面上，
向内移动一定的设计距离，取出尾砂堆筑1-3米高的坝，再将放矿管移至新的子坝顶上放矿。
上游法尾矿堆积坝
2. 下游法
下游法的特点是采用水力旋流器分离出浓度较高的粗颗粒尾砂向初期坝的下游方向移动和升高筑坝。
下游法尾矿堆积坝
该法优点：
尾矿堆积坝不必建在充填密度较低的尾矿冲积滩上，边坡坡度较陡； 下游面粗粒尾砂充填可按规定分层压实作业；
下游面底部排渗水系统可控制和降低坝内浸润线位置；抗震性能好。 该法缺点：
需要大量的粗尾砂来筑坝，投产初期因无足够的尾砂而不能保持尾矿堆积坝顶标高超过坝内水面的升高，这样就要求修筑较高的初期坝或用当地土石材料补充尾砂的不足，显然增加初期尾矿坝设施的投资。此外，还有一套旋流器分级设施，推土机筑坝相配合等，不便管理等。
3. 中线法
中线法实际上是下游法的一个变种。区别在于尾矿筑坝过程中将坝顶向下游方向移动改为坝顶垂直升高，堆积尾矿仍需水利旋流器分级。
优点：
坝顶升高到任意高度时所需要的尾砂量都较少，因此，初期分层加高时，要求超越坝内水面高度的困难少些。
缺点：
升高上游面坝体十分谨慎，如上游充填过快，坡陡，将可能出现剪切破坏，水位过高又可能漫顶。
4. 水库式堆积法
顾名思义既不用尾矿堆筑坝体，在初期坝建成后，直接向坝内放矿，类似于水库蓄水。
当尾矿粒度过细，不宜用来筑坝，或其他原因筑坝相当困难，或尾矿浆对环境危害大，不允许泄漏时，而采用水库式堆积法。显然，全部采用当地土石材料或坑口废石筑坝，而且坝很高，工程量又大，投资一般都较高。
5. 高浓度堆积法
引入浓缩尾矿椎体积筑坝法，其特点是讲选矿厂排出的尾矿浆浓密机浓缩到40~70%浓度，通过砂泵输送到尾矿库予定高标排放点，以自然沉积方式，无分级作用，膏体状排放，形成密实，固结成圆锥形尾矿堆体。
高浓度堆积法
6. 尾矿压滤干堆法
尾矿压滤干堆法是近年黄金矿山推广使用“全泥氰化尾矿压滤、滤饼干式堆存和尾液循环利用新工艺”的基础上逐步形成的。
其特点是选矿厂排出的尾矿浆需先经过压滤车间（包括水利旋流器、高效浓密机、立式全自动压滤机或XMZ 型箱式自动压滤机、空气压缩机等设备）将尾矿压滤成含水率14-20%左右的干饼，再经过皮带机、自卸汽车等运输工具运往堆场并使用推土机进行碾压堆放。
三、尾矿堆积坝的维护管理
尾矿堆积坝的维护管理，应严格执行《冶金矿山尾矿设施管理规程》及有关的设计要求，技术规程，规范的规定，确保尾矿坝正常运行所必需的干滩长度，坝体安全超高及降低坝体浸润线。及时发现消除隐患。
1. 检查维护
经常巡视检查坝体有无裂缝、渗漏、塌坑、冲沟和洞穴等异常现象；
经常巡视检查护坡是否有块石松动、架空、垫层冲失、塌坑、移走等损坏现象；
经常巡视检查坡面排水沟、坝肩截洪沟等是否堵塞、淤积、破坏现象；
经常巡视检查坝趾脚及涵管出口附近两岸坝头接触部位有无沼泽化、渗漏、浑水、管涌或流土等现象；
汛前、汛后应进行全面大检查，暴雨或地震后应及时检查。
2. 安全运行
（1）确保坝体安全超高
不允许占用安全超高来排放尾矿和贮水，不能用调洪高度代替安全高度。尤
其在尾矿粒度极细的条件下，沉积滩坡度较小，满足安全超高困难时更加注意。
（2）确保坝前干滩长度
坝前干滩是降低坝体浸润线的条件之一，干滩越长，则坝体浸润线越低，坝体稳定性越好。
在满足回水量和水质的要求下，尽量降低水位，当回水与干滩长度的要求相互矛盾时，应确保安全要求的感叹长度。
（3）控制坝体浸润线
降低坝体浸润线是抗震，防止液化和坝体安全的根本措施。
A ． 确保排渗设施的正常运行，如排渗棱体。排渗盲沟，排
渗褥垫，贴坡反滤及各种排渗井（管井、虹吸式排渗井、轻
型井点、垂直水平联合排渗体）等。
B ． 改善放矿坝体工艺，放矿时专人管理操作，不得脱
岗，不得任意在坝段一侧岸边或库内放矿，避免坝
内一侧积水和矿泥夹层。
3. 尾矿坝安全保护区
（1）尾矿坝及库区范围内严禁爆破、采石、非法乱采乱挖、取土、打井；
（2）尾矿坝体上严禁修筑渠道、涵管，禁止在坝坡及干滩上滥垦滥放牧；
（3）坝体上各种工程材料和埋设观测设施，严禁拆挪、破坏。
第四章 排水构筑物
为了使尾矿澄清水及洪水顺利而安全的排出坝外，必须在尾矿坝内或库区内设置排水构筑物，以确保坝体的安全运行。
一、排水构筑物的类型
按不同的地形，工程地址和洪水量、调洪能力、回水方式、使用年限、施工、管理条件等可采用不同形式的排水构筑物。
1. 按结构上分，基本类型有：
（1）井~涵管（隧洞）式排水系统
（2）斜槽~涵洞（隧洞）式排水系统
（3）开敝式溢洪道
（4）截洪沟、拦洪坝~隧洞排水系统
2. 建筑材料上分：
（1）浆砌石：涵洞、排水井、斜槽和拦洪坝等可采用；
（2）素混凝土或钢筋混凝土；排水井（塔）、排水管、斜槽、隧洞的衬砌等采用；
（3）喷锚和不衬砌：隧洞采用。
3. 其他：按断面型式上分有园形、拱形、方形和马蹄形等；按水流条件上分有无压水流，半压力流和有压水流等。
4. 排水管的型式
尾矿库的排水管型式是根据泄洪量大小、地形地质情况及当地建筑材料、施工力量等因素决定。
按敷设方法分为：上埋式、平埋式和沟埋式。
第五章 排渗水设施
尾矿堆积坝的排渗设施
1. 底部排渗设施
当尾矿坝坐落在不透水性的地基上或初期坝为不透水坝时，尾矿粒度教细（如-200目占90%），为了提高尾矿堆积坝的稳定安全系数，常采用底部排渗设施，以降低浸润线。底部排渗的形式有：褥垫式、深水管式、渗水盲沟及混合式多种。
2. 贴坡排渗
当初期坝和坝基均匀不透水，又未埋设底部排渗设施时，为防止浸润线抬高和逸出，产生坝面沼泽化，可增设贴坡排渗设施。
3. 排渗管或排渗盲沟
排渗管或排渗盲沟在平面布置上注意横向的坡向两侧与纵向的中间集水相结合，坡度一般为1%左右，不淤不堵。
排渗管一般用铸铁管、钢管、塑料管或钢筋混凝土管等做成花孔管。管径、壁厚、开孔数目及周围填充料等经计算确定。
排渗盲沟多用土工布做反滤层，内填块石体。
4. 渗井
渗井可以大幅度的降低坝体内浸润线，往往在抗震加固中采用垂直自流排渗井和水平排渗管联合排渗方法。
5. 辐射式排渗设施
它是由大口井，辐射向水平排渗管、竖向排渗管组成。对于正在使用中的尾矿库，由于浸润线过高影响坝体稳定，需要大降深的尾矿堆积坝比较适合。
6. 土工布加筋堆筑尾矿坝
采用土工布，每隔一定高度包裹尾矿堆积坝，既起到坝体加筋作用，提高强度，又由于土工布加速尾矿排渗固结，从而降低坝体浸润线。对于小型细泥尾矿堆积坝比较适宜，与一次性筑坝相比可大幅度降低工程造价。
第六章 尾矿坝监测
尾矿坝投入运行后，其坝体工作状态应受到大自然因素和各种力的作用不断变化，为了及时掌握其变化状态，取得必要地数据资料，就需要埋设和安装仪器设备进行观测，就像人的耳目一样，以便及时发现问题和隐患，及时采取有效措施处理，确保尾矿坝的安全。
第一节 尾矿坝监测的基本原则与观测项目
一、基本原则
1. 观测工作应尊重事实，不篡改和伪造；
2. 观测项目、时间和测次的确定，应目的明确，计划性强，重点突出尾矿坝运行状态；
3．观测工作制度应做到“四无”；即无漏测、无缺测、无违时；无不符合精度要求；“四随”；即随观测，随记录，随计算校对，随整理；“四固定”；即固定人员、固定仪器、固定时间、固定测次；以确保资料的连续性和可靠性；
4. 观测设备的性能应稳定可靠，操作方便，达到规定的精度要求，不受气温、振动等外界影响；
5. 测点应合理布置，观测与日常检查相结合，并与尾矿坝内的尾砂、水位、荷载等变化及其他影响因素观测同时进行。
二、观测项目
1. 水文观测：降水量、库水位、蒸发等。
2. 渗透观测：浸润线、渗流量、绕坝渗流、扬压力及渗水水质等。
3. 变形观测：包括垂直位移、水平位移，裂缝、伸缩缝及固结的观测。
4. 应力观测：总应力和孔隙水压力。
第二节 尾矿坝的变形与应力观测
一、垂直位移观测
尾矿坝的垂直位移采用水准测量的方法进行观测。
（1）原理:用水准仪进行水准测量，即测出两点间的标高差。在尾矿坝两岸边不受变形影响的山体上设置基准点，通常在每一纵排标点的两端岸边上个设置一个。同时在坝体表面不知设立垂直位移标点，定期进行水准测量，求得标点的标高变化值，即为垂直位移值。
（2）标点布设:观测标点布设在坝体表层，选择有代表性的断面，如最大坝高断面，工程地质变化较大地段、合拢段及有涵管通过的地段等。一般在坝顶布设一排下游坝布设2-3排，每排标点间距50-100m 。每排标点延长线的两端山体上，增设工作基点和校核基点。
二、水平位移观测
尾矿坝的水平位移采用视准线法进行观测
(1)原理：在坝体两端山体上设立工作基点A 和B ，将经纬仪安放在A （或B ）的支承托架上，后视工作基点B （或A ），构成视准线，以此作为观测坝体变形的基准线。然后测出各标点与视准线的相对位置。当坝体发生水平位移后，各标点与视准线的相对位置也随之发生变化。再用经纬仪放置在工作基点A （或B ）上，后视B （或A ），可测出各标点与视准线的距离，再与初测的成果比较，其差值即为标点在垂直视准线方向的水平位移量。
（2）标点布置：通常水平位移与垂直位移的观测相配合进行，因此将水平位移与垂直位移标点同布设在一个测量标点上。
土石、尾矿坝在初期每月观测一次，当坝体水平或垂直变形量已基本稳定后，可逐步减少为每季或每半年观测一次。当有下列情况发生时，应增加测次。 地震发生后；
A ．
B ．
C ．
D ．
E ． 暴雨或久雨后； 坝内库水位超过最高水位； 渗透情况严重； 变形量显著增大时； 坝体上进行大型施工等。
三、裂缝观测
通常对于垂直坝轴线的横向裂缝和缝宽大于5mm 纵向裂缝，弧形裂缝，错距明显的裂缝及坝体与构筑物接合处的裂缝，都应进行观测。
裂缝观测包括裂缝的位置、走向、长度、宽度等，对重要的裂缝，应进行坑探或钻探。
裂缝观测可用石灰划出标记，并用钢尺测量，记明日期，以便账务裂缝发展情况。
第三节 尾矿坝的渗流观测
渗流观测的内容包括：
浸润线观测，绕坝渗流观测，渗流量观测，坝基渗水压力观测，重力坝的扬压力观测，渗透水质监测等。
一、浸润线观测
（1）布设测点:一般选择有代表性或有异常渗流的横断面作为浸润线观测断面，布设测压管。对大、中型尾矿坝测断面不小于3个，一般中小型的不小于2个断面。
（2）观测设备:通常采用测压管，即利用钢管、塑料管或无砂混凝土管等直接埋入坝体内，测取管中水位标高与坝上游水位连线来表示浸润线。
（3）测水管水位观测:观测水位的仪器有测深钟、电测水位计、压气U 形管，示数水位器及遥测水位计等。
二、渗水压力观测
尾矿坝在水头压力作用下，同样会发生渗流，国内外都曾发生过因坝基产生异常渗流而导致溃坝事故。通过坝基渗水压力观测，得以掌握坝基渗流的沿程压力分布，分析防渗和排渗设施工作状况，予测能否产生冲刷，管涌和流土等破坏。
三、渗流量观测
渗流量观测，通常是将坝体排渗设施的渗水集中引出，观测其流量。对于坝体和坝基渗流量难以区分情况可观测总渗流量。
四、绕坝渗流观测
绕坝渗流观测通过埋设测水管进行，测水管布设应根据坝体与岸边连接的轮廓线，即两岸边工程地质情况，防渗排渗设施型式等确定。
尾矿工段培训资料
2012年1月