山東黃金集團(tuán)有限公司沂南金礦 許彥會(huì) 孫建波 孫永國(guó)
摘要：應(yīng)用條分法對(duì)尾礦庫(kù)堆積壩進(jìn)行安全評(píng)價(jià)工作，既能節(jié)省工作量，又能準(zhǔn)確地反映壩體的安全現(xiàn)狀，具有便捷、準(zhǔn)確的特點(diǎn)。
關(guān)鍵詞：條分法 尾礦庫(kù)子壩 安全評(píng)價(jià)
尾礦庫(kù)作為金屬礦山一種危害性較大的生產(chǎn)設(shè)施，自1995年以來，國(guó)家和各省即對(duì)此項(xiàng)工作納入正規(guī)管理。在其安全性評(píng)價(jià)中，危害程度分析與定量估算還未形成固定的模式，大致采用一般綜合評(píng)價(jià)法和模糊綜合評(píng)價(jià)法、灰色綜合評(píng)價(jià)法及其他安全評(píng)價(jià)法。但這些方法在實(shí)際應(yīng)用中大多存在不確定性，尤其是尾礦庫(kù)子壩的安全性確定更顯突出?，F(xiàn)結(jié)合實(shí)際工作，對(duì)條分法安全評(píng)價(jià)的應(yīng)用做一簡(jiǎn)要介紹。
1 尾砂的理化性質(zhì)
沂南金礦的主要礦物為多金屬矽卡巖，有含銅矽卡巖、含銅磁鐵礦、含銅大理巖三種類型。尾礦的化學(xué)成分見表1，粒級(jí)分布見表2，尾砂物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)見表3，尾砂的堆比重1．4噸／立方米，壓縮率為5％，化學(xué)性能較穩(wěn)定，沉降速度較慢。
表1 尾礦的化學(xué)成分
|
化學(xué)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 粒級(jí)分布
|
粒徑(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 |
|
產(chǎn)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 |
|
累計(jì)產(chǎn)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 尾砂物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)
|
指標(biāo) 類別 |
孔隙比 e |
天然含水量W (%) |
質(zhì)量密度ρ (kN/m3) |
內(nèi)摩擦角 ψ（°） |
變形模量 Eo(Mpa) |
|
中砂 |
0.4-0.5 0.5-0.6 |
15-18 19-22 |
20.5 19.5 |
40 38 |
46 40 |
|
細(xì)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 |
庫(kù)內(nèi)沉砂自至濾水井依次為中粒(大于0．246mm)、細(xì)砂(大于0．25mm小于0．07mm)、粉沙(小于0．07mm)，其中尾砂壩基處中砂粒狀為38．09％，細(xì)砂50．91％，粉粒狀11％，因而尾礦庫(kù)子壩為沙土性，化學(xué)組分及粒級(jí)對(duì)筑壩較為有利。
壩體坡度(I)1：0．7，坡頂寬0．8m，堆壩高度1．5～2．0m，采用蛙式打夯機(jī)(影響深度1m、影響力1．5t)每虛鋪0．5～1m夯固一次。
2 安全評(píng)價(jià)
受壩體各沉降時(shí)期的影響，需分階段給予維護(hù)，根據(jù)η=w／h(注：η—沉降值，w—沉降位移，h—壩體初高度)，計(jì)算得壩體沉降的三個(gè)階段：半年劇烈沉降期、一年之內(nèi)緩慢沉降期、一年之后基本穩(wěn)定期，在三個(gè)時(shí)期應(yīng)以緩慢沉降期為安全評(píng)價(jià)的依據(jù)。
(1)按比例繪制出截面圖(如圖1所示)
圖1
(2)根據(jù)坡度I=1：0．7，由經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)的坡頂角39°，坡底角28．5°，再在坡頂角和坡底角分別畫出，兩線的交點(diǎn)即最危險(xiǎn)的圓心O，或由A垂直下量壩體高度A值得C點(diǎn)，再由C點(diǎn)向右量4．5倍h的距離得D點(diǎn)，連接DC使其平行坑底，DO相連，求出Kmin的正點(diǎn)即圓心，經(jīng)量取滑動(dòng)半徑R=1．8m。
(3)將滑動(dòng)砂條按b=R／10=0．18m，令各條滑弧面上的Qi力作用點(diǎn)與圓心O1的連線與通過O1的垂線的夾角為α，則sinα=di／R=0．1i(α—夾角i—土條號(hào))。
(4)量出各條的中心高度hi和弧長(zhǎng)
表4
|
介條號(hào)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)將已知值代入下式，相對(duì)于圓心O1時(shí)的穩(wěn)定安全系數(shù)
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，所以壩體穩(wěn)定性能滿足安全的要求。
3 結(jié)語
尾礦筑壩受堆高速度、臺(tái)階高度、物理化學(xué)性能、沉降速度影響，壩體半年后基本密實(shí)，壩體穩(wěn)定，運(yùn)用條分法對(duì)尾礦庫(kù)子壩進(jìn)行安全評(píng)價(jià)，能達(dá)到尾礦庫(kù)安全評(píng)價(jià)技術(shù)要求，具有一定的使用價(jià)值。
——摘自《中國(guó)職業(yè)安全衛(wèi)生管理體系認(rèn)證》2004年第4期
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