尾矿库安全运行作业规程培训.doc

1 34 尾矿库安全运行作业规程尾矿库安全运行作业规程 培训教材培训教材 设计文件解读 河北省安全生产监督管理局 2013 年 10 月 2 34 1 1 学习设计文件的目的和意义学习设计文件的目的和意义 企业负责尾矿库生产和运行管理的相关责任人员 尾矿工段或 班组负责人 技术员 尾矿工 都应学习和熟悉尾矿库设计文件 尾矿库安全技术规程 省地安监部门相关的规程 规定 在设计文件中 尾矿库初步设计 安全专篇和施工图是指导尾 矿库建设 生产和安全运行管理的重要文件 应重点学习 通过学 习 了解和掌握本企业尾矿库的基本情况 地理 地质 水文和气 象的特点 库区和周边环境潜在的危险 有害因素 尾矿坝的筑坝 方式和放矿堆筑工艺 排洪系统的型式和运行管理 尾矿库汛期和 非汛期安全运行控制参数 排渗系统的型式和部位 人工和在线观 测系统的观测 记录和分析 尾矿库的日常检查 定期检查的内容 和要求等 熟悉和掌握了设计文件中的上述相关内容和要求 以便及时正 确地做好尾矿库的生产和管理工作 确保尾矿库安全运行 2 尾矿库设计文件 尾矿库按运行周期和工况分为新建库 加高库 改造库 闭库 其设计文件包括 1 新建库 可研 初设 安全专篇及施工图 含设计变更 2 加高库 原设计文件 加高可行性论证报告 初设 安全专 篇及施工图 含设计变更 3 改造库 原设计文件 改造工程方案设计 施工图 含设计 3 34 变更 4 闭库 原设计文件 闭库设计及施工图 3 初步设计文件学习的重点内容 初步设计一般应包括的下列章节 应重点学习的章节辅以下划 线 例一例一 目目 次次 1 概述 错误 未定义书签 错误 未定义书签 1 1 企业概况 错误 未定义书签 错误 未定义书签 1 2 库址位置 错误 未定义书签 错误 未定义书签 1 3 地形地貌 错误 未定义书签 错误 未定义书签 1 4 尾矿库周边环境 错误 未定义书签 错误 未定义书签 1 5 自然气象条件 错误 未定义书签 错误 未定义书签 1 6 设计概况 错误 未定义书签 错误 未定义书签 2 编制依据及基础资料 错误 未定义书签 错误 未定义书签 2 1 国家 行业 地方的法律 错误 未定义书签 错误 未定义书签 2 2 技术规范 规程 标准 错误 未定义书签 错误 未定义书签 2 3 设计依据的基础资料及参考资料 错误 未定义书签 错误 未定义书签 3 库区岩土工程勘察 安全预评价概述 错误 未定义书签 错误 未定义书签 3 1 岩土工程勘察概述 8 4 34 3 2 安全预评价结论 错误 未定义书签 错误 未定义书签 4 尾矿库设计 错误 未定义书签 错误 未定义书签 4 1 初期坝 13 4 2 尾矿堆积坝及筑坝工艺 15 4 3 库容 库等别及服务年限 17 4 4 排水系统 20 4 5 洪水计算及调洪演算 22 4 6 排渗设施 27 4 7 观测设施 27 4 8 坝上照明 错误 未定义书签 错误 未定义书签 4 9 值班室 供电及通讯设施 错误 未定义书签 错误 未定义书签 4 10 设置安全标识设施 34 4 11 应急救援物资 错误 未定义书签 错误 未定义书签 4 12 闭库 错误 未定义书签 错误 未定义书签 5 坝体稳定分析 错误 未定义书签 错误 未定义书签 5 1 坝体渗流稳定性分析 错误 未定义书签 错误 未定义书签 5 2 坝体边坡稳定性分析 错误 未定义书签 错误 未定义书签 5 3 坝体稳定分析 错误 未定义书签 错误 未定义书签 6 设计采取的安全措施 错误 未定义书签 错误 未定义书签 7 闭库 错误 未定义书签 错误 未定义书签 8 尾矿库生产管理要求 错误 未定义书签 错误 未定义书签 5 34 9 环境保护 错误 未定义书签 错误 未定义书签 9 1 设计依据和采用的标准 错误 未定义书签 错误 未定义书签 9 2 尾矿库所在地区的环境状况 错误 未定义书签 错误 未定义书签 9 3 尾矿库建设对环境的影响 错误 未定义书签 错误 未定义书签 9 4 主要污染源和污染物排放及控制 错误 未定义书签 错误 未定义书签 9 5 尾矿库生态分析 错误 未定义书签 错误 未定义书签 9 6 环境监测和环保管理机构 错误 未定义书签 错误 未定义书签 10 生产安全与工业卫生 错误 未定义书签 错误 未定义书签 10 1 设计依据和采用的标准 错误 未定义书签 错误 未定义书签 10 2 安全措施 错误 未定义书签 错误 未定义书签 10 3 工业卫生及防护 错误 未定义书签 错误 未定义书签 11 投资概算 错误 未定义书签 错误 未定义书签 11 1 概算总投资 错误 未定义书签 错误 未定义书签 11 2 编制依据 错误 未定义书签 错误 未定义书签 3 13 1 尾矿库周边环境尾矿库周边环境 通过学习本章节重点了解尾矿库周边有无采矿爆破等活动 如 6 34 存在 是否对尾矿库安全运行产生影响及要求采取的安全对策措施 尾矿库下游有无居民区和重要的公共设施 如存在 尾矿库溃坝是 否对其产生影响和危害 需要采取的安全对策措施 例二例二 拟建马杖子沟尾矿库库区内的 33 户居民和初期坝下游 0 75km 处 4 户居民全部搬迁 另外初期坝轴线下游 1 1km 处有卧龙镇娘娘庙村的 8 户蘑菇棚 住户 企业和住户签订了搬迁协议 在尾矿库建成使用前全部搬迁 初期坝坝轴线下游 1 3km 处为金亿达矿业集团炸药库 1 8km 处为炸药库办公室 有 5 人办公 企业重新选址迁建 初期坝轴线下游 0 4km 处右侧山坡上 高于沟底约 100m 为 企业选厂 初期坝下游 1 2km 处的娘娘庙村位于尾矿库左侧的一条山沟内 有山梁阻挡 不在尾矿库冲击范围内 除此之外 尾矿库下游两公里冲击范围内无其他村庄 工矿企 业 重要建筑设施等 3 23 2 设计概况设计概况 通过学习本章节重点了解本企业尾矿库的基本情况 例三例三 拟建马杖子沟尾矿库进行初步设计工作 华北有色地质勘查局 承德勘察院于 2011 年 5 月提供了该尾矿库的岩土工程勘察报告 核 7 34 工业尾矿坝工程安全技术监督站于 2011 年 8 月提供了该尾矿库的坝 体渗流安全分析报告 河北国泰安全评价有限公司也于 2011 年 8 月 提供了该尾矿库的安全预评价报告 本设计中结合拟建尾矿库的实际地形 在满足尾矿库安全的前 提下形成最大库容 同时满足初期调蓄洪水的条件下 确定其初期 坝高为 32m 其坝基标高为 708 0m 坝顶标高为 740 0m 设计的最 终堆积标高为 884 0m 堆积坝高 144m 尾矿坝最大坝高为 176m 尾矿库的总库容约为 6568 1 万 m3 尾矿库等别为二等 服务年限 44 5 年 该地区地震动峰值加速度为 0 05g 基本地震烈度 度 库 内主要构筑物有初期坝 排水管 溢水塔 隧洞和消力池等 3 33 3 岩土工程勘察概述岩土工程勘察概述 通过学习本章节熟悉本企业尾矿库的工程地质和水文地质的基本 情况 重点了解不良地质情况 对尾矿库安全运行是否产生影响 生产期间要求采取安全对策措施 例四例四 X X 岩土工程勘察岩土工程勘察概述概述 华北有色地质勘查局承德勘察院于 2011 年 5 月对承德金亿达矿 业集团有限公司马杖子尾矿库进行岩土工程勘察 X 1 库区地质构造 库区地处燕山山脉中段 为低山区 库区基岩以花岗岩 43 为主 岩石受长期风化剥蚀作用 岩体表层节理裂隙很发育 库区地质构造简单 无断裂构造通过坝址及库区 沟谷顺直且 8 34 较狭窄 沟谷内无地表水出露 库区小冲沟较多 但规模不大 库 区及坝址山体稳定 地质构造简单 无不良地质作用 造成崩塌 滑坡 泥石流等地质灾害可能性小 X 2 库区地层岩性及物理力学性质 根据钻孔揭露 原位测试及室内土工试验结果 将勘察范围内 地基岩土按物质组合 埋藏条件及成因类型等特点划分为 4 个工程 地质层 分述如下 1 层耕土 黄褐色 主要由砂土 碎石等组成 含有植物根系 稍湿 松散 厚度 0 20 1 50m 平均 0 40m 层底标高 705 00 833 00m 层底埋深 0 20 1 50m 该层呈松散状态 力学性质不稳定 2 层含砂粉质粘土 灰褐色 孔隙发育 稍有光泽 中等干强 度 中等韧性 摇震反应无 含 5 10 砾石 可塑 场区普遍分布 厚度 0 80 4 70m 平均 1 94m 层底标高 712 40 800 10m 层底埋深 1 10 5 10m 该层呈可塑状态 主要分布在沟谷底部及两岸局部出现 厚度 变化较大 厚度 0 8 4 7m 分布不连续 局部含砾石 透水性差 工程性质一般 3 层砾砂 灰褐色 砾石主要为花岗岩残坡积物 砾石一般粒 径 1 4cm 最大大于 6cm 砾石以次棱角状为主 光洁度较差 砾石 含量 30 40 充填物为砂土 稍湿 稍密 中密 场区普遍分布 厚度 0 70 4 70m 平均 1 94m 层底标高 702 40 830 40m 层底埋深 1 00 5 80m 该层呈稍密 中密状态 沟谷底部出现 分布不连续 透水性好 9 34 工程性质良好 3 1 层粉质粘土 灰褐色 孔隙发育 稍有光泽 中等干强度 中等韧性 摇震反应无 可塑 场区普遍分布 厚度 0 50m 层底 标高 702 50m 层底埋深 4 70m 该层呈软塑状态 4 1 层花岗岩 浅红色 粒状结构 块状构造 岩体多呈粒状 及碎块状 风化裂隙很发育 为强风化层 场区普遍分布 厚度 1 30 3 90m 平均 2 07m 层底标高 699 70 860 60m 层底埋 深 1 30 8 80m 该层属软岩 破碎 岩体基本质量等级为 级 节理裂隙很发 育 工程性质良好 4 2 层花岗岩 浅红色 粒状结构 块状构造 岩体多呈碎块 状及块状 风化裂隙发育 为中等风化层 该层未穿透 该层属较软岩 较破碎 岩体基本质量等级为 级 节理裂隙 较发育 工程性质良好 X 3 水文地质条件 尾矿库地处呈近东 西走向的山谷内 山谷三面环山 和邻谷 无水力联系 沟口筑坝后 库区为一独立的水文地质单元 水文地 质条件相对简单 库区汇流面积约 1 46km2 沟内地表径流不发育 勘察期间为丰水期 根据钻孔揭露 本场地仅 7 个孔可见地下水 均为地下潜水 其水位的升降与大气降水密切相关 根据勘察场区 所取地下水质检测报告 见水质分析检测报告 地下水对混凝土 钢结构有微腐蚀性 尾矿库建成使用后环境水腐蚀性主要取决于尾 矿水的化学成分 10 34 根据区域水文地质资料和场地水文地质条件 本场地的地下水 位随季节变化 年变化幅度为0 5 2 0m 该区主要含水层为砾砂层及岩石强风化层 均为地下潜水 X 4 不良地质作用 库区两岸基本对称 地形较简单 山体稳定 植被较发育 工 程地质条件相对简单 库区内局部第四系覆盖层较厚 以含砂粉质 粘土 砾砂为主 山体倾角约 40 60 经现场调查未发现有新 近构造活动痕迹 场区及其附近无活动断裂通过 沟谷两侧有小范 围的冲沟 但不存在大规模的崩塌 滑坡 泥石流等地质灾害发生 条件 对工程影响较小 X 5 地震效应 该区大地构造处于 级构造单元中朝准地台 2 级构造 单元燕山台褶带 22 级构造单元承德拱断束 26 级构 造平泉凹断束 222 场区内断裂构造简单 未发现活动性断裂通 过本区 根据区域地质资料及对沟谷两侧岩体的工程地质调查和勘探资 料综合分析 拟建库区内未发现活动断裂构造 因此 尾矿库工程 设计可不考虑构造断裂的影响 场区沟谷局部岩石埋深较深处 根据场地土名称 性状及该区 估测等效剪切波速平均值Vse 230 0m s 判定该场地土属中软场地土 该区覆盖层厚度大于5 0m 确定建筑场地类别属 类 为对建筑抗 震一般地段 场区两侧山体 沟谷及两岸场地土类型为岩石 该区 覆盖层厚度平均值小于5m 确定建筑场地土类别属 1 为对建筑抗 震有利地段 类其抗震设防类别为乙类 11 34 本区抗震设防烈度为 6 度 设计基本地震加速度值为 0 05g 所属的设计地震分组为第三组 类场地土建筑设计特征周期值为 0 45s 1类场地土建筑设计特征周期值为 0 35s 本区为区域地 壳基本稳定区 X 6 地层承载力及物理力学参数 综合原位测试及土工试验成果资料 各层土的承载力特征值 fak 压缩模量 Es 及变形模量Eo Mpa 评价见表3 1 地基 土设计参数见表3 2 表表3 13 1 各层土的承载力特征值 各层土的承载力特征值 f fak ak 压缩模量 压缩模量 E Es s 及 及变形模量变形模量E Eo o MPa MPa 层号 岩土 名称 承载力 特征值 fak KPa 压缩模量 Es MPa 变形 模量 Eo MPa 2含砂粉质粘土1104 2 3砾砂30030 3 1粉质粘土1004 0 4 1花岗岩 强风化 500 经验值 50 4 2 花岗岩 中等风化 14 5MPa可视为不可压缩 可视为不可 压缩 表表3 23 2 地基土设计参数 经验值 地基土设计参数 经验值 岩土层 编号 岩土层 名称 天然重度 KN m3 内聚力 C KPa 内摩擦 角 渗透系数 k cm s 2含砂粉质粘土19 715101 7 10 6 3砾砂20 21 2301 3 10 1 3 1粉质粘土18 4762 0 10 6 4 1花岗岩 强风化层 2420684 8 10 12 34 4 2 花岗岩 中等风化层 2622753 8 10 X 7 尾砂物理力学性质 通过对承德金亿达矿业集团有限公司临近现使用的尾矿库库区 现场原位测试及土工试验结果综合分析可得出尾矿砂物理力学性质 指标标准值见表 3 3 表表3 33 3 尾砂物理力学性质尾砂物理力学性质 分层 重度 KN m3 粘聚力 C KPa 内摩擦角 渗透系数 k cm s 水平 垂直 尾细砂21 18 536 91 5 10 3 3 66 10 3 尾粉砂20 610 429 1 57 10 4 3 77 10 4 尾粉质粘土21 321 710 5 2 90 10 6 4 92 10 6 X 8 库区稳定性评价 根据区域地质 结合钻探 探井 库区工程地质条件相对简单 库区内局部被第四系覆盖 山体倾角约40 60 经现场调查未发 现有新近构造活动痕迹 场区及其附近无活动断裂通过 沟谷两侧 有小范围的冲沟 但不存在大规模的崩塌 滑坡 泥石流等地质灾 害发生条件 拟建场地属于建筑抗震一般地段及有利地段 因此库 区场地和地基稳定 适宜建库 3 43 4 初期坝初期坝 通过学习本章节重点了解初期坝的结构形式 以便运行过程中 初期坝出现漏沙或塌陷现象时进行分析和判断 例五例五 13 34 X 初期坝初期坝 通过对初期坝拟建坝址位置的选择比较 最后确定拟建初期坝 的坝轴线位置在距马杖子沟口处 初期坝轴线位置为 C1 x 4554303 795 y 20634055 673 C2 x 4554086 108 y 20634162 497 x 1 初期坝高的确定 依据 选矿厂尾矿设施设计规范 ZBJ1 90 关于初期坝坝高 的确定原则 通过库容和调洪计算确定初期坝坝基标高 708 0m 坝 顶标高为 740 0m 坝高为 32m 相应初期总库容为 230 0 万 m3 该 选矿厂年产尾矿量 188 万 t 按照堆积干容重 1 5t m3计算 年产尾 矿 125 3 万 m3 半年尾矿量为 62 7 万 m3 初期尾矿库计算填充系 数为 0 6 则初期所需总库容为 104 5 万 m 该坝高满足贮存半年 尾矿量的要求 通过调洪计算 该坝高满足正常生产澄清距离条件 下的设计洪水调蓄要求 该坝高亦符合规范规定的初期坝坝高与总 坝高之比为 1 4 1 6 的要求 故最终确定初期坝高为 32m x 2 初期坝结构尺寸 根据当地筑坝材料的实际情况 该尾矿库初期坝拟采用透水堆 石坝 此坝型可降低尾矿坝的浸润线 加快尾矿的排水固结 利于 尾矿坝的稳定 初期坝坝顶标高 740 0m 坝底标高 708 0m 最大坝高 32m 顶 宽度为 4m 外坡平均坡比约为 1 2 内坡坡比为 1 1 75 最大坝长 约 196 8m 在其外边坡 730 0m 720 0m 标高处各设一宽 2m 的马道 各马道间坝坡坡比为 1 1 8 14 34 在初期坝的上游坡设置两层 500g m2的土工布作为反滤层 土 工布和坝体堆石之间应采用河卵石等过渡层过渡 以防土工布被刺 破 为防止尾矿浆及雨水对内坡反滤层的冲刷 在反滤层表面应铺 设 400mm 厚干砌块石保护层 其下游坡面设一层 400mm 厚的干砌 块石护坡 x 3 初期坝基础 初期坝坝基以4 2层花岗岩为地基持力层 初期坝左右坝肩与山 体接触部位 应将山坡松散覆盖层及植被全部清除 保障坝肩与稳 定岩体充分接触 x 4 筑坝材料 坝体所需的石料约为 21 5 万 m3 根据勘察报告中的建议拟建尾 矿库初期坝材料可采用库区内两侧山体中的岩石 但需预先将覆盖 在山体表层的第四系松散覆盖层及强风化层剥离 采用新鲜岩石块 体筑坝 如筑坝材料不足 可采用附近露天采矿场所剥离的新鲜废 石补充 3 53 5 尾矿堆积尾矿堆积坝及筑坝工艺坝及筑坝工艺 通过学习本章节重点了解和掌握子坝堆筑 放矿方式 边坡及 平台留设宽度等设计要求 例六例六 X 尾矿堆积坝及筑坝工艺尾矿堆积坝及筑坝工艺 x 1 堆积坝最终堆积高度 根据库区的可利用地形 为使尾矿库形成最大的库容 本次设 15 34 计最终堆积标高为 884 0m 堆积坝高 144m x 2 堆积坝筑坝工艺 后期坝的堆筑采用上游法 为使后期尾矿坝能均匀上升 要求 采用支管分散放矿的方法进行放矿 放矿浓度不小于 30 采用人 工配合机械堆筑子坝 子坝堆筑必须经碾压达到中等密度状态 待 子坝堆筑完成后 将主管道移到子坝上 再采取支管分散放矿 根据库区山体两侧的地形条件 垂直坝轴线的坝体部分每 10m 一个段高 每段外边坡控制为 1 5 在 740 0m 780 0m 之间 每一 段高设有宽度不等的平台 平台宽度依次为 0m 36 4m 31 9 m 57 4m 30 2 m 46 9m 30 8 m 38 8m 30 6 m 35 8m 在 790 0m 880 0m 之间每一段高留 10m 宽平台 库区西侧 820 m 标高 以上和库区东侧 800 0m 以上部分每 10m 一个段高 每段外边坡控制 为 1 3 5 每一段高留 5m 宽平台 每 10m 段高分 5 级子坝堆筑 堆筑时子坝外边坡坡比为 1 2 5 内边坡坡比为 1 1 5 子坝高度 2m 每期子坝设一 5m 宽平 台 x 3 尾矿排放及坝顶放矿管 1 尾矿排放 为提高尾矿排放质量 排矿筑坝作业沿坝长分三段进行 即 排矿 段 干燥段 筑坝段 交替作业 根据排放的矿浆量在排矿段内连续 打开段内的放矿支管进行放矿 并不断改变放矿的位置 使 排出尾矿 向库内水区流动的路径平直稳定 达到尾矿颗粒沿滩长分级明显 滩 面平整无坑洼回流且均匀上升 排矿段内滩长大致相等 库内水边线 近似于与滩顶平行 控制滩面沉积平均坡度为2 16 34 2 坝顶放矿管道 在放矿主管上每隔25m 设 1 个分段阀门 以便于坝上管道移动 和放矿管分段排矿 并有利于在最短时间内控制和处理发生事故的管 段 减少管道事故对坝体的影响 每隔10m 设一 150mm 的放矿支 管 放矿支管一般采用焊接钢管或PE 塑料管 主管与支管用特制的 三通连接 放矿支管由矿浆调节阀门和支管组成 3 冬季放矿 冬季放矿前 根据冬季排尾量提前堆筑子坝 并形成正常滩面 整个冬季不再筑坝 冬季放矿方式有两种 其一采用冰下多点集中放 矿 其二在支沟多点集中放矿 不能在子坝堆筑范围内放矿筑坝 3 63 6 库容 库等别及服务年限库容 库等别及服务年限 通过学习本章节重点了解尾矿库变等别的对应高程 各高程对应 的库容和服务年限 以便按现状确定尾矿库等别 对运行工况实施 控制 根据坝高和库容的对应关系曲线编制年 季度筑坝作业计划 例七 例七 x x库容 库等别及服务年限库容 库等别及服务年限 x 1 库容 尾矿坝堆积至 884 0m 标高时的总库容为 6568 1 万 m3 库容累 积表见表 4 1 库容曲线见下图 4 1 17 34 表表 4 1 库容计算表库容计算表 标高 m 面积 m2 平均面积 m2 高差 m 库容 m3 累积库容 m3 710 0351 34351 3400 000 00 720 019796 7119796 7110197967 09197967 09 730 071899 4071899 4010718994 03916961 13 740 0138291 52138291 52101382915 152299876 28 750 0203432 02203432 02102034320 164334196 44 760 0247294 18247294826807138 25 770 0288188 23288188 23102881882 359689020 60 780 0313353 37313353 37103133533 6712822554 27 790 0348736 72348736 72103487367 2016309921 47 800 0412087 85412087 85104120878 5120430799 97 810 0454570 09454570 09104545700 8724976500 84 820 0473236 97473236 97104732369 6829708870 52 830 0503807 06503807 06105038070 6534746941 17 840 0537400 27537400 27105374002 6840120943 85 850 0571145 26571145 26105711452 6345832396 48 860 0584018 40584018 40105840183 9751672580 45 870 0583627 94583627 94105836279 3857508859 83 880 0585563 04585563 04105855630 4563364490 27 884 0579005 27579005 2742316021 0865680511 36 18 34 图图 4 1 库容曲线库容曲线 x 2 服务年限 该铁选厂年排尾矿量约 188 万 t 尾矿堆积干容重按 1 5t m3计 算 年排尾矿量约为 125 3 万 m3 计算尾矿充填系数为 0 85 则尾 矿库有效库容为 5582 9 万 m3 其服务年限为 44 5 年 x 3 库等别 按 选矿厂尾矿设施设计规范 ZBJ1 90 的规定 本次设计 尾矿库的总库容约为 6568 1 万 m3 设计总坝高 176m 确定该尾矿 库为二等库 主要构筑物的等级为二级 3 73 7 排水系统排水系统 排水系统包括排洪系统 回水系统和坝面坝肩排水沟 通过学 习本章节重点了解和掌握库区排洪系统的布设位置 结构型式 进 水方式 各溢水塔 排水井 服务高程 了解和掌握坝面坝肩排水 19 34 沟的布设位置和结构型式 以便编制排洪系统封堵和坝面坝肩排水 沟施工的作业计划 例八 例八 排水系统排水系统 x 1 排洪系统 根据库内地形的特点 依据选线力求短直 地基均一 无断层 破碎带及软弱地基原则 排洪系统根据回水方式的不同分为两种形 式 在 760 0m 标高以下采用溢水塔 排水管 消力池形式 水泵回水 方式 760 0m 标高以上采用溢水塔 排水管 隧洞 高位水池形式 自流回水方式 通过调洪演算确定排水构筑物形式及尺寸见表 4 2 4 3 表表 4 2 排洪构筑物尺寸一览表排洪构筑物尺寸一览表 型号 断面尺寸 m 壁厚 mm 底板厚 mm 管段 长度 m 型排水管 1 2250350 P1 P3 P12 P14 S1 S2 706 型排水管 1 2300400P3 P5 P10 P12606 型排水管 1 2350450 P5 P7 P8 P10 S4 P8 686 隧洞 1 5 宽 1 75 高 350450 P8 P11 P12 P1 5 698 表表 4 3 溢水塔结构尺寸一览表溢水塔结构尺寸一览表 塔号塔高 m 塔身 m 下游 上游构筑型号 1 8722 0 730 0 型 型 2 8728 0 736 0 型 型 3 10734 0 744 0 型 型 20 34 4 10742 0 752 0 型 型 5 12750 0 762 0 型 6 12760 0 772 0 型 7 18770 0 788 0 型 型 8 18786 0 804 0 型 型 9 22802 0 824 0 型 型 10 22822 0 844 0 型 型 11 22842 0 864 0 型 型 12 22862 0 884 0 型 排水管分三种形式 内径均为 1 2m 溢水塔共 12 座 均为窗 口式周边进水型 搭接长度 2m 进水孔内径为 0 25m 外径 0 3m 孔间距为 0 45m 隧洞顶部为拱形 所有构筑物结构均采用 C30 整 体现浇钢筋混凝土结构 为防止排洪时下泄水冲刷坝体下游坡脚而影响坝体安全 在排 水管出口处修建一座长 宽 高为 8m 3m 和 4m 的消力池 消力 池预留回水管接口 根据生产需要将水导至选矿厂循环使用 排水管线以4 2层中风化层花岗岩为地基持力层 溢水塔以4 2 层中风化花岗岩为地基持力层 消力池以4 1强风化层花岗岩为地基 持力层 x 2 回水系统 回水系统由消力池 坝前集水池 回水泵站 回水管线和厂区 回水高位水池组成 其中坝前集水池 回水泵站 回水管线和厂区 回水高位水池均由建设单位自行建设 x 3 坝面 坝肩排水系统 为了将雨水以及渗流水能够及时导出 随着坝体的升高在坝外 坡及坝肩同步修建排水明沟 其中坝面排水明沟包括横向和纵向明 21 34 沟 在 740 0m 880 0m 标高每隔 10m 段高平台内侧设置横向排水明 沟 沿着横向排水明沟每隔 50m 设置一道纵向排水明沟 明沟自两 纵向沟垂线中点向两侧纵向沟或坝肩倾斜 坡度应大于 5 以保 证汇水能通过坝面排水明沟排导致两侧坝肩排水明沟最终导至下游 具体尺寸见表 4 4 排水明沟采用 M7 5 浆砌石结构 经常疏通坝肩及坝面排水明沟 同时将坝面积水坑填平 让雨 水及渗水顺利从排水沟导至下游 表表 4 4 排水明沟断面尺寸表排水明沟断面尺寸表 滩顶标高 m 名称断面尺寸 m 宽 高 壁厚 mm 坝面0 8 0 8400 740 0 770 0 坝肩1 0 1 0600 坝面0 8 0 6400 770 0 810 0 坝肩0 8 1 0600 坝面0 6 0 6400 810 0 880 0 坝肩0 6 0 8600 3 93 9 洪水计算及调洪演算洪水计算及调洪演算 通过学习本章节重点了解和掌握尾矿库的等别对应的防洪标准 洪水计算和调洪演算结果 尾矿库各高程的防洪能力和运行控制参 数 以便汛期和非汛期生产时实施对尾矿库内水位 干滩长度和安 全超高的控制 例九 例九 x x 洪水计算及调洪演算洪水计算及调洪演算 x 1 洪水计算 该尾矿库各标高的防洪标准见表 4 5 22 34 表表 4 5 各标高防洪标准各标高防洪标准 防洪标准标高 m 坝高 m 库容 万 m3 等别 规范采用 740 032230 0 四等100 200200 750 042433 4 四等100 200200 760 052680 7 四等100 200200 770 062968 9 三等200 500500 780 0721282 3 三等200 500500 790 0821631 0 三等200 500500 800 0922043 1 三等200 500500 810 01022497 7 二等500 10001000 820 01122970 9 二等500 10001000 830 01223474 7 二等500 10001000 840 01324012 1 二等500 10001000 850 01424583 2 二等500 10001000 860 01525167 3 二等500 10001000 870 01625750 9 二等500 10001000 880 01726336 4 二等500 10001000 884 01766568 1 二等500 10001000 根据 承德水文图集 1989 年 3 月 对 740 0 初期 770 0m 和 810 0m 中期 和 884 0m 终期 标高进行洪水计算 其设计洪峰流量 Q24P 洪水总量 W24P及洪水总历时 T 见表 4 6 表表 4 6 洪水计算成果洪水计算成果 标高 m 740 0770 0810 0884 0 等 别四等三等二等二等 频 率P 0 5 P 0 2 P 0 1 P 0 1 F km2 1 731 521 320 88 Q24P m3 s 62 2976 6396 6994 80 W24P 万 m3 10 8111 2210 888 76 23 34 T h 3 863 252 51 7 x 2 调洪演算 x 2 1 泄洪计算公式 该尾矿库排洪系统采用溢水塔 排水管 隧洞 消力池型式 排洪系统泄洪能力按 740 0 初期 770 0m 和 810 0m 中期 和 884 0m 终期 四个标高的最不利工况条件进行计算 1 周边多孔溢水塔孔口泄流水力计算公式 nghq 3212 式中 塔前水位升高时的溢流量 m3 s q 同一标高的进水孔面积 m2 流量系数 取 0 61 重力加速度 取 9 81m s2 g 孔口间距 m h 溢水塔工作孔口排数 排 n 2 排水管泄流水力计算公式 HhhgFQ 21 2 R L 4 1 1 式中 管道泄流量 m3 s Q 管道过水断面 m2 F 流量系数 重力加速度 取 9 81 m s2 g 堰顶至管道进水高差 m 1 h 管道进 出口高差 m 2 h 24 34 堰上水头 m H 沿程局部阻力损失总和 管道的阻力系数 管道的水力半径 m R 随着库内水位不断变化 排水管泄流量受控情况不同 流态随 之改变 故流量系数和计算水头视不同的流态而确定 x 2 2 调洪演算 按二等库的规范要求 在满足正常澄清回水 最小安全超高和 最小安全滩长要求等条件下 对 740 0 初期 770 0m 和 810 0m 中期 和 884 0m 终期 四个标高进行了调洪演算 调洪计算就是求解尾矿库任意时段的水量平衡方程式的过程 任意时段的水量平衡方程式为 122121 t qq 2 1 t 2 1 VVQQ 式中 时段始 终尾矿库的来洪量 21 QQ 时段始 终尾矿库的泄洪量 21 qq 时段始 终尾矿库的蓄洪量 21 VV 根据排洪系统的布置 在保证澄清距离的条件下 尽量降低正 常生产水位 将其作为调洪计算的起始水位 按上述计算公式进行 计算 得到初期 中期和终期调洪结果见表 4 7 表表 4 7 调洪演算结果调洪演算结果 标高 m 740 0770 0810 0884 0 等别四等三等二等二等 设计洪水频率P 0 5 P 0 2 P 0 1 P 0 1 正常生产水位 m 735 0763 0803 00880 0 25 34 正常生产安全超高 m 5 07 07 06 0 正常生产干滩长度 m 400600600300 最大泄流量 q m3 s 3 253 242 730 52 调洪库容 W 万 m3 8 338 929 146 97 最高洪水位 m 736 8764 8804 6880 5 洪水上升高度 m 1 81 81 60 5 最小安全超高 m 3 25 25 43 5 最小安全滩长 m 220420440250 以中期 740 0m 标高为例 调洪演算结果说明 干滩坡度前 100m 按 2 计算 以后按 1 计算 在汛期控制正常水位在 735 0m 当 200 年一遇设计洪水入库时 库内水位开始逐渐的上升 泄流量也逐渐增大 当库内水位升高 1 8m 时 排洪系统的泄流量达 到 3 25m3 s 库内水位升至 736 8m 且不再升高 调蓄洪水量约为 8 33 万 m3 此时干滩长度约为 220m 左右 坝顶超高 2 0m 随后 库内的来水量小于泄流量 库内水位开始回落 经大约 38 小时后 库内水位回落到正常水位标高 其它标高的调洪过程同理 从调洪结果可以看出 各个时期尾 矿库的滩长和安全超高均满足规范要求 3 103 10 排渗设施排渗设施 通过学习本章节重点了解和掌握尾矿库排渗设施的结构型式和 布设位置 以便编制尾矿库排渗设施的作业计划 26 34 例十例十 X 排渗设施 由于尾矿坝较高 后期尾矿堆筑需采取排渗措施 该尾矿库的 排渗宜采用水平排渗的形式 具体做法是 在尾矿堆积坝 750 0m 870 0m 标高在距滩顶 100m 处沿坝轴线方向设置一道水平排 渗体 其断面为倒梯形 底宽 1m 顶宽 2 5m 深 1m 1 5m 底部 埋设 DN200 的 PPR 带孔渗水管 管周围填充 d 15 35mm 砾石 并 用土工布包裹 渗水管由 DN150 导水管导出至坝面排水明沟内 由 于 740 0m 780 0m 标高之间堆积坝体边坡比较缓 为了加强排渗效 果 还需在 770 0m 标高设置一排辐射井 间距 120m 深 20m 共 3 眼 需要着重说明的是由于该尾矿库堆积边坡比较缓 坝体堆筑过 程中在与两侧山体结合部位容易发生渗透破坏 需要企业在尾矿库 运行过程中加强管理 严格按照设计要求设置排渗设施及在线监测 设施 如发现异常情况立即采取有效措施防止坝体发生渗透破坏 3 113 11 观测观测设施设施 观测设施包括坝体位移观测和水位观测设施 三等及三等以上的 尾矿库有人工观测和在线观测两套系统 通过学习本章节重点了解 和掌握观测设施的布设位置及运行控制参数 以便及时进行观测设 施的布设和实施观测 记录 27 34 例十一例十一 X 观测设施 根据 尾矿库安全检测技术规范 AQ2030 2010 第 4 4 1 的 规定 一等 二等 三等 四等尾矿库应监测位移 浸润线 干滩 库水位 降水量 必要时还应监测孔隙水压力 渗透水量 混浊度 一等 二等 三等尾矿库应安装在线监测系统 四等尾矿库宜安装 在线监测系统 该尾矿库应根据上述要求设置在线监测系统 监测 位移 浸润线 干滩 库水位 降水量 本次观测设施采用在线监测系统 人工观测系统相结合的方式 X 1 在线监测系统 X 1 1 监测内容 尾矿库在线监测系统实现了对尾矿库运行状态影像监控 尾矿 坝位移 坝体浸润线及库内水位 干滩指标的自动监测 X 1 2 系统组成 系统由库区数据采集装置 库区信号接收及处理装置 库区机 房及计算机管理系统 无线信号传输装置 企业调度指挥中心五部 分组成 其中企业调度指挥中心平台接收无线网络传输的数据 实 时通过软件管理平台展示相关信息及管理预警信息 处理结果等自 动存储备份 调度中心机房建设应按照国家相关规范建设 主要放 置电视大屏 监测终端 服务器群 软件管理平台及辅助设备 系 统已建立开放的数据接口 通过公用互联网 根据政府监管部门需 要 适时接入或远程查看 X 1 3 监测剖面选择 28 34 坝体位移监测断面宜选在最大坝高断面 合拢段 有排水管通 过的断面 地基工程地质变化较大的地段及运行有异常反应处 坝体渗流压力监测横断面宜选在最大坝高处 合拢段 地形或 地质条件复杂坝段 监测横断面上的测点布置 应根据坝型结构 断面大小和渗流场特征确定 X 1 4 监测点布置 本次设计垂直于坝轴线一共设置浸润线观测断面 5 个 共安装 22 个渗压传感器 1 个库水位监测点 平行与坝轴线共设立 6 个剖 面 共设置 22 个位移传感器 X 1 5 运行控制参数 在线监测要设置预警显示 浸润线埋深小于正常运行埋深时 灯光变色报警 浸润线埋深洪水运行埋深时 警铃报警 各标高控 制参数见表 4 8 表表 4 8 尾矿库运行控制参数表 表中单位均为尾矿库运行控制参数表 表中单位均为 m 标高 沉积滩 坡度 正常 水位 正常 干滩 长度 正 常 安 全 超 高 正常 浸润 线埋 深 最高 洪水 位 最小 干滩 长度 最小 安全 超高 洪 水 升 高 值 洪水 浸润 线埋 深 740 0735 040054731 82203 21 82 750 0744 050064739 93104 11 92 760 0754 050064749 53504 51 52 770 0763 060076757 84205 21 84 780 0773 060076767 74305 31 74 790 0783 060076777 74305 31 74 800 0 前 100m 按 2 计算 以后按 1 计算 2 793 060076787 64405 41 64 29 34 810 0803 060078797 64405 41 66 820 0813 060078807 44605 61 46 830 0823 060078817 54505 51 56 840 0834 050068829 23804 81 26 850 0844 050068839 33704 71 36 860 0855 0400510850 63404 40 68 870 0865 0400510860 83204 20 88 880 0876 0300410872 52503 50 58 884 0880 0300410876 82203 20 88 X 1 6 监测方法及报警 1 位移监测 巡测采样时间 18 分钟 单点采样时间 2 分钟 测量周期雨季 冬季每天一次 非雨季 冬季一周一次 系统故障率小于 5 防雷 电感应大于 1000V 系统工作电压为 220 1 10 V 但遇下列 情况时应增加测次 地震以后 变形量显著增大时 久雨或暴雨后 渗透情况显著变坏时 一级预警值 企业 水平方向上连续 5 天日平均位移速率超 过 1mm d 且位移方向基本一致 5 日累计位移超过 6mm 期间日平 均位移速率超过 0 5mm d 且方向一致并未见收敛 垂直方向上按水 平方向的 2 倍值控制 二级预警值 县级 水平方向上连续 5 天日平均位移速率超 过 1 5mm d 且位移方向基本一致 5 日累计位移超过 9mm 期间日 平均位移速率超过 0 8mm d 且方向一致并未见收敛 垂直方向上按 水平方向的 2 倍值控制 三级预警值 市级 水平方向上连续 5 天日平均位移速率超 30 34 过 2mm d 且位移方向基本一致 5 日累计位移超过 15mm 期间日 平均位移速率超过 1mm d 且方向一致并未见收敛 垂直方向上按水 平方向的 2 倍值控制 2 浸润线监测 将光纤光栅渗压传感器安装到浸润线观测孔内 通过测量测压 管内水压 计算出测压管内水位 根据埋入测压管的长度 最后计 算出该测量点浸润线距离坝表面的深度 巡测采样时间 24 分钟 单点采样时间 2 分钟 雨季测量周期 5 月 30 日 9 月 30 日 为 20 分钟 非汛期测量周期为 15 天 在线监测要设置预警显示 浸润线埋深小于正常运行埋深时 灯光变色报警 浸润线埋深小于洪水运行埋深时 警铃报警 堆积 坡比为 1 4 时 埋深调整系数为 1 5 堆积坡比为 1 5 时 埋深调整 系数为 1 2 浸润线控制参数见表 5 1 3 库水位监测 在线监测设备供应与安装单位必须按设计的正常运行水位 洪 水控制位及洪水上升幅度进行调试 采样时间 2 分钟 雨季测量周期 5 月 30 日 9 月 30 日 为 2 分钟 非汛期测量周期为 1 天 库内水位超过正常水