xx尾矿库初步设计.doc

1 目目 录录 1 1 概论概论 1 1 1.1 区域概况1 1.2 企业现状2 1.3 设计依据2 1.4 设计基础资料2 1.5 尾矿设施概述5 1.6 结论及建议7 2 2 尾矿库尾矿库 8 8 2.1 尾矿库自然特征及工程地质条件8 2.2 尾矿库等别及设计标准.13 2.3 初期坝.16 2.4 尾矿堆积坝.17 2.5 排洪构筑物.19 2.6 尾矿坝边坡稳定分析.27 2.7 尾矿放矿.28 2.8 坝体排渗设施.29 2.9 辅助设施.29 3 3 尾矿输送系统、回水系统尾矿输送系统、回水系统 3131 3.1 尾矿输送工艺资料.31 3.2 尾矿输送.31 3.3 回水系统.34 2 4 4 环境保护环境保护 3636 4.1 环境质量标准及污染物排放标准.36 4.2 环境影响评价.36 4.3 环境保护.37 4.4 水土保持.38 5 5 安全生产管理安全生产管理 3939 5.1 设计标准.39 5.2 主要构筑物安全使用.39 5.3 尾矿堆积体安全堆存.39 5.4 安全因素可靠性分析.39 5.5 安全机构.40 5.6 安全措施.41 5.7 监测.42 5.8 尾矿库的安全闭库.44 6 6 劳动保护、安全卫生与消防劳动保护、安全卫生与消防4646 6.1 设计依据.46 6.2 劳动保护、安全卫生.46 6.3 消防.46 6.4 安全管理机构.46 7.7.存在的问题及建议存在的问题及建议4747 8 8 技术经济技术经济 4848 3 8.1 计算依据.48 8.2 计算结果.48 9.9.投资概算投资概算4545 9.1 主要工程内容.45 9.2 编制依据.45 9.3 概算结果.46 9.4 投资分析.48 附表：附表： 附表 1 劳动定员表 附表 2 主要基建工程量表 附表 3 主要设备、材料表 附件：附件： 附件 1 营业执照 附件 2 委托书 附件 3 立项批复复印件 附件 4 尾矿坝渗流及边坡抗滑稳定计算图表 附件 5 尾矿库工程地质勘察报告封面及相关资质 附图：附图： 4 附图 1 图纸目录 附图 2 尾矿库总平面布置图 附图 3 初期坝断面图及大样图 附图 4 尾矿库剖面图 附图 5 排水构筑物断面图 附图 6 接合井平断面图 附图 7 库容曲线图 1 1 1 概论概论 1.11.1 区域概况区域概况 xxxxxxxxxxx 尾矿库位于 xx 县管辖范围内，xxxxxxxxx 选厂为新建 选厂，选厂处理的矿种为铁矿，处理原矿能力为 400t/d，每天三班制， 年工作 300d。尾矿库位于 xx 县 xx，场地位于低中山之间的山麓斜坡和 沟谷上。距坝址处 30m 有一条村级土路，交通条件相对较差。 工程场地区域位于 xx 县 xx 范围内，场地处于低中山之间的山麓 斜坡地貌和山谷上，两侧山麓至山谷高差 3540m，两侧均为斜坡，斜 坡坡度较陡，约 2530，库区周边斜坡上覆盖有松木林，植被好。 山谷冲沟宽 0.51.0m，冲沟局部有出水点。场地内未见滑坡、崩塌、 泥石流等不良地质现象。工程场地区域地处云贵高原中部盆岭地区,该 区域的构造活动，既强烈又复杂，褶皱、断裂构造发育。区内褶皱构造 以向斜开阔，背斜狭窄为特征，其形态常因断裂破坏而不完整。断裂以 近南北向的走向压扭性纵断层起主导作用，具多期活动特征。分布有鲁 家村辣子箐大向斜、会川营背斜、走马地大平地断层。 场区地处滇中高原中部，属亚热带高原季风气候。年均温 15.6， 最高 32.5，最低-6.5；多年年均降水量 1027.2mm，降雨 80%集中 在每年的 6-10 月。干、雨季分明；年蒸发量 1500-2100mm，最强在 3-5 月。 场地位于低中山之间的山麓斜坡和沟谷上。冲沟走向比较复杂，总 体走向由北向南再向东，在坝址上游 20m、80m 处均有冲沟交汇。沟谷 岸坡覆盖有松木林，植被好。距坝址 30m 处有一条村级土路，交通条件 2 相对较差。 1.21.2 企业现状企业现状 xxxxxxxxx 选厂日处理量为 400t 铁矿，选厂工作 300d/a，每天 3 班，8h/班，目前选矿厂正在建设。 1.31.3 设计依据设计依据 xxxxxxxxx 选厂设施正在建设，为了满足选厂正常生产需要，尽快 使企业生产走入正轨，xxxxxxxxx 委托我公司进行xxxxxxxxx 选厂 xx 尾矿库初步设计工作。 州、县相关职能部门到尾矿库选址现场进行踏勘，并取得相关立项 批复，尾矿库库址方案为 xx 县 xx 境内沟谷中，本初步设计报告依据国 家有关法规、工程设计规范、工程设计合同进行编制。 1.41.4 设计基础资料设计基础资料 （1）业主提供的 1:1000xxxxxxxxxxx 尾矿库库区地形图。 （2） xx 省暴雨洪水图表实用手册 （1992 年版） 。 （3） xxxxxxxxxxx 尾矿库岩土工程勘察报告 （xx 省地震工程研 究院勘察分院 2010 年 8 月） 。 （4）xxxxxxxxx 选厂尾矿工艺资料 2010 年 8 月。 （5）尾矿工艺资料 3 选矿厂规模：400t/d； 年处理矿石：12 万 t/a； 尾矿产率：72%； 年排尾矿量：8.64 万 t/a（5.02 万 m3） ； 服务年限：21.6 a； 年生产天数：300d 每天生产小时：8h（每天 3 班） ； 尾矿颗粒密度：2.65t/m3 尾矿平均堆积干重度：1.72t/m3; 尾矿性质：尾矿砂的颗粒组成主要依据类比铁选厂尾矿的分析资 料，尾矿主要为尾砂尾细砂，详见下表 1-1 。 表表 1-11-1 尾矿性质尾矿性质 项 目尾粉砂 平均粒径 d50(mm) 0.095 有效粒径 d10 (mm) 0.073 天然容重 (kn/m3) 18.7 干容重 (kn/m3) 17.2 （6）设计采用的规范、标准 中华人民共和国固体废物污染环境防治法2005.4.1； 一般工业固体废物贮存、处置场污染控制标准 （gb18599- 4 2001） ； 尾矿库安全技术规程 （aq2006-2005）国家安全生产监督管理 总局 2006.3.1； 防洪标准（gb50201-94） ； 水工建筑物抗震设计规范（dl5073-1997） ； 构筑物抗震设计规范（gb50191-93） ； 选矿厂尾矿设施设计规范（zbj1-90） ； 碾压式土石坝设计规范（sl274-2001） ； 给水排水工程构筑物结构设计规范（gb50069-2002） ； 给水排水工程管道结构设计规范（gb50332-2002） ； 给水排水工程埋地钢管管道结构设计规程（cecs141:2002） ； 地表水环境质量标准（gb3838-2002） ； 污水综合排放标准（gb8978-1996） ； 土石坝安全监测技术规范sl6094； 尾矿设施施工及验收规程（ys5418-95） ； 碾压式土石坝施工规范（dl/t5129-2001） ； 砌石工程施工及验收规范（gbj203-2002） ； 土工合成材料应用技术规范（gb50290-98） 。 （7）设计采用参考资料 冶金矿山尾矿设施管理规程 （冶金部、有色总公司 1990 年 7 月） ； 5 尾矿坝设计手册isbn845786454； 类似尾矿库工程。 1.51.5 尾矿设施概述尾矿设施概述 尾矿库位于山麓斜坡和沟谷中，初期坝坝型为内坡反滤碾压堆石坝， 坝高 16.5m（含清基 2.5m） ，坝顶长 52m，坝顶宽 3.0m,内坡 1：1.8， 外坡 1：1.9，内坡设透水反滤层，厚 1.5m。总库容 120.3 万 m3，有效 库容 108.3 万 m3，可供现有选厂规模（年处理矿石 12 万 t）服务 21.6a。 后期堆坝采用上游式，堆高 18m，堆筑坡比 1：4.0。 尾矿输送采用自流管输送，选用 100x5mm hpde 高密度聚乙烯管 为尾矿输送管，总长 625m。 尾矿回水采用库尾浮船水泵进行回水，回水管选择热轧无缝钢管 d1005mm，回水泵建议选用 is(r)80-50-250，水泵共两台（一用一备） 。 库区汇雨面积 0.55km2，排洪方案为采用库外截洪沟清污分流，库 内排水斜槽、排水管、接合井结合的方式。排水斜槽全长 946m，尺寸 bh=1.51.5m，盖板厚 500mm。排水管道设计选用 d=1.5m 的圆形管 道，总长 163m。排水斜槽与排水管道交汇处设置接合井（d=4.0m） 。 6 工程总投资 785.37 万元，年经营费（含折旧费）106.6 万元，尾矿 单位经营费用 12.34 元/t。 表表 1-21-2 尾矿库综合技术经济指标表尾矿库综合技术经济指标表 序号指标名称单 位数 量备 注 1 选矿厂处理矿石量 t/d400 2 年处理矿石量万 t 12 3 年排放尾矿量万 t 8.64 计 5.02 万 m 3 4 选厂尾矿排放浓度 %20 5 初期坝高 m16.5 6 初期坝顶标高 m2074 7 初期坝底标高 m2057.5 8 尾矿坝顶标高 m2092 9 尾矿堆积坝 m18 10 尾矿堆积方法上游式 11 尾矿坝高 m34.5 12 尾矿库总库容万 m3 120.3 13 尾矿库有效库容万 m3 108.3 14 尾矿库服务年限 a21.6 15 尾矿库等别等四 16 尾矿库汇雨面积 km20.55 17 尾矿库沟底纵坡 %10 使用段 18 尾矿库排洪方式 排水斜槽、排水管 接合井 19 排水斜槽 m946 bh=1.51.5m 20 排水管 m163 d=1.5m 21 尾矿输送方式加压管、自流管 22 尾矿输送高差 m62 24 尾矿输送总流量 m3/h52.56 25 尾矿输送长度 m625 26 回水管长度 m400d=100(5)mm 27 年耗电量万 kwh1344 28 劳动定员人 11 29 项目建设投资万元 785.37 30 年处理成本万元/a 106.6 含折旧 7 31 尾矿单位处理成本元/t 12.34 1.61.6 结论及建议结论及建议 （1）本尾矿库位于沟谷中，初期坝坝型为内坡反滤碾压堆石坝， 坝高 16.5m（含清基 2.5m） ，坝顶长 52m，坝顶宽 3.0m,内坡 1：1.8， 外坡 1：1.9，内坡设透水反滤层，厚 1.5m。总库容 120.3 万 m3，有效 库容 108.3 万 m3，可供现有选厂规模（年处理矿石 12 万 t）服务 21.6a。 后期堆坝采用上游式，堆高 18m，堆筑坡比 1：4.0。 尾矿输送采用自流管输送，选用 100x5mm hpde 高密度聚乙烯 管为尾矿输送管，总长 625m。 尾矿回水采用库尾浮船水泵进行回水，回水管选择热轧无缝钢管 d1005mm，回水泵建议选用 is(r)80-50-250，水泵共两台（一用一备） 。 库区汇雨面积 0.55km2，排洪方案为采用库外截洪沟清污分流，库 内排水斜槽、排水管、接合井结合的方式。排水斜槽全长 946m，尺寸 bh=1.51.5m，盖板厚 500mm。排水管道设计选用 d=1.5m 的圆形管 道，总长 163m。排水斜槽与排水管道交汇处设置接合井（d=4.0m） 。 （2）本工程概算总造价为785.37785.37万元，其中：初期坝为 138.49 万 元；排水系统为 444.78 万元；输送系统为 8.43 万元；回水系统为 7.20 万元；值班房为 4.00 万元；辅助设施 8.00 万元；其它费用 100.84 万元； 42 工程预备费 71.40 万元。 9 2 2 尾矿库尾矿库 2.12.1 尾矿库自然特征及工程地质条件尾矿库自然特征及工程地质条件 2.1.1 场地位置、地形及地貌场地位置、地形及地貌 xxxxxxxxxxx 尾矿库位于 xx 县 xx 管辖范围内。xx 县位于 xx 省中 部，属滇中高原东南部，距离昆明市 xxkm 处，县政府驻 xx 镇，地跨东 经 10138一 10235 、北纬 2451一 253之间，总面积 3536km2,境内重山叠嶂，河谷纵横，海拔 1300-2754m，年平均气温 16.2，年平均降水量 930mm，境内盛产水稻，玉米，小麦，蚕豆，豌豆， 烤烟，油菜籽等农作物，场地位于低中山之间的山麓斜坡和沟谷上。冲 沟走向比较复杂，总体走向由北向南再向东，在坝址上游 20m、80m 处 均有冲沟交汇。沟谷岸坡覆盖有松木林，植被好。距坝址 30m 处有一条 村级土路，交通条件相对较差。 工程场地区域地处云贵高原中部盆岭地区,该区域的构造活动，既 强烈又复杂，褶皱、断裂构造发育。区内褶皱构造以向斜开阔，背斜狭 窄为特征，其形态常因断裂破坏而不完整。断裂以近南北向的走向压扭 性纵断层起主导作用，具多期活动特征。分布有鲁家村辣子箐大向 斜、会川营背斜、走马地大平地断层。 2.1.2 场地工程地质及水文地质条件场地工程地质及水文地质条件 1 1、工程地质条件、工程地质条件 根据工程勘察报告，勘察揭示场地地层类型主要为：第四系人工层 耕土（4ml） 、坡洪积形成的粉质粘土夹角砾（qdl+pl） 、粘土（qdl+pl） 、 10 碎石土（qdl+pl）和元古界昆阳群绿汁江组风化页岩（pt1lz）组成。现 按钻探揭露的土层，将其主要工程地质特征自上而下叙述如下: 耕土（4ml）：灰黄色、红棕色，湿。以粉质粘土为主,含角砾及植 物根系,结构疏松，孔隙大。 粉质粘土夹角砾（4dl+pl）：灰黄、褐黄色，稍湿，硬塑，干强度和 韧性中等。土质不均，夹少量植物根系，夹 525%角砾及粉砂。该层 平均厚度 0.80m，厚度 0.70.8m 之间变化。 1有机质土（4h）：深灰色。湿，可塑。呈透镜体状，层厚 0.3m， 仅钻孔 zk2 揭露。 1粘土（q4dl+pl）：红棕色，稍湿，硬塑状，切面稍有光泽，干强度和 韧性中等。土质不均，夹植物根系及少量角砾。该层厚度 1.00m，场区 局部分布。 2碎石土（q4dl+pl）：灰黄色，湿，稍密。强风化粉砂岩、页岩成分， 粒径 50200mm，棱角状，粉质粘土填充。该层厚度 0.5m，场区局部分 布。 1全风化页岩（pt1lz）：褐灰色姜黄色，粉砂质、泥质结构，岩芯 呈土状、碎石土状。场区局部揭露，层顶标高 2064.82m。 2强风化页岩（pt1lz）：灰黄棕褐色，粉砂质、泥质结构，节理很 发育，岩体破碎呈碎石土状。岩体破碎，岩体基本质量等级级。层顶 标高 2058.862068.40m。 3中等风化页岩（pt1lz）：灰黄色，粉砂质、泥质结构，节理裂隙发 育，岩芯呈碎石块状。岩体较破碎，岩体基本质量等级级。层顶标高 2057.522062.92m。 11 根据工程地质手册第四版和地区经验，地基岩土物理力学性质 值如下： 表表 2-12-1 地基岩土物理力学性质指标表地基岩土物理力学性质指标表 抗剪强度 土 层 编 号 土 层 名 称 天然 密度 （g/cm3 ） 承载力 特征值 fak (kpa) 粘聚力 ck(kpa) 内摩擦角 k() 压缩 系数 a1-2 （mpa-1 ） 压缩 模量 es （mpa） 粉质粘土夹角 砾 1.9018042.010.20.305.66 1 粘土 1.8516042.55.30.295.51 2 碎石土 2.0020020.020.00.551.50 1 全风化页岩 2.15180 2 强风化页岩 2.42350 3 中等风化页岩 2.58500 2 2、水文地质条件、水文地质条件 根据工程勘察报告，场区地下水主要为裂隙水，地下水形成主要受 大气降水直接补给，埋藏较浅。地基土层除局部分布的2外，均为弱 透水层。在雨季时，水位埋深 1.22.3m。 场地为“v”字形沟谷，雨季时，两侧及库内雨水大量汇集排泄流 往坝体，容易造成溃堤或直接经库顶漫出。因此应根据库区地形情况， 充分考虑适当的分流泄洪措施，确保库区及坝体的稳定性。库区汇水面 积约为 0.55km2。 1 1）地下水的渗透性）地下水的渗透性 12 为获取较为准确的地基岩土渗透性能指标，勘察单位现场进行了注 水试验，得到场地内各岩土层的渗透系数指标，见下表： 表表 2-22-2 各岩土层渗透系数一览表各岩土层渗透系数一览表 地层 编号 12123 地层 名称 粉质粘土 夹角砾 粘土 碎石 土 全风化页 岩 强风化页 岩 中等风 化 页岩 渗透系 数 k(m/d) 15815017015020 由工程勘察报告可知，库区上部土层渗透性较弱。但考虑到库区为 山地地形，在雨季时，会有大量降水流入库内，容易造成渗流量加大， 造成水土流失，影响安全。为避免库区地表水直接经库顶漫出，因此应 考虑适当的分流泄洪措施，确保库区及坝体的稳定性。 2 2）地下水腐蚀性评价）地下水腐蚀性评价 根据对库区周边环境及已有建筑的分析，附近无污染源，可不考虑 地下水的腐蚀性影响。场地环境类型为 ii 类。 2.1.3 场地不良地质作用场地不良地质作用 1 1、边坡、边坡 山谷呈“v”型，两侧（坝肩）斜坡较陡，均未见滑坡，崩塌等不 良地质现象。但对坝址区基岩出露地段，由于裂隙节理发育，应对边坡 13 进行的维护处理，确保其长期稳定。 2 2、地震效应评价、地震效应评价 （一）场地类别 结合该场地地基土的承载力特征值、下伏基岩情况推算，场地覆盖 层的等效剪切波速平均值在 250500m/s 之间，基岩埋深小于 5m，综 合判定该场地地基土类型属中硬土，场地类别为类建筑场地。 根据中国地震动参数区划图 （1/400 万，2001 年）的划分，拟 建场地的基本地震加速度值为 0.15g，第二组。抗震设防烈度 7 度。 （二）砂土液化 根据工程勘察报告,场地内未见粉砂和粉土层，且无明显软土分布。 按建筑抗震设计规范 （gb 50011-2001）的相关规定判定，可不考虑 砂土液化及软土震陷影响。 综合分析判定，该场地可视为可建设的一般性场地。 2.1.4 场地稳定性场地稳定性 库区场地岩溶不发育，在库区及周边没有发现其它的滑坡、危岩、 崩塌、泥石流等不良地质作用，库区范围没有发现活动断裂及活动构造， 总体看来场地构造较稳定。山谷呈“v”型，两侧（坝肩）斜坡较陡， 均未见滑坡，崩塌等不良地质现象。但对坝址区基岩出露地段，由于裂 隙节理发育，应对边坡进行的维护处理，确保其长期稳定。 总体而言，该场地整体稳定性较好，适宜建筑。 本场地地层构成较简单，基岩埋藏较浅，结合尾矿坝的特点，建议 采用天然地基，直接以2及以下地层作为基础持力层，并嵌入该层 14 50cm 以上。为确保坝肩斜坡的稳定性，先进行上部斜坡的治理，坝肩 基础宜嵌入基岩，仍以层2及以下地层为基础持力层。 根据中国地震动参数区划图 （1/400 万，2001 年）的划分，拟 建场地的基本地震加速度值为 0.15g，第二组。抗震设防烈度 7 度。 2.22.2 尾矿库等别及设计标准尾矿库等别及设计标准 2.2.1 容积计算容积计算 在 1：1000 地形图上计算容积，初期坝底标高 2057.5m，顶标高 2074m，初期坝高 16.5m（含清基 2.5m） ，后期堆坝高 18m，最终堆积标 高 2092m，后期堆筑按坡比 1：4.0 堆筑。库容计算见表 2-3 15 表表 2-32-3 库容计算表库容计算表 高程面积平均面积高差库容累加库容 000 206077.60 173.92347.8 2062270.2347.8 1115.222230.4 20641960.22578.2 318226364 20664403.88942.2 5898211796 20687392.220738.2 9580.8219161.6 207011769.439899.8 14397.5228795 207217025.668694.8 20416.7240833.4 207423807.8109528.2 27458.6254917.2 207631109.4164445.4 34873.9269747.8 207838638.4234193.2 42621.65285243.3 208046604.9319436.5 50637.852101275.7 208254670.8420712.2 58943.052117886.1 208463215.3538598.3 68318.452136636.9 208673421.6675235.2 78087.82156175.6 208882754831410.8 880372176074 2090933201007485 97653.352195306.7 2092101986.7 1202792 计算结果，初期库容 x 万 m3,库容利用系数为 0.5；有效库容 xx 万 m3，最终库容 xx 万 m3，库容利用系数为 0.9，有效库容 xx 万 m3，总 16 坝高 xxm，满足 xx 万 m3/a 库容要求，服务年限 x 年。 当堆积坝标高 2092m，堆坝高 18m，总坝高 34.5m，有效库容 108.3 万 m3, 根据国内外工程实践类似尾矿后期堆高 18m 在技术上是可行的。 尾矿库容积曲线图见附图 6。 2.2.2 尾矿库等别尾矿库等别 库容计算结果，初期坝坝高 16.5m（含清基 2.5m） ，后期堆高 18m，初期库容 10.95 万 m3，有效库容 5.48 万 m3，可堆存尾矿量 1.1 年， 尾矿坝高 34.5m，尾矿库库容 120.3 万 m3，有效库容 108.3 万 m3，服务 年限 21.6 年，根据选矿厂尾矿设施设计规范zbj1-90。尾矿库初期 等别为五等，相应尾矿库构筑物等级为 5 级，中、后期尾矿库等别为四 等，相应尾矿库构筑物等级为 4 级。 2.2.3 尾矿库设计标准尾矿库设计标准 尾矿库等别为四等，相应尾矿库构筑物等级为 4 级。根据选矿厂 尾矿设施设计规范zbj1-90，表 3.4.3、表 4.1.2。 尾矿坝坝坡抗滑稳定最小安全系数： k正常1.15 k地震1.00 表表 2-42-4 尾矿库防洪标准尾矿库防洪标准 等别四 初 期30 17 洪水重现期（a）中、后期100 初期洪水重现期 30 年一遇，设计频率 p=3.33%；中、后期洪水重 现期 100 年一遇，设计频率 p=1%。 2.32.3 初期坝初期坝 2.3.1 坝高坝高 选矿厂日处理矿石 400t/d，年平均处理矿石 12 万 t，尾矿产率为 72%，年尾矿量为 5.02 万 m3，尾矿堆积干重度为 1.72t/m3,初期坝高 16.5m,坝顶标高 2074m，对应库容 10.95 万 m3，库容利用系数为 0.5，有 效库容 5.48 万 m3，可满足选矿厂正常生产 1.1 年的尾矿量储存，即考虑 就后期有增容的潜力。 坝体筑坝材料取自附近的采石场，后期堆高 18m，总库容 120.3 万 m3，库容利用系数为 0.9，有效库容 108.3 万 m3。 2.3.2 初期坝结构初期坝结构 初期坝坝型为内坡反滤透水碾压堆石坝，坝高 16.5m（含清基 2.5m） ，坝顶长 52m，坝顶宽 3.0m,内坡 1：1.8，外坡 1：1.9，坝顶标 高 2074m，内坡设透水反滤层厚 1.5m，内外坡均设置块石护坡，厚 0.5m，详见附图 3。 初期坝下坡残积层耕植土、碎石、块石全部清除，坝基坐落在强风 化页岩,设计清基深度 2.5m。 初期坝材料为取自库区附近的 18 采石场。设计施工参数:初步确定干重度 d=2.1t/m3，施工前，坝 体填筑 料做碾压试验 ,取样做击实试验及剪切试验，并根据实验结果对设计取值参数进行 验证。 2.3.3 尾矿坝体技术要求尾矿坝体技术要求 本坝体设计主要结合实地地形，根据工程勘察报告可知，持力层选 强风化页岩（其承载力 350kpa） ，设计清基深度 2.5m。 筑坝材料要求：其软化系数0.8，容重2.1t/m3，石料长短之比不 大于 3.0，抗压强度大于 10mpa。 坝体技术要求：坝体碾压前应清除料场地内的表土层和杂质，确保 填料的新鲜、干净，场地整洁，碾压前做碾压试验，确定碾压厚度、密 度、孔隙率、遍数及碾压机械。本设计碾压厚度小于 3m。 2.42.4 尾矿堆积坝尾矿堆积坝 （1）尾矿堆积坝为上游式堆坝，堆坝高 18m，尾矿堆积坡 1：4.0。尾矿总库容 120.3 万 m3,有效库容 108.3 万 m3，服务年限 21.6 年。 （2）堆积坝筑坝方式采用水力冲积法坝顶分散放矿。初期坝 上放矿主管 d100，长 52m，主管接 dn50 mm 支管 5 根及 5 个 dn50 矿浆 闸阀，支管用 d=50mm 橡胶夹布压力胶管接到初期坝内坡脚开始放矿。 （3）尾矿堆坝从初期坝顶 2074m 高程开始堆坝,按 1:4.0 的外坡比 进行子坝垒筑，子坝尺寸为坝顶宽 1.5m，坝高 2.0m，子坝内外坡比均 19 为 1：1.5，子坝垒筑最终标高为 2092m，堆坝高 18m，共计 9 级子坝， 详见附图 4。 （4）堆坝放矿主管放置在子坝顶上，主管为 dn100 的 pe 管，随尾 矿坝的上升而抬高。主管上每间距 10.0m 设置一根支管，支管为 dn50 的 pe 管，支管上接 dn50 橡胶管，每 2 根支管为一个工作组，每 3 个工 作组为一放矿区域，每一放矿区域分为干燥区、准备区、冲积区三区。 放矿时干燥区、准备区、冲积区三区交替轮流放矿，随着堆坝高度的上 升，堆坝放矿区域可作适当加宽，无论在何种情况下均保证尾矿粗颗粒 沉积坝前，细颗粒排向库尾，不允许矿泥沉积，不出现粗、细尾矿颗粒 夹层，以免形成软弱的滑动面，威胁堆坝体的稳定安全。 （5）挖取离坝轴线 40m 范围内的尾砂作为堆筑子坝的材料进行堆 坝，严禁在子坝附近挖坑取土堆筑子坝。 （6）堆坝过程中，严格控制滩面长度，正常运行期间尾矿库干滩 最小保持 100m 以上,汛期前，雨季期间应将库内蓄水排干，最高洪水位 期间最小干滩长大于 50m，同时库内最小安全超高不小于 0.5m，若库内 存水位大于设计要求，应及时撤掉盖板，增加排水斜槽的下泄能力，将 库内集水排泄至库下游降低库水位，确保尾矿库安全运行。在堆坝过程 中堆坝外坡应及时修筑坝面排水沟排泄坝面雨水，以防雨水冲刷坝面， 同时在堆坝外坡坝面上种草，防止水土流失。 （7）堆坝体内排渗设施 为降低浸润线，满足抗震构造要求，在尾矿堆积体中从标高 2076m 20 开始每升高 4m 设置一层排渗盲沟，共设置了 4 层排渗盲沟。排渗设施 由水平方向的纵、横盲沟及竖向盲沟组成。横向盲沟平行于坝轴线，距 离堆坝外坡 40m 设置横向盲沟一条与纵向盲沟相连。纵向盲沟水平垂直 于横向盲沟，每间隔 10m 设置一条，以 i0.01 的坡度延伸至堆坝外坡， 纵向盲沟与横向盲沟交汇点设置竖向盲沟。纵、横向排渗盲沟由土工布 包裹碎石构成，横向盲沟与纵向排渗盲沟相连，宽 1.0m，将渗水排入 坝上排水沟，盲沟内设软式透水管 100mm，将坝体内渗透水导出坝外， 过坝面及岸坡排水沟排向库下游，降低堆坝体内浸润线。 上述堆坝排渗盲沟，在实际使用中效果明显。 2.52.5 排洪构筑物排洪构筑物 2.5.1 排洪构筑物方案排洪构筑物方案 尾矿库汇雨面积为 0.55km2，排水设计方案采用库外截洪沟截污分 流，库内排水斜槽、井、排水管道结合的方式排洪到下游，排水斜槽延 伸到库尾，总长 l=946m，排水管道（d=1.5m）与排水斜槽相连，总长 163m。排水斜槽与排水管道交汇处设置接合井（d=4.0m） 。 2.5.2 水文气象水文气象 xx 县位于 xx 省中部，属滇中高原东南部，距离昆明市 58km 处， 县政府驻金山镇，地跨东经 10138一 10235 、北纬 2451一 253之间。总面积 3536km2,境内重山叠嶂，河谷纵横，海拔 1300- 2754m，年平均气温 16.2，年平均降水量 930mm，境内盛产水稻，玉米， 21 小麦，蚕豆，豌豆，烤烟，油菜籽等农作物，尾矿库区域地处滇中高原 中部，属亚热带高原季风气候。年均温 15.6，最高 32.5，最低- 6.5；多年年均降水量 1027.2mm，降雨 80%集中在每年的 6-10 月。干、 雨季分明；年蒸发量 1500-2100mm，最强在 3-5 月。 2.5.3 水文计算水文计算 水文计算采用xx 省暴雨洪水图表实用手册选取参数计算洪峰流 量和洪水总量。 （1）流域参数 全区汇雨面积 0.55km2，汇流长度 0.7m，平均坡降 10%。全区 分汇水 1 区（库内区域） 、汇水 2 区（库外区域） ， 表表 2-52-5 各区流域系数各区流域系数 汇水面积 f(m3)汇水长度 l(km)平均坡度 j 汇水 1 区 0.120.350.08 汇水 2 区 0.430.800.15 全区 0.550.700.10 （2）降雨参数 该地区降雨参数选取xx 省暴雨洪水图表实用手册查得，见表 2-6。 表表 2-62-6 降雨参数表降雨参数表 h1（mm）cv1h6(mm)cv6h24(mm)cv24 350.35550.40700.4 (3)洪峰流量计算 尾矿库汇雨面积属特小流域汇流时间短，降雨历时采用 24 小时， 故设计采用推求公式计算洪峰流量，采用推理计算公式： 22 f s q n 278. 0 式中： q洪峰流量（m3/s） ； 洪峰径流系数； s暴雨雨力（mm/h）; 流域汇流时间（h） ； n暴雨衰减系数； f汇雨面积（km2） 。 洪峰流量计算见表 2-7； 表表 2-72-7 各区洪峰流量计算表各区洪峰流量计算表 flj p（% ） h1h6h24 0.1 2 0.35 0.08 3.33 35.00 55.00 70.0 0 汇水 1 区 0.1 2 0.35 0.08 1.00 35.00 55.00 70.0 0 0.4 3 0.80 0.15 3.33 35.00 55.00 70.0 0 汇水 2 区 0.4 3 0.80 0.15 1.00 35.00 55.00 70.0 0 0.5 5 0.70 0.10 3.33 35.00 55.00 70.0 0 全区 0.5 5 0.70 0.10 1.00 35.00 55.00 70.0 0 mkph24p=kp.h24n2 sp=h24p2 4n-1 0.383/m sp1/4o 0.2 4 1.91 133.70 0.83 76.92 0.76 0.70 汇水 1 区 0.2 4 2.31 161.70 0.83 93.03 0.72 0.66 0.2 5 1.91 133.70 0.83 76.92 0.96 0.95 汇水 2 区 0.2 5 2.31 161.70 0.83 93.03 0.91 0.89 全区 0.21.91 133.70 0.83 76.92 0.91 0.89 23 5 0.2 5 2.31 161.70 0.83 93.03 0.87 0.84 0 n2 =3.6f- 0.19 =l- 1.1*/s0n2 qm(m3/ s)m 0.7 5 5.39 0.90 0.68 3.08 0.07 1.38 汇水 1 区 0.7 1 5.39 0.91 0.64 3.97 0.07 1.38 0.9 6 4.23 0.94 0.93 9.00 0.08 1.86 汇水 2 区 0.9 1 4.23 0.95 0.88 11.54 0.08 1.86 0.9 1 4.03 0.94 0.87 12.10 0.07 1.75 全区 0.8 7 4.03 0.94 0.83 15.51 0.07 1.75 各区洪峰流量见表 2-8 表表 2-82-8 各区洪峰流量计算成果表各区洪峰流量计算成果表 p（%） q 3.333.08 汇水 1 区 13.97 3.339.00 汇水 2 区 111.54 3.3312.10 全区 115.51 (4)洪水总量计算 库内设计洪水总量采用下式推求： wp=0.1htpf 式中：wp设计洪水总量（万 m3）; htp历时为 t 的设计暴雨（mm）; f汇雨面积; 24 径流系数。 计算结果见表 2-9 表表 2-92-9 各区洪水总量计算成果表各区洪水总量计算成果表 p（%） wp 3.331.28 汇水 1 区 11.55 3.334.60 汇水 2 区 15.56 3.335.88 全区 17.11 2.5.4 排洪构筑物排洪构筑物 1 1、排水斜槽、排水斜槽 调洪库容计算 经在 1：1000 地形图上计算，最小安全超高0.5m，尾矿堆筑滩顶标 高2092m，初期调洪水深h调=1.0m，调洪库容vt=1.68 万m3。后期调洪水深 h调=2.0m，调洪库容vt=5.46 万m3。 下泄流量计算 下泄流量计算公式采用高切林公式： )1 p w v qq t p （ 下泄 式中：q下泄下泄洪水流量（m3/s） ； qp设计洪水流量（m3/s） ； 25 vt调洪库容（万 m3） ； wp设计洪水总量（万 m3） 。 计算结果： 初期调洪： q下 1%=11.85m3/s; q下 3.33%=8.64m3/s。 后期调洪： q下 1%=3.59m3/s; q下 3.33%=0.86m3/s。 为了降低库区水位，快速排出洪水，提高尾矿库的安全，排水斜槽 设置按满足 24 小时全流域汇水量的排泄，设计选用平板嵌入斜槽，计 算排水斜槽采用明渠无压力计算，排水斜槽现场浇筑而成，厚 300mm， 盖板厚 500mm，采用钢筋混凝土结构，排水斜槽地基基础承载大于 160t/m2,计算采用明渠矩形断面，计算公式如下： 流量公式：q=v 流速公式： ircv 曼宁公式： 式中：q流量（m3/s） 过水断面面积（m2） v流速（m/s） r水力半径（过水断面面积与湿周的比值） （m） i水力坡度 6 1 1 r n c 26 c流速系数（谢才系数） n沟壁粗糙系数（据材料而定） 参数选取：铺设坡度 9.7%-12%，设计坡度按 10%，粗率 n=0.021， 计算断面为明渠矩形断面，宽 1.5m，深 1.5m，经计算可得： 当水位深 1.4m，断面特性值为：断面积 a=2.1m2，湿周长 x=4.3m， 水力半径 r=0.488m，计算得 c=42.26 v=9.34m/s q =19.6m3/s 其斜槽排泄流量为 19.6m3/s，大于库内正常排泄要求，故设置排水 斜槽断面 1.51.5m，满足减轻库区洪水压力，排水斜槽总长 946m，延 伸到库尾。 2 2、排水管、排水管 排水管道设置按满足 24 小时全流域汇水量的排泄，经计算 24 小时 70mm（正常）全流域洪峰流量 15.51m3/s，洪水量为 7.11 万 m3。设计选 用管道为 d=1.5m 的圆形管道，在铺设坡度 10%时，管道的通过流量按 以下公式计算： 流量公式：q=v 流速公式： ircv 曼宁公式： 式中：q流量（m3/s） 6 1 1 r n c 27 过水断面面积（m2） v流速（m/s） r水力半径（过水断面面积与湿周的比值） （m） i水力坡度 c流速系数（谢才系数） n沟壁粗糙系数（据材料而定） 参数选取：设计坡度按 10%，粗率 n=0.018，计算断面为圆形断面， 直径 d=1.5m，经计算可得： 当水位深 1.4m，断面特性值为：断面积 =1.72m2，湿周长 x=3.9m，水力半径 r=0.441m，计算得 c=48.5 v=10.2m/s q =17.54m3/s 排水管道排泄流量为 17.54m3/s，大于库内正常排泄要求，满足规 范要求，满足减轻库区洪水压力，排水管道总长 163m。 在排水管道出口设置集污池(blh =10203m),采用浆砌石结 构，以达到保护环境的作用。 3 3、截洪沟、截洪沟 根据环保规范要求，为减少进库水量，达到清污分流，库区周边设 置截洪沟，库区周围设置截洪沟（bh=1.5m1.0m） ，坡度 12%,全长 28 2635m，按汇水 2 区百年一遇洪峰流量设置，结构采用 m7.5 水泥砂浆浆 砌块石，厚 250mm。 截洪沟水力计算：截洪沟水力计算： 计算公式： 流量公式：q=v 流速公式： ircv 曼宁公式： 式中：q流量（m3/s） 过水断面面积（m2） v流速（m/s） r水力半径（过水断面面积与湿周的比值） （m） i水力坡度 c流速系数（谢才系数） n沟壁粗糙系数（据材料而定） 参数选取：坡度按 12%，粗率 n=0.019，计算断面为明渠矩形断面， 宽 1.5m，深 1.0m，经计算可得： 当水位深 0.9m，断面特性值为：断面积 a=1.35m2，湿周长 x=3.3m， 水力半径 r=0.409m，计算得 c=45.35 v=10.05m/s q =13.56m3/s 经计算可知，其过水流量大于汇水 2 区百年一遇洪峰流量，故设计 断面满足清污分流作用。 6 1 1 r n c 29 2.62.6 尾矿坝边坡稳定分析尾矿坝边坡稳定分析 2.6.1 材料物理力学性质材料物理力学性质 尾矿平均粒径 dcp=0.095mm，定名尾矿砂，物理力学性质基本为： 天然重度 1.5-2.0t/m3,内磨擦角 22-28。坝基及坝材按工程地质报告设 计建议值选取。 尾矿库为四等库，洪水期最小干滩长为 50.0m，正常运行干滩长度 为 100m，最小安全超 0.5m。 稳定计算中各层材料物理力学指标取值见下表。 表表 2-62-6 各层材料物理力学指标取值表各层材料物理力学指标取值表 材料类别 湿容重 (t/m3) 饱和容重 s(t/m3) 摩擦角 () 粘聚力 c(kpa) 尾矿 1.721.872513 筑坝料 2.162.2724.535 粉质粘土夹角砾 1.92.110.242 强风化页岩 2.422.54488 2.6.2 计算成果及分析计算成果及分析 边坡稳定计算采用北京理正软件设计研究院编制的边坡稳定分析计 算程序，边坡稳定计算采用总应力法中的瑞典圆弧法。据选矿厂尾矿 设施设计规范 ，尾矿坝为 4 级构筑物，最小安全系数 kmin，正常运行期 kmin=1.15，地震时 kmin为 1.00。 30 表表 2-72-7 坝体下游边坡抗滑稳定计算结果表坝体下游边坡抗滑稳定计算结果表 计算工况 名 称 正常运行 k洪水运行 k特殊运行 最小安全系数 1.151.051.00 尾矿坝 1.9161.8121.744 经计算，尾矿库尾矿坝安全系数 k正常=1.916kmin=1.15（规范值） ， k震=1.812kmin=1.05（规范值）, k震=1.744kmin=1.00（规范值）尾 矿坝可在不同情况下安全运行。 尾矿坝边坡抗滑稳定计算图表见附件。 2.72.7 尾矿放矿尾矿放矿 尾矿集中输送到坝上，采用坝前放矿，细颗粒冲积于库内，粗颗粒 沉积于坝前，坝上放矿主管 dn1005pe 管长 52m, 主管上接 dn50 支管 5 根及 5 个 dn150 矿浆闸阀,支管用 dn50 橡胶夹布压力胶管接到坝脚开始 放矿，库内形成干滩，使尾矿粗细均匀沉积下来，正常时间尾矿库干滩 最小保持 100m，汛期最小干滩长 50m。尾矿库设管理钢制 2t 位操作船 一艘。 放矿方式：采用上游式，向库内形成干滩，库区分为干燥段、准备 段、冲积段进行交替放矿，粗矿沉积于坝前，细尾矿沉积于库中，冲积 坡滩大于 1%，洪水运行期保证库区调洪高度 2.0m。 2.82.8 坝体排渗设施坝体排渗设施 初期坝为碾压匀质堆石坝，渗透性强，无需设置排渗措施，后期堆 31 高 18m,为了降低浸润线的走势，每隔 4m 设置横纵盲沟与排水沟连接， 共 4 层，排渗盲沟（土工布包裹细砂、碎石） ，有效降低浸润线的走势， 提高坝体的稳定性。 2.92.9 辅助设施辅助设施 2.9.1 安全管理设施安全管理设施 1、库区设置 220v 照明探照灯，探照距离大于 400m。 2、尾矿库右岸设置值班房，占地面积 64m2，采用砖混结构修 建。 3、配移动电话 2 部，与厂房总部管理系统相接的电话机 1 部， 对讲机 4 部，全站仪 1 台、雨衣 10 套、手电筒 5 把等。 4、交通便利车辆 1 辆。 2.9.1 安全监测设施安全监测设施 1、坝体变形观测设施设置观测标点，分别为下坝趾两岸坡及 中部，坝中部表面设置 3 个，位置与下坝趾平行，顶部布置 2 个与 下坝趾平行。 2、坝体位移观测，设置观测桩及基准桩共 42 个，坝轴线直线 布置 2 个，两岸坡各设置一个基准桩。 3、设置测压管观测浸润线，在顺流方向设置垂直坝轴线 3 个 测压管。 32 3 3 尾矿输送系统、回水系统尾矿输送系统、回水系统 3.13.1 尾矿输送工艺资料尾矿输送工艺资料 （1）选矿厂规模：400t/d； （2）年排放尾矿量：8.64 万 t/a（5.02 万 m3） ； （3）尾矿浆重量浓度:p=20% ； （4）尾矿平均粒径：dp=0.095mm； （5）尾矿排出口标高 2120m； （6）初期坝底标高 2057.5m； （7）初期坝顶标高 2074m； （8）尾矿输送距离 625m。 3.23.2 尾矿输送尾矿输送 由于地形图不全，目前选厂正在建设之中，尾矿输送的加压管道部 分，业主可根据实际情况布置。本设计考虑自流管道的设计，尾矿从选 矿厂的尾矿出口接入尾矿输送系统，尾矿浆通过尾矿输送加压管道输送 至尾矿输送出口标高 2120m, 再通过尾矿自流管道输送到坝上，采用主 管结合支管向库内排放尾矿，排放控制采用闸阀，支管向库内冲积，形 成冲滩，粗颗粒沉积于坝前，细颗粒沉积于库中。输送方式为自流输送。 尾矿输送工程因涉及到生产的具体 33 情况及内部变化因素，甲方根据生产实际情况可进行局部调整。 3.2.13.2.1 尾矿浆正常流量的计算尾矿浆正常流量的计算 选矿厂排出的尾矿浆正常流量可下列公式计算。 qk=w(1/g+m/s)1/86400 m=1/p-1 式中，qk为尾矿正常流量(m3/s