康家湾矿斋家冲尾矿库加高扩容面临的问题及对策(终稿).docx

康家湾矿斋家冲尾矿库加高扩容面临的问题及对策安环部王松坚摘要:本文提出了康家湾矿斋家冲尾矿库加高扩容的建议，并对尾矿库加高扩容所面临的问题提出了对策，论证了尾矿库加高扩容经过正规单位设计、工程整改，斋家冲尾矿坝稳定性完全可以满足规范要求。斋家冲尾矿库可从145米征地标高加高至170米或以上，库容从450万m3增至910万m3，相当于再造一个康家湾矿斋家冲尾矿库，与选择地址建新的尾矿库相比，可节省投资数千万元。关键词：斋家冲尾矿库加高扩容工程地质勘察稳定性物理力学指标排洪系统前言近年来，由于康家湾矿斋家冲尾矿库接近145米征地标高，2008年公司领导多次要求选择地址建新的尾矿库以接替斋家冲尾矿库，后来康家湾矿物色了一个容积约为800万m3的尾矿库新址，预算金额9800万元。而笔者在征询多位知名专家后，向公司领导和康家湾矿领导提出了尾矿库加高扩容的建议。但众多同仁提出了尾矿库加高扩容可能存在的问题，如尾矿坝稳定性、是否有足够库容等，为此，公司邀请中国有色金属工业长沙勘察设计研究院对康家湾矿斋家冲尾矿库进行了工程地质勘察和对库区平面图进行精确测量。1尾矿库概况1.1尾矿库现状斋家冲尾矿库于1974年由原水口山矿务局自行规划设计。1979年动工，至1986年5月竣工，6月正式使用至今。该库初期坝坝顶标高103.0m，坝高20.8m，坝顶宽4.0m，坝内坡1:2.0，外坡1:1.75，坝型为堆石坝，后期堆积坝坝为上游式尾矿堆坝，设计最终堆积标高150.0m，总坝高67.8m，设计总库容526×104m3（但是实际征地标高却为145米，相应库容450×104m3）。2000年该库坝坡出现沼泽化，长沙有色冶金设计研究院采用在坝坡上设置大口辐射井的方案对沼泽化问题进行了处理。2003年长沙有色冶金设计研究院对该库的排洪系统进行了安全整改设计，使其能安全运行至150.0m标高。目前该库坝顶标高约145.63m。1.2尾矿堆积坝目前斋家冲尾矿库堆积坝顶标高约145.63m，滩顶标高约145.5m,堆积坝高42.63m，总坝高63.43m。库尾水面标高约139.02m，沉积滩长约370.0m，沉积滩坡度约为1.75%；平均堆积边坡约1:4.7。堆积坝坡采用山皮土护坡，表面植物（草）较好。坝肩排水沟除标高110～113m之间东侧的小部分损毁变形外，其余的排水沟均较好。各级马道的排水沟现状良好。1.3排洪系统斋家冲尾矿库排洪系统由Ⅰ期窗口式排水井—隧洞和Ⅱ期斜槽—竖井—隧洞组成，目前正使用Ⅱ期排洪系统。排水斜槽B×H=1.0×1.7m，断面为圆拱直墙型，建于标高114.7m至标高153.6m山坡上，斜槽倾角22.1°，长105.6m，其底板和侧壁均为单侧配筋的钢筋混凝土结构。130.0m标高以下斜槽中埋设D=0.8m钢管加固，钢管与斜槽内壁之间浇注C15细石混凝土。竖井D×H=1.6×11.0m，混凝土衬砌，竖井底标高约103.0m。隧洞B×H=1.6×1.92m，长857.8m，坡度约为1.5%，为门洞型支护结构，库区隧洞经现场调查，主隧洞均采用钢筋混凝土衬砌，断面为圆拱直墙型，B×H=1.6×1.85m，坡度约为1.5%，出口底板标高90.28m。除部分约长160m长底板损毁外，其余段衬砌结构完好，未见明显裂缝，仅局部有串珠状渗水。1.4排渗设施2000年斋家冲尾矿库坝坡出现大面积沼泽化，长沙有色冶金设计研究院为该库设置了两座大口辐射井，分别位于120.0m标高和130.0m标高平台，水平排渗管的出口标高分别为107.0和120.0m，目前两座井出水水质澄清，水量稳定，分别为7.42L/s及7.29L/s（2010年5月30日测得）。2.存在问题2.1库尾南侧垭口最低处标高为160.0m，加高后的库容有限，是否有必要搞加高扩容工程？2.2原设计最终堆积标高150.0m，如果加高扩容，初期坝是否稳定以及排水隧洞能否承受加高后所带来的压力？3对策：·3.1.对策一：该库库尾南向垭口最低标高160.0m，需要在此设置10.0m副坝，即可从145征地标高加高25米至170.0m。3.1.1库容计算斋家冲尾矿库为一曲折狭长的V形山谷，走向由东向西，地势北高南低，沟口高程为90m左右，沟长774m，北岸最高山脊高程为216.7m，南岸最低山脊高程为160.0m，库区总汇水面积为0.43km2，属山谷型全封闭尾矿库。两岸多发育近南北向山脊，两岸岸坡较缓，一般1