某选厂尾矿库可行性研究报告.doc

前 言？尾矿库设计总坝高103m，总库容3296万m3,目前尾矿总堆积高度约70m。根据国家经贸委第20号令尾矿库安全管理规定中第十五条规定：“尾矿库使用到设计最终坝高的1/22/3高度时应对尾矿堆积坝进行工程地质勘察和稳定性分析”，？有限责任公司委托中国有色金属工业尾矿坝监测中心对？尾矿库进行安全评价。其主要任务为：1对？尾矿库现状的坝体稳定性和防洪能力及排洪系统可靠性进行验算和评价；同时还对该尾矿库堆积至最终设计标高时的安全性进行评估。2.提出确保尾矿库安全运行的建议。在该项目进行过程中，得到？及？选厂、工程勘查设计院、研究总院的大力支持和帮助，在此一并表示感谢！第一章 概 况？是我国特大型有色金属企业，其所属？选厂位于？县车河镇（见图1.1），是？境内最大的锡矿山，1979年12月建成投产。该选厂采用重-浮选矿工艺，原设计处理能力为4000t/d，目前处理能力为5200t/d,尾矿产率94%，年产尾矿161.3万t,合100.8万m3。尾矿浆浓度4%，经渣浆泵加压沿铸石复合管道扬送至尾矿库堆存。该尾矿库位于灰岭村下的山沟，沟口位于车河镇至金城江的公路边，距选厂1km,呈山谷型尾矿库，由长沙有色冶金设计院设计，1979年12月建成投产。尾矿库初期坝为堆石坝，坝顶标高411.0m，坝高24m，坝长83m；采用水力冲填上游法筑坝工艺，堆积坡比1：5，设计最终堆积标高为490.0m，总坝高103m,设计总库容3296万m3。2001年12月尾矿坝堆积标高达456m，已占总库容810万m3，尚余库容2486万m3。尾矿库汇水面积5.5km2,初期洪水设防标准为五十年一遇，中后期洪水设防标准为五百年一遇。尾矿库原排洪系统建于左岸，采用井-管-洞形式排水构筑物，后因澄清距离不足，于左岸另建排洪系统，仍采用井-管-洞形式排水构筑物，原排洪系统已封堵。目前，华锡集团为提高经济效益，解决职工就业困难，其所属劳动服务公司在该尾矿库堆积坝干滩区进行尾矿二次回采。 图1.1 ？尾矿库位置图第二章 基础资料2.1 工艺资料(1)选矿厂规模： 5200t/d ;(2)尾矿产出率：94 % ；(3)尾矿年产量：161.3万t ;(4)尾矿比重：2.7 ;(5)尾矿堆积干密度：1.6 t/m3 ;(6)尾矿粒度：见表2-1 和图2-1。表2-1 全 尾 矿 粒 度粒度mm31.510.50.30.10.0740.0370.0190.01-0.01含率 %1.1318.6912.1111.299.4510.574.938.433.662.5517.19累计 %1.1319.8231.9343.2252.6763.2468.1776.680.2682.81100-0.0747 含量 31.83 % ;-0.037 含量 23.4 % ; 加权平均粒径 dp=0.761mm ; 2.2 气象水文资料(1)多年平均气温：16.9(2)多年平均年降雨量：1497mm(3)年最大降雨量：1973.9mm(4)年最小降雨量：1062.0mm(5)多年最大日降雨量：236.8mm(6)多年平均24小时降雨量：H24=110mm(7)Cv=0.45(8)n1=0.5(9)n2=0.72.2 工程地质及水文地质资料(1) ？车河选矿厂该尾矿库(增容)建设用地地质灾害危险性评估报告（？地质灾害防治工程勘查设计院 2002年1月） ；(2）？尾矿库工程场地岩土工程勘察报告书（武汉勘察研究总院 2002年7月）；2.4 地形图(1)尾矿库工程用地土地征用范围图（1：2000，长沙有色冶金设计研究院, 1969年）;(2)尾矿坝地形图（1：500，？地质灾害防治工程勘查设计院 2001年）；2.5设计与生产管理资料(1)大厂长坡多金属矿二期工程初步设计说明书（第八章 给排水、尾矿设施及采暖通风）（长沙有色冶金设计院 1978年6月）；（2）该尾矿库排洪系统封堵方案（？选厂 1997年）；（3）该尾矿库部分施工图 （长沙有色冶金设计院）第三章 规范、标准该尾矿库本次安全评价依据的主要法规、标准和规范如下：1.尾矿库安全管理规定（国家经贸委第20号令，2000年11月）；2.选矿厂尾矿设施设计规范（ZBJ1-90）;3.冶金矿山尾矿设施管理规程（90）冶矿字第185号；4中国地震动参数图（GB18306-2001）;第四章 尾矿坝稳定性验算及评价4.1 尾矿库概况4.1.1 尾矿库？尾矿库于1979年12月与选厂同时建成投产，由长沙有色冶金设计院设计。尾矿库位于灰岭村下的山沟，距选厂1km。该沟东、西、北三面环山，南面为沟谷出口，属碎屑岩低山地貌区，地形北高南低, 流域汇水面积5.5km2。主沟长3.85km，平均坡降47 ,沟底标高为389m570m,左右各一支沟，沟内地形陡峻，呈狭窄的“V”字型，沟宽50m200m,山体自然坡角400600,植被较发育，覆盖率30%50%。该沟地质构造属泥盆系中统纳标组(D2n)地层及第四系河流冲积层、坡残积层，其岩层主要为褐灰、褐黄色薄中层状泥岩、页岩与砂岩互层，或泥岩、页岩夹砂岩硅质岩，受构造挤压影响，裂隙发育，风化强烈。根据？地震办资料，历史上？县境内发生的地震基本烈度均小于度。根据2001年2月国家标准中国地震动参数区划图（GB183062001）,？地区地震动参数g0.05,参照该标准中对照表D1，其地震基本烈度小于度。故可认定该场地地震基本烈度小于度。该尾矿库设于该沟谷中下游，纵长2.8km，设计最终堆积标高490m，占地面积125万m2（1875亩）。4.1.2.初期坝尾矿库初期坝设于灰岭沟口处，坝型为透水堆石坝，座落于卵石地基上。坝基标高387m，顶标高411.0m，坝高24m,顶宽6.0m，顶长83.0m，上游坡设天然反滤层，坡比1：1.7；下游坡比1：1.6，在391.0m和401.0m标高处设马道，马道宽2.0m。初期坝自投产以来运行正常，未出现过异常现象。目前状况良好，下游坝趾处有渗透清水逸出，属正常现象。4.1.3 尾矿堆积坝灰岭尾矿坝采用上游法筑坝工艺，设计堆积坡比1:5，最终堆积标高490.0m，初期坝以上堆积高度79.0m，总坝高103.0m，总库容3296万m3。为降低坝体浸润线增加稳定性，原设计于堆积坝内还设有排渗盲沟式排渗降水系统，但在生产运行中被取消。至2001年12月尾矿坝堆积标高达456m,总坝高69m，已堆积尾矿810万m3，库内水位约447.5m，最小干滩长度约224m，干滩坡度0.0130.03。由于劳动服务公司在尾矿沉积滩上进行尾矿回采，造成滩面凸凹不平，不尽规整。堆积坝下游坡面亦欠整齐，未设土石保护层，原设计的截水沟也被取消，在雨水和坝上尾矿管道破裂后高压矿浆的冲刷下，水土流失较严重，已出现多处冲沟。尾矿坝未设浸润线观测系统。由于库内水位较低，初期坝采用透水堆石坝,且尾矿粒度较粗，尾矿堆积坝渗透性较强,故浸润线较低。根据现场考察及？地质灾害防治工程勘查设计院2001年12月勘察和武汉勘察研究总院2002年7月勘察，尾矿坝浸润线埋深都大于10m，其逸出点在初期坝址附近。仅在尾矿库左岸劳动服务公司选厂（2）处山体下部受地形影响有局部渗水现象。目前，尚有西南大通道（六寨至水任二级公路）四段路段穿过尾矿库区。根据原规划，库水位上升后，该路段需另行改线，不影响尾矿库继续使用。4.2 渗流稳定根据勘察,尾矿堆积坝下游堆积坡附近为尾粗砂、尾中砂和尾粉砂，其临界渗流坡降采用下面公式计算：It=g/0-(1-n)+0.5n 式中：It 临界渗流坡降； g土的干密度； 0水的密度； n土的孔隙率；尾矿坝渗流坡降按下式计算： I=h/L式中：h水位差； L渗迳长； 该尾矿库现状及终期堆积标高490m时尾矿坝渗流最大渗流坡降及允许渗流坡降计算结果列于表4.1中。表4.1 渗 流 坡 降 比 较 现 状终 期备 注最大渗流坡降0.0720.138临界渗流坡降2.2052.205安 全 系 数30.615.9规定安全系数2.02.5三等库2.0,二等库2.5从表4.1 可以看出，现状及终期均不会产生渗流破坏，尾矿坝可以满足渗流稳定要求。4.3 静力稳定计算和拟静力法地震稳定计算静力稳定计算是对选定的计算断面在静力荷载作用下坝体抗滑动破坏的安全度进行计算。由于该尾矿库地震动参数g0.05,其地震基本烈度小于度，可不进行专门地震动力稳定分析，为安全起见，仍采用拟静力法对该尾矿坝在7度地震条件下进行稳定分析。4.3.1 计算断面根据武汉勘察院所作的勘察断面作为计算断面（见附图）。4.4.2 计算方法根据规范采用瑞典圆弧法进行总应力法稳定分析。计算公式为：K=(W-Vd)Cos-HdSin-bSectg+bCSec(W0-Vd)Sin+HdCos-Hd(H1+H2+H3)/2R式中：W计算抗滑力时的土条重（浸润线以上按湿容重计；浸润线以下及下游水位以上按饱和容重计；下游水位以下按浮容重计）；H1浸润线以上土条高度；H2浸润线以下及下游水位以上土条高度；H3下游水位以下土条高度；B土条宽度；土条滑弧面中心切线与水平线之夹角；R滑弧半径；、c土条底的内摩擦角、超静孔隙水压力、粘聚力；Hd 、Vd垂直、水平地震力；Hd=KcaWbVd=1/3HdKc地震系数（7度地震Kc=0.025）； 计算草图见图4.1。 图4.1 稳定计算草图4.3.3土的物理力学指标：根据武汉勘察总院勘察报告，稳定计算所需的地基土物理力学指标采用报告中建议值列入表4.2。表4.2 土 的 物 理 力 学 指 标编号名 称湿容重s(t/m3)饱和容重b(t/m3)浮容重f(t/m3)内摩擦角(度)粘聚力（t/m2）超静孔水压力水上水下水上水下1尾粗砂1-12.202.281.2835350.40.402尾粗砂1-22.302.321.3236360.50.403尾中砂2-12.172.251.2534340.50.504尾中砂2-22.282.301.3035350.60.605尾粉砂3-12.142.221.2231310.60.606尾粉砂3-22.202.261.2632320.70.707尾重亚粘41.992.081.0818181.51.308含碎石粘土51.781.810.8119192.22.009堆石坝体2.22.341.3440400.00.0010坝基础2.22.341.3440400.00.004.3.3 现状稳定计算4.3.3.1 常水位无地震（1）计算条件：计算断面坝顶标高：455.0m库 内 水 位：448.0m地 震：不考虑（3）计算结果现状稳定计算结果见表4.3和附图 2 。表4.3 现状常水位无地震计算结果画弧深园心X座标园心Y座标园心半径RO安全糸数30.0000198.9400.000030.00002.3208520035.0000212.6600-5.440040.44002.4787390040.0000171.5000-141.4400181.44003.4760880045.0000171.5000-119.6800164.68003.5586580050.0000205.8000-141.4400191.44003.4020290060.0000192.0800-108.8000168.80003.1817430070.0000294.9799-277.4400347.44003.0278240075.0000342.9998-108.8000183.80002.67606800各种滑弧深度最小滑动安全系数均大于规范规定值1.20。4.3.3.2 常水位地震（1）计算条件：计算断面坝顶标高：455.0m库 内 水 位：448.0m地 震：7度（3）计算结果现状稳定计算结果见表4.4和附图 2 。表4.4 现状常水位地震计算结果画弧深园心X座标园心Y座标园心半径RO安全糸数10.0000102.9000-146.8800156.88003.3926280025.0000164.6400-54.400079.40002.9657580030.0000198.9400.000030.00002.0607490035.0000137.2000-70.7200105.72002.9455530040.0000171.5000-141.4400181.44002.8124800045.0000171.5000-119.6800164.68002.8958400050.0000205.8000-141.4400191.44002.8083940060.0000192.0800-108.8000168.80002.6333610070.0000294.9799-282.8800352.88002.6091340075.0000315.5599-168.6400243.64002.50335400各种滑弧深度最小滑动安全系数均大于规范规定值1.05。4.3.3.3 洪水位无地震（1）计算条件：计算断面坝顶标高：455.0m库 内 水 位：453.1m地 震：不考虑（3）计算结果现状稳定计算结果见表4.5和附图3 。表4.5 现状洪水位无地震计算结果画弧深园心X座标园心Y座标园心半径RO安全糸数30.0000198.9400.000030.00002.3208520035.0000137.2000-70.7200105.72003.3897390040.0000171.5000-141.4400181.44003.1859720045.0000171.5000-119.6800164.68003.2918010050.0000205.8000-141.4400191.44003.1403750060.0000192.0800-108.8000168.80002.9933500070.0000294.9799-277.4400347.44002.8179240075.0000342.9998-108.8000183.80002.52824400各种滑弧深度最小滑动安全系数均大于规范规定值1.10。4.3.3.4 洪水位地震（1）计算条件：计算断面坝顶标高：455.0m库 内 水 位：453.10m地 震：7度（3）计算结果现状稳定计算结果见表4.6和附图3 。表4.6 现状洪水位地震计算结果画弧深园心X座标园心Y座标园心半径RO安全糸数10.0000102.9000-146.8800156.88003.3926280030.0000130.3400-65.280095.28002.6537020035.0000137.2000-70.7200105.72002.7162750040.0000171.5000-141.4400181.44002.5758880045.0000171.5000-119.6800164.68002.6767110050.0000205.8000-141.4400191.44002.5904220060.0000192.0800-108.8000168.80002.4757890070.0000294.9799-277.4400347.44002.4274160075.0000342.9998-108.8000183.80002.27392200各种滑弧深度最小滑动安全系数均大于规范规定值1.05。4.3.3.5 现状稳定计算结果现状坝体不同工况稳定计算结果列入表4.7中。结论：该尾矿库库内现水位488.0m或最高洪水位453.1m时在无地震或7度地震工况下，现状坝体稳定性均满足规范要求。表4.7 现状坝体稳定计算结果常 水 位洪 水 位无 地 震7 度 地 震无 地 震7 度 地 震2.320852002.060749002.320852002.273922004.3.4 终期稳定计算4.3.4.1 常水位无地震（1）计算条件：计算断面坝顶标高：490.0m库 内 水 位：485.0m地 震：不考虑（3）计算结果终期常水位无地震稳定计算结果见表4.8和附图4 。表4.8 终期常水位无地震稳定计算结果画弧深园心X座标园心Y座标园心半径RO安全糸数20.000094.1400-206.0000226.00003.7557870030.0000104.6000-24.720054.72003.2587970035.0000146.4400-82.4000117.40003.4908670040.0000115.0600-24.720064.72003.3455220050.0000135.9800-49.440099.44003.1217530060.0000115.0600-74.1600134.16003.0637550075.000083.6800-32.9600107.96002.8422930090.0000115.0600-24.7200114.720020000470.6999296.6400401.64003.03954400各种滑弧深度最小滑动安全系数均大于规范规定值1.25。4.3.4.2 常水位地震（1）计算条件：计算断面坝顶标高：490.0m库 内 水 位：485.0m地 震：7度（3）计算结果终期常水位地震稳定计算结果见表4.9和附图 4 。表4.9 终期常水位地震稳定计算结果画弧深园心X座标园心Y座标园心半径RO安全糸数20.000094.1400-206.0000226.00002.9090730030.0000104.6000-24.720054.72002.6849590035.0000146.4400-82.4000117.40002.8511650040.000094.1400-90.6400130.64002.7764660050.0000104.6000-82.4000132.40002.5464320060.0000125.5200-107.1200167.12002.4912970075.000083.6800-65.9200140.92002.3069110090.0000115.0600-24.7200114.72001.78087300105.0000470.6999-296.6400401.64002.64045000各种滑弧深度最小滑动安全系数均大于规范规定值1.05。4.3.4.3 洪水位无地震（1）计算条件：计算断面坝顶标高：490.0m库 内 水 位：486.6m地 震：不考虑（3）计算结果终期洪水位无地震稳定计算结果见表4.10和附图 5 。表4.10 终期洪水位无地震稳定计算结果画弧深园心X座标园心Y座标园心半径RO安全糸数20.000094.1400-206.0000226.00003.7557870030.0000104.6000-24.720054.72003.2587970035.0000146.4400-82.4000117.40003.4908670040.0000115.0600-24.720064.72003.2211110050.0000135.9800-49.440099.44003.0149130060.0000125.5200-107.1200167.12002.9816820075.000083.6800-32.9600107.96002.7909860090.0000115.0600-24.7200114.72002.09833600105.0000470.6999-296.6400401.64002.91637500各种滑弧深度最小滑动安全系数均大于规范规定值1.15。4.3.3.4 洪水位地震（1）计算条件：计算断面坝顶标高：490.0m库 内 水 位：486.6m地 震：7度（3）计算结果终期洪水位地震稳定计算结果见表4.11和附图 5 。表4.11 终期洪水位地震计算结果画弧深园心X座标园心Y座标园心半径RO安全糸数20.000094.1400-206.0000226.00002.9090730030.0000104.6000-24.720054.72002.6849590035.000083.6800-82.4000117.40002.7961900040.0000115.0600-148.3200188.32002.7059640050.0000104.6000-82.4000132.40002.4680180060.0000125.5200-107.1200167.12002.4216780075.0000342.9998-108.8000183.80002.5282440090.0000115.0600-24.7200114.72001.74960800105.0000470.6999-296.6400401.64002.53268700各种滑弧深度最小滑动安全系数均大于规范规定值1.05。4.3.4.5 现状稳定计算结果终期坝体不同工况稳定计算结果列入表4.12中。表4.7 终期坝体稳定计算结果常 水 位洪 水 位无 地 震7 度 地 震无 地 震7 度 地 震2.135187001.780873002.098336001.74960800结论：该尾矿库当达到最终堆积标高490.0m，库内水位485.0m或最高洪水位486.6m时，在无地震或7度地震工况下，坝体稳定性均满足规范要求。4.4 坝体稳定性评价根据以上对坝体渗流分析和坝体抗滑稳定分析可以得出以下结论：1、根据设计与勘察结果，该尾矿坝由于初期采用透水堆石坝，尾矿堆积坝主要由尾粗砂、尾中砂和尾粉砂组成，符合上游法水力冲填筑坝的沉积规律，其力学指标较高，渗水性较强，同时在生产管理上实行低水位运行，致使坝体浸润线较低，都有利于增强坝体稳定性。2、目前该尾矿坝坝顶标高455m457m,库内水位488.0m,属三等库。尾矿坝体不会发生管涌或流土等渗流破坏。在正常水位（488.0m）和最高洪水位（453.1m）并遭遇7度以下地震工况下坝体稳定性均满足规范要求。3、当尾矿坝堆积至最终标高490.0m时，该尾矿库属二等库。当库内正常水位455.0m,最高洪水位456.6m时并遭遇7度以下地震工况下坝体稳定性均满足规范要求。第五章 尾矿库防洪能力验算5.1 尾矿库排洪设施概况该尾矿库系1979年长沙有色冶金设计院设计。尾矿库汇水面积5.5km2,洪水设防标准为五十年一遇设计，五百年一遇校核。库内排洪设施设于左岸，由排水井、排水管和排洪隧洞组成。排水井原设计共4座，实建3座，均为圆形六柱框架式钢筋混凝土结构，井径3.0m、井高17.5m。排水井以钢筋混凝土圆形排水管连接，管径1.5m2.3m，总长110m。排洪隧洞呈圆拱直墙式无压隧洞，宽3.0m,高3.0m，设200mm厚钢筋混凝土衬砌，隧洞总长587m，纵坡0.012。该排洪设施自投产以来运行正常，在续建排洪设施投产后，已于原1号井井座处及附近管洞内以混凝土成功地进行了封堵，目前未出现异常现象。为增加水面澄清距离，在生产运行期间于1992年又续建一套排洪设施，由排水井、排水管、排洪竖井和排洪隧洞组成。排水井共设3座，均为圆形六柱框架式钢筋混凝土结构，井径3.0m、井高20.5m。排水井以钢筋混凝土1.8m2.0m“球场”形排水管连接，总长923m。在新1号排水井井座下设排水竖井一座，用于库内排水井管与排洪隧洞的连接，竖井深20.5m，圆形断面直径2.4m，井壁设混凝土衬砌。排洪隧洞呈圆拱直墙式无压隧洞，宽2.0m,高2.4m，钢筋混凝土衬砌厚度200mm350mm，隧洞总长829m，纵坡0.015。目前库内水位约447.5m，该排洪设施结构完好，运行正常。5.2 尾矿库等别及防洪标准确定5.2.1 尾矿库等别根据选矿厂尾矿设施设计规范（ZBJ1-90）第2.0.4条：尾矿库格使用期的设计等别应根据该期的全库容和坝高分别按表2.0.4确定。当两者的等差为一等时，以高者为准；当等差大于一等时按高者降低一等。表2.0.4 尾 矿 库 等 别尾矿库等别全库容V（万m3）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该尾矿库原设计为三等库。按现行设计规范，该尾矿库设计全库容为3296万m3,尾矿库初期坝址标高387.0m,目前堆积标高456m,总坝高69m，占据全库容810万m3，按规范表2.0.4，确定为三等库。当尾矿坝堆积至设计最终堆积标高490.0m时，总坝高达103.0m，全库容为3296万m3，则该尾矿库为二等库。5.2.2 尾矿库防洪标准根据选矿厂尾矿设施设计规范（ZBJ1-90）第4.1.2条：尾矿库的防洪标准应根据各使用期库的等别，综合考虑库容、坝高、使用年限及对下游可能造成的危害等因素，分别按表4.1.2确定。当确定等别的库容或坝高偏于该等下限，尾矿库使用年限较短或失事后对下游不会造成严重危害者宜取下限；反之应取上限。表4.1.2 尾矿库防洪标准尾矿库等别一二三四五洪水重现期（a）初期100-20050-10030-5020-30中、后期1000-2000500-1000100-500100-20050-100该尾矿库原设计为：五十年一遇洪水设计，五百年一遇洪水校核。按规范，该尾矿库目前已进入中、后期阶段，属三等库，则其防洪标准定为五百年一遇；当尾矿坝堆积标高达487.0m时，总坝高已达100m,届时尾矿库等别将提高至二等，至最终堆积标高490.0m时，总坝高为103.0m,亦为二等库。考虑到全库容仍在三等库范围，仅坝高一项进入二等库范围且偏下限，故该尾矿库终期防洪标准应取二等库下限，即五百年一遇。5.3 尾矿库洪水计算5.3.1 洪水计算主要参数根据？水文图集和原设计资料，洪水计算的主要参数为：汇水面积 F=5.5km2;主河槽长：L=3.85km;主河槽坡降：J=0.047;多年平均最大24小时降雨量 H24=110mm;暴雨递减指数：n1=0.5,n2=0.7;变差系数和偏差系数: CV=0.45,Cs=3.5 CV;5.3.2 洪水计算（1） 原设计洪水计算结果列于表5-1：表5-1 原设计洪水计算结果频 率 P洪峰流量（m3/s）一日洪水（万m3）2%11717002%113150（2）按简化推理公式计算：洪峰流量计算公式：Qp=A(SpF)BDF(L/mj1/3)C洪水总量计算公式：Wp=1000HpF根据上列参数采用简化推理公式分别计算出不同频率下洪峰流量和洪水总量，列于表5-1和图5-1。表5-2 洪峰流量和洪水总量计算结果（推理公式）频 率P重现期（a）KpH24p洪峰流Qp(m3/s)洪水总量Wp(万m3)2%502.25247.5154.395.291%1002.52277.2175.74106.720.5%2002.79306.9197.51118.160.2%5003.14345.4226.2132.9830（3）根据？水文图集（1975年）分别采用模数法和经验公式计算，结果列于表5-3和表5-4。表5-3 模数法计算结果重现期洪 峰 流 量一日洪水总量模数CqFQp（m3/s）CwWp(万m3)一百年一遇135.540.51 13 69.10 二百年一遇145.543.62 15 79.73 三百年一遇305.593.48 17 90.37 公 式 Qp=Cp？F2/3 Wp=Cw？F0.98表5-4 经验公式计算结果（第4区）重现期（a）计算公式FH（mm）J()Qp（m3/s)二十年一遇Q=3.08F0.740H0.127J0.2995.51104762.46 五十年一遇Q=6.66F0.641H0.127J0.2995.511047114.09 一百年一遇Q=2.99F0.659H0.266J0.3135.511047107.14 二百年一遇Q=1.39F0.680H0.388J0.3285.51104797.04 三百年一遇Q=1.00F0.688H0.422J0.3345.51104784.98 (4) 经比较，为安全起见，本评价采用简化推理公式计算结果。5.4 排水设施能力计算该尾矿库原井-管-洞排洪设施封堵后，一直采用新建的井-管-洞排水设施，目前使用的新1号井即将停用并将被封堵，同时将启用2号井。按照原设计，该排水设施的3号井将服务至尾矿库终期（490m）。因该排水设施未曾作过水力模型试验，故采用尾矿设施设计参考资料中推荐的传统水力学方法进行计算。对于井-管-洞排水系统的工作状态，随泄流水头的大小而已。当水流较低时，泄流量较小，排水井内水位低于最低工作窗口的下缘，此时为自由泄流；当水头增大，井内被水充满，但排水管内仍呈明流，泄流量受排水管进口处控制，此时称为半压力流；当水头继续增大，排水管内充满水，逐渐呈压力流。根据该尾矿库排水设施的实际情况，仅对自由泄流和半压力流两种流态进行复核。5.4.1 自由泄流不同水头的泄流量计算结果列于表5-5。5.4.2 孔口泄流不同水头的泄流量计算结果列于表5-6。表5-5 自由泄流计算结果水 头H (m)泄 流 量Q (m3/s)水 头H (m)泄 流 量Q (m3/s)0.0000.0002.50052.8350.4303.7042.93063.1620.8609.8033.36074.5851.29016.8723.79086.1821.72024.2664.22097.5782.15031.5444.650108.516表5-6 孔口泄流计算结果水 头H (m)泄 流 量Q (m3/s)水 头H (m)泄 流 量Q (m3/s)0.430 21.088 4.220 48.295 0.860 23.979 4.650 50.644 1.290 27.841 5.000 52.482 1.720 31.508 5.430 54.685 2.150 34.890 5.860 56.776 2.500 37.454 6.290 58.795 2.930 40.515 6.720 60.750 3.360 43.247 7.150 62.645 3.790 45.835 7.500 64.147 5.4.3 半压力流不同水头的泄流量计算结果列于表5-7。表5-7 半压力流计算结果水 头H (m)泄 流 量Q (m3/s)水 头H (m)泄 流 量Q (m3/s)0.43013.5334.22024.4510.86016.2354.65025.2671.29017.7315.00025.9111.72018.9455.43026.6752.15020.0325.86027.4222.50020.8606.29028.1492.93021.8006.72028.8573.36022.7237.15029.5483.79023.6057.50030.0985.4.4 泄流曲线不同流态的泄流曲线见图5-2。435.5 防洪能力复核尾矿库防洪能力需根据排洪设施的排水能力、尾矿库具有的调洪库容综合确定，同时尚需考虑满足尾矿坝安全超高和安全滩长的要求。5.5.1 现状防洪能力复核（1）计算条件：尾矿坝顶标高457.0m；库内正常水位448.0m；库内沉积滩坡度0.013考虑。（2）尾矿库调洪库容：尾矿库不同水位时具有的调洪库容见表5-8和图5-3。表5-8 现状调洪库容计算表标 高 (m)面 积F（万m2）高 差Vt调洪库容（m）（万m3）Vt(万m3)44815.21 00.00 0.00 44918.24 116.73 16.73 45021.84 120.04 36.77 45125.27 123.55 60.32 45228.15 126.71 87.03 45330.82 129.48 116.51 45433.90 132.36 148.87 45536.93 135.41 184.28 45640.25 138.59 222.87 45744.28 142.26 265.13 （3）防洪能力复核：采用公式： qm=Qp (1-Vt/Wp) Vt=Wp(1-qm/Qp)式中：qm排洪设施最大泄水能力（m3/s）; Qp 设计频率的洪峰流量（m3/s）; Vt 调洪库容（万m3）; Wp 洪水总量（万m3）;根据上述计算，500年一遇洪峰流量Q0.2%=219.61 m3/s,洪水总量W0.2% =132.98万m3,则不同水位时排洪设施的排洪能力和需要的调洪库容及该水位时尾矿库所具有的调洪库容列于表5-9和图5-4中。表5-9 调洪库容复核表水 位水头排水能力需调洪库容实有调洪库容H(m)q(m3/s)V（万m3)V（万m3)44800.00 132.98 0.00 449112.00 125.71 16.73 450219.60 121.11 36.77 451322.00 119.66 60.32 452424.00 118.45 87.03 453526.00 117.24 116.51 454627.70 116.21 148.87 455729.20 115.30 184.28 根据上述计算，1.当尾矿库内汛前正常水位438.0m、遇有500年一遇洪水时，最高洪水位为453.1m，调洪高度5.1m。此时，排洪系统排水呈半压力流流态，最大泄洪流量为26.2m3/s；所需调洪库容和尾矿库实有的调洪库容均为116万m3。2.尾矿库目前属三等库，根据规范和20号令要求，三等库尾矿坝安全超高0.7m,干滩长度70m。当尾矿库内最高洪水位达453.1m时，尾矿坝安全超高为3.9m，沉积滩长达300m，均满足规范要求。此外，根据调查，尾矿库原建排水设施已成功封堵，新建排水设施设计符合规范，施工满足要求，运行十年来，经常巡视检查，结构完好，除个别洞段有少量渗漏水现象外，整体可正常运行。（4）小结该尾矿库目前属三等库，尾矿库防洪设施完整，可以满足500年一遇洪水的防洪要求。5.5.2 终期防洪能力复核（1）计算条件：尾矿坝顶标高490.0m；库内正常水位483.0m；库内沉积滩坡边0.013考虑。（2）尾矿库调洪库容：尾矿库不同水位时具有的调洪库容见表5-10和图5-5。表5-10 终期调洪库容计算表标 高 (m)面 积F（万m2）高 差Vt调洪库容（m）（万m3）Vt(万m