摘 要:汛期潰壩事故時有發(fā)生,且其后果十分嚴重。本文分析了尾礦庫汛期安全管理的重要性,指出汛期管理的重點在于如何控制洪水。從汛期安全檢查、防洪能力復(fù)核、汛期安全監(jiān)測三方面,分析了尾礦庫汛期安全管理的重要內(nèi)容;并提出了尾礦庫安全度汛措施,供有關(guān)設(shè)計部門、企業(yè)管理人員參考。
關(guān)鍵詞:尾礦庫;安全檢查;防洪能力;安全監(jiān)測;安全度汛
1 尾礦庫汛期安全管理的重要性
尾礦庫是一種特殊的工業(yè)建筑物,也是礦山三大控制性工程之一,它運行的安全與否,不僅關(guān)系到礦山企業(yè)的經(jīng)濟效益,而且與庫區(qū)下游居民的生命財產(chǎn)及周邊環(huán)境息息相關(guān)。
尾礦庫在汛期將面臨洪水的威脅,一旦洪水漫過壩頂造成潰壩,水流將攜帶庫內(nèi)堆積的大量尾礦砂沖向下游,對下游的村莊、農(nóng)田以及交通設(shè)施等造成巨大影響,嚴重威脅壩下人員安全和當?shù)亟?jīng)濟發(fā)展,同時尾礦砂的外流還會給當?shù)丨h(huán)境帶來污染。根據(jù)有關(guān)統(tǒng)計資料顯示,國內(nèi)尾礦庫病害事故中,排洪系統(tǒng)的病害事故占33.3%,洪水漫頂?shù)恼?4.4%[1]。由此可見,尾礦庫的汛期安全管理非常重要,且管理的重點在于如何控制洪水。
2 尾礦庫汛期安全管理
2.1 尾礦庫汛期安全檢查
排洪系統(tǒng)作為尾礦庫汛期排洪的重要設(shè)施,其暢通情況直接關(guān)系到汛期庫區(qū)洪水能否順利排出,最終關(guān)系到尾礦庫汛期運行安全問題。因此,汛期來臨之前,必須對尾礦庫的整套排洪系統(tǒng)進行全面檢查,保證尾礦庫的排洪系統(tǒng)的暢通,確保汛期洪水能夠及時排出。
尾礦庫的排洪系統(tǒng)一般包括庫內(nèi)排洪設(shè)施,如排水斜槽、排水井、排水管、隧洞、溢洪道等,庫外排洪設(shè)施,如壩肩截水溝、壩面排水溝、攔洪壩、截洪溝等。排洪系統(tǒng)的安全檢查主要包括:有無變形、位移、損毀、於堵,排水能力是否滿足要求等。
排水斜槽一般需檢查其斷面尺寸、槽身變形、損壞或坍塌,蓋板放置、斷裂,最大裂縫開展寬度,蓋板之間以及蓋板與槽壁之間的防漏充填物,漏砂,斜槽內(nèi)於堵等情況。
排水井檢查內(nèi)容:井的內(nèi)徑、窗口尺寸及位置,井壁剝蝕、脫落、滲漏、最大裂縫開展寬度,井身傾斜度和變位,井、管聯(lián)結(jié)部位,進水口水面漂浮物,停用井封蓋方法等。
排水涵管檢查內(nèi)容:斷面尺寸,變形、破損、斷裂和磨蝕,最大裂縫開展寬度,管間止水及充填物,涵管內(nèi)淤堵等。對于無法入內(nèi)檢查的小斷面排水管和排水斜槽可根據(jù)施工記錄和過水暢通情況判定。
排水隧洞檢查內(nèi)容:斷面尺寸,洞內(nèi)塌方,襯砌變形、破損、斷裂、剝落和磨蝕,最大裂縫開展寬度,伸縮縫、止水及充填物,洞內(nèi)淤堵及排水孔工況等。
溢洪道、截洪溝檢查內(nèi)容:斷面尺寸,沿線山坡滑坡、塌方,護砌變形、破損、斷裂和磨蝕,溝內(nèi)淤堵等。對溢洪道還應(yīng)檢查溢流坎頂高程、消力池及消力坎等。
排洪系統(tǒng)檢查時應(yīng)留下影像資料,以備出現(xiàn)事故時查找原因。如汛期前對排洪設(shè)施進行檢查發(fā)現(xiàn)問題,應(yīng)及時維修和疏浚,確保排洪設(shè)施暢通。
(2)汛期后的安全檢查
洪水過后應(yīng)對壩體和排洪構(gòu)筑物進行全面認真的檢查與清理,發(fā)現(xiàn)問題及時修復(fù),同時采取措施降低庫水位,防止連續(xù)降雨后發(fā)生垮壩事故。
2.2 尾礦庫防洪能力復(fù)核
每年汛期前,應(yīng)對尾礦庫的防洪能力進行復(fù)核,其具體做法是按現(xiàn)狀尾礦庫確定等級標準,選用防洪標準,根據(jù)選定的防洪標準,依據(jù)當?shù)厮氖謨赃M行洪水計算以及調(diào)洪演算,以確定尾礦庫汛期安全運行的合理水位、控制的干灘長度和安全超高。
進行調(diào)洪演算時,有一些參數(shù)必須要根據(jù)尾礦庫現(xiàn)狀運行情況實測確定,如尾礦庫灘頂高程、運行的庫水位、沉積灘坡度等。
(1)尾礦庫灘頂高程的測定,應(yīng)沿壩(灘)頂方向布置測點進行實測,其測量誤差應(yīng)小于20mm。當灘頂一端高一端低時,應(yīng)在低標高段選較低處檢測1~3個點;當灘頂高低相同時,應(yīng)選較低處不少于3個點;其它情況,每100m壩長選較低處檢測1~2個點,但總數(shù)不少于3個點。各測點中最低點作為尾礦庫灘頂標高。
(2)尾礦庫庫水位的測定,其測量誤差應(yīng)小于20mm。
(3)尾礦庫沉積灘坡度的測點,測量尾礦庫沉積灘的平均坡度時,應(yīng)視沉積灘的平整情況,每100m壩長布置不少于1~3個斷面。測量斷面應(yīng)垂直于壩軸線布置,測點應(yīng)盡量在各變坡點處進行布置,且測點間距不大于10~20m(干灘長者取大值),測點高程測量誤差應(yīng)小于5mm。尾礦庫沉積干灘平均坡度,應(yīng)按各測量斷面的尾礦沉積干灘加權(quán)平均坡度平均計算。
根據(jù)實測的灘頂高程、庫水位、沉積灘坡度,以及洪水運行時的最小干灘長度和最小安全超高,計算現(xiàn)狀尾礦庫的調(diào)洪庫容;然后根據(jù)調(diào)洪幅度,計算尾礦庫排洪設(shè)施的泄流能力。
調(diào)洪演算過程根據(jù)水量平衡方程式進行。通過調(diào)洪演算確定汛期尾礦庫運行的庫水位、安全超高和最小干灘長度,以及所能承受的暴雨量,結(jié)合天氣預(yù)報以這些參數(shù)對尾礦庫進行汛期安全控制。天氣預(yù)報與暴雨量關(guān)系見下表:
表1? 雨量與預(yù)報對應(yīng)關(guān)系表
預(yù) 報 | 雨 量 | 半天雨量 |
小 雨 | 1~10mm | 0.5~5mm |
中 雨 | 10~25mm | 5.1~15mm |
大 雨 | 25~50mm | 15.1~30mm |
暴 雨 | 50~100mm | 30.1~70mm |
大暴雨 | 100~200mm | 70.1~140mm |
特大暴雨 | >200mm | >140mm |
進入汛期后,注意收聽天氣預(yù)報及政府相關(guān)部門發(fā)出的暴雨預(yù)警信息,當收到預(yù)警信息或有暴雨預(yù)報時,停止向尾礦庫內(nèi)排放尾礦,并將庫內(nèi)水排空預(yù)留調(diào)洪空間。
如尾礦庫處在地震區(qū),尤其應(yīng)注意尾礦壩的干灘長度和安全超高,一級和二級尾礦壩干灘長度不應(yīng)小于150m,二級以下不宜小于100m。上游式尾礦壩沉積灘頂至正常高水位的高差不得小于非地震區(qū)的最小安全超高值與地震涌浪高度之和,灘頂至正常高水位邊線的距離不得小于非地震區(qū)的最小灘長值與地震涌浪高度對應(yīng)灘長之和;下游式與中線式尾礦壩壩頂外緣至正常高水位水邊線的距離不宜小于表非地震區(qū)的最小灘長值與地震涌浪高度對應(yīng)灘長之和;尾礦庫擋水壩壩頂至正常高水位的高差不得小于非地震區(qū)的最小安全超高值與地震涌浪高度之和。地震涌浪高度可根據(jù)設(shè)計地震烈度和水深確定,可采用0.5~1.5m。