某尾矿工程初步设计(最终版)

1前言111项目概况112地理位置及交通状况113地形、地貌、地震114气象条件215区域地质构造216水文地质条件317不良地质作用418矿区经济42设计原则、设计依据及选矿工艺资料421设计原则422设计依据523选矿工艺资料及尾矿特性63尾矿库工程设计631库址选择632坝型选择733库容计算及尾矿库等级8331库容量8332尾矿库等级8333防洪标准934尾矿库水文计算1035尾矿坝13351初期坝坝体设计13352尾矿堆积坝设计14353上游尾矿坝19354尾矿坝体稳定分析2036排水、导流构筑物23361排洪方式23362上游导流构筑物24363泄流能力验算2637尾矿输送系统2838尾矿库回水284尾矿库的监控与看守2841尾矿库监控设施29411尾矿坝变形观测29412库水位观测31413库下游地下水观测3142尾矿库看守315尾矿库建设主要工程量326尾矿库的环境保护3361环境保护设计依据3462环境保护标准3463主要污染源及治理措施34631工程主要影响源34632污染源治理措施35633尾矿库的水土保持36634环境监测367安全管理3771安全管理依据和标准3872生产过程中的危险有害因素38721尾矿库的坝体破坏38722粉尘的危害3973对策及安全措施39731技术措施39732管理措施40733防洪41734粉尘的防护对策42735尾矿库区范围内安全管理42736尾矿库影响范围42737安全监测制度及机构438存在的问题及建议439工程设计概算4491编制说明4492投资分析451、前言11项目概况XX矿业发展有限公司XX县XX金矿选矿厂是一家综合生产规模为日处理矿石100T的采选联合企业。为满足安全使用及环境保护等方面的要求，XX县XX矿业发展有限公司XX金矿委托我公司进行尾矿设施的设计,主要设计内容包括按照规范要求，分别对尾矿坝体、排洪系统、回水系统、尾矿库使用及尾矿库管理等具体内容进行设计。12地理位置及交通状况XX县XX矿业发展有限公司XX金矿区距XX县城45KM，行政区划属XX县小坝乡。中心点地理座标东经1040437，北纬320641。矿区交通情况成都至绵阳128KM，绵阳至XX69KM，XX至治城22KM，以上计219KM为县级主干公路；由治城至小坝24KM，由小坝至矿点26KM，该段50KM为区乡及林区公路，雨季期间时有垮塌。交通较方便。13地形、地貌、地震矿区为中高山地貌，地势西南高东北低，地形陡峭，坡度2040，海拔高程17502500M，相对高差750M米。弱布沟为区内主要河流，长年流水，水量较大，从矿区东北角流过，沟底海拔1750M米。蚂蟥沟小河从矿区北西侧通过，为常年流水沟，但水量较小，为矿区内唯一的地表径流水系，于矿区东北角流人弱布沟。矿体出露于蚂蟥沟东侧山坡上，地下水不发育。矿区最低开采坑道（中段）1900M，高于当地侵蚀基准面（弱布沟）150M。根据建筑抗震设计规范（GB500112001）及中国地震动参数区划图（GB183062001）确定，本地区地震基本烈度为7度，设计基本地震加速度值为010G。场地覆盖层主要为碎石土，厚度一般小于5M，场地属中硬土I类场地，设计特征周期025S。14气象条件矿区属高原气候，气候温和，四季分明。平均气温155，极端最高温度361、最低温度45。年历年平均日照总时数900小时。垂直分带清楚，年降雨量13772MM，多集中在79月，日最大平均降水量为1499MM。常有旱、涝、大风、冰雹，10月至翌年3月降霜降雪。主导风向夏季东南风，冬季西北风。本区最大冻土深度50MM，基本风压05KPA，基本雪压03KPA。属温带季风性大陆性气候。15区域地质构造矿区位于北东向三道龙池背斜北东倾伏端近轴部地带，由志留系、泥盆系地槽型海相变质碎屑建造构成。（一）褶曲区内北北东、北东向次级紧密线状同斜、复式歪斜褶皱、轴面劈理及片理带、冲断裂发育。背斜构造主要沿蚂蟥沟及其岔沟分布，轴向变化于2560间，轴长70180M，向南西倾伏。同时，拖拉褶曲构造及揉皱特别强烈，大者使整个岩性层发生褶皱，并见小揉皱，在30M长探槽中可连续见25个大小不等的小褶曲；小者于手标本中可见。不同期次的褶曲相互迭加，使褶皱更加复杂。该区主压应力方向，由北西南东逐渐转变为南西北东。较强的挤压应力不仅产生了岩层的走向褶皱及揉皱，而且迭加了晚期沿岩层倾向的褶皱，导致沿褶曲核部及其转折端，产生了十分发育的揉皱及轴面劈理化带、层间碎裂带，为金矿带（体）的形成提供了良好的容矿空间。（二）断裂区内断裂构造发育。北东向以F1、F4、F5及F2为代表。F1断裂延长大于1KM，呈舒缓波状延伸，是蚂蟥沟背斜之纵向压扭性逆冲断层，从F1两侧，特别是南盘展布有众多平行矿体和矿化石英脉，以及切断矿体事实看，F1断层经历了成矿前的导矿成矿期的容矿成矿后的切断矿体之长期演化过程。北北西、北西向以F3、F6为代表。断层走向320350，延长大于1KM，是后龙门山北东向多字型构造带的组成部份，属横向张扭性断层，与成矿关系不明。16水文地质条件矿区断层、裂隙及褶皱较发育，岩层为炭质千枚岩、板岩，基本不含水。矿体出露于半山地带，高于地表径流水系，矿体倾向与地形坡向相反，地形为“V”字山形，河流落差大，地势陡峭，有利于疏通，使大气降水沿坡排泄于沟谷中，汇于弱布沟中，流向下游，对矿山开采影响较小。矿区水文地质条件属简单类型。17不良地质作用山坡主要为岩质陡坡，主要发育三组裂隙35542、27435、9365，间距020050M，延伸长度080400M，岩层产状内倾，不会发生整体失稳。由于裂隙切割，局部块体存在崩塌、脱落现象，崩塌物直径10150CM不等，崩塌堆积物体积一般小于50。对此应采取一定的支护措施。在沟脚由3M于水流充数造成局部小型滑坡，滑坡体积一般小于100。3M东侧弱布沟在雨季河水挟带和冲刷能力较强，在工程建设河水归槽后，洪水对河底或岸边的冲刷作用将加强，除应防止洪水冲刷外，还应注意洪水挟带巨石堵塞河道造成水位上涨进而威胁建（构）筑物安全使用。18矿区经济区内居民主要为羌族、汉族、少量藏族。以农业为主，牧业为辅。农作物以玉米、洋芋为主，次为红苕、荞子、油菜、黄豆、海椒等。木材资源丰富。经济植物以各类药材为主。地方工业较发达。有农机、水电、制茶、木材加工等，劳动力及水资源充足。2设计原则、设计依据及选矿工艺资料21设计原则1、认真贯彻执行国家安全生产监督管理总局发布第6号令尾矿库安全监督管理规定和“安全第一，预防为主”的方针；采取切实可行的技术措施，确保尾矿设施安全运行；2、在满足矿山企业生产需要条件下，积极稳妥地采用可靠技术，以其减少工程量，降低投资，缩短工期，方便施工和生产管理。3、贯彻执行中华人民共和国环境保护法在生产工艺中消除污染，保护环境。4、充分利用荒地和贫瘠土地，不占、少占和缓占农田，减少动力消耗，尽可能考虑造地还田的原则。5、有效利用回水进行再生产的原则。22设计依据1、矿方提供的尾矿库库区1500地形图；2、有色金属矿山企业初步设计内容和深度的原则规定；3、选矿厂尾矿设施设计规范ZBJ190；4、尾矿库安全监督管理规定第6号令；5、尾矿库安全技术规程AQ20062005；6、水工建筑物结构设计规范DL50571996；7、水工混凝土施工规范DL/T51442001；8、尾矿设施施工及验收规程YS541895；9、尾矿设施设计参考资料；10、土工合成材料应用技术规范；11、XX县XX金矿尾矿坝工程地质勘测报告；12、XX金矿选矿基本工艺资料；23选矿工艺资料及尾矿特性1、选矿厂生产规模100T/D；2、选矿厂工作制度330天/年、3班/天、8小时/班；3、年排尾矿量3135104T/A，折合成2322104M3/A；4、尾矿比重27；5、尾矿平均粒度200目占50；6、尾矿产率95；7、尾矿浓度20；8、尾矿堆积干容重以135T/M3计算；9、服务年限约516年；10、选矿工艺描述选别采用离心重选工艺流程。选矿工艺经过破碎（两段一闭路）磨矿（一段闭路磨矿流程）一级离心重选二级离心重选摇床精选脱水；离心重选是在磨矿回路中设FALCON离心工序，离心重选精矿后设摇床精选。最后把矿石分离为金精矿和尾矿。3尾矿库工程设计31库址选择该新建尾矿库充分利用地形，利用位于选矿厂西北方向自然山谷中“U”河道和山谷地形进行堆坝,属截河型尾矿库，库区汇水面积约04K，区内属山区，沟谷发育。尾矿库长度约140M。为充分利用地形和工程地质条件，尾矿库由初期坝、堆积坝及弱布沟导流系统构成，通过岩土工程评价可知，场地地形地貌、水文、工程地质条件简单，场地主要建筑物范围内无明显断层（裂），地震设防烈度为度，库区两侧岩石裸露，场地稳定性好，适宜修建尾矿库。32坝型选择该选矿厂尾矿库处于自然山谷中，主要利用河道自然弯道和两岸山体走势，通过修筑挡水建筑和导流渠工程，类似河流中截弯取直形成“牛轭湖”型尾矿库用于堆存尾矿，堆坝方式为上游法堆坝。由于本次设计带有在原设计基础上进行补充设计的性质，初期坝最初设计为浆砌石重力坝，且已经基本成型（坝高18米，外坡比106，内坡比103，坝项标高1895，顶宽3米），但排水系统和坝体稳定性（尤其是渗流稳定性）有待加强。故本次初期坝设计在原来基础上，一方面充分利用其下游地形特点，在其下游约20M河道弯曲处补充设计透水堆石坝，并在其与原初期坝间利用矿山开采废石或旋流器分选粗粒尾矿堆筑透水坝体，另一方面，通过补充建设原浆砌石坝排水孔等设施进行改造。以上设计一方面可改进原初期坝体排水性能和初期坝稳定性问题，另一方面则可进一步提高堆存量，并同时完善原坝体排渗系统。上游挡水坝和导流渠设计则由XXXX矿业发展有限公司进行，本设计只对其行洪能力是否满足本尾矿库上游弱布沟排洪要求进行检验计算。考虑到上游挡水坝的作用是与导流明渠一起截排上游弱布沟沟谷来水，XXXX矿业发展有限公司设计中，对上游挡水坝采用钢筋混凝土构筑（具体结构尺寸如附图），并对建筑施工提出了以下具体要求1、水准面以下建在基岩上；2、所有基础、坝体与山坡结合部都要做网状地锚，网格密度1010米07米,风钻打孔，基岩内孔深05米；3、大坝及基础内必须加立体网状拉筋（螺纹钢20），网格密度为101007米。螺纹钢要相互连接；4、混凝土标号要求达到C25，无石料,要用震动棒将灰浆充填严密，不得有空隙，混凝土所使用的沙子不得混有泥土。该坝体结构作用明确，强度高,稳定性好，安全可靠，对地形地质条件适应性强，且枢纽泄洪问题容易解决。33库容计算及尾矿库等级331库容量本次设计根据库区地形特征，结合矿山实际堆存需求，以矿山提供尾矿库区地形图为基础计算尾矿库库容。其中，尾矿库总坝高H总H初H堆181836M，坝顶标高1913M，相应总库容量V14988104M3。按生产规模100T/D计，年排尾矿量3135104T,折合成23222104M3,全部存放于尾矿库（库容利用系数080），尾矿库可服务时间约为516年。332尾矿库等级按选矿厂尾矿设施设计规范ZBJ90规定，尾矿库各使用期的设计等别应根据该期的全库容和总坝高分别确定，取其等级高者作为设计等级。当按坝高确定的等级与按库容确定的等级相差二等以上时，按最高等级降一级；尾矿库失事将使下游重要城镇、工矿企业或铁路干线遭受严重灾害者，其设计等别可提高一等作为尾矿库的设计等级。本尾矿库设计，考虑坝高与库容量二方面条件，尾矿库总坝高H总H初H堆181836M（1877M1913M），相应总库容量V14988104M3。尾矿库等别表等别全库容10V10（M）坝高H（M）一二等库具备提高等别条件者二V10000H100三1000V1000060H100四100V100030H60五V100H30根据以上判别标准，本选矿厂尾矿库为级。333防洪标准本选矿厂尾矿库为级，根据选矿厂尾矿设施设计规范（ZBJ190），本设计尾矿库相应防洪标准（洪水重现期）为初期3050年一遇洪水，中、后期为100200年一遇洪水。尾矿库防洪标准尾矿库等别一二三四五初期1002005010030502030洪水重现期（年）中、后期10002000500100020050010020050100根据以上标准，结合尾矿库工程实际，本选厂尾矿库防洪标准取四等级库上限标准。即初期P2（50年一遇洪水）中期P1（100年一遇洪水）后期P05（200年一遇洪水）根据矿山提供地图和现场踏勘测算，该尾矿库库区汇水面积为F04K（其中库内面积为0005K，坡面汇水面积0395K）；尾矿库上游挡水坝弱布沟沟谷洪水汇水面积约160K。34尾矿库水文计算本项目水文计算以四川省水文计算手册和降雨量图为基础，采用推理公式法进行洪水计算，推理公式法是基于暴雨形成洪水的基本原理推求设计洪水的一种方法。推理公式法计算设计洪峰流量是通过联解如下一组方程得以实现。11/3/40278,1,202783PCNMPCCCMSFTQTTTLJ计算中涉及三类共7个参数，即流域特征参数F、L、J；暴雨特征参数S、N；产汇流参数、M。为了推求设计洪峰值，首先需要根据资料情况分别确定有关参数。对于没有任何观测资料的流域，需查有关图集。从公式可知，洪峰流量QM和汇流时间互为隐函数，而径流系数对于全面汇流和部分汇流公式又不同，因而有试算法或图解法等不同求解方法，本项目设计根据下图所示试算法工作原理流程，采用数值计算软件MATLAB编程完成计算。图推理公式法计算设计洪峰流量流程图通过对设计流域调查，结合水文手册及流域地形图，确定尾矿库库区F040KM2，L15KM，J488。尾矿库上游挡水坝洪水汇水区F16K，L10KM，J445。暴雨衰减指数N查四川省水文手册可获得，一般N的数值以定点雨量资料代替面雨量资料，不作修正，本设计取值NN2065。同时查水文手册得产汇流参数、M为26MM/H、M070。进而由损失参数计算设计净雨的TB、RB。将F、L、J、RB、TB、M代入式（1）（2）和（3），其中仅剩下QM、RS,未知，但RS,与有关，故可求解。用试算法求解，先设一个QM，代入式（3）得到一个相应的，将它与TC比较，判断属于何种汇流情况，再将该值代入式（1）或式（2），又求得一个QM，若与假设的一致（误差不超过1），则该QM及即为所求；否则，另设QM仿以上步骤试算，直到两式都能共同满足为止。洪水总量计算则采用下式所示经验公式进行计算WTP100024H24PF式中WTP为频率P时洪水总量；24为径流系数，根据水文手册，取值为075；H24P为频率P时24小时降雨量，MM。根据以上参数，得水文计算结果如下洪峰流量计算结果表单位M3/S项目设计频率P尾矿库内挡水坝以上1P277343093662P187873514853P059840393605洪水总量计算结果表单位M3项目设计频率P尾矿库内挡水坝以上1P26534026136002P17398029592003P05826203304800本次尾矿库设计不做调洪，洪水全部由排水设施排出库外或返回选厂。且由于尾矿库上游挡水坝和导流渠需要保证整个弱布沟的行洪能力，故具体设计上游弱布沟来水导流渠时将以整个16KM2面积来水作为设计行洪能力验算依据。35尾矿坝351初期坝坝体设计1初期坝前期设计在保证初期库容量的基础上，参照已建成重力坝工程，初拟尾矿库初期坝坝高为18M（清基清至基岩，根据工程勘察报告资料，取为3M），相应的坝顶标高为1890M。坝体断面尺寸，通过稳定和应力计算，再进行修正，最后确定的断面尺寸如下坝顶宽度B3M,最大坝长L306M内坡102,外坡106,内坡用05M厚C25钢筋混凝土护坡。由于后期实际修筑过程中已经以原设计为基础成型18M浆砌石坝体，但坝体排渗系统和坝体稳定性（尤其是渗流稳定性）有待提高，故此次设计将以前期实际成型18M高浆彻石初期坝为基础，结合地形特征，在其初期坝下游约20米处补充修筑一透水堆石坝，并对两坝之间的地基进行清淤、铺设透水垫层等作渗流处理，该透水堆石坝（清基清至基岩）与初期坝之间将利用矿山废石和旋流器分选粗尾矿进行分级碾压堆筑，其总体坡度控制在23度以下；同时，通过打排渗孔等对原浆砌石重力坝实施补充排渗，并作好相应的防渗漏处理；此外，结合原坝堆积过程中由于弱布沟排水和坝内排水需要，在整个坝体右侧留有一排水通道的实际情况，本设计中将利用该通道设计一排渗通道，使之与原浆砌石初期坝补充排渗设施配合，解决原初始18M初期坝内的排渗问题。下游补充的透水坝坝高设计为5M（含清基3米），坝顶标高1882，断面尺寸坝顶宽度B2M,最大坝长L32M内坡120,外坡125,内坡边坡可选用500G/M2的土工布或铺设反滤层作防渗漏处理。堆坝材料可从库内采石或利用矿山废石堆筑。2地基处理由勘查报告可知，本矿山尾矿库坝基处表层碎石层和风化层分布广泛，如果处理不当，对后期坝体安全稳定性影响较大，故在坝基开挖与清理方面提出如下要求初期坝和挡水坝坝基表层必须清基到基岩层；基础中存在的局部工程地质缺陷，例如表层夹泥裂隙、强风化区、碎石层等均结合基础开挖予以挖除。该地基经过处理后应该保证满足下列要求具有足够的强度，以承受坝体的压力；具有足够的整体性和均匀性，以满足坝基抗滑稳定和减少不均匀沉降；具有足够的抗渗漏性，以满足渗透稳定，防止渗流破坏；352尾矿堆积坝设计尾矿库后期尾矿堆积坝,坝高H堆18M18951913,堆积坝筑坝方式参照工程规范及已建类似工程，拟采用水力冲积法坝顶分散放矿方式。堆筑子坝每次堆积高度2M，每级子坝由人工或机械利用固结尾砂分层碾压堆筑而成，尾矿浆由输送管道送至坝顶，通过分散管在坝胶均匀、分散、轮换放矿，保持坝体协调上升，以利于尾矿砂的脱水、固结，增强坝体的稳定性。后期堆积坝以140的总坡度堆筑，每一级子坝的上升高度为20M，子坝坡度为130，每级子坝坝顶设置宽度为20M的马道，后期坝设计最终坝顶标高1913M。施工过程中必须确保冲填外坡不陡于设计坡比，在初期坝坝顶及马道内侧设排水沟，以防坝面受雨水冲刷。每年汛季之前必须提前筑好子坝，确保所需的调洪库容。同时，为满足坝体安全及调洪要求，根据尾矿库安全技术规程等相关规程，上游式尾矿坝沉积滩顶至最高洪水位的高差不得小于下表的最小安全超高值，滩顶至最高洪水位边线距离不得小于下表的最小滩长值。故结合该矿山尾矿库等级，尾矿库应保证汛期最小干滩长度不小于50M；最小安全超高不小于05M。上游式尾矿坝的最小安全超高与最小滩长坝的级别12345最小安全超高（M）1510070504最小滩长（M）150100705040根据尾矿安全技术规程及有关规程规定，上游式尾矿堆积坝可采取下列措施控制渗流A尾矿筑坝地基设置排渗褥垫、水平排渗管（沟）及排渗井等；B尾矿堆积体内设置水平排渗管（沟）或垂直排渗井等；C与山坡接触的尾矿堆积坡脚处设置贴坡排渗或排渗管（沟）等；D适当降低库内水位，增大沉积滩长；E坝前均匀放矿。根据以上原则，为了使后期堆积坝坝前尾矿尽快排水固结，降低后期坝的浸润线，提高坝体强度，增强后期坝的稳定性，后期坝内设堆石排渗沟、塑料排渗管圆形塑料盲沟，规格MY100MM。排渗沟设于每级子坝马道内侧，断面尺寸为底宽顶宽深08M10M06M，共9条，平行于坝轴线布置。塑料排渗管垂直于坝轴线方向，间距8M，下端与马道排渗沟连通,马道排水沟收集的坝体渗水和坝坡面积水集中于坝体两侧的坡面坝肩排水沟集中排出。塑料盲沟抗压强度高，且恢复性好，并且具有良好的耐腐蚀性能耐酸、耐碱，耐紫外线、耐磨性良好，抗微生物、耐蛀、耐霉性特好。排渗管井、排渗沟及坝肩排水沟渠共同组成后期坝的立体排渗系统。以期降低坝内浸润线。在尾矿堆积坝马道内侧埋设测压钢管，以观测坝体浸润线。后期坝护坡为防止雨水冲刷、渗流冲蚀，粉尘飞扬，后期坝外坡采用块石护坡，护坡厚度04M；也可及铺设覆土层，进行绿化种植草皮护坡。尾矿排放与筑坝尾矿排放与筑坝，包括岸坡清理、尾矿排放、坝体堆筑、坝面维护和质量检测等环节，必须严格按规范、设计要求和作业计划及本规程精心施工。尾矿坝滩顶高程必须满足生产、防汛、冬季放矿和回水要求。尾矿坝堆积坡比不得陡于设计规定。每一期堆积坝充填作业之前必须进行岸坡处理，将树木、树根、草皮、废石、坟墓及其他有害构筑物全部清除。若遇有泉眼、水井、地道或洞穴等，应作妥善处理。清除杂物不得就地堆积，应运到库外。在沉积滩内不得埋有块石、废管件、支架及混凝土管墩等杂物。岸坡清理应作隐蔽工程记录，经主管技术人员检查合格后方可充填筑坝。上游式筑坝法，应于坝前均匀放矿，维持坝体均匀上升，不得任意在库后或一侧岸坡放矿（修子坝后移放矿管时除外）。同时应做到A）粗粒尾矿沉积于坝前，细粒尾矿排至库内，在沉积滩范围内不允许有大面积矿泥沉积B坝顶及沉积滩面应均匀平整，沉积滩长度及滩顶最低高程必须满足防洪设计要求；C矿浆排放不得冲刷初期坝和子坝，严禁矿浆沿子坝内坡趾流动冲刷坝体；D放矿时应有专人管理，不得离岗。坝体较长时应采用分段交替作业，使坝体均匀上升，应避免滩面出现侧坡、扇形坡或细粒尾矿大量集中沉积于某端或某侧。放矿口的间距、位置、同时开放的数量、放矿时间以及水力旋流器使用台数、移动周期与距离，应按设计要求和作业计划进行操作。为保护初期坝上游坡及反滤层免受尾矿浆冲刷，应采用多管小流量的放矿方式，以利尽快形成滩面，并采用导流槽或软管将矿浆引至远离坝顶处排放。冰冻期、事故期或由某种原因确需长期集中放矿时，不得出现影响后续堆积坝体稳定的不利因素。若同一座尾矿库内，建有两座以上尾矿堆积坝时，不得将细粒尾矿排至尾矿堆积坝前，以免影响尾矿堆积坝的稳定性。岩溶发育地区的尾矿库，可采用周边放矿，形成防渗垫层，减少渗漏和落水洞事故。尾矿滩面及下游坡面上不得有积水坑。11坝外坡面维护工作应按设计要求进行，或视具体情况选用以12下维护措施A坡面修筑人字沟或网状排水沟；B坡面植草绿化；C采用碎石、废石或山坡土覆盖坝坡。每期子坝堆筑完毕，应进行质量检查，检查记录需经主管技13术人员签字后存档备查。主要检查内容A子坝剖面尺寸，长度、轴线位置及边坡坡比；B新筑子坝的坝顶及内坡趾滩面高程、库内水位；C尾矿筑坝质量。当坝坡出现冲沟时，应以土石及时分层夯实填平，并增设排14水沟。坝体出现裂缝，应通过表面观测和挖深坑、槽探，查明裂缝15的部位、宽度、长度、深度、错距、走向等，分析裂缝的深度，可选用以下处理措施A对于缝深小于5M的裂缝可采用开挖回填法处理。开挖深度应比裂缝尽头深0305M，开挖长度应比缝端扩展约2M。回填土料宜与原土料相同，回填时要求分层夯实。B对于较深的裂缝可采用上部开挖回填、下部灌浆的方法处理。灌浆的浆液可采用纯粘土浆或粘土水泥浆，浆液浓度为3050。坝体出现滑坡，可采取以下处理措施A下游坡压后戗加固16坝体，后戗宜采用堆石料堆筑；B放缓坝坡；C降低坝体浸润线。坝体出现塌坑，应及时查明其成因，进行处理。对于沉陷塌17坑，应进行回填夯实处理；对于管涌塌坑，应首先处理管涌后再进行回填。353上游挡水坝上游挡水坝具体设计由XX县XX矿业发展有限公司提供。考虑到上游挡水坝在本矿山尾矿库中承担着拦截上游来水，以利于洪水导排的作用，设计中采用了结构强度和稳定性好的混凝土重力坝坝型其结构尺寸如附图），并对建筑施工提出了以下具体要求1、水准面以下建在基岩上；2、所有基础、坝体与山坡结合部都要做网状地锚，网格密度1010米07米,风钻打孔，基岩内孔深05米；3、大坝及基础内必须加立体网状拉筋（螺纹钢20），网格密度为101007米。螺纹钢要相互连接；4、混凝土标号要求达到C25，无石料,要用震动棒将灰浆充填严密，不得有空隙，混凝土所使用的沙子不得混有泥土。该坝体结构作用明确，强度高,稳定性好，安全可靠，对地形地质条件适应性强，且枢纽泄洪问题容易解决。354尾矿坝体稳定分析荷载工况和稳定系数规范要求值根据建筑抗震设计规范（GB500112001），项目所在地抗震设防烈度为8度，设计基本地震加速度值为020G。按照选矿厂尾矿设施设计规范规定，四等尾矿库控制最小安全超高05M，最小干滩长度50M；根据构筑物抗震设计规范要求其正常工况下最小干滩长度为100M。同时，选矿厂尾矿设施设计规范（ZBJ90）第341条中规定“考虑地震荷载时，应按水工建筑物抗震设计规范的有关规定进行计算”。根据规范要求及实际情况，稳定性计算的各种荷载、工况及其组合情况见表。表稳定性计算的荷载工况（总应力法）自重荷载正常水位最高洪水位地震荷载正常运行有有洪水运行有有特殊运行有有有根据选矿厂尾矿设施设计规范ZBJ190的规定，安全等级为四等，尾矿坝按照4级考虑，其不同荷载情况下的抗滑稳定性安全系数不应小于表中的规定数值。表尾矿坝抗滑稳定的安全系数规范值序号运用情况安全系数备注1正常运行110干滩面100M2洪水运行105干滩面50M3特殊运行100干滩面50M地震材料物理力学性质的确定尾矿的物理力学参数是尾矿坝体稳定性计算的基础数据，它的准确性决定了尾矿坝稳定性计算成果的可靠性。尾矿库尾矿堆积为上游式堆坝，处于7度地震地区，设防地震烈度为8度，其中尾矿库总坝高36米，设计堆积坝坡坡比为13（含马道总坝体坡比为14）。由于本项目计算时项目建设单位没有提供相应堆坝材料的参数，按照建设单位要求，分析计算将按选矿厂尾矿设施设计规范“附录四坝体尾矿的平均物理力学指标”为基础，并参照国内相似荷载类荷建载组运行状型况合工程数据，确定本项目计算剖面的基岩、初期坝（堆石）、坝体粗尾砂和坝内细尾砂的各项目参数指标如表。坝体各分区计算物理力学性质参数取值表参数名称基岩初期坝粗尾矿（坝体）细尾矿（坝内）密度（G/CM3）25225195195粘结力C（KPA）180405982962内摩擦角（）3035325310渗透系数CM/S051065001048110466104计算条件说明计算前应该按照尾矿砂的沉积规律，根据尾砂颗粒粗细程度进行概化分区，建立尾矿库计算剖面模型。由于本阶段未进行尾矿粒度分析、沉降试验及堆坝实验等，坝体稳定性计算中采用的渗透系数和物理力学性质指标均参考类似工程和选矿厂设施设计规范ZBJ190附表取用，其计算剖面取为最不利剖面。同时计算分析中将堆积坝体概化为坝体粗尾砂和坝内细尾砂两个分区。计算过程与结果A计算过程及尾矿坝浸润线的确定根据以上计算剖面、荷载工况、计算力学参数进行堆坝稳定性计算。计算工况分别为正常、洪水和特殊情况。每种工况首先进行渗流分析，然后在此基础上进行稳定性分析。其中，浸润线确定方法本项目采用有限元软件进行数值模拟计算，在此基础上参考其他尾矿库尾矿坝工程浸润线规律，进行适当调整、概化，作为坝体稳定性计算的浸润线。B不同工况稳定性分析计算结果工况说明正常工况为无洪水无地震，干滩面长度按照100M考虑；洪水工况为洪水达最高水位干滩面长度按50M考虑,无地震；特殊工况为洪水达到最高水位（干滩面为50米）又遇地震的极端情况。将上述计算模型和材料参数输入计算机，按照程序使用说明，进行数值计算。模拟计算得到该尾矿坝结果如表所示。表尾矿坝稳定性计算成果表工况名称正常运行洪水工况特殊工况1尾矿堆积坝147213011092规范要求值110105100分析计算结果可知，尾矿库在取定参数的各种工况下是满足规范对坝体抗滑稳定最小安全系数要求的，但从特殊工况的安全系数来看，其值比规范要求值相差不大。为保证尾矿库在特征工况下的安全稳定性，建议在尾矿库建设和管理过程中，必须严格按照设计和相关法规要求进行建设，把握好堆坝结构要求，尤其是排渗系统的管理，杜绝洪水超限、甚至漫顶现象的发生。36排水、导流构筑物361排水构筑物排水构筑物是为了排泄尾矿库汇水面积内形成洪水及尾矿澄清水而设立的，排水构筑物断面尺寸受尾矿库调蓄后应泄洪量控制。由于尾矿库沟谷较陡，形成的库容只的04KM2，故在拟定排洪构筑物时，未考虑调洪库容的调蓄能力（即V调0），结合设计尾矿库的地形条件及尾矿坝的形式，本设计推荐尾矿库的排水设施为排水井排水涵管系统下泄流量，即为200年一遇洪峰流量。尾矿库排洪系统中1号排水井为C20钢筋混凝土结构，内径D3M，高H12M。最低进水口设计标高1887M。2号排水井为C20钢筋混凝土结构，内径D3M，高H15M。最低进水口设计标高1898M。1、2号排水井通过排水涵管连接排至下游坝外集水池，排水涵管为圆拱直墙断面，其断面尺寸为BH10M15M的水工C20钢筋混凝土,其中直墙高10M。排水涵管（封闭段）总长度129M，坡度为I00382,每隔15M设一条温度缝，在岩性变化处、断层断裂及坡度变化处加设沉降缝，接缝处用橡胶或塑料止水带做好止水。根据尾矿库库体分布与上游来水导流渠的相对关系，设计上考虑尾矿库后期库内来水部分可充分利用其与导流渠的关系，直接将库内洪水直接用导流渠排泄，无需进入坝前排水系统，一方面在汛期，可以直接将后期库内洪水直接导出，减少入库洪水量，保证库坝的安全稳定性；另一方面在正常工况下，该排水斜槽也可起到导出库内澄清水，直接降低库内水位，提高库内干滩面长，降低坝体浸润线，提高坝体稳定性的作用；此外，此库尾排水斜槽还可分担库内常规排洪系统排洪压力，同时也可起到库内常规排洪系统异常（如堵塞、垮塌等）情况下安全排水通道的作用。该排水斜槽的采用钢筋砼矩形断面，断面尺寸为BH20M10M，标高为19120M。362上游导流构筑物本尾矿库库区原为弱布沟河道,所以需要在上游修筑导流明渠。该明渠从尾矿库库尾处上游挡水坝起，经尾矿库尾左侧开凿山体，然后直接将弱布沟河道来水引流到尾矿库初期坝下游40M处排入河道。XX县XX矿业发展有限公司提供的设计中考虑到上游挡水坝在本矿山尾矿库中承担着拦截上游来水，以利于洪水导排的作用，设计中采用了结构强度和稳定性好的混凝土重力坝坝型（其结构尺寸如附图），并对建筑施工提出了以下具体要求1、水准面以下建在基岩上；2、所有基础、坝体与山坡结合部都要做网状地锚，网格密度1010米07米,风钻打孔，基岩内孔深05米；3、大坝及基础内必须加立体网状拉筋（螺纹钢20），网格密度为101007米。螺纹钢要相互连接；4、混凝土标号要求达到C25，无石料,要用震动棒将灰浆充填严密，不得有空隙，混凝土所使用的沙子不得混有泥土。该坝体结构作用明确，强度高,稳定性好，安全可靠，对地形地质条件适应性强，且枢纽泄洪问题容易解决。363堆积坝坡面和初期坝内排水为了使后期堆积坝坝前尾矿尽快排水固结，降低后期坝的浸润线，提高坝体强度，增强后期坝的稳定性，后期坝内设堆石排渗沟、塑料排渗管圆形塑料盲沟，规格MY100MM。排渗沟设于每级子坝马道内侧，断面尺寸为底宽顶宽深08M10M06M，共9条，平行于坝轴线沿马道内侧布置。塑料排渗管垂直于坝轴线方向，间距8M，下端与马道排渗沟连通,马道排水沟收集的坝体渗水和坝坡面积水集中于坝体两侧的坡面坝肩排水沟集中排出。排渗管、马道排渗沟及坝肩排水沟渠共同组成后期坝的立体排渗系统。以期降低坝内浸润线。针对原初期坝最初设计为浆砌石重力坝导致的初期坝内排渗不善的问题，本次设计一方面在坝体内补充设计修筑排渗孔，增加坝体排渗性能，另一方面将结合坝体右侧原有排洪沟（注是为修筑导流渠而临时修筑的弱布沟排水通道，且坝内堆筑体积水也是通过渗流直接进入该沟内排泄的），设计在导流渠修筑完成后，将其改造为的初期坝内专用排渗通道。其中坝体排渗孔径D80MM，水平间距为5M，垂直间距15M，共6排；坝体右侧专用排渗通道设计为排渗盲沟形式，其断面尺寸为底宽顶宽深10M18M08M，垂直于坝轴线沿尾矿库右侧而设，导出渗流水经回水池回用。364泄流能力验算一库区内泄流能力验算尾矿库内排洪涵管为拱板直墙断面（BH2015M），其中直墙高10M，按照无压流状态，采用均匀流公式计算泄流能力,糙率N取0025，最大水深取11M。均匀流公式QACRI05。式中Q流量，M3/S；A过流断面积，M2；X湿周，M；R水力半径，M；I底坡；C谢才系数，CR1/6/N；数据代入均匀流公式QACRI05得知流量QACRI1/21112M3/S。从以上计算结果看出，排水涵管泄洪能力1112M3/S，大于该库区200年一遇设计洪峰流量9840M3/S。因此该尾矿库排洪设施完全能够满足排洪要求。二上游导流能力验算根据设计原则，断面形状在岩基上一般采用矩形断面，在非岩基上一般采用梯形断面。根据XX县XX矿业发展有限公司设计结果，本工程所筑导流渠主要以挖掘开凿山体而修筑，其渠底深达岩基之上，考虑到后期稳定与安全管理，本导流明渠由断面尺寸分别为LH1055M2和LH470M2两种前后连接而成，断面为梯形断面，取最小断面的LH470M2按照无压流状态，采用均匀流公式计算泄流能力,糙率N取0025，最大水深取18M。均匀流公式QACRI05。式中Q流量，M3/S；A过流断面积，M2；X湿周，M；R水力半径，M；C谢才系数。代入数据得知流量1232146702147383050280448385311041811530936650年一遇43293393906423543329823351485百年一遇453930997911393605200年一遇48433397302654611134202QACRI1/24644M3/S。通过以上计算结果看出，最小断面导流渠的泄洪能力为4644M3/S。而考虑整个尾矿库全部汇水，上游径流汇水面积为F16K,通过洪水水文计算求得Q05393605M3/S,明渠的导流能力大于上游200年一遇设计洪峰流量393605M3/S。因此导流设施设施完全能够满足排洪要求。37尾矿输送系统针对尾矿库，在选厂附近建一尾矿输送泵站建筑面积BL610M2，选用2台25CHH型渣浆泵一用一备，流量Q173M3/H,扬程H328M，功率30KW。尾矿经输送泵输送到到尾矿库坝前。选用外径6353MM无缝钢管。每条管路长L100米，总长L200米，一备一用。38尾矿库回水选矿厂排出尾矿浆进入尾矿库后，其澄清水除滞留于尾矿孔隙及蒸发、渗漏损失外，余者全部通过尾矿回水系统返回选矿厂循环使用。选矿厂每日排入尾矿库中的总水量为380M3。本次设计尾矿回水率按75考虑。日回水量为285M3，即119M3/H。回水池规格BLH582M。为减少尾矿水对下游的污染，在尾矿库的回水池处设一回水泵房建筑面积BL59M2，内设置设置2台回水泵（一用一备）。型号50SLD12253；流量Q15M3/S；扬程H69M；电机功率N15KW；电机Y132S22。管路选用D70MM35MM的无缝钢管，单长L120M，总长L240M。用水泵将澄清水返回选矿厂高位水池供生产利用。4尾矿库的监控与看守41尾矿库监控设施对尾矿坝和排水井进行经常观测，掌握其工作状态，以确保运行安全。为此，施工中要埋设必要的观测设备。411尾矿坝变形观测（1）目的为及时掌握尾矿坝的变形情况及规律，检测其有无滑动、滑坡，可能破坏趋势，以确保尾矿坝运行的稳定和安全。（2）观测设备观测设备包括观测标点、工作基点和起测基点。观测标点观测标点设于坝顶，用以检测坝的变形量。A、标点布置标点布置可选择有代表性且能检测主要变形情况的断面，如最大坝高断面，排水涵管通过的断面及工程地质变化较大地段，共1个断面，在观测横断面上布置观测标点。B、标点结构与埋设观测标点由底板、立柱和标点头三部分组成。工作基点工作基点为实施水平变形测量的基点。在坝端两岸每一纵排标点的延长线上各布置一点，要求不受坝体变形影响，又不受外来机械破坏而便于观测的地方，其标高宜接近观测标点的标高。起测基点起测基点为实施垂直变形测量的起点或终点。在每一排纵标点之两岸岩石上各设一点，其标高大致接近。为了引测和校测起测基点的标高，尾矿坝附近应有不少于3个水准基点，并连结成观测网。在观测设备设置时，应先作好两岸工作基点和起测基点，然后据两端工作基点连线控制每个观测标点之埋设位置，使标点上十字线之纵线（平行于坝轴线方向的线）偏差不大于10毫米。标点上供测垂直位移的标点头均位于左上方。（3）观测方法水平变形观测水平变形观测采用视准线法，以2个工作基点之连线（视准线）为基准，分别测量该纵排各观测标点的水平位移量。在工作基点A的支承托架上安放经纬仪，后视工作基点B，照准后视站标，固定视准线。然后用标点站标或测钎测读观测标点与视准线之偏移距离。倒转镜筒重对后视，再测读一次，正、倒镜各一次为一个测回，每一测点应进行二个测回，两测回误差不大于5毫米，取其平均值作为该点观测成果。垂直变形观测垂直变形观测用水准仪，据起测基点的标高观测标点的标高变化。按水准测量程序及方法往返测量一次，测站和转点数目尽量少，前后视距离应相等，并不超过50米，往返测量闭合差不超过28毫米（中型），N为测站数。N（4）观测时间尾矿坝投入运行初期每月观测一次。当坝体水平、垂直变形量已基本稳定后（变化有规律）可减为每季或半年一次。当遇有地震、暴雨或久雨，库水位超过最高水位时，渗透情况严重时，变形量显著增大时应增加测次。412库水位观测按选矿厂尾矿设施设计规范规定，在库内排（洪）水设施附近选择适当位置设置清晰醒目的水位观测标尺（钢筋砼桩水尺）标明正常运行水位和警戒水位。413库下游地下水观测按选矿厂尾矿设施设计规范规定，在尾矿坝坝趾附近选择适当位置设置观测井，对地下水进行控制和监测。42尾矿库看守该尾矿库设有尾矿库看守房，并设有专人负责日常管理。尾矿工人数至少5人；安全管理人数至少3人；汛期24小时巡逻值班。看守房设置警报系统；通讯设施（固定、移动）及交通工具。尾矿库的管理应严格执行国家安全生产监督管理总局令尾矿库安全监督管理规定。另外为便于尾矿库管理，尾矿坝上应设置照明设施。5尾矿库建设主要工程量坝体工程量序号项目单位数量备注1征地亩242清基M354923浆砌石重力坝容重22KN/D3M3708644保护层（C25混凝土）M32205块石护坡粒径300MMM3444296导渗钢管（150MM钢管）M2887排水沟M75砂浆砌MU30块石M32363钻孔M312238灌浆灌浆C25混凝土M31223排水、导流设施工程量序号项目单位数量备注清基除浮土、杂草、风化岩等M33888水工C20现浇钢筋砼M377851排水井C15素砼M3224清基除浮土、杂草、风化岩等M3185水工C25现浇钢筋砼M31872排水涵管C15素砼M34644掘进M324873水工C25钢筋砼（支护）M32703导流洞C15素砼M3184明渠MU40块石M10水泥砂浆砌M373885伸缩缝沥青板，厚度30MMM3306止水带HXZ300型塑胶止水带M28尾矿输送工程量序号项目单位数量备注1泵房64225CHH型渣浆泵N30KW台2一用一备3无缝钢管6353MMM200一用一备回水工程量序号项目单位数量备注1泵房占地面积254250SLD12253型级水泵N15KW台2一用一备3无缝钢管D70MM35MMM240一用一备水工C25钢筋34884回水池占地面积2482观测设施工程量序号项目单位数量备注1工作基点个42校核基点个43观测标点个44水位计台15水尺个16监测井个16尾矿库的环境保护环境保护是我国的基本国策，环境污染治理是环境保护的核心。我国环境保护法指出“开发矿藏，必须实行综合勘探、综合评价、综合利用，严禁乱挖乱采，妥善处理尾矿矿渣，防止破坏资源和恶化自然环境。”尾矿库作为矿山企业生产相配套的环境保护设施，做好尾矿库等的设计、施工和各项监测及环保管理等具有重大意义。61环境保护设计依据国家计委、国务院环境保护委员会（87）国环字第002号建设项目环境保护设计规定。62环境保护标准地表水环境质量标准GB38382002类；PH69；铜10/L，铅005/L，COD20/L，锌10/L，CD0005/L，CR6005/L；地下水质量标准GB/T1484893类，汞0001/L；污水综合排放标准GB89781996表1、表4一级标准COD100/L，SS70/L，铜05/L，铅10/L，镉01/L，锌20/L；PH69；汞005/L，砷05/L。63主要污染源及治理措施631工程主要影响源本工程主要影响与污染因素为（1）生态环境影响因素施工取料、爆破、车辆行走碾压等行为对地表植被与土壤的破坏和影响；尾矿库及上坝道路等占地将改变土地的利用功能；项目建设对地貌景观的影响等。（2）环境污染因素废水尾矿废水；固体废物尾矿、建设弃土；粉尘尾矿库粉尘。632污染源治理措施（1）尾矿浆选矿厂排出的尾矿浆为矿山企业主要污染物之一。生产废水随尾矿浆进入尾矿库，经过澄清、渗滤，在尾矿库内停留715天，通过自然曝气，自净、沉降后，其中有害成分大幅度降解，有关矿山尾矿坝现场测试结果表明，浮选工艺添加药剂残留量降解率为99。尾矿澄清水及渗滤水通过渗滤后进入回水池，再经回水泵扬送返回选矿厂高位水池供生产利用。这一循环系统大幅度降低废水外排量，对周围环境不会产生影响。尾矿固体颗粒经坝内坡反滤层等反滤后，悬浮物浓度可降为SS70/L,满足标准规定。（2）粉尘尾矿细小的颗粒可能造成粉尘污染，尾矿颗粒细度达0074MM左右，遇到干旱大风天气极易被大风吹动，造成污染，预防粉尘污染的办法是，在干旱大风天气应及时对裸露的尾砂面进行喷淋，在尾矿坝上分散放矿等。（3）弃土尾矿库建设过程中的弃土、废石应规划堆放。具体可以堆放在尾矿初期坝下游，并避开尾矿库排水泄洪设施出口，这样就可以防止弃土、废石被雨水冲刷而流失。633尾矿库的水土保持尾矿库水土保持主要是尾矿库建设中取料和弃渣的水土保持。建坝需要进行库区内土石料开采，还需要进行坝体清基工作。这样不可避免的造成一定程度的植被破坏和水土流失。施工中应力求其影响最小化。尾矿坝所用的少量砂砾料可对外购买，清基清除土料防止尾矿库坝体破坏。634环境监测（1）环境监测目的全国环境监测管理条理规定，环境监测任务是对环境中各要素进行经常性监测掌握和评价环境质量状况及发展趋势，对有关单位排放污染物的情况进行监视性的监测；为政府部门执行各项环境法规、标准，全面开展环境管理工作，提供准确可靠的监测数据和资料；开展环境监测技术研究，促进环境监测技术的发展。（2）监测制度及监测点的布置主要是水质监测项目PH值、悬浮物含量。监测制度生产期间每日监测1次。采样点布置选厂出口、尾矿库入口及回水排出口每日监测。尾矿库下游1KM内设监测点，对民用水井定期监测。（3）环境监测机构矿山企业应设置安环科、化验室等，有专人负责，并有专职人员从事环保监测管理工作。环保监测人员对尾矿浆排放各个环节实施监测，包括选矿厂排放口，库区及回水池等。7安全管理安全生产是全国一切经济部门，特别是生产企业的头等大事，要采取一切可能的措施，保障国家、企业和职工群众生命财产的安全，严防事故发生。安全现状综合管理，是针对生产经营单位的生产设施、设备、装备及管理等方面的总体安全现状，根据管理依据和标准，并采取适宜的管理方法进行的管理。目的