尾矿库综合治理工程项目可行性研究报告

PAGE桂阳宝山尾矿库综合治理工程可行性研究报告桂阳宝山尾矿库综合治理工程可行性研究报告湖南省国际工程咨询中心湖南有色金属研究院二〇一〇年五月桂阳宝山尾矿库综合治理工程可行性研究报告湖南省国际工程咨询中心主任匡竹述总工程师王沛皇副主任唐浩四处处长芦弄生项目负责人钟文建湖南省有色金属研究院院长许国强主管副院长陈伟技术负责人李卫红项目负责人唐灿富

编制人员钟文建教授级高级工程师李国英高级经济师芦弄生工程师陈湘工程师洪波工程师朱虎工程师唐灿富工程师梁朝华工程师郭凯工程师陈俊清工程师李灿工程师熊书龙工程师谷泓坤工程师PAGE目录TOC\o"1-2"\h\z\u第一章总论 11.1项目名称及拟建地 11.2项目建设单位及简况 11.3可行性研究报告编制单位 11.4研究工作的依据和范围 21.5项目建设内容 21.6研究结论 31.7主要技术经济指标 3第二章项目背景及建设的必要性 52.1项目背景 52.2项目建设的必要性 7第三章项目建设内容与规模 103.1尾矿库治理建设内容及规模 103.2废水处理内容及建设规模 11第四章场址选择与建设条件 134.1场址选择 134.2建设条件 14第五章尾矿库隐患综合治理方案 165.1尾矿库现状以及存在的主要问题 165.2排洪系统校核 195.3防洪安全分析 215.4坝体稳定性分析 225.5尾矿库现状安全评价 285.6尾矿库隐患综合治理措施 295.7尾矿库安全管理 39第六章废水处理方案 436.1废水处理现状及存在的问题 436.2废水处理方案选择分析 456.3工艺方案设计 486.4总图设计 526.5建筑设计 536.6结构设计 546.7电气及自控设计 566.8给排水、通风、节能设计 59第七章环境保护和水土保持 617.1编制依据及执行的环境标准 617.2环境现状 617.3主要污染源及污染物分析 627.4环境空气污染防治措施 627.5水污染防治措施 637.6固体废弃物污染防治措施 637.7噪声防治措施 647.8生态保护措施 657.9水土保持 65第八章组织机构及劳动定员 688.1组织机构 688.2人力资源配置 68第九章项目实施进度及招标计划 709.1项目实施时期和各阶段进度安排建议 709.2建议项目实施进度计划 709.3招标计划 70第十章投资估算与资金筹措 7210.1投资估算 7210.2资金筹措 7310.3申请国家专项资金的使用方案 74第十一章财务评价 7511.1评价依据及说明 7511.2财务测算 7511.3评价结论及建议 76第十二章社会评价 8512.1项目对社会的影响分析 8512.2项目与所在地互适性分析 8512.3社会风险分析 8512.4社会评价结论 85附表：附表1财务测算汇总表附表2项目总投资使用计划与资金筹措表附表3建设投资估算表附表3.1尾矿库工程投资估算表附表3.2废水处理工程投资估算表附表3.3废水处理工程投资估算表附表3.4废水处理工程投资估算表附表4运行费用估算表附图：附图1：宝山项目区域位置图附图2：尾矿库综合治理平面图附图3：废水处理站平面布置图桂阳宝山尾矿库综合治理工程可行性研究报告PAGE42第一章总论1.1项目名称及拟建地1.1.1项目名称桂阳宝山尾矿库综合治理工程1.1.2项目拟建地桂阳县城郊乡宝山矿区1.2项目建设单位及简况项目建设单位：湖南宝山有色金属矿业有限责任公司项目建设单位,位于湖南郴州桂阳县城，是于2007年9月在原中国湖南宝山铅锌银矿破产的基础上重建的新公司，公司为国有控股企业，系湖南省有色总公司直属企业。目前公司有员工1400多人，其中工程技术管理人员175人，具有中高级技术职称103人。公司“十一·五”规划生产经营目标预计完成工业总产值16亿元，实现利润3亿元。1.3可行性研究报告编制单位湖南省国际工程咨询中心资质证书编号：工咨甲12220070018发证机关：国家发展和改革委员会湖南有色金属研究院咨询单位资格证书：工咨乙12220080007发证机关：国家发展和改革委员会 1.4研究工作的依据和范围1.4.1研究工作的依据a)与建设单位签订的可行性研究报告咨询合同；b)《关于认真做好中央下放政策性关闭破产矿山企业四座尾矿库综合治理项目申报前期准备工作的通知》（湘色行［2009］28号）；c)《关于印发尾矿库隐患综合治理方案的通知》（安监总管一［2009］112号）；d)《湖南省尾矿库安全专项整治工作方案》（湘政办明电[2008]247号）；e)《桂阳县生态建设与环境保护“十一五”规划和2020年远景目标》；f)《国务院办公厅转发环境保护部等部门关于加强重金属污染防治工作指导意见的通知》（国办发[2009]61号）；g）《湘江流域重金属污染治理实施方案》；h)国家和省、市有关部门颁布的政策、法规、规定、标准、规范、规程及定额等；i）建设单位提供的有关基础资料。1.4.2研究工作的范围本可行性研究范围包括：项目背景及建设的必要性，现状分析，项目建设内容与规模，尾矿库治理方案，废水治理方案，总平面布置，土建工程及公用工程建设方案，投资估算，社会评价及风险分析等。1.5项目建设内容本工程建设内容包括尾矿库的综合治理和废水处理。a)尾矿库综合治理建设内容清淤工程、修建坝排水沟、子坝加高(加固)、新建排渗系统、清理灌木林、覆土植被、库区周围处理等。b)废水处理内容废水处理包括尾砂库的溢流水和井下涌水的集中处理，建设废水处理站和输水管网，采用石灰混凝沉淀法去除废水中的重金属离子，处理后废水水质达到《污水综合排放标准》（GB8978-1996）。废水处理规模为10000m3/d，其中：井下涌水废水约8000m3/d，选矿废水约1.6研究结论本工程的建设可以提高尾矿库的安全性能，大大降低尾矿库垮坝的风险；减少尾矿库扬尘及水土流失；恢复区域植物资源、自然景观和水源涵养功能；改善区域大气环境、生态环境有一定的作用。项目的建成能确保库区周边环境安全，保障下游人民生命财产安全，减少库区对周边环境污染，还青山绿水以色彩，为库区附近居民创造一个良好的生活环境，同时减少重金属对西水河及湘江流域水体的污染。项目总投资5263万元，其中：建设投资5243万元，流动资金20万元。项目资金筹措方案为：a)申请国家专项资金2097万元，约占建设投资的40%；b)地方配套3146万元，约占建设投资60%；流动资金20万元由业主自筹解决。以上合计5263万元。工程建设符合国家产业政策，建设条件具备，建设方案可行，项目的建设是可行的。1.7主要技术经济指标表1-1主要技术经济指标表序号名称单位数量备注尾矿库工程一清淤工程清淤m339000二修建坝排水沟人工挖地槽m34500人工运土m324000浆砌排水沟m33000C15混凝土垫层m3700三子坝加高(加固)堆筑尾砂坝m3100000人工挖地槽m358000人工运土m362000浆砌排水沟m31500C15混凝土垫层m3600浆砌石加固3#副坝m35000排水棱体m31300四新建排渗系统打水平排渗管m5800五清理灌木林清理灌木林m260000六覆土植被人工装、机械运土m320000坝坡满铺草皮m240000库区周围山区满铺草皮m2100000七库区周围处理浆砌石截洪沟m33200公路修复km0.5自动控制喷水管道DN100钢管km4.5八增设观测设施水位等监控报警系统套1电子经纬仪监测系统套1大坝观测检测点套15废水处理工程九总图工程道路及停车坪m2125人行道m260绿化m2230土方量（挖方）m312374m高混凝土挡墙m57场地平整项1十建构筑物调节池m3960混凝反应池m3432沉淀池m31120沉渣池m356药剂车间m2108十一总投资万元52631建设投资万元52432流动资金万元20.0十二资金筹措万元52631申请国家专项资金万元20972地方或业主自筹万元3166十三年财务运行费用万元296第二章项目背景及建设的必要性2.1项目背景2.1.1矿区基本情况湖南宝山有色金属矿业有限责任公司位于桂阳县城郊乡五里牌，其前身为中国湖南宝山铅锌银矿。公司占地面积3.23km2，探矿权、采矿权面积25.12km2，开采区范围东邻桂阳县城；南至子龙村、桂阳棉织厂及曹家冲一带；西至米筛井、桂阳县锰矿一带；北至老荆山一带，是一个集探矿、采矿、选矿、机加工为一体的国有大型老矿山。依据经湖南省国土资源厅2008年5月4日备案的《湖南省桂阳县宝山铅锌银矿资源储量检测报告》(2004年4月至2006年6月），全矿保有矿石量618.52万吨，保有铅金属量3.11万吨，锌金属量3.66万吨，银金属量74.01吨，铜金属量2.66万吨，钼金属量0.51万吨，WO3金属量0.18万吨，铋金属量0.12万吨。矿山可供利用的各类型资源储量为：122b+2M22全部利用，333类型资源量利用60%，334类型资源量利用50%；可开采储量铅锌矿石45.27万吨、单铜矿石80.95万吨、综合矿石208.45万吨。2.1.2尾矿库状况公司拥有一座尾矿库位于宝山公司选矿厂西南1.5km的山谷中，该尾矿库于1966年由冶金勘察总公司长沙分公司进行工程勘察，西北有色冶金设计院进行设计，宝山铜矿自有施工队对尾矿库初期坝和排水系统进行施工，于1973年3月建成投产，现堆积标高约310m，堆积尾矿500万m3，尚余有效库容为340万m3。由于该尾矿库相关坝体及排渗设施经过多年运行，以及地质变化的影响，存在堵塞、断裂情况，库内浸润线过高，副坝干滩长度过短，副坝和子坝堆积高度不足，调洪能力差，不能满足相关规程要求，威胁下游人民的生命财产安全。2.1.3废水治理状况矿区现有1个废水简易处理设施，处理的是井下水，处理能力大约为100m3/h左右。由于未采取针对性的措施，废水站只对废水中的悬浮物有一定的处理效果，对于废水中的重金属离子基本没有处理，另外由于来水量大大超过废水站的处理能力，处理效果不能满足排放要求。2.1.4项目的提出湘江流域位于湖南省东部和南部，总面积8.54万平方公里，人口密集，经济发达，是湖南省的核心区域，流域内涉重金属产业历史悠久，长期以来，由于产业结构不合理，发展模式粗放以及监督管理不到位等原因，造成了严重的重金属污染，近年来污染事故频发，因历史欠账较多、任务艰巨、情况复杂，成为影响流域人民群众身体健康和社会和谐稳定的突出问题。湘江流域重金属污染治理是长株潭城市群“两型社会”综合改革配套试验区建设的重要内容，同时也是全国重金属污染治理的试点，各级政府高度重视，境内、外高度关注，意义重大，影响深远。宝山尾矿库是宝山公司的一项重要生产设施，它的运行状态好坏，直接关系到矿山的安全生产和人民生命财产的安全。特别是2009年9月8日山西的尾矿库溃坝事故，导致246人死亡，给人民群众生命财产造成了巨大的损失，再一次向各级政府和行业管理部门及企业管理者敲响了警钟。尾矿库是一个具有高势能的人造泥石流的危险源。在长达三十多年的时间里，各种天然的和人为的不利因素给该尾矿库带来了重大的安全隐患。尾矿库一旦失事，将给工农业生产及下游人民生命财产造成巨大的灾害和损失。宝山尾矿库的溢流水以及采矿过程中的涌水和选矿过程中的选矿废水，重金属离子超标，未经达标处理，直接排放到湘江二级支流西水河，严重污染西水河及湘江的水质，特别是多雨季节水量暴涨，污染了周围农田及土壤，后果相当严重。根据《中华人民共和国环境保护法》、《国务院办公厅转发环境保护部等部门关于加强重金属污染防治工作指导意见的通知》（国办发[2009]61号）、《湖南省湘江流域水污染防治条例》、《长株潭城市群区域规划（2008-2020）》，贯彻执行党中央、国务院关于治理湘江流域重金属污染问题的指示精神，切实解决桂阳宝山矿区重金属污染问题，消除宝山尾矿库及矿区含重金属废水对湘江水系及其周边土壤环境的影响，确保人民生命健康安全，提出了本项目的建设。2.2项目建设的必要性2.2.1安全生产，责任重于泰山。近年来，全国范围内因尾矿库安全生产管理不到位、整治不到位，曾出现过多起重特大事故。宝山尾矿库下游紧靠坝下就是农田、菜地、鱼塘，远处约600m，为子龙--石岭村，人口约400人，根据《尾矿库安全技术规程》相关条款界定，宝山尾矿库属于“三等库”，为“重大危险源”。根据国家安全生产监督管理总局第6号令《尾矿库安全监督管理规定》、湘财企[2007]61号《湖南省财政厅关于对中央下放关闭破产企业尾矿库现状开展专项调查工作的通知》精神和《尾矿库安全技术规程》的有关规定，企业组织对宝山尾矿库的安全现状进行了专项调查。宝山尾矿库存在子坝裸露面积过大、排渗系统破坏严重，可能导致坝体拉沟、滑坡等情况，浸润线过高，对坝体稳定性影响较大。另外，部分副坝坝脚淤泥淤积严重，无法保证坝体稳定。本次治理，将坝面覆土、植被并完善排渗系统，对坝脚淤积严重的副坝进行清淤和加固，使之从病库转变为正常库，消除对公共安全的威胁。因此，本项目建设对维护公共安全是十分必要的。2.2.2对尾矿库进行综合治理是坚持科学发展宝山选矿厂产生的尾矿不仅数量大，颗粒细，且尾矿水中往往含有多种药剂，如不加处理，必然造成选厂周围环境严重污染。将尾矿妥善贮存在尾矿库内，尾矿水在库内澄清后回收循环利用，可有效消除对环境的影响。选矿厂生产是用水大户，通常每处理一吨原矿需用水4～6吨。这些水随尾矿排入尾矿库内，经过澄清和自然净化后，大部分水可供选矿生产重复利用，起到平衡枯水季节水源不足的供水补给作用。一般回水利用率达70％～90％。尾矿中还含有大量有用矿物成份，甚至是稀有和贵重金属成份，由于种种原因，一时无法全部选净，将其暂贮存于尾矿库中，可待将来再进行回收利用。宝山尾矿库下游紧靠坝下就是农田、菜地、鱼塘，下游人口密集，对周边区域的人民生活和生态环境影响较大，影响面广。不管是从节约资源、提倡资源合理循环利用、坚持科学发展，还是从保护自然生态环境、建设环境友好型社会、保护人民群众根本利益的角度出发，都有必要对宝山尾矿库存在的安全隐患进行综合治理。2.2.3对宝山尾矿库进行综合治理是响应政府政策的实际行动2009年7月8日，国家财政部和国家安全监督总局发出《中央下放地方政策性关闭破产有色金属矿山企业尾矿库闭库治理安全工程项目和补助资金管理暂行办法》，指出中央下放地方资源枯竭型矿山企业实施政策性关闭破产后，遗留的部分尾矿库因年久失修、缺乏必要的治理和维护，存在严重的安全隐患，亟待治理，要求力争用三年左右时间完成中央下放地方政策性关闭破产有色金属矿山企业尾矿库闭库治理工作。湖南有色金属工业总公司向湖南省发改委做了专题报告，同意将包括宝山矿区的中央下放政策性关闭破产矿山企业的4座尾矿库纳入综合治理项目之中。2.2.4对尾矿库及矿区废水进行处理是保护西水河及湘江流域水体的需要尾矿库及矿区废水直排进入西水河最终汇入湘江，废水中含有大量的重金属离子，如：锌、镉、铅等，特别是锌离子超标严重，长期以来对水体的污染相当严重，西水河和湘江流域水体和底泥中重金属污染尤其突出，对广大人民群众的饮水安全造成严重威胁，特别是在枯水季节，水体中重金属离子超标更加严重。因此，本项目对废水进行治理，是保护西水河及湘江流域水体的需要。2.2.5对尾矿库及矿区废水进行处理是维护宝山矿区持续发展的需要由于排放的废水超标，宝山公司每年需缴纳不菲的排污费，给企业造成一定的经济负担。随着社会经济的发展，人民群众的环保意识不断增强，国家对于环境保护的要求也越来越严格，各类企业对环境污染进行治理，并开展节能减排工作已经到了刻不容缓的地步，否则，将严重阻碍企业及社会经济的可持续发展。可持续发展的意义是：“既满足当代人的需要，又不危及后代人民满足其需求的发展”。这一定义得到全世界的认同。可持续发展的核心是经济发展，而经济发展是一个不可逆转的必然趋势，要满足社会经济发展的需要，又要充分考虑环境的承受能力，同时对水资源进行切实有效的保护，使水资源得以持续利用，支持经济的可持续发展。这就要求对污水综合治理，改善水环境和生活环境，实现水资源可持续利用，以满足经济可持续发展的要求。第三章项目建设内容与规模本工程建设内容包括尾矿库综合治理和宝山矿区废水处理。3.1尾矿库治理建设内容及规模 1)2#、7#、8#副坝的基础坝底增设钢管排渗管，副坝排渗管平均长度50m，排渗管伸入尾矿库库内。每个坝水平敷设5根，钢管材料,规格为DN65，每根排渗管前端30m梅花形钻孔，孔径为φ16，每圈6孔，相邻两排孔间间距7cm，坡度为1%。排渗管前端30m钻孔段采用400g/m2土工布包裹，并用铁丝绑扎，防止漏砂。主坝坝顶标高315.000左右的堆积坝底铺设排渗管长50m，，排渗管伸入尾矿库库内。每个坝水平敷设5根，钢管材料,规格为DN65，每根排渗管前端30m梅花形钻孔，孔径为φ16，每圈6孔，相邻两排孔间间距7cm，坡度为1%。排渗管前端30m钻孔段采用400g/m2土工布包裹，并用铁丝绑扎，防止漏砂。2)主坝初期坝坝顶内侧平行坝轴线方向增加浆砌石排水沟，上宽500X500mm左右，在主坝和副坝两边垂直坝轴线方向增加浆砌石排水沟，上宽600X600mm左右。纵横向排水盲沟相连，把雨水排到坝外坡地段,修建长度300m，水沟坡度为2%。3)2#、3#、7#和8#副坝子坝堆积坝坡和子坝顶部布置网状浆砌石排水盲沟400X400mm，把雨水排出坝体。4)2#、3#、7#和8#副坝子坝，就地取砂对子坝进行加高处理，并把尾砂沉积滩以2%的放坡放到库中方向80m位置，工程量约为10×104m3。子坝加高后，应在子坝坝坡、坝肩上修建网状排水沟，排水沟采用浆砌石砌筑，尺寸为300×400mm5)2#、7#和8#副坝初期坝外坡底增加堆石棱体，上顶宽1.5m，下底宽5.25m，内坡比1∶1，外坡比1∶1.5，高度2.5m，修建长度200m。6)3#副坝初期坝加固，坝顶加宽到5m，外坡比加到1∶0.9，加固长度约73.82m，全部采用M10水泥砂浆砌筑MU40毛石。7)为减少洪水位对加高后的副坝的影响，应在初期坝坝顶和现有堆积坝坝顶（新加高副坝堆积坝下面）加设钢管排渗管，副坝排渗管平均长度50m，排渗管伸入尾矿库库内。每个坝水平敷设5根，排渗管为钢管,规格为DN65，每根排渗管前端30m梅花形钻孔，孔径为φ16，每圈6孔，相邻两排孔间间距7cm，坡度为1%。排渗管前端30m钻孔段采用400g/m2土工布包裹，并用铁丝绑扎，防止漏砂。排渗管接坝排渗盲沟排出坝外。8)采用库区周围山坡绿化植被和砂面喷水结合防尘。水源取自处理站处理后的选矿、矿坑废水；库内干滩植被防沙尘，达到尾矿库在任何气象条件下不扬尘的治理效果。库区周围植被面积10万平方米。库区周边自动控制喷水管道DN100钢管4.5km。9)原有子坝坝体裸露过多部分，进行覆土植被覆土量，为20000m3，植草40000m10)在尾矿库周围地势较高山区山修建截洪沟，以减小流入尾矿库内的水量。截洪沟采用浆砌石修建，上部宽度为1m，下部宽0.6m，高度为1m。修建长度约为3.2km。11)对2#、3#、7#、8#副坝坝基淤泥进行清理。清理四个副坝近1300m长，8～10m宽的范围，淤泥平均厚度2～3m，清理总量达39000m312)在坝体外侧的山坡上设置观测基点，在初期坝顶及后期堆积坝外坡的马道上设置位移观测及浸润线观测设施。严格按相关规定要求对初期坝和堆积坝的位移、沉降、变形情况以及浸润线埋深和出逸点的位置进行动态检测，发现问题及时采取有效措施进行处理。观测点应布置在有代表性和能控制主要变形情况的断面，如最大坝高断面、有排水管通过的断面等，断面间距50~100m，断面数量不小于3个。13)7#副坝的公路被人为破坏，影响子坝施工和尾矿库的正常运行，形成了安全隐患,应及时疏通和修复该公路，该公路宽3m，修复长度约500m。14)在尾矿库周围应设置警示标志，防止发生坠落、陷入、淹溺事故。3.2废水处理内容及建设规模废水处理包括尾砂库的溢流水和井下涌水及选矿废水的集中处理，建设内容包括废水处理站和输水管网。整个宝山矿区排水分为两部分，即井下涌水（含少量生活污水，从家属坝排出）和尾砂库排水（从回用水池排入石岭小溪）。由于井下涌水和尾砂库排水水质都存在一定程度的超标，不能直接外排，因此本工程废水治理范围应包括这两股废水。针对矿区的实际情况，拟在现有废水简易设施旁边新建废水处理站，井下涌水可沿现有管渠直接引入，尾砂库排水沿原管线进入回用水池，通过水泵全部输送至选矿厂高位水池，一部分用于选矿车间用水，多余部分排至废水处理站，废水经处理达标后再从家属坝排出。井下涌水正常情况为7000～8000m3/d，一部分用于选厂用水，多余的外排。尾砂库排水经过回用水池全部输送至高位水池，一部分（约1000m3）回用至选厂车间，多余部分（约1000m考虑到宝山矿区的发展需要，以及计划开采铜矿采选，选厂用水将增加至3000m3/d左右，需要排入废水处理站的废水将达到2000m3/d左右，届时废水处理站的处理量将达到9000～10000m因此确定废水处理规模为10000m3废水处理站建成投产后给排水平衡图3-1第四章场址选择与建设条件4.1场址选择4.1.1尾矿库场址湖南宝山有色金属矿业有限责任公司位于桂阳县城郊乡五里牌，尾矿库距选矿厂西南1.5km的山谷冲中。库区为两条主要山谷组成，其地貌为低山丘陵，南、北、西三面靠山，呈封闭地形，东向为山谷出口，南向山势较高，山谷纵向长度约1.2km，谷宽50～250m，沟底标高在275.0～300.0m之间，山顶标高在315.0～395.0m间，相对高差达25.0～80.0m，坡度约20°～40°，平均坡降约1.2%。地表除局部地段基岩裸露外，大部分为厚度不一的第四系所覆盖，地表树林及灌木丛茂密。4#副坝位于主坝对面山上的一垭口上，垭口的最低标高约310.04.1.2废水处理站场址选择a)选择原则：1）场址应位于废水集中地附近；2）地势较低，尽可能利用地形高差，重力排水，避免或减少污水提升；3）位于城镇夏季主导风向的下风侧；4）工程地质条件良好，充分考虑当地的水文、地理、地质条件，避免特殊工程；5）尽量少拆迁、少占地，根据环境评价的要求，与城市规划居住、公共设施保持一定的卫生防护距离；6）考虑远期发展扩建的可能性；7）符合防洪标准的有关规定；8）便于处理后尾水的排放、污泥运输；9）有方便的交通、运输和水电条件。b)场址选择根据上述原则，并结合废水处理实施方案和宝山矿区的实际情况，选定矿区内330窿口附近，现有废水简易处理设施旁场地作为废水处理站用地。该块场地现状地坪标高分别为330m和322m，其中330m地面为临时仓库，322m地面为一块空地，总面积约为2500m2该场址具有以下优点：1）地势低，废水能完全自流处理，处理后尾水排放可利用现有渠道；2）部分设施可利用现有设施，减少投资；3）交通方便，有外部道路连接；4）土方工程量较小；5）给水、供电可以从就近已建成的给水管及变电站引入。4.2建设条件4.2.1a)地形地貌宝山建矿前称宝岭，古称大凑山。唐代以来，即有土法开采，至清朝乾隆嘉庆年间，矿业最盛，矿厂林立，桂阳州志记载：“大凑山矿久矣，开自唐代，封禁于元朝，开禁于清初康熙，定于雍正，密于乾隆，停于嘉庆”。以后因风水之说，长达一百多年之外均被封禁，直至中华人民共和国成立后，国家才对宝山的地下资源进行了详细的勘查工作，并与1966年动工兴建宝山铜矿。宝山铜矿是一个铜、钼、铋、铅、锌等多种有色金属矿山，地处湖南省桂阳县城西南一公里。东经112°42＇29＇＇，北纬25°44＇18＇。工程所在地以丘陵、岗地为主，丘陵形似古式铜钟，顶多浑圆；岗地地势起伏和缓，地面切割破碎，常处于平原与丘陵、山地之间。b)气候与气象桂阳县处于亚热带向北亚热带过渡的季风气候区，以大陆性气候为主。项目所在地气候四季分明，春暖、夏热、秋凉、冬寒，季节性强。全年无霜期277天。主导风向为东北风，多发生在冬季，出现频率50.1％。春秋风向多变，夏季盛行西南风。c)地震资料根据《中国地震烈度区划图》（2002）和《中国地震烈度区划（2002）使用规定》通知，本尾矿库库区抗震设防烈度为6度，设计基本地震加速度值为0.05g。d)地表水体桂阳县境内有大小河流218条，主要有舂陵水、西水（官溪河、湖屯水）、白水、神堂水。工程所在地附近主要地表水有西水。西水位于桂阳县东南部，处于项目所在地东南面约2km，发源于桂阳县清和乡罗汉涧，流经桂阳县、郴州市、在桂阳县汇入耒水，为湘江二级支流。桂阳县境内西水干流长41公里，流域面积461.07平方公里，年径流量15.41亿立方米，年平均流量9.0m34.2.2交通条件桂阳是联通四方的“湘南重镇”。桂阳毗邻粤，与永州、衡阳、郴州的9个县（市、区）接壤，是新田、宁远、道县、江华、江永、嘉禾、蓝山、临武通往郴州的咽喉，被称为“三湘之屏藩、两广之管钥”，自古以来是兵家必争，商贾去集之地。而今，四条省道交汇县城，京广铁路，京珠高速公路、107国道擦肩而过，尤其是随着郴桂高等级公路、桂嘉高等级公路的开通以及“郴资桂经济文化一体化”的全面推进，交通区位优势更趋明显。宝山矿区紧邻桂阳县城，有城市道路直达矿区，城市公交直达矿区生活区，交通便利。尾矿库位于矿区西南1.5km的山谷中，修筑有简易公路。4.2.3供水供电条件a）供水废水处理站用水量较少，且选址在330窿口附近，距离选厂较近，就近引入一根DN25给水管即可。b）供电新建废水处理站设备工作装机容量约70kW，可由就近选矿车间低压配电间提供80KVA容量低压电源。4.2.4其他有利条件a）项目用地均为宝山矿区自留用地，在建设程序上简单易行；b）建设场地有水泥道路连接，施工条件便利；c）建设场地均没有地下水的影响，施工难度较低。第五章尾矿库隐患综合治理方案5.1尾矿库现状以及存在的主要问题5.1.1尾矿库现状5.1.1.1尾矿库基本情况宝山尾矿库于1966年由冶金勘察总公司长沙分公司进行工程勘察，由西北有色冶金设计院对该尾矿库进行设计，由宝山铜矿自有施工队对尾矿库初期坝和排水系统进行施工，于1973年3月建成投产。从1972年起，陆续建成了主坝、2＃、3＃、7＃、8＃副坝，以及原有排水系统，坝顶标高305-306m，采用周边放矿上游法筑坝，堆坝平均边坡为1∶4，最终尾矿堆积标高为320m，总库容为976万m3，于1973年3月投入使用。尾矿库运行初期，主坝曾经出现过14处塌陷，坝面浸润线溢出等事故，原有排水系统于1977年4－5月间出现断裂，后弃用，改在3＃副坝位置临时排水。到1990年时，尾矿堆积高度已经达到308m，即堆积高度已经超过设计高度的1／2，因此，矿方委托长沙有色冶金设计研究院进行重新和补充设计，设计过程中还委托了中国有色金属工业总公司长沙勘察院对坝址等位置进行了勘察工作，1991年新的排水系统建成，总库容重新核算后为1051万m3，有效库容840.8万m3，按照《尾矿库安全技术规程》有关条款，该尾矿库属于三级库。尾矿库现堆积标高约为310m，堆积尾矿500万m3，尚余有效库容340万m3。详细情况参见表5-1、5-2。表5－1宝山尾矿库尾矿坝现状序号坝名初期坝设计情况尾矿堆坝设计情况尾矿堆坝情况设计单位曾出现不良情况1主坝坝身为均质土坝，底标高为276.50m，坝顶标高为293.50m，坝高17m，下游坡比1：2.25，干砌石护坡0.5m厚，无纺土工布一层，上游坡比1：2.5～1：2.75，坝顶宽3.50m，长84m。堆坝材料为坝前粗尾矿，堆坝坡比为1：4，堆坝最终标高为320.00m，沉积滩坡比为2%。现坝顶标高为315.435m，坝长240m，共筑8期子坝，子坝高度2-4m不等，平均高度3.1m左右1967年由西北有色冶金设计院设计，1990年由长沙有色冶金设计院补充设计1973年3月起发生坝坡地面塌陷17处,坝身漏水,后经处理。坝初期使用排水涵管因地基不均匀沉降断裂停用。1991～92年永久封堵22＃副坝坝身为均质粘土坝，坝顶标高为305m，坝长28m,坝高为2.5m左右，外坡坡比为1：2.0，内坡坡比为1：2.0，坝顶宽2.5m。堆坝材料为坝前粗粒尾矿，最终堆坝标高为320.00m，堆坝坡比为1：4，沉积滩坡比为2%。现坝顶标高为312m，坝长135m，共筑2期子坝1967年由西北有色冶金设计院设计，1990年由长沙有色冶金设计院补充设计坝中部下沉量大，底部有渗水现象33＃副坝初期坝为浆砌石和砼心墙，坝高13.60m，坝底埋入地底约5m，坝顶标高为305.60m，顶宽为3.00m，长73.82m，下游坡比1：0.54，上游阶梯状，坡比为1：0.34，原为挡水坝，坝面排水。堆坝材料为坝前粗粒尾矿，最终堆坝标高为320.00m，堆坝坡比为1：4，沉积滩坡比为2%。现坝顶标高为312.573m，坝高15.6m，坝长为105m，共筑2期子坝，子坝堆筑前在原坝内侧积水区用碎石进行了置换和铺填。子坝堆筑从原砌石坝顶开始，未按设计要求退后20m1967年由西北有色冶金设计院设计，1990年由长沙有色冶金设计院补充设计06年因碧利斯台风影响，外坡垮塌，重新进行设计施工47＃副坝坝身为均质土坝，坝顶标高为305m，坝高为4.5m左右，坝长54m，坝顶宽2.50m，上游坡比均为1：2.0，下游坡比为1：2.5。堆坝材料为坝前粗粒尾矿，最终堆坝标高为320.00m，堆坝坡比为1：4，沉积滩坡比为2%。现坝顶标高为310.78m，坝长135m，坝高10m，共筑3期子坝1967年由西北有色冶金设计院设计，1990年由长沙有色冶金设计院补充设计58＃副坝坝身为均质土坝，坝顶标高为306m，坝高为4m左右，坝长30m，坝顶宽2.50m，上游坡比均为1：2.0，下游坡比为1：2.5。堆坝材料为坝前粗粒尾矿，最终堆坝标高为320.00m，堆坝坡比为1：4，沉积滩坡比为2%。现坝顶标高为311.24m，坝高8m，坝长80m，共筑3期子坝1967年由西北有色冶金设计院设计，1990年由长沙有色冶金设计院补充设计表5－2尾矿库排水系统设计情况系统设计情况备注原排水系统排水管道D=0.80m，L=625m钢筋混凝土排水管1967年由西北有色冶金设计院设计排水井D=1.5m，H=17-19m窗式排水井二座现排水系统1＃排水井D=2.0m，H=17m窗式排水井，设置于库内孤岛西南侧（已废弃）。1990年由长沙有色冶金设计院设计2＃排水井D=2.0m，H=18m窗式排水井，设置于库区北侧山坡边，与1＃排水井被孤岛隔开。排水隧道B×H＝1.5×1.8m圆拱直墙排水隧洞与B×H＝1.5×1.8m排水管组成。隧洞出口接1.5×1.8m－1.0×1.0m排水渠并与原有B×H＝1.0×1.0m排水渠相接，隧洞坡度为0.5%，长496m。5.1.a）选厂规模:500t/db）选厂年工作日:300dc）综合尾砂粒径度：见表5-3d）尾矿比重：综合矿2.81t/m3表5-3综合尾砂粒径度级别（mm）+0.15+0.076+0.043+0.03+0.02+0.01-0.01Dp(mm)产率（%）14.6618.1011.099.479.2812.8124.590.05925.1.25.1.主坝和副坝的排渗设施经过多年运行，以及地质变化的影响，均存在堵塞、断裂情况，库内浸润线过高，副坝干滩长度过短，调洪能力不足，危及尾矿库雨季安全。尾矿库未设置浸润线观测设施和基础坝变形观测设施，缺乏专业的安全监测。5.1.2#、3#、7#和8#副坝和子坝堆积高度不足，洪水季节无法满足最小超高的要求，不能满足规程要求，加之库内浸润线过高，若造成溃坝，后果相当危险；坝体裸露部分过多，子坝上部分没有植被覆盖，不利于水土保持和生态保护，雨水冲刷可能造成拉沟，副坝坝坡雨水冲刷较为严重，同时，尾矿库库区及周边山体有滑坡迹象，如这两方面在雨季继续扩大，将成为溃坝的直接原因。5.1.2.3周边环境宝山尾矿库下游紧靠坝下就是农田、菜地、鱼塘，远处约600m，为子龙--石岭村，人口约400人。周边农民经常阻挠子坝堆积工作，造成了各副坝堆积高度不一致的情况出现，尤其是通往7#副坝的公路被人为破坏，影响子坝施工和尾矿库的正常运行，形成了安全隐患。5.1.2尾矿库的矿渣在干旱多风的季节容易产生扬尘,对周围的环境和人民生活造成了不好的影响，同时降低了空气质量。5.1.2.5宝山尾矿库在以往的运行过程中由于对尾矿库安全隐患认识不足，管理不善，致使库周边杂乱无章，乱搭乱建、乱挖乱采尾砂现象严重，并且在尾矿库沉积滩边缘洗矿，而且采矿的废石顺山坡堆放，且均为自然堆积，没有考虑边坡的安全系数，尾矿库没有任何安全监控措施，排洪系统也严重淤塞，造成排水不畅。5.2排洪系统校核a)尾矿库等别确定尾矿库的等别根据《选矿厂尾矿设施设计规范》（ZBJ1-90）第2.0.4条的规定，应根据该期的全库容和坝高按表5-4来确定。当两者的高差为一等时，以高者为准，当两者的高差大于一等时，按高者降低一等。表5-4尾矿库的等别等别全库容V(10000m3坝高H(m)一二等库具备提高等别条件者二V≥10000H≥100三1000≤V＜1000060≤H≤100四100≤V＜100030≤H＜60五V＜100H＜30宝山尾矿库下游紧靠坝下就是农田、菜地、鱼塘，远处约600m，为子龙--石岭村,人口约400人。尾矿库现堆积标高约为310m，堆积尾矿500万m3，尚余有效库容为340万m3。b)防洪标准根据《选矿厂尾矿设施设计规范》（ZBJ1-90）第4.1.4条的规定，尾矿库的防洪标准应根据各使用期的等别，综合考虑库容、坝高、使用年限及对下游造成的危害等因素，分别确定，见表5-5。表5-5尾矿库防洪标准尾矿库等别一二三四五洪水重现期（年）初期100～20050～10030～5020～30中、后期1000～2000500～1000200～500100～20050～100从表5-5中可以看出三等库中、后期洪水重现期为200～500年,本次报告均按500年一遇的洪水进行复核。在复核其防洪能力时，要求在设计最高洪水位时，原则要求同时满足三等库安全超高和最小干滩长度两项指标见表5-6。表5-6等别与相应的防洪要求等别安全超高（m）最小干滩长度（m）一1.5150二1.0100三0.770四0.550五0.440从表5-6可看出，在最高洪水位时，三等库最小安全超高0.7m，最小干滩长70m。c)水文计算尾矿库三面靠山，南、北、西呈封闭地形，以南向山势较高，标高为400m，东向为山谷出口，谷底标高276m，山谷纵向长度约1.2km，谷宽自50—250m，谷底坡降平坦，平均坡降约1.2%，汇水面积为0.7km2，为一丘陵型尾矿库。根据水文参数表，查《湖南省暴雨洪水查算手册》（下简称《手册》），设计暴雨计算结果见表5-7。表5-7设计暴雨计算结果表t(h)1/61624Ht点(mm)174066100Cv0.340.350.380.44P=0.2%Kp2.462.522.73.08Htp(mm)41.82100.8178.2308n20.616n30.772d）防洪W24总=R总*F*1000(立方米)W24总——24小时洪水总量R总——总流量F——流域的汇水面积W24总=277.7X0.7X1000=19.4×10尾矿库调洪库容现状考虑到尾砂滩面最低标高310.780m，其V调=31.80×104m3。设计频率一日洪水总量小于尾矿库调洪库容，但因目前尾矿库还在堆尾矿砂，且排洪系统多处堵塞，2、3、7、8号副坝高度又小于主坝高度，实际尾矿库调洪库容已5.3防洪安全分析a)现有尾矿库调洪演算表5-8调洪演算结果表调洪水位标高（m）排洪系统尺寸（m）死水位（m）洪峰流量（m3/s）最大下泄流量（m3/s）调洪库容(104安全超高（m）最小干滩长度（m）310.80排水井:D=2.0m，H=18m窗式排井，排水隧道：B×H＝1.5×1.8m309.0013.310.0031.93主坝4.6主坝802#坝1.22#坝603#坝1.73#坝857#坝07#坝08#坝0.448#坝22根据上表计算结果可知，现有尾矿库最高洪水位为310.800m，调洪库容为31.93×104宝山尾矿坝根据《尾矿库安全技术规程》（AQ2006-2005）第5.3.9条规定以及本表5-6的说明，坝顶与设计洪水位的高差不得小于0.7m，最小干滩长度不小于70m。根据最高洪水位和宝山尾矿库尾矿坝设计情况，2#、7#和8#副坝和子坝堆积高度不足,不能同时满足最小安全超高和最小干滩长度的要求，所以应对这几个副坝进行加高加固处理。现在主坝顶高程为315.435m，主坝和副坝高程不一样，为提高尾矿库的安全和使用的年限要求，减少今后施工次数和难度，建议将2#、3#、7#和8#副坝均应加高到和主坝相同的高度以保证尾矿库的安全。5.4坝体稳定性分析5.4.1基本原理和方法坝体的失稳是部分土体沿某滑裂面滑动，通常滑裂面假定为圆弧形的，一般情况采用瑞典圆弧法-总应力法计算校核坝坡的抗滑稳定。5.4.2a)抗滑稳定最小安全系数根据《选矿厂尾矿设施设计规范》（ZBJ1-90）第3.4.3条规定，荷载组合分为正常运行、洪水运行和特殊运行三种工况。根据工勘报告，该地区地震烈度为6度，设计基本地震加速度值为0.05g。根据《水工建筑物抗震设计规范》（DL5073-2000）第1.0.2条规定，地质烈度为6度或小于6度时，可不进行抗震计算，故本设计未考虑地震情况。抗滑稳定最小安全系数见表5-9。表5-9抗滑稳定最小安全系数表坝的级别运行工况1234正常运行1.301.251.201.20洪水运行1.201.151.101.05特殊运行1.101.051.051.00b)坝体稳定计算根据《湖南桂阳宝山铅锌银矿原有尾矿库1号主坝施工图设计阶段工程地质勘察报告书》(中国有色金属工业总公司长沙勘察院提供，1990年8月)、《湖南省宝山铜矿尾矿库2、3、7、8号副坝工程地质勘察报告书》(湖南省水利水电勘测设计院，1981年8月)和类似工程尾矿资料各地层物理力学指标取值如表5-10。表5-10岩土层主要力学指标表指标地层名称浸润线以上浸润线以下渗透系数容重γ（KN/m3）凝聚力C（KN/m2）内摩擦角φ（°）容重γ（KN/m3）凝聚力C（t/m2）内摩擦角φ（°）K(cm/s)尾中5X10-3尾细砂168269.88231.3X10-3尾粉砂15102410.010233.0X10-4尾粉质粘土14.6122010.212173.0X10-6尾粘土14.6151010.215101.5X10-7排水棱体18.5363011.23527坝体17.4202310.520202.0X10-3坝基18.026.52511.024.5221.3X10-41）正常、洪水运行时稳定计算采用如下计算公式（按总应力圆弧法）:Wi——各土条重量。ai——过各土条中线的滑弧半径与过滑弧圆心的法线间的夹角，度；L——滑弧长度，米；C、¢——抗剪强度指标。2)坝前水位根据防洪安全分析，坝的稳定安全分析按如下两种水位情况进行考虑:工况一:主坝及副坝坝前最高洪水水位为310.800工况二:主坝及副坝坝前正常水位为309.000根据上述资料，复核该尾矿库主坝和四个副坝稳定性情况如下：（尾矿坝的堆积坝由上到下基本组成为尾中砂、尾细砂、尾粉砂、尾粉质粘土等由粗向细尾矿颗粒的自然堆放形成。）1#主坝在工况一下稳定性计算(最不利滑动面):滑动圆心=(10.400,31.200)(m)滑动半径=32.888(m)滑动安全系数=1.1721#主坝在工况二下稳定性计算(最不利滑动面):滑动圆心=(5.200,49.400)(m)滑动半径=50.979(m)滑动安全系数=1.3922#副坝在工况一下稳定性计算(最不利滑动面):滑动圆心=(15.200,15.200)(m)滑动半径=24.648(m)滑动安全系数=1.2772#副坝在工况二下稳定性计算(最不利滑动面):滑动圆心=(11.400,13.300)(m)滑动半径=23.589(m)滑动安全系数=1.3503#副坝在工况一下稳定性计算：基底摩擦系数=0.600滑移力=1393.793(kN)抗滑力=1452.306(kN)滑移验算不满足:Kc=1.042<=1.300倾覆验算满足:K0=3.414>1.600作用于基底的合力偏心距验算满足:e=1.395<=0.170*14.968=2.545(m)墙趾处地基承载力验算满足:压应力=252.165<=360.000(kPa)墙踵处地基承载力验算满足:压应力=71.259<=390.000(kPa)地基平均承载力验算满足:压应力=161.712<=300.000(kPa)3#副坝在工况二下稳定性计算基底摩擦系数=0.600滑移力=1393.793(kN)抗滑力=1452.306(kN)滑移验算不满足:Kc=1.050<=1.300倾覆验算满足:K0=3.414>1.600作用于基底的合力偏心距验算满足:e=1.395<=0.170*14.968=2.545(m)墙趾处地基承载力验算满足:压应力=252.165<=360.000(kPa)墙踵处地基承载力验算满足:压应力=71.259<=390.000(kPa)地基平均承载力验算满足:压应力=161.712<=300.000(kPa)7#副坝在工况一下稳定性计算(最不利滑动面):滑动圆心=(4.112,6.168)(m)滑动半径=6.163(m)滑动安全系数=0.9537#副坝在工况二下稳定性计算(最不利滑动面):滑动圆心=(12.336,22.616)(m)滑动半径=31.815(m)滑动安全系数=2.0878#副坝在工况一下稳定性计算(最不利滑动面):滑动圆心=(0.000,3.696)(m)滑动半径=3.696(m)滑动安全系数=0.1908#副坝在工况二下稳定性计算(最不利滑动面):滑动圆心=(11.087,18.479)(m)滑动半径=29.333(m)滑动安全系数=1.1675.4.3表5-11稳定结果表坝运行工况1#主坝2#副坝3#副坝7#副坝8#副坝正常运行安全系数1.3921.35抗滑移不满足2.0871.167洪水运行安全系数1.1721.277抗滑移不满足0.9530.190最小安全超高（m）4.61.21.7漫顶0.44最小干滩长度(m)806085225.5尾矿库现状安全评价宝山尾矿库其现状评价结论如下：a)宝山尾矿库属于重大危险源；尾矿库曾发生过塌陷、穿孔、漏水、漏砂、排水管堵塞、扬尘等情况，容易造成溃坝事故，造成重大人员伤亡、经济损失和环境破坏。b)主坝排渗管堵塞，造成浸润线出逸点升高，造成坝外坡大面积渗水饱和，土壤软化，危及坝体安全。c)2#、3#、7#和8#副坝子坝堆积高度不足，现有尾矿库在继续运行，尾矿不断堆积，相当一部分地方堆积高度已超过312.000标高，根据表4-11可以看出，7#、8#副坝洪水季节和正常水位运行时无法满足规范要求的最小超高的要求以及最小干滩长度的要求，3#副坝不能满足规范要求的抗滑移系数，加之库内浸润线过高，部分子坝坝顶沼泽化，影响坝的稳定性，若造成溃坝，后果相当危险；坝体裸露部分过多，子坝上部分没有植被覆盖，不利于水土保持，生态保护，雨水冲刷可能造成拉沟，副坝坝坡雨水冲刷较为严重，同时，尾矿库库区及周边山体有滑塌迹象，如这两方面在雨季继续扩大，将成为溃坝的直接原因建议加高这几个副坝。d)总库容重新核算后为1051万m3，有效库容840.8万m3，按照《尾矿库安全技术规程》有关条款可知该尾矿库属于三等库,防洪标准应为500年一遇。安全超高、干滩长度和坝坡稳定安全系数均应满足三等库的相应要求。e)综合尾矿库防洪安全和坝体稳定安全评价结果，根据《尾矿库安全技术规程》中尾矿库安全度确定的要求，宝山尾矿库为险库。5.6尾矿库隐患综合治理措施5.6.宝山尾矿库存在子坝裸露面积过大、排渗系统破坏严重，可能导致坝体拉沟、滑坡等情况，现浸润线过高，对坝体稳定性影响较大。另外，部分副坝坝脚淤泥淤积严重，无法保证坝体稳定;副坝子坝堆积高度不足，洪水季节无法满足规范要求的最小超高和最小干滩长度的要求，加之库内浸润线过高，若造成溃坝，后果相当危险；本次治理，应实现坝面覆土、植被和排渗系统完善，并对坝脚淤积严重的副坝进行清淤和加固，同时加高加固副坝，是之最小安全超高和最小干滩长度满足规范的要求。5.6.2尾矿库安全隐患治理5.6.a)2#、7#、8#副坝的基础坝底增设钢管排渗管，副坝排渗管平均长度50m，排渗管伸入尾矿库库内。每个坝水平敷设5根，钢管材料,规格为DN65，每根排渗管前端30m梅花形钻孔，孔径为φ16，每圈6孔，相邻两排孔间间距7cm，坡度为1%。排渗管前端30m钻孔段采用400g/m2土工布包裹，并用铁丝绑扎，防止漏砂。主坝坝顶标高315.000左右的堆积坝底铺设排渗管长50m，，排渗管伸入尾矿库库内。每个坝水平敷设5根，钢管材料,规格为DN65，每根排渗管前端30m梅花形钻孔，孔径为φ16，每圈6孔，相邻两排孔间间距7cm，坡度为1%。排渗管前端30m钻孔段采用400g/m2土工布包裹，并用铁丝绑扎，防止漏砂b)2#副坝子坝，初期坝外坡增加采用300mm厚的干砌石护面。坝外坡脚设置排水棱体，棱体顶部宽1.5m，顶标高302.5m，外坡比1:1.5,内坡比为1：1，长度大约28m，坝外坡与两岸交接处设置坝肩排水沟，尺寸为b×h=0.3m×0.4m，在坝外坡脚设置一坝坡排水沟，尺寸为b×h=0.4m×0.3m。坝肩排水沟与坝坡排水沟相连接，形成一个贯通的排水系统。对于其堆积坝的加高，采取就地取砂，利用尾矿砂筑1期子坝，堆坝坡比为1：4，加高到坝顶标高为315.43，坝顶宽3m，内坡比1：3，内坡脚标高313.000mm，然后以2%的坡度向库内放坡，放坡长度大约80m，使尾端尾矿砂标高达到310.000左右，而洪水位的最高标高为310.800，这样就增加了坝的最小干滩长度和最小安全超高，解决了安全隐患。在堆坝坡处铺设不小于30cm的土层以种植植物防止雨水冲刷，在堆积坝坝脚用浆砌石砌筑300*400的横向排水沟，设置坝肩排水沟300mm*500mm，将雨水排掉。2#副坝初期坝原有裂隙处，清除裂隙中的松散物，并用C20混凝土灌实，封堵裂隙，以防山水流入尾砂坝中。封堵混凝土宽度比缝两边各宽出0.3m。增高部分底部和初期坝顶部增设排渗管和排水沟，排渗管长50m，水平敷设5根，UPVC材料,规格为DN65，每根排渗管前端30m梅花形钻孔，孔径为φ16，每圈6孔，相邻两排孔间间距7cm，坡度为1%。排渗管前端30m钻孔段采用400g/m2土工布包裹，并用铁丝绑扎，防止漏砂，这样可以加快洪水排水速度，保证坝的安全。c)3#副坝加固，初期坝顶加宽到5m，初期坝外坡比加到1：0.9，加固长度约73.82m，全部采用M10水泥砂浆砌筑MU40毛石。3#副坝对于其堆积坝的加高，采取就地取砂，利用尾矿砂形成堆积坝。筑1期子坝，堆坝坡比为1：4，加高到坝顶标高为315.435，坝顶宽3m，内坡比1：3，内坡脚标高313.000mm，然后以2%的坡度向库内放坡，放坡长度大约80m，使尾端尾矿砂标高达到310.000左右，而洪水位的最高标高为310.800，这样就增加了坝的最小干滩长度和最小安全超高，解决了安全隐患。在堆坝坡处铺设不小于30cm的土层以种植植物防止雨水冲刷，在堆积坝坝脚用浆砌石砌筑300*400的横向排水沟，在坝周边设置300*500的纵向排水沟将雨水排掉。初期坝底部和初期坝顶部增设排渗管和排水沟，排渗管长50m，水平敷设5根，UPVC材料,规格为DN65，每根排渗管前端30m梅花形钻孔，孔径为φ16，每圈6孔，相邻两排孔间间距7cm，坡度为1%。排渗管前端30m钻孔段采用400g/m2土工布包裹，并用铁丝绑扎，防止漏砂，这样可以加快洪水排水速度，保证坝的安全。d)7#副坝子坝，初期坝外坡增加采用300mm厚的干砌石护面，坝外坡脚设置排水棱体，棱体顶部标高302.5m，顶宽1.5m，外坡比1:1.5,内坡比为1：1，长度54m，坝外坡与两岸交接处设置坝肩排水沟，尺寸为b×h=0.3m×0.4m，在坝外坡脚设置一坝坡排水沟，尺寸为b×h=0.4m×0.3m。坝肩排水沟与坝坡排水沟相连接，形成一个贯通的排水系统。对于其堆积坝的加高，采取就地取砂，利用尾矿砂形成堆积坝。筑1期子坝，堆坝坡比为1：4，加高到坝顶标高为315.435，坝顶宽3m，内坡比1：3，内坡脚标高313.000mm，然后以2%的坡度向库内放坡，放坡长度大约100m，使尾端尾矿砂标高达到310.000，而洪水位的最高标高为310.800，这样就增加了坝的最小干滩长度和最小安全超高，解决了安全隐患。在堆坝坡处铺设不小于30cm的土层以种植植物防止雨水冲刷，在堆积坝坝脚用浆砌石砌筑300*400的横向排水沟，在坝周边设置300*500的纵向排水沟将雨水排掉。e)8#副坝子坝，初期坝外坡增加采用300mm厚的干砌石护面，防止水流对坝坡的冲刷。坝外坡脚设置排水棱体，棱体顶部宽2m，标高302.5m，外坡比1:1.5,内坡比为1：1，长度30m。坝外坡与两岸交接处设置坝肩排水沟，尺寸为b×h=0.3m×0.4m，在坝外坡脚设置一坝坡排水沟，尺寸为b×h=0.4m×0.3m。坝肩排水沟与坝坡排水沟相连接，形成一个贯通的排水系统。对于其堆积坝的加高，利用尾矿砂形成堆积坝。筑2期子坝，堆坝坡比为1：4，加高到坝顶标高为315.435，坝顶宽3m，内坡比1：3，内坡脚标高313.000mm，然后以2%的坡度向库内放坡，放坡长度大约100m，使尾端尾矿砂标高达到310.000，而洪水位的最高标高为310.800，这样就增加了坝的最小干滩长度和最小安全超高，解决了安全隐患。在堆坝坡处铺设不小于30cm的土层以种植植物防止雨水冲刷，在堆积坝坝脚用浆砌石砌筑300*400的横向排水沟，在坝周边设置300*500的纵向排水沟将雨水排掉f)对2#、3#、7#、8#副坝外坡坝基淤泥进行清理。清理四个副坝近1000m长，70～80m宽的范围，淤泥平均厚度2~3m，清理总量达240000m3g)在尾矿库周围地势较高山区山修建截洪沟，以减小流入尾矿库内的水量。截洪沟采用浆砌石修建，上部宽度为1m，下部宽0.6m，高度为1m。修建长度约为3.2km。5.6.2.四副坝加高后坝前水位:根据防洪安全分析，坝的稳定安全分析按如下两种水位情况进行考虑:工况一:主坝及副坝坝前最高洪水水位为310.8工况二:主坝及副坝坝前正常水位为309.000根据上述资料，本设计复核该尾矿库整改后四个副坝稳定性情况如下：2#副坝加高后在工况一下稳定性计算(最不利滑动面):滑动圆心=(5.174,20.697)(m)滑动半径=29.259(m)滑动安全系数=1.3162#副坝加高后在工况二下稳定性计算(最不利滑动面)滑动圆心=(5.174,20.697)(m)滑动半径=29.309(m)滑动安全系数=1.3993#副坝加固后在工况一下稳定性计算a)滑移验算安全系数最不利为：组合1(一般情况)抗滑力=1838.604(kN),滑移力=1393.793(kN)。滑移验算满足:Kc=1.319>1.300b)倾覆验算安全系数最不利为：组合1(一般情况)抗倾覆力矩=43399.723(kN-M),倾覆力矩=6106.164(kN-m)。倾覆验算满足:K0=7.108>1.600c)地基验算作用于基底的合力偏心距验算最不利为：组合1(一般情况)作用于基底的合力偏心距验算满足:e=-0.224<=0.170*21.864=3.717(m)墙趾处地基承载力验算最不利为：组合1(一般情况)墙趾处地基承载力验算满足:压应力=143.497<=360.000(kPa)墙踵处地基承载力验算最不利为：组合1(一般情况)墙踵处地基承载力验算满足:压应力=162.294<=390.000(kPa) 地基平均承载力验算最不利为：组合1(一般情况)3#副坝加固后在工况二下稳定性计算a)滑移验算安全系数最不利为：组合1(一般情况)抗滑力=1898.964(kN),滑移力=1195.670(kN)。滑移验算满足:Kc=1.588>1.300b)倾覆验算安全系数最不利为：组合1(一般情况)抗倾覆力矩=44666.660(kN-M),倾覆力矩=4835.522(kN-m)。倾覆验算满足:K0=9.237>1.600c)地基验算作用于基底的合力偏心距验算最不利为：组合1(一般情况)作用于基底的合力偏心距验算满足:e=-0.604<=0.170*21.864=3.717(m)墙趾处地基承载力验算最不利为：组合1(一般情况)墙趾处地基承载力验算满足:压应力=131.725<=360.000(kPa)墙踵处地基承载力验算最不利为：组合1(一般情况)墙踵处地基承载力验算满足:压应力=184.106<=390.000(kPa) 地基平均承载力验算最不利为：组合1(一般情况)地基平均承载力验算满足:压应力=157.915<=300.000(kPa)d)基础验算不做强度计算。e)墙底截面强度验算[容许应力法]:截面上偏心距验算最不利为：组合1(一般情况)截面上偏心距验算满足:e1=-1.441<=0.300*21.864=6.559(m)压应力验算最不利为：组合1(一般情况)压应力验算满足:计算值=304.106<=690.000(kPa)拉应力验算最不利为：组合1(一般情况)拉应力验算满足:计算值=0.000<=110.000(kPa)剪应力验算最不利为：组合1(一般情况)剪应力验算满足:计算值=-65.410<=190.000(kPa)地基平均承载力验算满足:压应力=152.896<=300.000(kPa)7#副坝加高后在工况一下稳定性计算(最不利滑动面):滑动圆心=(0.000,14.936)(m)滑动半径=22.893(m)滑动安全系数=1.3807#副坝加高后在工况二下稳定性计算(最不利滑动面):滑动圆心=(0.000,14.936)(m)滑动半径=23.193(m)滑动安全系数=1.4108#副坝加高后在工况一下稳定性计算(最不利滑动面):滑动圆心=(5.376,13.439)(m)滑动半径=25.782(m)滑动安全系数=1.3448#副坝加高后在工况二下稳定性计算(最不利滑动面):滑动圆心=(5.376,13.439)(m)滑动半径=25.782(m)滑动安全系数=1.3625.6.2.3表5-12稳定结果表坝运行工况1#主坝2#副坝3#副坝7#副坝8#副坝正常运行安全系数1.3921.316抗滑移满足1.3801.34洪水运行安全系数1.1721.399抗滑移满足1.4101.362最小安全超高（m）4.64.64.64.64.6最小干滩长度(m)8080801001005.6.尾矿库库区内排水系统由排水井—排水涵管—排水涵洞—明渠等组成。首先应对现有的排水系统进行清理，消除堵塞地方，保证排水井的畅通。计算是否增加排水井的数目，排水井数目应恢复到原设计排水井数量以保证排水排洪的安全。a)洪水计算水文计算结果见表5-13表5-13尾矿库水文计算结果表坝顶标高设计频率汇水面积(Km2)汇流时间(h)洪峰流量（m3/s）洪水总量（104m3315.435P=0.2%0.70.1713.319.4根据业主提供的1：1000现状地形图，其调洪库容特性计算如下表5-14表5-14调洪库容计算表标高(m)调洪库容(104高差（m）备注309.00000310.000227971.81311.000342471.71312.000350745.31313.000359335.11314.000365342.81315.000372627.61315.435408528.31表5-15调洪演算结果表调洪水位标高（m）排洪系统尺寸（m）死水位（m）洪峰流量（m3/s）最大下泄流量（m3/s）调洪库容(104310.80排水井:D=2.0m，H=18m窗式排水井，排水隧道：B×H＝1.5×1.8m309.0013.310.0031.93根据上表可知：现状尾矿库调洪库容为31.93×104根据《选矿厂尾矿库设施设计规范》（ZBJ1-90）第4.2.3条规定：“当一日洪水总量小于调洪库容时，洪水排出时间不超过72h。”本设计按24小时洪水总量36小时排完计算，要求排水系统最大泄流量为1.50m3水位m309.0310.0311.0312.0313.0314.0315.0泄量m3/s0.001.83.210.010.210.110.5表5-16现有排水井泄流能力计算尾矿库现有内径为D=2.0的1#、2#排水井-内径D=1.5m的排水管作为该尾矿库的排洪系统，可满足规范要求的防洪要求。5.6.主坝和各副坝的基础坝增设排渗管，管长50m，每个坝水平敷设5根，UPVC材料,规格为DN65，每根排渗管前端30m梅花形钻孔，孔径为φ16，每圈6孔，相邻两排孔间间距7cm，坡度为1%。排渗管前端30m钻孔段采用400g/m2土工布包裹，并用铁丝绑扎，防止漏砂。对原有堵塞和断裂的排渗管应进行堵塞废弃，防止渗滤渗透到坝体以内影响安全。5.对坝坡面已形成的冲沟应修整填平，在坝坡裸露部分覆盖一层厚不小于30cm、适于植物生长的粘土，再在其上种植草皮。5.a）在坝体外侧的山坡上设置观测基点，在初期坝顶及后期堆积坝外坡的马道上设置位移观测及浸润线观测设施，由于副坝较多，管理困难，建议增加位移观测及浸润线观测自动观测系统各一套。严格按相关规定要求对初期坝和堆积坝的位移、沉降、变形情况以及浸润线埋深和出逸点的位置进行动态检测，发现问题及时采取有效措施进行处理。b）在库内设立水位观测标尺，按相关规定要求进行水位观测并详细记录，控制正常水位，发现异常情况及时采取有效措施处理，消除隐患。水位超警戒线要立即报告。5.主要工程量见表5-17。5-17主要工程量表序号名称单位数量备注1主、副坝排渗管m4100DN65的钢管2主坝初期坝顶横向排水沟m350.4浆砌石砌筑壁厚0.3米3主坝初期坝顶纵向排水沟m362.1浆砌石砌筑43#副坝加固m30.45×104浆砌石砌筑5四个副坝排水沟m3160.00浆砌石砌筑壁厚0.3米62#、7#、8#副坝外坡底堆石棱体m31102.5级配碎石7库区周围植被m250×1048库区内自动控制喷水管km4.5DN100的UPVC管9所有子坝坝体裸露部位覆土m31.9×104性能较好的粘土10所有子坝坝体裸露部位植草m23.9×104112#、3#、7#、8#副坝加高m310×104砂石、粗颗粒尾矿渣12库区周围截洪沟m32.56×103浆砌石砌筑壁厚0.3米13公路修复km0.5C30水泥路14副坝坝基清淤挖方m32.4×104人工15人工运土m32.4×104距离1KM左右16清理灌木林m26.0×10417大坝观测检测点个1518水位自动监控报警系统套119电子经纬仪检测系统套120大坝警示标志套65.7尾矿库安全管理5.7.1a）每年雨季前应对防洪沟、防洪道以及其它防洪设施认真进行一次检查修缮，保持，保持原设计的调洪容积和泄洪能力，以保持洪水畅通排出。b)雨季期间应指定专人负责守护排洪关口，暴雨时须加强尾矿库的巡逻，密切注意水位的上升速度，遇有非常情况，应采取紧急措施，严格防止洪水漫坝。c)做好事故排洪抢险的准备，应该在值班房附近或方便的地方，存放必要的工具和备用材料。d)洪水过后应对排水系统进行全面检查，发现问题及时修复，准备连续暴雨的袭击。5.7a)确保施工质量,严格按设计规定进行，包括坝体加高、排水沟管埋置等。b)定期检查坝体位移，当位移量变化出现突变或者有增大趋势时，应通知设计单位和其它相关单位共同查明原因，妥善处理。c)定期观测坝体浸润线，若浸润线过高或出现骤升骤降，应通知设计单位和其它相关单位共同查明原因，妥善处理。d)定期检查坝体有无裂缝发生，应查明裂缝的范围、形态、深度、性质，判定危害程度，妥善处理。e)不允许出现大面积浸润线逸出引起的沼泽化，一旦发现必须及时查明逸出点的位置、形态、流量及含沙量，判断渗透管涌的可能性及危害，及时采取相应的工程措施，妥善处理，消除沼泽化。f)做好坝面保护措施。5.7a)检查库区周边山体稳定性，应详细观察周边山体有无异常和急变，当发现有山体滑坡、塌方、泥石流等情况时，应根据周边山体发生滑坡的可能性和危害性，采取应急方案妥善处理。b)尾矿库内严禁违章爆破、采石和建筑。c