冶金礦山尾礦庫壩體穩定性影響因素初探

宋德志

（廣東省地質局第六地質大隊，廣東 江門 529040）

在實際的礦山冶金中，由于受到各種因素的影響使得礦山的穩定性降低，所以需要采取相應的解決對策來提升整個礦區的穩定運行。針對以上的情況，本文將從多個角度入手，從各個方面對冶金行業的整體情況做出全面的探討與總結，以期能夠為其他的采礦工程的開展起到一定的參考作用。

1 研究綜述

1.1 本課題的研究目的及內容

礦山尾礦庫壩體穩定性直接關系到礦山的安全生產和經濟效益，因此，對其進行科學合理的設計與建設是保證礦山開采的重要前提。在對冶金礦山尾礦庫的穩定性分析中，首先需要從選廠的選建開始，通過對選廠的選址、地質條件、水文氣象等方面的調查與研究，確定出適合其實際的設計方案；其次，還需結合工程的具體情況，選擇合適的材料和技術，并制定出相應的防治措施，從而保障尾礦的質量；最后，還需考慮到礦區的環境問題，例如：周邊是否有較好的綠化帶，周圍有沒有有較好的水源供應，以及當地的氣候狀況等。本文主要針對這些影響因素，以冶金礦山的特點為基礎，根據相關的資料及數據，提出一些解決的對策建議，以期提高該行業的整體水平，促進我國礦業的發展及社會的進步。

1.2 國內外研究與現狀

我國冶金礦山的尾礦庫一般采用的是露天堆石堆石加鋪料的方式進行開采，其特點是在礦山的邊坡上設置大量的采空區，并且在采空區的上方還設有井下的采煤工作面，這些都使得尾礦庫的安全問題得到了一定程度的緩解；但是由于礦山的特殊性，其邊坡的穩定性較差，所以，對礦山的整體穩定性造成嚴重的威脅；而且，隨著經濟的發展和科學技術的進步，以及人們的環保意識的增強等，導致一些大型的礦山企業為了提高生產效率，降低成本，而將廢棄的礦石直接作為原材料，這樣不僅會對環境產生極大的污染，還會使資源的浪費現象更加明顯。因此，如何有效的控制和防止尾礦庫的堆積對于整個礦業的可持續利用具有重要的意義[1]。目前，國內關于冶金礦山的研究主要集中于以下幾個方面：一是采礦方法的選擇與應用，二是礦區的選型，三是礦產的選型，四是從理論到實踐的運用等。

1.3 研究的主要內容與思路

本文以冶金礦山尾礦庫壩體的穩定性分析為主要研究內容，通過對冶金礦山的特點、現狀進行調查，結合實際情況，對其尾礦庫壩體的穩定性提出了相應的設計建議，為其提供一定的理論依據。根據我國目前的礦業發展形勢，確定出合理的選型原則，并在此基礎上，對選型的方法及流程做出總結，并在此過程中，針對不同的選型要求，選擇合適的工藝技術，從而使礦山的效益最大化。

2 冶金礦山條件分析

2.1 自然地理

在冶金礦山的尾礦庫中，主要是以石料為主，其中，有大量的石料用于開采，因此，在實際生產過程中，需要對其進行有效的利用和開發。但是由于我國的地質條件復雜，所以在對礦石的運輸方面，往往會出現一些問題，例如：石料的堆積、破碎等，這些都會導致尾礦庫的安全隱患。自然地理環境對于礦產資源的分布情況，一般是以山地和丘陵的形式存在，而山區的地形比較多，地勢起伏比較大，而且地下水位較低，這就使得礦山的采空區的水文狀況十分的不穩定，并且容易發生塌方的現象；另外，礦區附近的土壤結構較為松散，這也就造成了露天的巖石堆放的時候，易產生塌陷的危險；有些地方的氣候干旱，這也給礦山的正常運行帶來了一定的影響；除此之外，還有很多的因素會影響到礦業的發展以及礦山的質量等。

2.2 氣候狀況

氣候是影響冶金礦山尾礦壩體穩定性的一個重要的因素，在實際的生產中，由于氣候條件的變化，會導致一些尾礦庫壩體內部出現一定的問題和隱患，比如說，在溫度高的時候會對其產生很大的影響；而當氣溫低的情況下，則會對其造成較大的影響；另外，如果遇到大風天氣，則還會使其地基發生沉陷，從而使得整個礦山的穩定性受到了極大的威脅等等。所以說，對于環境的分析是非常有必要的工作內容，只有這樣，才能夠保證礦業企業的正常運行。因此，需要注意的是，要想確保礦山的穩定發展，必須要采取科學的措施來進行控制，并且還應該做好相應的預防和處理，以達到減少礦山的損失以及避免安全事故的目的[2]。此外，還可以通過對礦區的地形地貌等方面的調查來了解，進而確定出礦產資源的類型、特點等，然后根據這些信息，制定合理的開采方案，以此來提高礦山的經濟效益。

2.3 社會經濟條件

①社會經濟發展水平在我國的工業生產中，冶金礦山的主要任務是對礦石進行加工，而礦山的尾礦庫則是對冶金礦產資源的綜合利用。所以，在實際的開采過程中，礦山企業的經濟效益與尾礦庫的安全穩定息息相關。②礦業產業結構由于礦山的特殊性其尾礦庫的建設與一般的采礦有所不同，其特點就是需要大量的資金投入，并且對于一些大型的工程項目，其投資成本相對較高。因此，在對這些小型的礦山項目的開發時，要根據自身的具體情況，選擇合適的選址地點，從而保證后續的正常運行。同時要加強管理，提高工作效率，減少不必要的損失和浪費。另外還要注重環保，盡量避免環境的污染和破壞。此外，還應重視環境保護，防止因各種原因導致的生態問題。③社會文化背景的影響因素。隨著人們的生活條件不斷的改善，以及國家的大力支持，礦區的基礎設施得到了極大的完善與改進，這也為礦山的可持續的發展提供了良好的基礎條件。

3 冶金礦山尾礦庫壩體穩定性影響因素分析

3.1 尾礦庫壩體的結構特點

由于冶金礦山的特殊性，其尾礦庫壩體的結構特點也具有一定的復雜性和多樣性。主要表現在以下幾個方面：①尾礦庫壩頂高程較低，且在實際的生產過程中，其上游的巖石破碎程度較高，而下游的山體較薄，因此，在設計時，需要對其進行適當的加固處理，以保證整個工程的安全穩定；②尾砂石的堆放較為集中，并且分布比較分散，所以，對施工的要求相對來說也會更高，這就導致了在具體的建設中，要根據不同的情況來確定合理的堆放位置，從而確保整體的安全性；③尾砂石的堆積量較大，而且還存在著大量的廢棄物，這些廢棄物如果不加以管理，將會造成很大的資源浪費，甚至還會產生環境污染，嚴重影響到生態環境的保護和生態的平衡發展。針對以上的問題，提出的解決措施，可以有效的降低礦山的綜合成本，提高經濟效益。同時，還能為礦業的可持續的健康快速的發展提供良好的基礎條件。

3.2 尾礦庫壩體壓力

當礦山開采過程中，尾礦庫壩體的壓力主要是由其自身的應力應變來決定的；當尾礦庫壩體的抗滑穩定狀態受到破壞時，其穩定性就會遭到影響，從而導致安全事故的發生；而一旦出現了不正常的情況時，就會對礦山的整體運行產生不利的影響；而在實際的施工中，如果尾礦庫的地基條件較差，那么就會對整個礦山的穩定性造成很大的威脅和影響。因此，在進行設計和建設的時候，必須要嚴格的按照相關的規定來執行，同時還應該根據具體的地質環境，選擇合適的材料以及合理的工藝流程，這樣才能保證工程的順利開展。另外還需要注意的是，在對礦山的穩定性加以分析之后，還要考慮到一些其他的因素比如：地震、水文等，這些因素都有可能給礦山的穩定性帶來一定的負面影響或者是危險。所以為了避免上述的問題再次的發生：要加強對于尾礦場的防震措施，盡量不要將其作為重點的工作內容，而是要將它的作用發揮到最大，盡可能地減少[3]。

3.3 尾礦庫壩體的安全系數

根據相關的資料可知，在對冶金礦山尾礦庫壩體進行設計時，要對尾砂的質量、強度和穩定性等因素加以考慮，從而保證其能夠滿足實際的生產需求。在對其穩定性的研究中，要充分的利用起現有的資源優勢，并結合工程的具體情況，合理選擇出合適的材料和施工工藝，這樣才能使礦山的經濟效益得到有效的提高；同時，還需要加強對于安全的重視程度，避免出現安全事故的發生；最后，還應該注意尾礦的堆放位置，盡量不要占用耕地，以免造成土壤的污染以及環境的破壞等問題。

通過以上的分析可以看出，在對冶金礦山的開發過程中，如果不采取相應的措施的話，就會導致礦產的大量開采，進而使得礦區的生態環境受到嚴重的影響甚至是改變，最終使人們的生命財產損失。因此，必須要做好礦山的防滑工作，防止由于滑坡、泥石流等原因而引起的人員傷亡和經濟損失。

3.4 尾礦庫壩體穩定性

對于冶金礦山而言，尾礦庫壩體穩定性直接決定著整個礦山的安全生產和經濟效益。因此，在對其進行設計時，必須充分考慮其自身的特點和要求，并結合實際情況，采取有效的措施來提高其穩定性。①尾礦庫壩體的抗滑穩定性能。②尾砂壩的抗剪切強度。③尾砂的防滲能力。通過對這些因素的分析可以發現，主要是由于：①選型時，選擇了當地的地質條件，而不是選型的依據；②選型時，沒有綜合的對比了附近的環境、水文等因素，從而忽略了對地下水的處理；③在施工過程中，不重視材料的質量問題，導致出現大量的廢渣，使地下水位下降，造成二次揚塵，甚至發生火災事故。

4 冶金礦山尾礦庫壩體穩定性影響因素的防治措施

從尾礦庫壩體穩定性的影響因素來看，主要有以下幾個方面：①尾砂、石渣的影響：在對冶金礦山進行選別作業時，需要對其石渣的成分和性質等進行分析，并根據實際情況選擇合理的工藝流程，從而保證選別出來的礦石能夠滿足礦山的生產要求。②尾礦倉房的影響：在對冶金礦山的選別工作中，由于各種條件的限制導致的倉房不穩定，所以必須要加強管理，做好防滑措施，防止出現安全隱患。③開采措施的影響：在露天開采過程中，如果沒有采取有效的防滑措施，就會造成大量的堆積物堆放在其中，這些堆放在的物質會直接或間接的引起滑坡，甚至引發嚴重的后果；同時，隨著采礦的發展和地下空間的擴大以及采空區的增加等，都可能產生新的問題和地質災害。因此，要及時的處理好這些事故，避免二次傷害。

4.1 尾礦庫壩體變形

上文對影響冶金礦山尾礦壩體穩定性的主要因素進行了簡要的分析和研究，并提出了一些建議。在實際的生產過程中，由于各種因素的影響導致的礦山開采的不穩定，例如：尾礦庫的堆積、堆高、堆放的高度，以及其他的條件等都會造成尾礦庫的穩定性受到破壞。在對這些問題的處理中，需要根據具體的情況采取相應的措施來解決。

①對于堆放的位置選擇，應盡量避免出現有可能發生的滑坡或者崩塌的現象；②在設計的時候，應注意防止因坡腳產生的塌方；③加強施工的管理與監督，保證施工人員的安全；④做好對礦山的防滑工作，確保其能夠正常的運行和使用。同時，還應該考慮到礦區的地質環境，如：地震的頻率等，并制定出合理的防治方案。另外還應當重視的是，要將其作為一個重點的項目來對待，從而使礦山的安全性得到提高。

4.2 尾礦庫壩體安全分級

通過對冶金礦山尾礦庫壩體穩定性進行研究，可以發現，在實際生產過程中，由于各種因素的影響使得礦山的安全度降低，因此，在設計時，要根據具體的情況對其危險程度做出分析，并制定相應的預防措施，以確保礦山的穩定運行。

對于尾礦庫的安全分級，主要是指對尾石的堆放、運輸以及使用等方面的控制；而在施工的時候，要嚴格按照相關的規定來執行，從而保證其能夠正常的運轉和應用。同時還需要注意的是，為了防止出現安全事故，還應該設置字定的應急處理機制，以保障施工人員的人身財產安全。此外，還應結合礦山的特點來建立起系統的管理體系，以便于實現資源的優化配置，并為后期的管理工作提供便利。另外，還要加強對礦山的監測工作，及時掌握各部門的動態變化，為后續的維修作業奠定良好的基礎條件。最后，還應重視尾礦庫的防汛抗旱能力，避免因汛抗旱造成的人員傷亡和經濟的損失等。

4.3 尾礦庫壩體穩定性影響因素評價

目前，我國對于尾礦庫壩體穩定性的研究，主要集中于以下幾個方面：①尾砂壩的穩定性分析：在對該類型的工程實踐中，由于各種因素的影響導致的結果是不同的；②尾石堆存條件的影響：在對該礦山進行設計時，往往會考慮到堆存的料塊的質量、堆放的方式以及堆放的位置等，但是這些因素的變化又會引起邊坡的不穩定，從而.造成安全隱患。因此，需要通過對其的穩定性來綜合評估，進而采取相應的預防措施。③施工過程中的影響：在實際的建設和管理的時候，要注意相關的問題，并及時的解決其中的不足之處，保證其能夠正常的運行和使用。同時，要加強對現場的檢查力度，避免事故的發生；另外，還應重視后期的維護工作，防止因設備故障而引發的人員傷亡等。

4.4 控礦構造

控制礦柱的上下運動，是冶金礦山尾礦庫壩體穩定性的重要因素。在對冶金礦山尾礦進行設計時，要充分考慮到對其傾斜度的影響程度，從而保證其能夠滿足國家規定的要求和標準。

在實際工作中，主要是通過對礦石的破碎度、堆放高度、采空區的寬度等方面的研究來確定，同時還需要結合現場的具體情況，選擇合適的工藝流程，進而實現對礦山的有效利用。對于水平軸上的軸向進料，要先將其垂直于梁的方向向內徑，然后再向上進料，這樣可以避免由于偏心而導致的井下事故。

4.5 尾礦庫壩體的穩定性分析與預防

針對上述影響冶金礦山尾礦壩穩定性的因素進行分析，可以得出以下結論：①尾礦庫址的選擇對礦山的建設有著重要的作用；②對于尾礦庫壩體的穩定性分析，主要從三個方面入手，即選位、選高和設計。選位是指根據實際情況確定的；而對其選型，則是指通過對工程的地質條件的研究來決定的；在設計中，應結合當地的地形地貌、氣候等具體問題，并綜合考慮經濟效益，合理規劃，使其達到最佳的使用效果。③在施工過程中，應嚴格按照相關的規定和要求，加強管理避免出現安全隱患。同時還應該注意的是，由于我國的礦產資源分布不均，因此，要采取科學的措施來防止危險事故的發生以及降低危害程度。例如：采用先進的工藝技術，減少設備的數量并提高生產效率。另外還需要重視的是，在保證產品質量的前提下，還要盡量節約成本，從而使其具有較高的競爭力與市場占有率。

5 結語

綜上所述，本文在對冶金礦產資源開發利用現狀和存在的一些突出的問題上，結合國內外的實踐經驗，提出了提高冶金礦山尾礦的穩定性、減少礦石的流失、改善環境的措施和方法，以保證礦業可持續健康的發展。