狼洞沟金铭尾矿库设计方案1

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1、南召县金铭矿选有限公司狼洞沟尾矿库设 计 方 案三门峡市黄金设计院有限公司 目 录第一章 概 述11.1 设计依据11.2设计原则和设计范围31.3建设单位概况31.4建设项目概况4第二章 尾矿库库址选择及工程地质条件52.1库址选择52.2场地工程地质条件6第三章 主要建设方案的确定93.1尾矿的相关资料143.2尾矿库形式的确定143.3尾矿库设施位置的确定143.4尾矿库计算153.5初期坝设计方案的确定163.6最终堆积坝顶标高的确定173.7尾矿库等级划分173.8排水及泄洪方案的确定183.9排渗及坡面排水方案的确定183.10尾矿排放方式的确定193.11回水利用方案的确定19第

2、四章 尾矿库工程设计194.1初期坝设计204.2后期尾砂堆积坝设计234.3 水文计算与排水及泄洪设施254.4尾矿输送与放矿设计304.5回水设计30第五章 尾矿库工程施工要求325.1 坝体施工325.2 排水设施施工要求345.3排渗设施施工345.4回水池施工35第六章 尾矿库环境保护与安全运行管理366.1环境保护366.2尾矿库维护管理376.3尾矿排放与筑坝376.4尾矿库渡汛386.5排渗设施管理与渗流控制386.6抗震396.7尾矿坝失事损失及环境影响39第七章 工程量与投资估算407.1 主要设施及工程407.2 投资估算40附 件：（1）设计委托书。（2）企业营业执照复

3、印件附 图：狼洞沟现状实测图狼洞沟尾矿库总平面布置图 狼洞沟尾矿库排水系统纵投影图狼洞沟尾矿库尾矿坝横剖面图初期坝坝体结构图 第一章 概 述1.1 设计依据1.1.1 设计依据的法律、法规和文件（1）中华人民共和国安全生产法2002.11.01（2）中华人民共和国矿山安全法1993.05.01（3）中华人民共和国环境保护法1989.12 （4）中华人民共和国水污染防治法1996.5（5）中华人民共和国劳动合同法(2007.6.29颁发，2008.1.1执行)（6）中华人民共和国职业病防治法（2002.05）（7）中华人民共和国水土保持法条例1993.8（8）中华人民共和国矿山安全法实施条例（1

4、996.10.30）（9）尾矿库安全监督管理规定（国家安全生产监督总局令第6号）（10）关于开展重大危险源监督管理工作的指导意见（安监管协调字200456号）（11）职业病范围和职业病患者处理办法的规定（卫生部、原劳动部、总工会等颁发）1.1.2 设计依据的主要技术标准（1）尾矿库安全技术规程（2006-2005）（2）选矿厂尾矿设施设计规范（ZBJ190）（3）尾矿设施设计参考资料（4）碾压式土石坝设计规范（YS41895）（5）尾矿设施施工及验收规程（YS541895）（6）矿山安全标志（GB 14161-1993）（7）生产过程安全卫生要求总则（GB 12801-1991）（8）工业企业

5、设计卫生标准（GBZ1-2002）（9）作业场所有害因素接触限值（GBZ2-2002）（10）生产性粉尘作业危害程度分级（GB 5817-86）（11）企业职工伤亡事故分类（GB 6441-1986）（12）作业场所空气粉尘测定办法（GB 5748-85）（13）污水综合排放标准（GB89781996）1.1.3 设计依据的甲方提供的相关资料（1）南召县金铭矿选有限公司尾矿库（坝）岩土工程勘察报告南阳市华兴地质工程有限公司 2009.2（2）甲方提供的对王沟尾矿库库址1:1000地形图（3）甲方提供的有关说明材料及尾矿库址现场踏勘资料（4）设计委托书1.2设计原则和范围根据南召县金铭矿选有限公

6、司设计委托书的要求和国家尾矿库设计及管理的相关法律、法规以及设计标准，结合设计组现场踏勘和甲方提供各种基本资料，我公司对狼洞沟尾矿库委托设计范围内的工程设施进行工程设计。1.2.1设计原则按照尾矿库设计的有关规范及标准和甲方提供的有关资料，结合现场踏勘的实际情况，在保证尾矿库安全的前提下，充分利用沟内丰富的筑坝材料，以安全、可靠、经济、合理，同时积极采用尾矿库工程建设中的新材料和新技术，提高尾矿库建设的技术含量。1.2.2设计范围设计内容包括尾矿坝、排水及排洪设施、排渗设施等工程设施的设计；尾矿库洪水演算和尾矿坝稳定性计算；尾矿坝堆筑工艺和尾矿放矿方式；尾矿库环保与安全运行管理等。满足甲方提出

7、的排尾量堆存及尾矿库环保和安全管理等要求。1.3建设单位简况 南召县金铭矿选有限公司成立于2009年1月，公司住所位于南召县白土岗镇柳树沟村焦垛组，企业性质为有限责任公司，注册资本三万元，法定代表人谢玉贤 ，主要从事铁矿石、铁精粉加工、销售业务。公司原有项目主要为一条日处理能力300吨的铁矿选矿生产线。1.4建设项目概况1.4.1工程性质和规模 本次拟建项目（暂名：狼洞沟尾矿库）是该公司规模为300t/d铁选矿厂的配套工程。选矿厂的原则工艺流程为碎矿磨矿磁选。最终产品为铁精粉，尾矿通过压力输送系统输送至尾矿库堆存，澄清水返回再利用。1.4.2位置和交通狼洞沟尾矿库选址在南召县白土岗镇柳树沟村焦

8、垛组狼洞沟内。距南召县城约20km，通过2km的乡村公路与南召内乡公路相连。交通条件较为便利。见下页交通位置图。1.4.3当地气象和经济库区属大陆季风性气候，据南阳地区气象站资料，夏季多西南风，冬季多东北风。全年春季风大，秋季风小，年平均风速2.1m/s，定时最大风速12.1m/s；年平均气温14.90C ，极端最低气温-200C，历年平均最低气温-1.70C；全年平均降雨量801.3mm，历年最大降雨量1290.1mm，历年最小降雨526.7mm，集中降雨期为六、七、八月份，空气最大绝对湿度39.8毫巴，最小绝对湿度1毫巴，年平均相对湿度72%，最大相对湿度80-83%。当地群众主要以农业生

9、产为主，农业耕作大多为一年两季。种植的农作物以小麦、水稻、玉米、土豆为主；经济作物有花生、大豆、芝麻等。当地矿产主要有低品位铁矿和石灰岩矿等。第二章 尾矿库库址选择及工程地质条件2.1库址选择2.1.1 库址选择的原则尾矿库库址的选择在很大程度上决定了尾矿设施基建费和经营费的大小以及管理工作的繁简程度。依据尾矿库安全技术规程（AQ2006-2005）之规定，在选择尾矿库时应综合考虑下列原则：1）不宜位于工矿企业、大型水源地、水产基地和大型居民区的上游；2）不应位于全国和省重点保护名胜古迹的上游；3）应避开地质构造复杂、不良地质现象严重区域；4）不宜位于有开采价值的矿床上面；5）汇水面积小，有足

10、够的库容和初、中期库长。2.1.2尾矿库址选择设计组和甲方有关人员对甲方提供的拟建库址进行了现场踏勘。根据选厂建设位置，尾矿库选择在选厂南约500m的狼洞沟内。狼洞沟长约0.5km，临沟口有乡村道路和少量农田，该沟内适宜建设山谷型尾矿库。根据库址选择基本原则，坝址选择在沟内距沟口约80m的最狭窄处，其上游汇水面积为0.10km2。正对坝址下游为一村间公路和荒山坡，再往下游为一条河流，河床宽度约50米，坝址下游较宽阔。项目周围最近村庄为位于尾矿坝西北侧约500米处河对岸的焦垛村，村庄最低处居民房屋高出河底10米左右，该库址在坝体一旦失事时对下游不会造成严重的经济损失；又据工程地质勘察报告显示，该

11、坝址处及库区内工程地质条件较好，库址选择比较合理。所以将本库址作为本次设计库址。2.1.3库址优缺点分析：（1）优点：a.距选厂距离近仅500m。b.汇水面积小约0.10km2，泄洪量小。c.坝址处最狭窄，投资省。d.占用耕地少，无动迁居民。e.岩土勘察报告显示：工程地质条件好，无不良地质现象。f.库区内有丰富的筑坝材料可以利用。（2）缺点：其主要缺点是沟谷比较狭窄，库容较小，不够理想。选厂位置较低，尾矿不能自流输送。2.2工程勘察报告主要内容简述南阳市华兴地质工程有限公司 2009年2月提交的南召县金铭矿选有限公司尾矿库（坝）岩土工程勘察报告有关的工程、水文地质条件简要介绍如下：2.2.1场

12、地工程地质条件2.2.1.1地形、地貌该场地地貌类型属于低山区，山岭走向为北北西向。地势自南向北降低，测区内最高海拔296.20m，最低海拔214.80m，坡度1225。植被发育中等，除少量种植林外，杂草丛生，沟谷多为松散堆积物所覆盖，基岩多有出露。2.2.1.2地基土地质特征本次勘察所揭露的地层按其时代成因，工程地质特征，自上而下分为二个工程地质层：即强风化闪长岩；中风化闪长岩(详见附表1和附图2) 。现分述如下：强风化闪长岩（32）：褐黄色，青灰色，棕灰色，局部浅灰褐色，组织结构大部分破坏，交错节理裂隙发育，长石、云母大部分风化成次生矿物，岩体部分风化呈块状，岩体被切割成2-20厘米的岩块

13、居多，可用手折断，用镐可挖掘，干钻不易钻进，中细粒结构，块状构造。该层岩土在场地内均有分布，与下伏地层呈渐变接触。层底埋深1.5-2.9米，层厚1.5-2.9米。中风化闪长岩（32）：青灰褐色，灰黄色，浅灰绿色，组织结构部分破坏，矿物成分基本未变化，仅沿节理面出现次生矿物，岩体被切割成20-50厘米的岩块居多，锤击声脆，且不易击碎，不能用镐挖掘，岩芯钻方可钻进，中细粒结构，块状构造。该层位于强风化底部，过渡层位分别不明显。该层岩土在场地内均有分布，未揭穿，最大揭露厚度12.4米。2.2.2水文地质及气象条件2.2.2.1地表水特征矿区地表水系属白河支流，各支流均属季节性河流，枯水期流量较小。沟

14、谷切割较深，局部坡降大，动态水流量灵敏，暴雨后短时即出现洪峰，雨停数小时即可复原。2.2.2.2地下水特征矿区地下水为第四系松散岩类孔隙水和基岩裂隙水。第四系松散岩类孔隙水多分布于沟谷冲洪积层中，岩性多为砂土及砂砾石，厚度一般不超过3.5m，水位埋深0.5-2.0m，接受大气降水补给，补给速度较快，向下游方向排泄。基岩风化带裂隙水主要发育于基岩风化带内，埋深呈南高北低之势。接受大气降水补给，顺坡及向沟谷方向径流排泄。单位涌水量一般为0.0850.035L/S，渗透系数0.0080.045m/d，自南向北水位降低、水量增大。查阅区域水文地质及工程地质资料及水的分析结果(见下表)可知，该地区水化学

15、类型为HCO3-Ca型水，PH值7.0-7.6之间，水质类型为中性，环境类型为类,判定地下水对混凝土结构不具腐蚀性，对钢筋混凝土结构中的钢筋不具腐蚀性,对钢结构具弱腐蚀性。可不考虑地下水对工程的影响。水质分析结果表 (mg/L) 分析项目（毫克/升）分析项目K+Na+14.3CO32-0.00Ca2+31.9NO3-0.00Mg2+10.1OH-0.00NH4+0.10游离CO225.1CL-33.4侵蚀性CO210.8SO42-37.2总矿化度433.0HCO3-270.1PH值7.32.2.3场地岩土工程特性分析评价2.2.3.1勘察等级评价该工程重要性等级为三级，场地等级为二级，地基土等

16、级为二级，综合判定勘察等级为乙级。2.2.3.2工程环境条件评价南召县位于河南省西南部，南阳盆地北缘，秦岭伏牛山余脉。库区区域地理坐标为X=3700.703701.35、Y=19621.8519622.30。拟建尾矿库为一山谷型尾矿库，属中小型矿床。该库区交通运输较为便利，周边工程环境条件较好，有利于工程建设。2.2.3.2地基土承载力评价一、地基岩土承载力特征值依据现场测试、岩石试验及岩石风化程度，经综合分析后提出各层岩土的承载力特征值建议值，见插表4.3.1。 地基岩土承载力特征值建议值 层 号地基土承载力特征值建议值fak (KPa)强风化闪长岩800中风化闪长岩1500二、地基岩土抗压

17、强度依据岩石单轴饱和抗压强度试验成果，经综合分析后提出中风化闪长岩的抗压强度建议值，见下表。 岩石单轴饱和抗压强度建议值 层 号岩石单轴饱和抗压强度建议值 fr (MPa)中风化闪长岩40三、坝基、坝肩的稳定性和适宜性评价根据场地内拟建构筑物特点，本次勘察并结合库区工程地质调查结果表明，未见有较大规模的不良地质作用发生，坝基及坝肩基础若镶嵌于下部较硬质地基中，不存在滑动面，坝体建成投入使用后，主动水压力对坝体的侧向推动力不足以使坝体侧向平移，坝基及坝肩能够保持稳定。主要考虑的是尾矿库区地处低山区，相对高差较大，部分地段坡度较陡，两侧沟谷切割深且窄，水流易集中，且受水的长期潜蚀作用。因此，应作好

18、拟建坝基的加固处理及排水措施，方能保证本工程长期的稳定与安全。四、地质构造及地震效应评价区域主要断裂构造为南阳市南部通过的朱阳关夏馆桐柏商城大断裂和商南西峡大断裂。在两大断裂带上曾有历史性地震发生，主要有南阳市的6.5级地震（公元46年）及镇平北枣园乡、南阳市南陆营等地的2-2.9级小震（1900年以后），有明显的活动迹象，属于晚近期活动构造，但地震频率低，影响烈度小。中生代以来，该地区未遭受强烈的构造运动影响，构造行迹不明显，附近未发现有断层活动迹象。区内地质构造具有多旋回、强烈变化特征，褶皱构造呈线状分布，形态复杂，断裂构造以区域大断裂为主，呈北西西向或北西向，次为北东向、北北东向延伸。根

19、据中华人民共和国建设部和国家质量监督检验检疫总局于2001年7月20日联合发布的建筑抗震设计规范（GB50011-2001）的规定，西峡县抗震设防烈度为6度，设计基本地震加速度为0.05g。所属地震分组为第一组，应以此设防。从场地土的性质判定，坡积土为中软土，强风化闪长岩、中风化闪长岩为中-坚硬土，场地类别为类，属于建设用地的一般地段。根据建筑抗震设计规范（GB50011-2001）的有关规定，可判定该场地内不存在液化土层。五、不良地质作用本次勘察，坝址区内及其附近无较大规模的不良地质作用，但坝体处坡降较大，所处位置较低，水流易集中，动态水流量灵敏，易形成一定规模的因早期矿业活动引发的废矿渣崩

20、塌、泥石流以及尾矿砂冲溢等不良地质作用。2.2.4坝基防渗建议方案根据拟建工程特点、场地土及周围环境条件，场地土不具膨胀性，可作为筑坝材料。由于该场地下部不存在强透水层，但长期受水的潜蚀作用，因此，结合场地工程地质条件，应对坝体、坝基建成后进行长期监测与观察，若发现有渗漏现象，应及时进行防渗、堵漏等加固处理措施；为了防止库区水位升高造成漫顶，应设溢洪及溢流通道，保证在任何情况下浸润线不得逸出坝面。有条件应设自动化监测系统。2.2.5.结论与建议一、本工程重要性等级为三级，场地等级为二级，地基土等级为二级，综合判定勘察等级为乙级。二、该场地地震设防烈度为6度，设计基本地震加速度为0.05g。所属

21、地震分组为第一组。三、据区域地震资料，场地内没有新近活动断裂通过；因此，可判定整个场地是稳定的，属于建设用地的一般地段。四、该场地年地下水位变化幅度随季节性气候的影响较大，属第四系松散岩类孔隙水和基岩裂隙水，水质类型为中性，环境类型为类,判定地下水对混凝土结构不具腐蚀性，对钢筋混凝土结构中的钢筋不具腐蚀性,对钢结构具弱腐蚀性。可不考虑地下水对工程的影响。五、该场地土类型为岩石，建筑场地类别为类。六、根据现场测试、岩石的风化程度，综合确定各岩土层承载力特征值建议值如下：强风化闪长岩 fak取800kPa中风化闪长岩 fak取1500kPa七、中风化闪长岩的单轴饱和抗压强度试验成果应附试验单位正规

22、试验报告复印件。八、建议选强风化闪长岩作坝基基础持力层，对沟谷底部及坡两侧的残坡积土应清除见较硬质层后，方能进行基础施工。九、库区内主要岩性为山前坡积粘性土、强风化闪长岩及中风化闪长岩，工程性状较好，层位相对较稳定，库区内不存在溶洞、滑坡、泥石流、危岩崩塌、采空区、活动断裂等不良地质作用和地质灾害。十、根据拟建工程特点、场地土及周围环境条件，由于该场地下部不存在强透水层，但长期受水的潜蚀作用；因此，结合场地工程地质条件，应对建成后的坝体、坝基进行长期监测与观察，若发现有渗漏现象，应及时进行防渗、堵漏等加固处理措施；为了防止库区水位升高造成漫顶，应设溢洪及溢流通道，保证在任何情况下浸润线不得逸出

23、坝面。有条件应设自动化监测系统。十一、该尾矿库地处低山区，相对高差较大，部分地段坡度较陡，两侧沟谷切割深且窄，水流易集中，且受水的长期潜蚀作用。因此，应作好拟建坝基的加固处理及排水措施，方能保证本工程长期的稳定与安全。 十二、该库区周边场地土不具膨胀土的特性，可就近取材作为筑坝材料。十三、应随时对库区排放水进行监测与取水样分析，若排放的水中含有有害成分，且超过废水排放标准和卫生标准时，则应设净化构筑物对废水进行净化处理。十四、加强验槽工作，若发现异常待处理后，再进行下一道工序。十五、标准冻深按0.5米计。第三章 主要建设方案的确定3.1尾矿的相关资料选矿厂工艺流程包括破碎、磨矿、磁选。其相关的

24、资料如下：（1）选厂生产规模：300吨/日；（2）工作制度：280天/年，3班/天，8小时/班；（3）磨矿细度：-200目占60%；（4）尾矿排放浓度：30%；（5）尾矿产率：85%；（6）尾矿干容重：1.52t/m3； （7）排尾量：255吨/日，7.14万吨/年；4.70万 m3/年；（8）选厂排尾矿出口标高：215m3.2尾矿库形式的确定根据已选定的尾矿库库址，其尾矿库类型属山谷型尾矿库。一面筑坝，三面环山，具有坝身短、初期坝工程量较小、生产期间尾矿堆坝容易等优点。3.3尾矿库设施位置的确定（1）坝址位置坝址选择在对王沟内狭窄处，详见平面布置图。（2）排水涵管的位置排水涵管沿西侧山体顺主

25、沟方向布置，总长度为180m。（3）回水池位置回水池设在距坝坡脚约20m，其规格为长宽深=20102m，同时起储水、消能作用。3.4尾矿库计算3.4.1库容计算（1）几何库容计算在甲方提供的1：1000地形图上，初步绘出初期坝和后期坝的坝坡，用图解求积法求出各封闭等高线的面积及容积详见表31 几何库容计算结果表 表31 标高（m）面积（）等高线间容积（m3）累计容积（m3）2290002306303153152321222185221672344600582279892361052315123231122381638026903500152402033736717867322422432844

26、665131397244295284865318005024635283648112448612484386979152324013（2）尾矿库有效库容计算根据甲方提供的1：1000地形图，结合库址地形实际情况，库容利用系数取0.75，设计尾矿库有效库容为24.3万m3。（3）尾矿库服务年限计算根据上述库容计算和选厂年排尾量4.70万 m3/年的要求，设计尾矿库服务年限为5.15年。3.4.2尾砂冲积坡度计算根据本地区同类矿山尾矿库运行实际情况，初步选择尾砂冲积坡度为2.6%。3.4.3 尾矿澄清距离的计算该选厂磨矿细度较细（200目占60% ），根据本地区同类矿山尾矿库运行实际情况，初步确定

27、尾矿澄清距离为30m。3.5初期坝设计方案的确定3.5.1初期坝结构形式的确定 根据工程地质勘察报告，该库区周边场地土不具膨胀土的特性，满足筑坝土石料要求。综合考虑坝址地形、地貌、工程地质条件和筑坝材料来源及施工条件等因素，经过技术经济分析比较，场地土筑坝具有容易压实，可充分利用开挖弃渣或当地材料，节省劳动力、 降低工程造价等优点，故坝体类型设计确定为周边场地土筑坝。根据工程地质勘察报告，场地内的场地土以风化砂砾为主，含少量风化土，属于半透水料，压实后透水性能较差，综合考虑坝体稳定、防渗要求，本设计初期坝确定采用场地土筑坝，土工膜防渗并增设集中排渗设施。初期坝由场地土坝体、坝体土工膜防渗层、渗

28、水管沟、反滤层和保护层以及下游坡角截渗沟组成。3.5.2初期坝高的确定初期坝坝顶标高为238m，坝高9m。初期库全容5.0万 m3，利用系数取0.5，有效库容2.50万m3。即满足选厂0.53年的排尾量。3.6最终堆积坝顶标高的确定根据甲方提供的1：1000地形图，结合库址地形实际情况，在满足干滩长度和尾矿水澄清距离的要求的情况下，设计最终堆积坝顶标高确定为248m，满足选厂5.15年服务年限内的排尾量。3.7尾矿库等级划分根据库容计算结果，当终期坝顶标高为248m时，几何库容为32.40万m3，总坝高19m。尾矿库下游的场地宽阔，尾矿库一旦失事可起到缓冲和消能作用，对附近居民影响不大，主要受

29、损失的将是下游少量的山坡地和河道及造成砂化影响环境。尾矿库一旦失事不会造成重大损失。根据岩土工程地质报告显示，库区工程地质良好，没有发现不良地质现象，水文条件简单，地下水位较深，尾矿渗水不造成地下水影响。根据尾矿库等级划分标准，该库确定为V等库。3.8排水及泄洪方案的确定根据库区地形条件以及环保要求，库内排水及泄洪设施宜采用排水井排水管（涵管）排水系统；在两坝肩设置坝肩排水沟，以便截排山坡雨水，防止雨水直接冲击坝体。涵管宜采用预制钢筋砼结构排水涵管。3.9排渗及坡面排水方案的确定（1）排渗方案初期坝选用区域内的场地土堆筑，土工膜防渗。为了有利于尾矿水的渗出和尾矿迅速固结，增加初期坝稳定性，设计

30、采用底部渗水管沟作为初期主要的排渗设施。随着尾砂面的不断升高，后期坝逐渐前移，形成尾矿细粒互层现象，其渗透性大大降低，将使浸润线升高。为防止渗水从后期坝面渗出，故设计确定在初期坝坝顶和第二级子坝坝顶各设置排渗管一排，排渗管以穿坝体部分采用不钻孔，库区尾砂内采用钻孔段为原则，钻孔管段的钻孔率以33%为宜，1/3不钻孔的管底向下。钻孔管段外表面要求必须包裹（牢固）土工布，并将其库内管口堵死，坡度以1%坡向相应的排水沟。（2）坝坡面排水方案在初期坝坝顶沿第一级子坝坝坡角设置横向排（渗）水沟，以1%的坡度坡向两端坝肩排水沟。在初期坝坡底沿坡角设置横向截渗水沟，两端坡向中间然后引至沟底回水池。后期坝坡面

31、均应覆土植草护坡，以防风起扬尘和雨水冲刷而损坏坝体。第二级子坝坝顶设置横向排水沟，以1%的坡度坡向两端坝肩排水沟，其坝顶面以3%的坡度坡向此排水沟。其余各级子坝坝顶面均应以3%的坡度坡向外侧。3.10尾矿排放方式的确定（1）尾矿输送方式：选厂位于尾矿库东北侧，与尾矿库有一山岭相隔，排尾口高程为215米，根据地形条件，尾矿采用压力输送。尾矿输送管线在施工中应根据实际地形布设。（2）尾矿排放方式：根据山谷型尾矿库采用上游法筑坝方式和后期尾砂冲积法筑坝方法的要求，尾矿排放方式应采用在尾矿坝坝顶向库内分散放矿的方式。3.11回水利用方案的确定为充分利用水资源并保证良好的生态环境，确定尾矿库澄清水全部返

32、回选厂再利用。因此，设计设置回水集水池，对尾矿水加以回收利用。第四章 尾矿库工程设计4.1初期坝设计4.1.1坝体构造的设计初期坝采用场地土筑坝，坝的构造分述如下：（1）坝高根据坝址地形条件，设计确定初期坝的坝顶标高为238m，最大坝高为 9m。（2）坝长根据坝址地形条件，设计确定初期坝的坝轴线长约60m。（3）坝顶宽度该坝顶无行车要求，根据管路铺设、管理要求，以及参考实际工程经验，设计确定初期坝的坝顶宽度为2.5m；坝顶面向外坡面倾斜，坡度23%。（4）坝坡初期坝的坝高9m，根据有关规范要求，设计确定该坝的上游坡比1：1.75，下游坡比1：2.0。形成初期坝的结构参数为：坝高9m ，坝顶标高

33、为238 m，坝长约60m，坝顶宽2.5 m，上游坡比1：1.75，下游坡比1：2.0，为不透水坝。4.1.2筑坝材料选择及筑坝质量要求筑坝材料按照就地取材的原则，选用场区的场地土作为筑坝材料，要求含砾量为20-30。对直径大于0.3米的石料要去除或破碎。初期坝筑坝自下而上分层进行，每层厚度0.3m，用推土机推平，用平碾或夯板压实，压实指标初步确定压实度为不小于96%。干容重数值以施工初期工地压实试验所得最佳含水量时的最大干容重为标准确定。4.1.3防渗层设计防渗层采用土工膜防渗层，选用国产高密度聚乙烯HDPE土工防渗膜，规格0.51.5mm厚，断裂拉伸强度28MPa，断裂延伸率700%。铺设

34、土工膜两端应嵌入两坝肩岩基各0.6m，向下覆盖坝体上游坝坡（迎水面）。土工膜下面300mm卵砾石层，卵砾石粒径要求2050mm。4.1.4初期坝排渗设计初期坝的排渗设施由渗水管沟、反滤层和保护层以及下游坡角截渗沟组成。（1）渗水管沟设计根据设计确定的初期排渗方案，确定在初期坝底部设置渗水管沟，沟内设渗水管作为初期的排渗设施。渗水管要求采用高密度聚乙烯双壁波纹（钻孔）渗水管，管内径为90 mm，承载力为20t/m2。钻孔管段外表面要求必须包裹透水土工布，土工布规格为400g/m2。并将其库内管口堵死。（2）反滤层设计埋设渗水管的管沟断面不小于600600mm，渗水管周围填以砾石、砂做反滤层。管沟

35、上口覆盖土工织物滤层，选用国产400g/m2无纺土工布，其厚度3.2mm，抗拉强度648760N/5cm，刺破强度：492N。（3）保护层设计为了防止矿浆和雨水初期直接冲刷反滤层，设计在反滤层上面按要求垫300 mm厚的砂卵石层，其粒径要求225 mm。并用不易风化的块石干砌层厚约400 mm。4.1.5坝面排水和护坡设计的初期坝坝高只有9m，坝面不再设横向排水沟，只在两坝肩各设一条纵向排水沟。初期坝坝肩排水沟，向上与后期堆积坝坝肩排水沟连接，向下与初期坝坡脚截渗沟相接，其作用是排出后期堆积坝渗水和截排山坡雨水,以防止山坡雨水直接冲刷坝角及坝体。在初期坝下游坡脚，沿坝角横向设下游坡角截渗沟，两

36、端以2%坡度坡向中点，由中点引至回水积水池。其断面宽深=300400mm，浆砌石结构。为防止坝面雨水冲刷等水流的破坏作用，防止钻地动物打洞造穴，初期坝下游坡面及坝顶采用干砌石护坡。护坡所用石料要求厚度300400，材质新鲜坚硬、耐久，饱和抗压强度不小于40MPa。4.1.6坝基处理根据工程地质勘察报告，拟建坝基坝肩基础以强风化闪长岩作为持力层。所以，对沟谷底部及坡两侧的残坡积土应清除见较硬质层后，方能进行基础施工。在开挖过程中要注意支护好坑壁，要保证坑壁的安全坡度；雨季施工时要提前施工临时拦洪坝及导流渠，按有关规范要求进行施工，确保雨季施工安全。 4.2后期尾砂堆积坝设计4.2.1筑坝方法设计

37、确定后期尾砂堆积坝筑坝方法采用冲积法筑坝。初期坝堆满后，进行后期坝的堆筑，首先用人工或机械利用坝前较粗的尾砂筑子坝，然后平整坝前尾砂面，将坝前分为冲积段、准备段、干燥段。尾砂堆积坝坝顶宽1.5m，高度2m，上游坡1：1，下游坡1：3.5，分层夯实；坝顶支管3根同时放矿，按坝前分段轮流式作业。如此层层上升。第5级子坝顶宽4m。4.2.2最终坝体结构根据坝址地形条件，设计确定堆积坝的坝顶标高为248m，共筑子坝5级，最终形成后期坝坝顶宽4m，堆积坝高度为10m，坝轴线长约180m。设计初步确定该坝的下游坡比小于1：4。上游干滩坡度2.6%，干滩面长度不小于40m，水面长度不小于25m。尾矿粒度较粗

38、、易于沉降，根据本地区同类矿山实际排尾情况，尾矿沉降澄清距离约25 m，设计的坝体结构可以满足尾矿沉降澄清和V等尾矿库40 m最小干滩的要求。4.2.3后期尾砂堆积坝排渗及护坡根据设计确定的排渗方案，确定在初期坝坝顶和第二级子坝坝顶各设排渗管排渗。a.排渗：在初期坝坝顶和第二级子坝坝顶分别埋设纵向排渗管一排，其横向间距为10m，管内径为90，要求采用高密度聚乙烯双壁波纹排渗管，承载力为20t/m2，每根长度为50m，其中钻孔管段长39m，不钻孔管段长11m。钻孔管段外表面要求必须包裹透水土工布，土工布规格为400g/cm2。并将其库内管口堵死。设计在初期坝坝顶和第二级子坝坝顶设排水沟，其断面为

39、宽深=300400mm，浆砌石结构，以1%的坡度坡向两端，经坝肩排水沟向下游排放。其他各级尾砂堆积子坝坝顶采用3%的坡度坡向外侧以利于排泄雨水。 b.护坡：为防止坝面雨水冲刷、风起扬尘，下游坡面采用植草护坡，坡面覆土厚0.3m，其上植草。4.2.4坝肩排水沟在岸坡上沿坝角顺地形地势设坝肩排水沟，从终期坝顶向下分别与初期坝的坝肩排水沟相接，其作用是排出渗水和截排山坡雨水,以防止山坡雨水直接冲刷坝角及坝体。全部为浆砌石砌筑，其断面均为宽深=500500mm，其沟底标高要求低于横向坝顶排水沟底标高0.3m。4.3水文计算与排水及泄洪设施4.3.1水文计算的相关基础资料（1）尾矿库区域1/1000地形

40、图，据此图进行尾矿库汇水面积为0.10km2并进行尾矿库的布置及相关计算；（2）岩土工程地质报告作为主要设施结构设计的依据；（3）当地暴雨递减指数n1=0.55， n2=0.75；CV=0.60，CS=3.5CV；年最大24小时平均降雨量均値H24=125mm。暴雨迳流系数为0.65。作为水文计算的主要依据；（4）本地区地震设防烈度属6度地区。4.4.2洪水计算（1）洪水计算尾矿库处于狼洞沟内，库区内主沟长约500m，沟两岸植被一般；根据1：1000地形图规划，尾矿库坝址以上汇水面积为0.10km2。当坝高为248米（堆积坝终了）时，调洪高度0.72米，调洪库容18462 m3。当坝高为238

41、米（初期坝终了）时，调洪高度0.78米，调洪库容4492 m3。区域洪水汇流引起的洪水是影响尾矿库安全的主要危险因素，根据工程地质勘察报告提供的库区水文、地质、地理资料情况的数据进行洪水计算和调洪演算。 按照设计方案，本尾矿库为V等尾矿库；库区洪水来源主要是自然降水并考虑尾矿排入水，其中尾矿水为525m3/d（排干尾量按22t/d，浓度30%计 ）。依据选矿厂尾矿设施设计规范、尾矿库安全技术规程的规定，按五等尾矿库等别标准，防洪标准初期按洪水频率为3.3%（30年一遇洪水重现期）设计，中、后期按洪水频率为1%（100年一遇洪水重现期）校核。最大洪峰流量采用简化推理公式计算：Qp=A(SpF)B

42、/(L/mJ1/3)c-DFSp=H24p/241-n2hR24=a24H24p=X(Sp/hRn2)Y 或 =(1- a24)H24p/24tc=(1-n2)Sp/1/n21式中：Qp设计频率为P的洪峰流量，m3/s；Sp频率为P的暴雨雨力，mm/h；H24P频率为P时的24小时降雨量mm； H24P= Kp H24F坝址以上库区汇水面积，km2； m汇流参数；L由坝址到分水岭的主河槽长度，0.5km；J沟底平均坡降； hR24历时24小时降雨深mm；140产流历时内平均入渗率，mm/h；流域汇流历时，h；n1、n2暴雨递减指数，n1=0.55，n2=0.75；X 、Y 、A、B、C、D最大

43、洪水流量计算系数。24小时洪水总量采用如下公式计算：Wtp=1000a24H24PF式中：Wtp频率为P时的洪水总量m3；a24历时24小时的降雨迳流系数，0.65。洪水计算有关参数选择详见表4-1；计算结果详见表4-2。（2）调洪演算洪水计算参数表 表4-1FPLJm24H24CvCsn1n20.103%,1%0.500.0680.750.651250.63.5Cv0.550.75计算结果 表4-2指标H24PKpSphtR24QpWtp设计3102.48140223.23.870.1520150校核3993.19180287.14.980.1425935根据尾矿库在初期坝终了和堆积坝终了时

44、，在满足最小安全超高，最小干滩长度的情况下，对应的调洪库容不同，得出相应的所需泄洪量，取其最大值。计算公式如下：qQp（1-Vt/W24p）式中：q所需排水构筑物的泄流量，m3/s；Qp设计频率为P的洪峰流量，m3/s；Vt某坝高时的调洪库容，m3；W24p历时24小时的洪水总量，m3。调洪演算结果：在3.3%、1.0%洪水频率时，排水涵管的应泄流量分别为：q设计=3.01m3/s、q校核=3.87m3/s。4.4.3 排水及泄洪设施设计设计确定的库内排水及泄洪采用排水井涵管方案，根据有关设计规范，以满足校核1%频率下的洪水（含正常尾矿水）排放量为要求，确定排水涵管的过水断面净尺寸为直径=0.

45、5m，纵向坡度不小于4%。排水井涵管在库区东侧沿主沟建设，其基础建在岩石地基上。根据地形条件需布置两座排水井，1#排水井进水高程控制为236m，井高3.5m；2#排水井进水高程控制为238.5m，井高10m，排水管通过尾矿坝底部至库下游，外接回水池（兼作消力池）。排水井内径为1.2m，为框架式排水井，基础坐落在中风化砂岩之上，采用C25钢筋混凝土结构。排水井下接排水管，排水管内径0.6m，采用C25钢筋混凝土结构，每根管长度为8.0m，接缝处需采用橡胶止水带止水，排水管底部需M10浆砌石垫层，防止管底不均匀沉降造成管道断裂。排水井为接续使用，当1#排水井接近堆高后，须进行封堵，排水井封堵位置必

46、须在井座部位，可采用毛石混凝土封堵，不得在井的顶部进行封堵，待1#井封堵完成后，方可使用2#井，当尾矿库闭库时，2#井也需要进行封堵，封堵方法同1#井。4.4.4 排水及泄洪设施结构安全性4.4.4.1排水涵管泄洪能力排水涵管的平均坡降为4.38%，直径0.6m。其最大泄洪流量应不小于所需排水设施最大泄洪流量3.87m3/s。泄洪能力按下式校核计算：Q=AC（Ri）1/2C=Ry/n y=1.5n1/2R=rA=r2式中：Q排洪构筑物泄洪流量（m3/s）；A过水断面面积（m2）；C谢才系数；R水力半径（m）；i排洪构筑物的平均坡降；n管或洞内壁粗糙系数；、y计算系数及水力指数。（由H/r查表）

47、经计算结果：涵洞的泄洪流量为Q=4.25m3/s3.87m3/s。泄洪能力能够满足100年一遇洪水频率的泄洪要求。故本初步设计的净断面尺寸合理可行。4.4.4.2 排水井泄洪能力内径为1.2m的框架式排水井连接圆形涵管。排水井泄洪能力应不小于所需排水设施最大泄洪流量q3.87m3/s。按自由泄流计算，计算公式为：Q4.427ncmbcHy1.5Q排水井泄洪流量，m3/s；nc同一个断面上排水口的个数，6；m堰流量系数，0.4；bc一个排水口宽度，0.808m；侧向收缩系数，10.20Hy/bc10.2Hy=0.6；0系数，0.8；Hy溢流堰泄流水头，2.0m；c个排水窗口的面积，m2；Hi第i

48、层全淹没工作窗口的泄流计算水头，m；H0最上层未淹没工作窗口的泄流水头，m。经计算：排水井的泄洪流量为Q=5.52m3/s3.87m3/s。经校核计算，排水井泄洪能力能够满足100年一遇洪水频率的泄洪要求。故本设计采用排水井断面及其相关尺寸合理可行。4.5尾矿输送与放矿设计（1）尾矿输送采用压力输送，管道采用133 PVC管，管线长约为600m，转弯曲率半径不小于6倍管径，每5 m设垫墩，每50 m设固定墩，墩均采用C25混凝土浇筑，其基础座于岩石地基上；敷设位置应根据现场实际地形适当铺设。（2）尾矿放矿采用坝顶向库内放矿方式，设计在坝顶布置主管及支管。支管采用90 PVC管，间隔5m，每根长

49、初期约为9m，后期约为2m，与主管采用偏心底部连接方式。放矿时，每组由相间隔的支管组成，每组4根支管同时放矿，采用每组轮流交错放矿方式，满足冲积法筑坝要求进行放矿。4.6回水设计回水池设在距坝坡脚约20m，浆砌石结构，其规格为长宽深=20102m，同时起储水、消能作用。由涵管排出的库内尾矿水，经过消能和澄淀后采用水泵加压输送到选厂高位水池。回水池旁建立回水泵房，内设两台型号相同的离心式水泵，要求水泵扬程不小于20米，流量不小于30 m3/h。第五章 尾矿库工程施工要求5.1 坝体施工5.1.1.施工程序（1）施工程序原则地面放线清基挖槽（基坑）垫层（基础加固）设施施工。（2）施工程序首先施工涵

50、管、排水井施工库区内临时拦洪堤坝和临时排洪导流明渠坝址开挖基坑基坑支护排水涵管（预埋）铺设库底排渗设施（预埋）铺设初期坝体分层碾压堆筑敷设土工膜防渗层保护层施工竣工验收开工运行初期坝项顶排渗管（预埋）铺设后期一级子项施工尾矿冲积后期二级子坝施工冲积终期坝顶闭库。5.1.2初期坝坝体施工要求初期坝坝体为碾压式土石坝体（风化料石），防渗层为HDPE土工膜防渗层，坝体及防渗层施工应严格按设计要求和碾压式土石坝施工规范相关要求进行施工。施工时要求制订施工程序，要求有资质的建筑施工单位与工程监理单位进行规范施工和监理。确保工程质量。（1）清基：要求清除地表腐植土层、风化岩层，坝基坝肩基础清至强风化闪长岩

51、作坝基基础持力层。在大坝基坑开挖后建议由甲方组织勘察、设计、监理、施工单位进行验槽，若发现与报告不符合之处，及时采取相应措施。（2）筑坝材料按照就地取材的原则，选用区域内场地土作为筑坝材料，要求含砾量为20-30。对直径大于0.3米的石料要去除或破碎。初期坝筑坝自下而上分层进行，每层厚度0.3m，用推土机推平，用平碾或夯板压实，设计压实指标初步确定压实度为不小于96%。干容重数值最终以施工初期工地压实试验所得最佳含水量时的最大干容重为标准确定。（3）土工膜铺设时采用热熔焊接或者搭接，采用搭接时的搭接长度应不小于200mm，土工膜左右、向下铺满坝体上游坝坡（迎水面）。（4）在施工保护层时不得损坏

52、防渗层。（5）干砌石护坡施工，要求将块石错缝竖砌，紧靠密实，塞垫稳固，大块封边，表面平整，砌石下设垫层。5.1.3后期坝堆筑施工要求（1）每一期堆积坝筑坝、冲填作业前必须进行岸坡处理，将树木、草皮、树根、废石及风化石层等全部清除。（2）岸坡清理应做隐蔽工程记录，经有关技术人员或工程监理人员检验合格后方可筑坝或充填。（3）在排放尾矿作业时，应根据排放的尾矿量，开启足够的放矿支管根数，使尾矿均匀沉积。（4）经常调整放矿地点，使滩面沿着平行坝轴线方向均匀整齐，应避免出现侧坡、扇形坡等起伏不平现象，以确保库区所有堆坝区的滩面均匀上升。（4）放矿应于坝前分散轮流放矿，不得任意在库后或一侧岸坡放矿。严禁矿

53、浆沿子坝内坡趾横流而冲刷坝体5.2 排水设施施工要求尾矿库库内排水及泄洪设施采用排水井涵管排水系统、库区排洪采用截洪沟。（1）水井、涵管基础坐落在坚硬地基上。（2）回水池采用浆砌石结构，内壁采用C20水泥砂浆抹面。严格按照回水池结构图设计要求施工。（3）对温度缝或沉降逢接缝处的阻水带采用沥青或沥青油麻填封，保证阻水带封填质量，施工中严格按照设计图纸要求进行。5.3排渗设施施工排渗设施采用高密度聚乙烯双壁波纹排渗管，承载力不小于20t/m2，初期坝坝顶埋设纵向排渗管一排。所有排渗管在施工或运行过程中预埋。严格按照相关设计图要求施工。以穿坝体部分采用不钻孔管，库区内采用钻孔管为原则，钻孔管段外表面

54、要求必须包裹（牢固）透水土工布，并将其库内管口堵死，坡度以1%坡向相应的排水沟。在初期坝坡脚、坝顶及第二级子坝坝顶的设置横向排水沟，其过水断面净尺寸为宽深=300400mm，浆砌石结构，底部夯实并铺设垫层，按照相关设计图要求施工。两坝肩截排水沟，全部为浆砌石砌筑，其过水断面净尺寸为宽深=500500mm，浆砌石结构，其沟底标高要求低于横向渗水沟底标高0.3m。按照相关设计图要求施工。5.4回水设施施工回水池规格为长宽深=20102m，浆砌石结构，基础建在坚硬岩基上。施工中严格按照回水池结构图设计要求进行，保证施工质量。回水泵房和看库房采用三间单层砖混结构，按照相关建筑规范要求施工。第六章 尾矿

55、库环境保护与安全运行管理由于尾矿设施为矿山长期运营的设施，对尾矿库的维护管理尤为重要。要求在运营中加强尾矿库技术、管理档案资料保管，设立单独的尾矿工段并配备专职的尾矿管理人员，制定健全的尾矿库管理的各项规章、规程。在尾矿库专门建尾矿库值班室。应做到：对已制定的各项尾矿库管理规章制度在实施中务必认真贯彻执行，同时应根据尾矿库特点、选厂排尾情况每年编制年度尾矿作业计划；严格按设计要求堆筑尾矿；固定专人按岗位责任制检查维护，发现沉陷、裂缝、滑坡等异常现象及时回报及时处理；严禁在坝体上设置有碍安全的构筑物及破坏坝体的行为。应定期细心检查坝下游坡有无渗漏、塌坑、隆起、裂缝等现象，根据发现异常现象的程度分

56、析是否出现滑坡、管涌等险情，及时采取预防加固措施，避免重大事故的发生。6.1环境保护（1）尾矿水回水利用选矿厂排放之尾矿浆为主要污染物之一，该选厂采用常规磁选选矿工艺，工艺流程中基本不加药剂，生产废水随尾矿浆流入尾矿库，经澄清、曝晒、渗滤，在库内停留，库内澄清水和部分雨水通过水泵扬送到选厂高位池内，全部返回选厂再利用。对环境影响不大。设计尾矿水澄清距离30m，可以使尾矿中5微米的粒级充分沉降，尾矿澄清水可以满足污水综合排放标准GB89781996的有关规定；尾矿少量排放时应进行尾水水质检测，做好记录，保证尾矿水达标排放。（2）尾矿堆积坝坡，应植草护坡，植草密度不小于85%；对于库内干滩面采用洒

57、水拟尘，防止扬尘污染环境。（3）除尾矿坝外库区范围内周围山体上植树造林，以便防风及水土保持，减少地面径流，严禁监伐、滥垦、滥牧。（4）服务期满前及时进行闭库设计，服务期满后按闭库设计要求使尾砂稳定、逐步恢复土地复垦，恢复良好的生态系统和自然景观。6.2尾矿库维护管理（1）尾矿库运行过程中，必须按设计和有关技术规定认真做好放矿、筑坝及坝面的维护管理工作。（2）尾矿坝滩顶高程必须能够满足防汛需要，确保足够的安全超高。（3）库内严禁滥挖尾砂、炸鱼或其它爆炸等危害尾矿库安全的活动。（4）在尾矿库的下游、坝面及坝顶不得建设设计以外其它任何设施。（5）坝面植草，不得种植乔木、树木和农作物。（6）建立健全巡

58、坝护坝制度。尾矿库面及下游坡面上，不得有积水坑存在。6.3尾矿排放与筑坝（1）初期坝筑坝及每一期堆积坝冲填作业前必须进行岸坡处理，将树木、草皮、树根、废石、坟墓及风化石层等全部清除。若遇有泉眼、暗井或洞穴等应作妥善处理。（2）岸坡清理应做隐蔽工程记录，经有关技术人员或工程监理人员检验合格后方可筑坝或冲填。（3）放矿应于坝前分散轮流放矿，不得任意在库后或一侧岸坡放矿。严禁矿浆沿子坝内坡趾横流冲刷坝体。（4）每期子坝堆筑完毕，应进行质量检验。检验记录与报告需经技术人员签字后存档。6.4尾矿库渡汛（1）凡汛期前与暴雨前应做好库、坝的防汛工作。（2）运行中在满足水质要求下，尽量降低库内水位；水边线应与

59、坝轴线保持基本平行，与坝顶距离不能变化太大。（3）对泄洪系统及坝体必须进行详细检查和维护，疏浚坝肩截水沟、坝顶（趾）排水沟、斜槽涵洞及其出水口拦污池。（4）加强值班和巡逻，设警报信号和组织检验队伍；了解和掌握讯期水情和气象预报。（5）洪水过后应对坝体和排洪构筑物进行全面认真的检查与清理，发现问题及时修复。尤其防止连续暴雨的垮坝事故。6.5排渗设施管理与渗流控制（1）排渗设施为隐蔽工程，施工时必须按设计要求精心施工，仔细填写施工记录，编制竣工图。（2）当发现坝面局部隆起，坍陷、流土、管涌、渗水量增大或渗水浑浊等异常情况时，应立即采取处理措施，并上报有关部门。（3）运行中按设计要求制定管理、维护和

60、运行细则，确保设施完好，充分发挥其功能。6.6抗震（1）抗震工作应贯彻预防为主的方针，当接到震情预报时，应根据实际情况做出防震、抗震计划和安排；做好人员、物资、交通、通讯、照明、报警，抢险和救护等工作。（2）震前注意尾矿坝坡及库区内岸坡稳定性，及时采取措施。（3）严格控制库水位，确保设计要求的安全滩长，满足坝体稳定要求。6.7尾矿坝失事损失及环境影响尾矿库如发生溃坝，尾矿废水、尾砂随洪水下泄给下游造成影响。尾矿库坝下游为一村间公路和河道。尾矿库下游宽阔，尾矿库一旦失事可起到缓冲和消能作用，不会构成重大损失，但会对下游34km范围内的河道造成一定影响。第七章 工程量与投资估算7.1 主要设施及工程根据尾矿库建设特点，狼洞沟尾矿库设计工程分期实施。首期工程主要有：尾矿输送管线敷设与坝顶支管安装，初期坝的坝基处理、坝体土石方、护坡，排水涵管基础开挖和铺设、回水池施工，初期坝坝肩截排水沟及坝趾排水沟施工；后续工程：后期坝堆筑和护坡，后期排渗管道敷设、后期坝坝肩截排水沟及坝顶排水沟施工。7.2 投资估算工程估算是根据工程设计图纸和现场实际条件确定，本设计以下所作的估算投资仅供建设单位施工时参考。投资估算中浆砌块石料与筑坝材料均取自库区内的山体，考虑采、运、配、施工费用，