山东黄金集团有限公司沂南金矿 许彦会 孙建波 孙永国
摘要：应用条分法对尾矿库堆积坝进行安全评价工作，既能节省工作量，又能准确地反映坝体的安全现状，具有便捷、准确的特点。
关键词：条分法 尾矿库子坝 安全评价
尾矿库作为金属矿山一种危害性较大的生产设施，自1995年以来，国家和各省即对此项工作纳入正规管理。在其安全性评价中，危害程度分析与定量估算还未形成固定的模式，大致采用一般综合评价法和模糊综合评价法、灰色综合评价法及其他安全评价法。但这些方法在实际应用中大多存在不确定性，尤其是尾矿库子坝的安全性确定更显突出。现结合实际工作，对条分法安全评价的应用做一简要介绍。
1 尾砂的理化性质
沂南金矿的主要矿物为多金属矽卡岩，有含铜矽卡岩、含铜磁铁矿、含铜大理岩三种类型。尾矿的化学成分见表1，粒级分布见表2，尾砂物理力学性质指标见表3，尾砂的堆比重1．4吨／立方米，压缩率为5％，化学性能较稳定，沉降速度较慢。
表1 尾矿的化学成分
|
化学成分 |
Au |
Ag |
Cu |
S |
TFe |
SiO |
Pb |
MgO |
AlO |
CaO |
TiO |
CO |
Mn |
As |
Sb |
|
含量(%) |
0.2~0.3g/t |
0.4~0.6g/t |
0.05~0.06 |
0.4 |
9 |
27.4 |
0.01 |
4.19 |
21.4 |
12.5 |
0.34 |
0.007 |
0.121 |
0.004 |
0.07 |
表2 粒级分布
|
粒径(mm) |
>0.246 |
+0.175 |
+0.147 |
+0.124 |
+0.112 |
+0.096 |
+0.084 |
+0.074 |
+0.052 |
+0.037 |
+0.028 |
+0.014 |
+0.007 |
+0.0035 |
-0.035 |
|
产率% |
2.7 |
7.66 |
10.81 |
5.41 |
0.9 |
9.28 |
1.35 |
3.87 |
5.03 |
5.01 |
15.56 |
7.86 |
18.75 |
4.6 |
1.21 |
|
累计产率 |
2.7 |
1036 |
21.17 |
26.58 |
27.48 |
36.76 |
38.11 |
41.98 |
47 |
52.02 |
67.58 |
75.44 |
94.19 |
98.79 |
1.00 |
表3 尾砂物理力学性质指标
|
指标 类别 |
孔隙比 e |
天然含水量W (%) |
质量密度ρ (kN/m3) |
内摩擦角 ψ（°） |
变形模量 Eo(Mpa) |
|
中砂 |
0.4-0.5 0.5-0.6 |
15-18 19-22 |
20.5 19.5 |
40 38 |
46 40 |
|
细砂 |
0.4-0.5 0.5-0.6 |
15-18 19-22 |
20.5 19.5 |
38 36 |
37 28 |
|
粉沙 |
0.4-0.5 0.5-0.6 |
15-18 19-22 |
20.5 19.5 |
36 34 |
14 12 |
库内沉砂自至滤水井依次为中粒(大于0．246mm)、细砂(大于0．25mm小于0．07mm)、粉沙(小于0．07mm)，其中尾砂坝基处中砂粒状为38．09％，细砂50．91％，粉粒状11％，因而尾矿库子坝为沙土性，化学组分及粒级对筑坝较为有利。
坝体坡度(I)1：0．7，坡顶宽0．8m，堆坝高度1．5～2．0m，采用蛙式打夯机(影响深度1m、影响力1．5t)每虚铺0．5～1m夯固一次。
2 安全评价
受坝体各沉降时期的影响，需分阶段给予维护，根据η=w／h(注：η—沉降值，w—沉降位移，h—坝体初高度)，计算得坝体沉降的三个阶段：半年剧烈沉降期、一年之内缓慢沉降期、一年之后基本稳定期，在三个时期应以缓慢沉降期为安全评价的依据。
(1)按比例绘制出截面图(如图1所示)
图1
(2)根据坡度I=1：0．7，由经验数据的坡顶角39°，坡底角28．5°，再在坡顶角和坡底角分别画出，两线的交点即最危险的圆心O，或由A垂直下量坝体高度A值得C点，再由C点向右量4．5倍h的距离得D点，连接DC使其平行坑底，DO相连，求出Kmin的正点即圆心，经量取滑动半径R=1．8m。
(3)将滑动砂条按b=R／10=0．18m，令各条滑弧面上的Qi力作用点与圆心O1的连线与通过O1的垂线的夹角为α，则sinα=di／R=0．1i(α—夹角i—土条号)。
(4)量出各条的中心高度hi和弧长
表4
|
介条号i |
Hi(m) |
sinα=0．1i |
|
hisinα(m) |
hicosα(m) |
|
|
-2 |
1 |
-.2 |
1.01 |
-0.20 |
1.01 |
0.27 |
|
-1 |
1.3 |
-0.1 |
1.00 |
-0.13 |
1.30 |
0.27 |
|
0 |
1.6 |
0 |
1.00 |
0 |
1.60 |
0.25 |
|
1 |
1.95 |
0.1 |
0.99 |
0.19 |
1.93 |
0.26 |
|
2 |
1.94 |
0.2 |
0.98 |
0.39 |
1.90 |
0.26 |
|
3 |
1.90 |
0.3 |
0.95 |
0.57 |
1.81 |
0.37 |
|
4 |
1.80 |
0.4 |
0.92 |
0.72 |
1.66 |
0.30 |
|
5 |
1.65 |
0.5 |
0.86 |
0.83 |
1.42 |
0.31 |
|
6 |
1.50 |
0.6 |
0.80 |
0.90 |
1.20 |
0.32 |
|
7 |
1.30 |
0.7 |
0.71 |
0.91 |
0.93 |
0.35 |
|
8 |
1 |
0.8 |
0.60 |
0.80 |
0.60 |
0.40 |
|
∑ |
16.94 |
3.3 |
9.82 |
4.98 |
15.36 |
3.26 |
(5)将已知值代入下式，相对于圆心O1时的稳定安全系数
K=(γ6tan∑hicosα+
=(1400×0．18×0．78×15．36+0×3．26)÷(1400×0．18×4．98)
=2．405
因2．405大于1，所以坝体稳定性能满足安全的要求。
3 结语
尾矿筑坝受堆高速度、台阶高度、物理化学性能、沉降速度影响，坝体半年后基本密实，坝体稳定，运用条分法对尾矿库子坝进行安全评价，能达到尾矿库安全评价技术要求，具有一定的使用价值。
——摘自《中国职业安全卫生管理体系认证》2004年第4期
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