赤泥库稳定措施

河南 高山 镇赤 泥库
库区积水位 堆场中央随赤泥的每级排放布设了级配碎石 排水系统，赤泥分离水以及降雨时的雨水就 沿着级配碎石流入库底的排水层，汇集到排 水层内部的缠丝集水管，最后流入回水池。 遇到暴雨时，如果雨水来不及通过排水层排 出库区，对库区安全运行将会构成威胁，为 此，在堆场各库区中间布设一条雨水溢流钢 管 库外防洪设施：由上游拦洪坝及坝体两侧的 截洪沟将库外汇流的洪水排至下游岳阵图水 库坝外，可有效防止库外的洪水进入赤泥堆 场 库内排洪设施：库顶修泄洪道；排水井+坝下 涵管
堆填方法比较
干法（干堆和干饼） 方法 将赤泥浆用赤泥滤干设备（沉降槽，过滤机，压滤 机）处理。过滤机处理的赤泥含水量较高，采用高 压隔膜泵输送，通过高压管道进入堆场，赤泥经管 道口呈稠状(俗称牙膏状)流入堆场内。压滤机处理后 的赤泥含水量低，用泵已无法输送，目前大多用汽 车运输。压滤赤泥送入堆场后需稍加晾干然后用施 工机械摊开晾晒至含水率为30~35%（接近塑限）， 并做成排水坡度，使雨水排向积水区，以保持赤泥 表面保持干燥，便于继续向上堆积赤泥。 特点 赤泥含水率高，初期强度差（烧结法赤泥胶结强度 前期需脱水，拜尔法赤泥无胶结强度，具有某些粘 高），赤泥附液多；库内浸润线高，防排渗要求高 土特征，属粉质粘土。优点：库容大，附液最少量 排放，最大量回收，防渗简单，浸润线低。 失稳 通过对国内赤泥库和其他尾矿事故总结发现，事故多发生在连续暴雨或洪水时。事故原因：1.直接造成库 内水位上升，下滑力增大；2.坝底高水位浸泡，赤泥层软化，抗剪强度下降；3.干滩长度无法保证，浸润线 升高，渗透坡降大，局部出现管涌或流土 稳定影 库顶积水位，干滩长度，快速排水泄洪能力，堆存 库内赤泥含水率，库内积水位，快速排水泄洪能力， 响因素 速度 库内赤泥裂缝 控制要 确定合理的坝高和坝坡，合理的赤泥排放速度，每 控制入库赤泥含水率，控制赤泥排放速度（一次排 点 次堆高0.5m左右，并充分晾晒；做好库内排水措施， 放赤泥40mm厚），库内分区排放、晾晒；做好防排 控制库顶积水位和库内浸润线 水措施，库外截留洪水，库内导排。 湿法 将赤泥及附液以6.5-7.5的液固比用隔膜泵和管道由 氧化铝厂送到赤泥堆场，赤泥浆由排放口排入赤泥 库内，浆体中的泥粒子借重力自然沉降分离，附液 经澄清后返回氧化铝厂，约80%左右的附液可通过 回水系统返回氧化铝厂回收利用。
在该赤泥坝上共布置了7 组垂直——水平联合 自流排渗体, 水平孔机坑高程为171.00m, 水 平管长不小于70m, 纵坡降0.03, 垂直井布设 在199.00m 平台上, 深28.0m。在垂直井中下 入开花孔的φ75mm聚乙烯管, 管外围填粒径 3~ 5mm 碎石。
中国 铝业 中州 分公 司赤 泥堆 场
赤泥库稳定措施
赤泥库事故分析
名称 贵州铝厂 一期赤泥 库2#尾矿 坝 基本信息 事故 情况 原因 1、施工中坝基清理深度不够，用于坝体的部分粘土含水量偏高， 压实质量难以达到设计要求。 2、坝体回水管因坍塌影响正常回水，加上连降大雨使库区积水过 多，坝前区积水和水位升高在一定程度上减少了坝体原设计的安全 系数。 1.库内积水过多，回水管结垢，排水不畅； 2.设计中对地基不均匀沉降和管道结垢等均没有考虑，设计的回水 管直径小，造成管道结垢后无法清理 3.在对赤泥堆场西岸低矮处赤泥护坡加固中，当地农民截留出售赤 泥和施工上不按要求敷注赤泥等原因，致使赤泥坝顶部进一步浸透 和泥化最后挡不住库内积水的压力而溃决 ①随灰渣排入库区的附水未能及时排出，直接造成库内水位上升， 坝底高水位浸泡，干滩长度无法保证，坝体处于严重全饱水状态。 因此，坝体稳定性降低，最终导致坝体垮塌及滑移。 ②坝体产生裂缝后没有进行彻底、有效的处理，在排放赤泥筑坝过 程中，赤泥水沿坝体裂缝下渗，增加了坝体下滑力，同时渗透力的 存在软化赤泥层，降低了坝体的抗剪强度，长期的作用，致使坝体 滑移加剧。 孔隙水压增加，导致渗流点的堤坝的剪切破坏 拜尔-烧结 管涌 法赤泥，上 致溃 游法筑坝， 坝 湿法入库
方案：采用碾压密实后的拜耳法赤泥筑坝，堆填平台进行固化剂赤泥 堆筑或土工织物加筋法筑坝或两者联合使用，库内干堆法（或干饼法） 堆存拜耳法和烧结法混合赤泥。 根据广西平果铝拜尔法干法赤泥堆场的经验，堆场中拜尔法赤泥含水 量在30% ~ 40%（固体含量77%~71.4%） 时，其凝聚力c 在25~ 17k Pa 之间, 摩擦角在20.2°~15.6°之间,性质相当于粉质粘土。 一般来说堆体内浸润线不高，在合理的坝坡和坝高下，稳定性较好。 但是干法赤泥易产生裂缝，在排放赤泥过程中附液会往下渗，加上雨 水的入渗，下部赤泥的含水量升高，呈软塑状态，稳定性下降。
中国铝 业山西 分公司 苍头南 赤泥灰 渣堆场
初期坝与堆积 坝均采用烧结 法赤泥筑坝， 库内储存拜耳 法赤泥及灰渣
坝体组成主要以砂状赤泥为主，泥状赤泥 次之，在坝体形成了“上层滞水”的局部 富水层，因而坝面出现潮湿，甚至渗漏现 象，故对赤泥坝进行加固已迫在眉睫。 （并未将排渗井打入库内）
垂直水平联合自流排渗 采用直径为800 mm的排渗竖井冰平排渗管采用 DN90HDPE花管。水平排渗管与排渗竖井水力连 通 形成垂直水平联合排渗体 水平管不仅能输送竖井中汇集的渗水，而且能疏 干弱透水层下的渗透水，保证下游坝坡干燥。通 过专用钻孔设备在赤泥坝施工水平排渗孔与竖直 孔，并将水平排渗HDPE花管送人水平排渗孔， 竖井采用双层60目尼龙网包裹碎石形成“布袋 井”，两者精确对接，形成水力连通，可有效地 降低浸润线，起到加固赤泥坝的作用
冲沟型，初 期坝为均质 粘土，烧结 法赤泥筑子 坝，湿法堆 填 山谷型，烧 结法，初期 坝不透水， 湿法堆存 初始含水率233%。堆场3个区轮流进行排泥、干燥，当第 一堆置区赤泥排放至设计高程后(一般每层排放赤泥厚度 40cm)，转向第二堆置区排放;期间第一堆置区赤泥泥浆水 在表面蒸发以及沉降分离作用下而干燥固结，并以固结赤 泥作为子坝基础；当第二堆置区初期堆满后，又转向第三 堆置区。 2003 年, 在堆积坝顶高程199m(即坝高49m )时, 坝体出现 两条裂缝, 裂缝在坝体外侧呈倒八字型延伸至坝底, 裂缝宽 约2~3cm。东侧裂缝延伸至库区内50m, 并出现直径1~2m 的沉降漏斗, 此时子坝外坡中部裂缝出现漏水(一度呈现浑 浊)现象。两侧裂缝与下部的初期坝鼓起部分的连线基本上 呈 U型。该赤泥堆场地下水属赋存于未胶结及半胶结状赤 泥中的地下潜水，受赤泥龟裂裂隙的影响，局部形成小范 围的上层滞水，其补给来源为生产排放赤泥水和少量的大 气降水。由于堆场后期子坝的继续加高及生产持续进行， 坝体浸润线升高。
烧结法赤泥， 郑州铝厂 冲沟型，西铝厂 拜尔-烧结 二期赤泥 法赤泥， 灰渣坝
Ⅰ、 Ⅱ格 坝体 滑移
匈牙利 Ajka赤泥 事故
主要赤泥库的主要情况
名称 基本信息 施工介绍 稳定控制因素及工程措施
广西 平果 铝赤 泥尾 矿坝 （199 6）
拜耳法赤泥， 赤泥初始含水率72.3%，入库后自然干燥、机械晾晒后含水 平地型,上游 率30~35%。堆场分为五个区，各库区轮流进行赤泥布料， 法筑坝，干 每层排放厚度控制在40cm左右，以便让赤泥附液及时被蒸 法入库，初 发，从而有利于赤泥尽快干固;为了避免形成积水洼坑导致 期坝为碾压 赤泥被长时间浸泡，每层赤泥必须做到均衡布料。当排放 式土石坝 完一层赤泥一段时间后，采取推土机破壳和翻晒碾压赤泥 等辅助干燥措施，以加大赤泥蒸发表面积，缩短赤泥干燥 周期。表层赤泥因晾晒开裂
垂直水平联合自流排渗（沈楼燕.垂直-水平联合自流排渗工艺在赤泥坝加固治理中的应 用[J].有色金属，2007） 这种排渗工艺由水平管与竖井构成，将水平向、竖直向的排渗设施组合起来，水平管 不仅能输送竖井中汇集的渗水，而且能疏干弱透水层下的渗透水，保证下游坝坡干燥。 通过专用钻孔设备在赤泥坝施工水平排渗孔与竖直孔，并将水平排渗HDPE花管送人水 平排渗孔，竖井采用双层60目尼龙网包裹碎石形成“布袋井”，两者精确对接，形成 水力连通，可有效地降低浸润线，起到加固赤泥坝的作用。 辐射井排渗 辐射井一般设置在坝坡渗水区的上方，其辐射状水平管从直径约为3 m的竖井内壁往 四周打人尾砂含水层，将渗水集于井筒内，由底部导水管引出坝外，其水平排渗井辐 射半径可达50-60m,以降低坝体浸润线。其渗流控范围广，费用较高。 轻型井点降水排渗 排水井一般设置在坝坡渗水区上方间距根据坝体实际情况布置然后利用水泵将汇集在 排水井中的渗透水抽出，降低坝体浸润线。轻型井点降水的优点是投资小，降低浸润 线效果明显，可以控制坝坡渗流，但泵站要保证供电和维护，运营费用高。
山东铝 业股份 有限公 司第一 赤泥堆 场 山东铝 业第二 赤泥堆 场 山东铝 业第三 赤泥堆 场
平地形，四周 筑坝，填充烧 结法赤泥， 湿 法堆存。输送 赤泥液固比 6.5~7.5 烧结法赤泥筑 坝，拜尔法赤 泥湿法填充 烧结法赤泥筑 坝，拜尔法赤 泥干法填充
1989年2月堆场东南角至堆场东西中线以 南坝体出现裂缝；2000年4月29日堆场南 侧坝发现一条东西走向长达240m的不规 则裂缝。堆场裂缝最大宽度约10cm。坝 体东侧裂缝出现泄水现象，水质混浊，呈 灰绿色，且有赤泥伴随渗出
常用排渗加固措施
截洪沟 截留库外洪水，防止汇入库内 坝脚处的棱体排水 设在坝外坡脚用毛石堆筑而成，用于排除坝体渗水和保护坝外坡 库底排渗层（平果铝采用的措施） 收集上部渗水和通过竖井下来的水 库中央排水竖井（平果铝采用的措施） 由于堆存时形成四周高中央低的坡面，形成低洼汇水区。中央设置级配碎石系统，将 水导排至底部排水层，最后流入回水池。 水平井排渗 水平井通常设置在坝坡渗水区下方，沿坝轴布置。当初期坝为土坝时 水平井应穿过土 坝进入尾砂层，以控制坝体渗流，降低浸润线。常用管径76～89 mm的钢管或90 m m的塑料管，井距为10—15 m，水平井纵长50-80m。此工艺简单工期短便于管理， 且处理费用较低 可以控制坝坡渗流泪前已推广应用，有发展前景。