江 杰 殷小林
（中国有色金属工业昆明勘察设计研究院，云南，昆明，650051）
【摘 要】本文主要分析尾矿库排洪系统设计的综合特点，阐述了对于尾矿库排洪系统设计优化的一些完善措施，针对尾矿库在实际运营过程中的真实情况，提出相关的观点以供参考，以期通过本文的分析能实现尾矿库排洪系统设计完更为善方面的战略目标，保障效果的最优和最大化。
【关键字】尾矿库；排洪系统；安全
尾矿库排洪系统作为确保尾矿库安全的重要的设施，也是尾矿库安全设施的重要组成部分，对于尾矿库排洪系统的设计及完善是我们需要重点攻关的课题[1]。排洪系统在一般情况下不会参与直接的正常生产，但作为保障整个尾矿库安全的重要环节，排洪系统设计的合理性，直接影响着整个尾矿库的安全与稳定，所以对于尾矿库排洪系统的要素设计是满足尾矿库防洪需求的前提。
1．排洪系统的重要性
尾矿库排洪系统必需在确保安全的情况下排出库区内的洪水，在尾矿库建设中地位不容忽视。根据一系列资料我们发现，我国所发生的尾矿库事故中，整个排洪系统的危害事故就达到了33%的高比例，这必须引起高度的重视，主要表现在以下两个方面[2]：
（1）尾矿排洪系统的排泄顺畅问题，由于尾矿库内的沉积水无法正常有效的排除，导致库内水位会逐渐增高，超过警戒水位，导致水从坡面溢出，出现渗透性的破坏，容易引发溃坝，最终引发尾矿库坝体坍塌的灾难性事故，对人们群众的生命安全带来威胁。
（2）排洪构筑物结构问题，如因施工不良等原因，导致排水管等搭接不好，都有可能会引发排洪系统的漏水以及漏砂现象发生，最终演变成排洪系统的堵积淤塞，而且影响到下游生态环境。
2．尾矿库排洪系统的特点
通常尾矿库排洪系统的组成是由进水、排水构筑物两部分组成。进水构筑物在一般为排洪井和溢洪沟；单纯排洪构筑物一般为排洪管以及排洪隧道。当然还有库区拦洪坝与侧槽排洪管共同组成的排洪系统[3]。经过研究发现，多数尾矿库排洪系统进水口处调洪水深相对较小，由于尾矿库的筑坝工艺大部分是采用上游法尾矿筑坝，会出现从堆积坝到库尾水力分级的现象，导致粗大的颗粒物会因此沉积在坝前，而相对较小的细颗粒就沉积在库尾，沉积滩坡度一般较小，而尾矿库的干滩由于放矿及尾矿库迳深的关系一般都在100-300m之间，按照以沉积坡度1%去进行计算，除去掉安全高度和澄清水深，进水口的调洪水深就会较低，并不能满足实际中尾矿库的使用条件[4]，影响尾矿库排洪设施的选择及布置。
3．尾矿排洪系统设计完善措施
秉持着改善和保护生态环境角度出发，为保障老百姓群众的生命财产安全，消除尾矿库的安全隐患，一直是我们需要为之奋斗攻关的课题。目前，相关的文献都对整个尾矿库排洪系统设计进行过详细的分析，并提出相关的意见，但还是远远不够。本文在原文献的基础之上，通过一些实际的探讨和研究，对尾矿排洪系统的设计及优化进行分析，并提出相关的指导意见，希望能对尾矿库排洪系统设计做出具有价值意义的理论支持。
3.1符合标准的防洪标准
防洪标准直接关系着老百姓生命财产安全，制定合理的防洪标准是对人们的一种保障，目前尾矿库的防洪标准根据库等级确定，可根据坝高、库容等在规范范围内进行适当取值，尾矿库确定防洪标准是要根据实际防洪需求和标准进行设计，设防标准要进行慎重考虑。
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3.2 对洪水水量计算
尾矿工程的相关建设，对于洪峰流量及洪水总量的计算要相当关注，洪峰流量及洪水总量的计算结果数值直接影响整个工程的投资建设。相关部门对洪峰及洪水总量值的计算方面，都没有进行足够的重视，多是以传统的经验公式来进行计算，但实际上，我国各省都有相应的水文手册，各省的水文手册都是非常有针对性的，对于水文手册的使用应该多进行分析，准确的洪峰流量及洪水量的确定，才能更好的为尾矿库排洪设计提供依据。
3.3排水构筑物结构形式及流态
尾矿库在生产和运行中，为保证洪水有计划的排出库外，必须要对排水构筑物进行合理设置，以减少尾矿库中所存洪水，降低整个坝体的滋润线。当然尾矿库的防洪设施是根据尾矿库特点情况来确定的，如汇水面积、洪峰流量及洪水总量、排洪设施泄洪能力及尾矿库调洪库容来定的，这些对尾矿库排洪设施的设置起着重要作用。
在任何时间段，排水系统构筑物的设置都要能够有效的排出尾矿库库内洪水。调洪库容以及洪水量和构筑物的大小都在一定程度上决定构筑物排洪能力的体现。如果在排水量不大的情况之下，一般排水构筑物有斜槽、排水井和隧道等等形式，我们可以选择排水井和排水管两种形式，而当排水量特别大的情况之下，则可以选择使用大断面隧洞和溢洪道的形式。因为尾矿库洪水具有流量大、时间短的特性，一般排洪构筑物中都按自由泄流进行设计，只有在确实自由泄流困难的情况下才设计短时间的半压或有压泄流。
为了更好的确定尾矿库的排洪构筑物和泄洪的流量，尾矿库设计中需要进行调洪演算，一般如果构筑物越小，相应的调洪库容需求就会越大，要求的调洪水深及尾矿库进深就越大，需要根据尾矿库实际情况进行相应的调洪演算来确定排洪构筑物。一般对于调洪的演算方法主要根据是由洪水的过程线和构筑物的泄洪能力，当然还有调洪库容这三者间的曲线关系来决定的。
3.4正确选择尾矿库排水系统形式
（1）库外分洪的形式
从库外分洪的安全及稳定性角度来看，洪水进入库内流量是越少越好，这样不仅可以减轻库内排洪系统的压力，还有利于尾矿堆积坝的排水固结。从保护环境的角度进行分析，部分洪水在还没有进入库之前就已经被截走，这部分的洪水没有被污染，从而减轻尾矿库对污水处理的工作量，同时也减少对污水治理所需要的相关费用。
（2）避免坝下埋管排洪
虽然坝下埋管对构筑物有着比较强的隐蔽性，但引发事故的概率相当高，在排水管上推挤了很高尾砂的情况下，整个坝下的埋管长期都处于一个压力非常强的状态中，容易造成埋管的破裂，一旦出现事故，处理起来难度巨大，造成巨大损失，一般如果出现事故都只有重新组建一套排洪系统。
4．结论
尾矿库排洪系统设计对尾矿坝安全起着至关重要的作用。所以，在整个尾矿库排洪系统的设计方面，我们应该充分的结合实际的情况，从多个层面和多个方面进行考虑，力求将尾矿库排洪系统的安全系数提高到最大化。通过优化排洪系统的设计，建设经济合理、符合实际、效益最优能进行综合且长期利用的水工构建筑物，缓解库内的压力，满足相关建设的要求，从而来保障整个尾矿库排洪系统的安全及效益最优化。
参考文献：
[1]沈楼燕.关于尾矿库排洪系统设计中的问题探讨[J].有色金属(矿山部分),2003,55 (3):38-40.
[2]梁远骥.尾矿库排洪系统设计及优化方法探讨[J].江西建材,2014,(16):205.
[3]时炜.浅议尾矿库排洪系统设计[J].有色矿山,2012,31(5):43-46.
[4]范向伟.尾矿库排洪系统的分析研究[C].第三届尾矿库安全运行技术高峰论坛论文集.2010:56-58.
作者简介：
江杰（1984-）男，湖南常德，工程师，本科，从事工作：尾矿库设计。
殷小林（1986-）男，陕西乾县，助理工程师，硕士，从事工作：尾矿库设计。
论文作者:江杰,殷小林
论文发表刊物:《工程建设标准化》2015年9月供稿
论文发表时间:2016/1/14
标签：尾矿论文; 系统论文; 构筑物论文; 洪水论文; 库内论文; 库容论文; 标准论文; 《工程建设标准化》2015年9月供稿论文;