铁选厂某尾矿库可行性研究报告.doc

目 录第一章 总论51.1 建设单位简介51.2 建设项目概况51.3 项目建设的必要性61.4 可研编制依据61.5 可研编制的原则及范围9第二章 区域环境与库区地质条件112.1 自然生态环境112.2 社会经济环境概况142.3 库区地质条件16第三章 尾矿库库址选择223.1 尾矿库库址选择223.2 库址特点23第四章 尾矿库库容、等别及设计标准的确定234.1 尾矿相关基础资料244.2 尾矿库库容264.3 尾矿坝高度的确定284.4 尾矿库等别314.5 尾矿库设计标准的确定32第五章 尾矿输送系统335.1 尾矿输送方案335.2 水力计算335.3 压力输送34第六章 拟建尾矿库工程方案386.1 初期坝方案386.2 尾矿堆积坝406.3 防洪排水方案446.4 观测设施516.5 回水系统536.6 值班房及通讯、照明设施536.7 供配电方案54第七章 环境保护567.1 环境保护可研依据567.2 环境保护措施567.3 水土保持58第八章 安全专篇598.1 主要危险有害因素及防范对策措施598.2 库区安全及对下游影响分析628.3 初期坝和堆积坝的稳定性分析638.4 防洪排水设施安全可靠性分析658.5 动态监测和通讯、照明等配置的可靠性分析658.6 尾矿库安全管理66第九章 投资估算739.1 建设工期739.2 估算依据739.3 投资估算739.4 资金来源74第十章 效益分析7510.1 经济效益分析7510.2 社会效益分析75第十一章 结论及建议7611.1 库址及尾矿库形式7611.2 尾矿库的等别及标准7611.3 尾矿库主要工程方案7611.4 建议78附件：设计委托书附图序号图纸名称图号1图纸目录012尾矿库平面布置图023尾矿库面积、库容曲线图034尾矿库区纵剖面图045初期坝1-1、3-3、4-4剖面图056初期坝2-2剖面图067排水系统纵剖面图07第一章 总论1.1 建设单位简介*鑫裕铁选厂是一家民营合伙企业，住所在*，成立于2007年4月，同年4月20日由*工商行政管理局登记注册（注册号4103242900097），法定代表人：*。建设选矿厂规模为1000t/d，总投资为1200万元。主要从事钼、铁矿石的选矿加工和销售。劳动定员80人。拟建选矿厂的原则工艺流程为碎矿筛分磨矿分级浮选磁选。最终产品为钼精矿、铁精矿，尾矿通过输送系统输送至尾矿库堆存、澄清水返回再利用。1.2 建设项目概况1.2.1项目名称、地点及建设单位建设项目名称：*。建设地点：位置在*。建设单位：*。1.2.2工程性质及规模工程性质：尾矿库工程为新建工程，是该公司规模为1000t/d选矿厂的配套工程。工程规模：初期坝高为30m,尾矿库总坝高96m，总库容为178.11万m3，可储存尾矿量为124.68万m3。可满足1000t/d规模选矿厂7.3年排尾需要。工程造价：448.90万元。1.3 项目建设的必要性尾矿库是金属非金属矿山选矿厂不可缺少的配套设施。是维持矿山生产的重要环保和安全设施。为保护环境、保护资源、节约用水、维持矿山安全生产，国家规定：环保和安全设施必须与主题工程同时设计、同时施工和同时投入使用。该企业的选矿厂正在建设中，建设规模为1000t/d，建成投产后要排弃大量尾矿，为此需解决尾矿的堆存问题，必须建一座尾矿库以满足选厂建成投产后的生产排尾需要。1.4 可研编制依据1.4.1 法律、法规及有关规定（1）中华人民共和国安全生产法（2002.11.01）；（2）中华人民共和国劳动法（1995.01.01）；（3）中华人民共和国矿山安全法（1993.5.01）；（4）中华人民共和国环境保护法（1989.12.26）；（5）中华人民共和国水污染防治法（1996.05.01）；（6）中华人民共和国固体废物污染环境防治法（1996.04.01）；（7）中华人民共和国职业病防治法（2002.05.01）；（8）中华人民共和国水土保持法（1993.8）；（9）非煤矿矿山建设项目安全设施设计审查与竣工验收办法（国家局令第18号，2005.02.01）；（10）关于开展重大危险源监督管理工作的指导意见（安监管协调字200456号）；（11）关于加强建设项目安全设施“三同时”工作的通知（国发改投资20031346号）；（12）关于生产经营单位主要负责人、安全生产管理人员及其他从业人员安全生产培训考核工作的意见（安监管人字2002123号）；（13）特种作业人员安全技术培训考核管理办法(1999年7月12日国家经贸委主任令第13号)；（14）尾矿库安全监督管理规定（国家安监总局6号令，2006.06.01）；（15）安全生产许可证条例（国务院令第397号，2004.01.13）。1.4.2 技术标准（1）选矿厂尾矿设施设计规范（ZBJ1-90）；（2）尾矿库安全技术规程（AQ2006-2005）；（3）尾矿设施施工及验收规程（YS5418-95）；（4）冶金矿山尾矿设施管理规程（冶矿字第185号（90）；（5）岩土工程勘察规范（GB50021-2001）；（6）建筑地基基础设计规范（GB500072002）；（7）碾压式土石坝设计规范（SL2742001）；（8）碾压式土石坝施工规范（DL/T5129-2001）；（9）水工建筑物抗震设计规范（DL5073-2000）；（10）建筑抗震设计规范（GB500112001）；（11）水工混凝土结构设计规范(SL/T191-96)；（12）水工隧洞设计规范（SL2792002）；（13）防洪标准（GB50201-1994）；（14）污水综合排放标准（GB89781996）；（15）建筑设计防火规范（GB50016-2006）；（16）土工合成材料应用技术规范（GB5029098）；（17）生产过程安全卫生要求总则（GB12801-1991）；（18）企业职工伤亡事故分类（GB6441-1986）；（19）高处作业分级（GB3608-83）；（20）选矿安全规程（GB18182-2000）；（21）矿山安全标志（GB14161-1993）。1.4.3 技术资料（1）尾矿设施设计参考资料（冶金工业出版社）；（2）尾矿库安全技术与管理（田文旗、薛剑光主编，煤炭工业出版社，2006.8）；（3）某省中小流域设计暴雨洪水图集（某省水利勘测设计院 1984年10月编制）。1.4.4 项目委托书及基础资料（1）建设单位的设计委托书；（2）建设单位提供的1：1000库区地形图；（3）*鑫裕铁选厂某尾矿库场地岩土工程勘察报告（某省郑州地质工程勘察院.2008.4）；（4）建设单位提供的尾矿工艺资料等有关资料；（5）设计人员在建设项目现场调查收集到的有关资料。1.5 可研编制的原则及范围根据建设单位设计委托书的要求和国家关于尾矿库设计及管理方面的相关法律、法规及标准，结合企业提供的资料和现场踏察情况，对企业委托范围内的尾矿库工程进行可行性研究。1.5.1编制原则按照尾矿库设计的有关规范及标准和企业提供的有关资料，结合现场踏察的实际情况，在确保尾矿库安全的前提下充分利用沟内地形和筑坝材料，在满足生产需要的同时，以尽量节省投资为原则。充分体现工程与环境协调统一，适应可持续发展原则。（1）认真执行国家的有关法律、法规和标准；（2）坚持“安全第一，预防为主”的方针和关于建设项目“三同时”的规定；（3）认真贯彻环境保护法，保护环境，消除污染；（4）认真贯彻土地法、森林法、水资源法，少占农田和林地，节约用水，保护水资源；（5）从实际出发，因地制宜，就地取材，节省投资；（6）易于施工，管理维护方便，易于操作；（7）可研方案技术可行，经济合理，安全可靠，积极采用先进而实用的新工艺、新技术和新材料。1.5.2编制范围本可行性研究报告对拟建的尾矿库工程项目的设计和建设依据、建设条件及必要性进行了论述，对尾矿库的选址、初期坝和尾砂堆积坝、防洪排水设施、防渗排渗设施、观测设施、回水设施等，尾矿库洪水计算和尾矿坝稳定计算，尾矿输送、尾矿排放方式与筑坝工艺，尾矿库安全运行管理和环境保护，劳动定员、项目实施进度、投资估算及综合效益等方面进行了逐项分析和评述。为本建设工程项目的实施提供了可靠的、科学的设计依据。第二章 区域环境与库区地质条件2.1 自然生态环境2.1.1地理位置与交通*位于，具有得天独厚的优越的地理位置，地理坐标为东经 、北纬 之间。东与 毗邻，西与 接壤，南与 抵足，北与 摩肩。尾矿库区域？图2-1 尾矿库交通位置图拟建尾矿库位于*叫河乡东新科村前湖组的某，为一山谷型尾矿库。西北距卢氏县城60km，有S322省级公路相通。东距叫河乡约3km，东距*（某县）城43km，有S328省级公路相通。向东转北距洛阳235km，有洛阳某快速通道相通，交通运输条件较为便利。尾矿库交通位置见图2-1。2.1.2地形地貌*（某省某县）为典型的内陆深山县，北有熊耳山，南有伏牛山，中部为熊耳山的分支遏遇岭，三条山脉纵贯全境，将全县分割为南北两大沟川。某四面群山环抱，伏牛、熊耳两大山脉平亘县境东西，境西熊耳山支脉抱犊山自北而南险峰陡峭，构成“卢栾屏障”；境东伏牛山支脉杨山寨由南向北嵯峨迭障，自然形成“嵩栾藩篱”。地势西南高东北低，地貌起伏跌宕，境内海拔高差悬殊，海拔最高峰为伏牛山主峰鸡角尖2212.5m，最低点谭头汤营伊河出境水处450m，相对高差1762.5m。形成中山、低山和河谷三种类型。海拔1000m以上的中山区面积占全县总面积的49.4%，海拔1000m以下的低山区面积及河谷沟川面积占全县总面积的50.6%。沟叉交织，青山秀水，形成独特的自然地形地貌。拟建尾矿库位于*（某省某县）（某）县城西部山区，属中低山地貌，沟的方向为近北南展布，地势北高南低，沟谷断面形状呈“V”字形, 较宽处断面形状呈“U”字形，两岸山坡陡立,山岭起伏较大。2.1.3水文气象*（某省某县）横跨长江、黄河两大流域，地处亚热带与暖温带过渡区，北部属暖温带大陆性季风气候，南端地处北亚热带，年平均气温偏低。四季分明,昼夜温差较大；春季风多雨少，冷暖交替分明；夏季空气湿润，降雨量大；秋季温暖季短、霜期长；冬季寒冷干燥。由于境内高山峻岭，地形复杂，海拔高度落差大，形成许多不同的气候小区域。由当地气象站提供的气象资料：多年平均气温12.2，其中，一月气温最低，平均-0.8，最低绝对气温-19。七月气温最高，平均24.5，最高绝对气温42.2。年日照2103小时，年最大降水量1386.6mm（1964年），年最少降水量403.3mm（1987年），年均降水量862.8mm，24小时最大降水量128.8mm（1961年9月28日），雨季多集中在七、八、九三个月。年均蒸发量1514.7mm。十月至来年四月为降霜期，无霜期198天。十一月至来年二月为冰冻期。最大冻土深度为240mm。主导风向为西北风，最大风速20m/s，平均风速1.6m/s。全县境内有伊河、小河、明白河、淯河四大河流，分属黄河、长江水系。大小支流604条，河网密度0.59kmkm2。地表水年均径流量6.8亿m3。拟建尾矿库所在沟内平时无溪流，流水浸蚀较弱。向南出沟口与淯河交汇。淯河发源于三川镇的祖师庙村和冷水镇的南泥湖村，淯河水质良好，是（某省某县）境内四大河流之一，是老灌河在（某省某县）境内主要支流。老灌河穿过卢氏县境内转向南汇入丹江口水库，再进入汉江，属长江水系。2.1.4土壤植被项目区所在地为中山丘陵、石山混合区域，区域地势较高，地表淋溶作用强盛，可溶性盐类基本淋失，形成了微酸性的棕壤和山地褐土。区临深山沟谷地，土地肥力一般。项目区地处我国南北地理分界线北侧，也是黄河、长江两大水系的分水岭，气候温寒湿润，自然环境复杂，为各科植物种类繁衍生长提供了良好的生长场所。本区域不但是南北植物成分的交汇处，而且还有西南、华北、西北、东北的一些植物成分散生，所以本区植物种类相当丰富，全县有植物约422科，1936种。其中乔、灌木及木质藤本植物87科280种，草本植物40科158种，栽培植物26科86种，药用植物269科1402种。根据不同的海拔分布着五个不同的植物群落种类。区域生态环境较好，植物旺盛。项目所在沟谷两侧山坡植被茂密，乔灌木相间而生，植被覆盖率达85以上，乔木主要有针叶松、桦栎树、杨树、栗子树、刺槐等；灌木主要有荆条、鼠李、酸枣刺等；草类主要有野菊花、羊胡子草、猪耳朵草、猫耳朵草、狗尾巴草、黄、白蒿等；农作物主要以小麦、玉米为主，间种红薯、豆类和谷类作物。2.1.4动物调查（某省某县）区域野生动物组成比较复杂，以古北界动物占绝对优势，兼有东洋界的一些种类。本区域陆栖脊椎动物约150种，爬行类22种，鸟类78种，哺乳类42种。该区常见的野生动物有野鸡、野兔、蛇、松鼠、狼、猫头鹰、乌鸦等鸟类和兽类。2.2 社会经济环境概况（某省某县）位于豫西伏牛山区，东西长78.4km，南北宽57.2km，总面积2177km2。辖7个乡7个镇，209个行政村，1963个村民组，4个居委会，23个居民组，8.65万户，31.8万人，汉族人口占97.6，满、蒙、回等19个民族人口占2.4。全县山多地少，有名的山头达1.2万多个，人均耕地0.59亩，素有“九山半水半分田”之称。某矿藏资源丰富。已探明的钼、钨、铅、锌、金、铁、锰、铜、硫、萤石、石棉、水晶、重晶、冰洲石、油页岩等40多种，其中钼的储量206万t，居世界第三，亚洲第一，现在价值在1200亿元以上。钨的储量68万t，居全国第二。黄金的储量60.3t，铅锌储量30万t，铁储量6117万t，是全国30个重点产金县之一。其它矿藏储量均十分可观。某森林资源丰富，全县林地面积310万亩，其中（飞播造林105万亩，人工造林101万亩，原始森林104万亩），森林覆盖率83.3，名列某省第一，有“中原肺叶”之称。某旅游资源丰富。按国家制定的调查与评价体系，全国旅游资源分为8大类31个亚类155种基本类型，某有8大类26个亚类84种基本类型，分别占全国的100、83.9和54.2。某地处亚热带向暖温带过渡区，属暖温带大陆性季风气候，年均气温12.1，夏无酷暑，冬无严寒，有青山、老林、险峰、峻岭、幽谷、飞瀑、蓝天、白云、奇石、溶洞、温泉、翠竹、小桥、流水、人家，空气中负离子含量平均3万个cm3，最高达6万个cm3，被权威专家测定为中原空气最清洁的地方。某特产资源丰富。根茎类(天麻、首乌、柴胡、黄芩、党参等)、果实类(杏仁、山楂、五味子、枸杞子、连翘等)、花叶类(竹叶、二花、茵陈、野菊、辛荑等)、皮枝类(杜仲、桑枝、柳枝、椿皮、竹薷)、藤本树脂类(松香、桃胶、冬藤、木通、五倍子等)、菌藻类(猪苓、桑寄生、灵芝、银耳、马勃等)，中药材有1400多种，年产量500万kg以上，医药专家称之为“豫西天然药库”，有“一步三棵药”之美誉。木耳、香菇、猴头、鹿茸、核桃、板栗、柿子、蜂蜜等100多种土特产享誉全国，产品远销欧洲和东南亚各国。叫河乡位于（某省某县）城西南部，伏牛山区淯河流域。辖15个行政村，125个村民组，307个自然村。东与陶湾相连，西与卢氏毗邻，南与西峡接壤，北与三川靠依。经济林发展速度快。主要有核桃树10.4万株，年产量120吨，山萸肉90万株，年产量42吨。土特品样多质高，香菇、木耳、板栗、生漆、蜂蜜、鹿茸、拳菜、银吉等，尽是稀见之物，分布山沟角落。盛产中药材。天然和人工种植的中药材主要是山萸肉、天麻、连翘、二花、苍莆、柴胡、苍术、桔梗、茯苓、朱苓、党参、血参等享有盛名。叫河乡农业生产季节短，老百姓利用空闲出外搞副业，一年外出务工的人约4200余人，净收入1260余万元，人均3000元。矿产资源丰富，根据有关地质勘探表明，桦树坪村上房沟有矿藏4000万吨铁矿；该村竹元、碾道有贮量3吨以上金矿；马阴村有铅锌；银洞沟有银矿和铜矿等。2.3 库区地质条件从2008年4月由某省郑州地质工程勘察院进行了尾矿库区工程地质勘察工作，编制了*尾矿库场地岩土工程勘察报告主要内容如下： 2.3.1工程地质2.3.1.1区域地质构造拟建尾矿库区内无大的断裂通过，岩体分布有小的闭合高角度裂隙，岩石裂隙频率35/m2。拟建尾矿库区基岩大面积出露，主要为片麻岩、花岗岩、安山岩，第四系分布于沟谷表面。表层主要为碎石土、变质岩等残坡积层覆盖。2.3.1.2水文地质条件本区山高林密，最高峰海拔1285m，沟谷纵横，多呈近南北展布，一般山坡坡度4060。山间乔灌木相间而生，植被茂密。本区域地处中纬度暖温带，属大陆性季风气候，冬长夏短，四季分明。本区域地处长江、黄河两大流域交汇处，亚热带向暖温带过渡区。本区地下水类型主要为裂隙水和松散地层的孔隙水潜水，水文地质条件为简单中等类型。水质分析试验可知，本区地下水对砼无腐蚀性，对钢筋无腐蚀性。2.3.1.3地层结构该沟为中生代形成的自然山谷，切割较深，表层为新近形成的碎石土覆盖层。据其形成时代成因、地层结构及物理力学特征的差异，将勘探范围内地层分为三个工程地质层。兹分述如下： 工程地质层（Q4e1+d1）：残坡积碎石土，以青灰和深灰色为主，中密，稍湿，低压缩性。含有粘土和基岩碎块，碎石含量在3070%，粒径在465cm。该层分布不均匀，局部缺失。工程地质层（Pt）：强风化片麻岩，以灰褐色为主，主要分布在沟壁沟底表层，中等风化。主要成分为长石、石英和云母等矿物。地层可能受断裂和扭曲影响，局部呈大块状或全风化成碎石。工程地质层（Pt）：中风化片麻岩，以灰褐色为主，微风化，主要成分为长石、石英和云母等矿物。局部岩石风化较严重，呈大块状或全风化成碎石。该层岩石厚度大，分布广，可作为坝基持力层。2.3.1.4库岸的稳定性及不良地质现象经地质调查，库区内未发现新近活动断裂，未发现滑坡、崩裂、泥石流、采空区等地质灾害和暗浜、暗塘等不利埋藏物。尾矿库区内有几个小型崩塌体，面积约200m2。其成因为：在库区两侧存在较多突出的基岩，且局部风化、破碎较严重，逐渐发展为连续的分离面，在诱发条件下，将有崩塌的可能。施工时应请除。2.3.2地震效应及冻土深度2.3.2.1地震基本烈度根据国家建筑抗震设计规范（GB50011-2001）和中国地震动参数区划图（GB18306-2001）的划分，该区抗震设防烈度为6度地区，设计地震分组为第一组，地震动峰值加速度值为0.05g，动反应谱特征周期值为0.25s。2.3.2.2场地土类型和建筑场地类别根据水工建筑物抗震设计规范（DL5073-2000）第3.1.1条和第3.1.2条之规定，判定场地土类型为坚硬场地土，结合区域地质资料，本场地属I类建筑场地。2.3.2.3地基均匀性本场地地层层面、高程起伏较大，层面坡度大于10%，判定该地基为不均匀地基。2.3.2.4场地冻土深度根据中国季节性冻深标准冻深线图，拟建库区标准冻深小于60cm。2.3.3坝址区岩土工程地质条件评价2.3.3.1承载力的确定承载力的确定根据区域地质和物理力学指标等结果综合确定。各地层地基承载力特征值见下表：承载力特征值表工程地质层编号第层第层第层承载力特征值fak（KPa）8035012002.3.3.2坝基稳定性分析及处理措施坝址两侧覆盖层厚度不一，其表层第和工程地质层不均匀，力学性质差，局部地方基岩直接出露，故场地土分布不均匀。第工程地质层为中风化基岩，是较弱的透水通道，且分布稳定，承载力高，变形小，是坝基理想的持力层。建议将第和层清除，以第工程地质层作为持力层。在坝基开挖时，必须清除上部腐殖土、树根、乱石和强风化岩石，清基要彻底，坝基础应做在中风化、弱风化的新鲜基岩上，形成嵌岩结构。2.3.3.3坝肩的稳定性分析及处理措施坝肩边坡的稳定性：坝肩自然边坡坡度为1：0.51：0.9，为非稳定边坡，设计和施工时应削好坡。坝肩的渗透稳定性：与坝肩接触部位，第和层为碎石土和强风化岩石，分布有孔隙性潜水，应将其清除。第层中风化基岩可不考虑渗透问题。局部可能因扭曲变形成裂隙造成渗水，设计和施工时应注意。2.3.4泄洪管线工程地质评价泄洪管线经过的工程地质层为第、和工程地质层，其表层第和工程地质层压缩性较大，不均匀，不易为持力层。第工程地质层为中风化基岩，是较弱的透水通道，且分布稳定，承载力高，变形小，是泄洪管线良好的持力层。施工时应注意第层局部是否风化较严重，如有异常情况应通知勘察或施工单位进行施工验槽。2.3.5建筑材料2.3.5.1石料拟建尾矿库为堆石坝，库区内为片麻岩，风化较严重，不易做为筑坝材料。经现场踏勘，库区外就为花岗岩和安山岩。依据规范和岩性指标分析，可作为筑坝材料。筑坝石料应为一般坚硬的花岗岩、安山岩、正长岩、辉长岩、闪长岩、斑岩、辉绿岩、石英岩、硅质灰岩、密度大的灰岩等。 石料的极限抗压强度一般要求不小于400kg/cm2；石料的块度原则上介于200550mm，堆石中小于20mm颗粒含量不大于5%；堆石孔隙率为n35%；软化系数不低于0.80.9；莫氏硬度不低于3。筑坝石料坚硬，开挖困难，需爆破开挖，爆破后为块状，使用前须进行筛选，以确保级配效果。石料制取和运输过程中受场地限制，开采施工时应注意安全。2.3.5.2卵石、砂料尾矿库坝址附近淯河和老灌河滩地有卵石和砂料分布，可以满足本工程建设使用。2.3.6结论及建议2.3.6.1库区属中低山地貌，沟谷多呈近南北展布，切割较深，一般地形坡度为4060，沟谷呈U字形，两岸谷坡陡立，植被茂密。沟底宽12.050.0m，沟顶宽100200m，沟深4060m。自然边坡坡度为1：0.451：0.9。2.3.6.2拟建坝址坝肩自然边坡坡度为1：0.51：0.9，为非稳定边坡，设计和施工时应削好坡。2.3.6.3坝址区有残坡积碎石土和强风化岩，建议将其进行清除，以第层中风化岩做为持力层。2.3.6.4建议泄洪管线基础落在第中风化岩上。2.3.6.5筑坝材料在制取和施工时，应进行现场石料质量的检验和测定。以防止不符合要求的石料用于工程。2.3.6.6本区地下水类别主要为裂隙水和松散地层的裂隙性潜水。水质分析试验可知，本区地下水对砼无腐蚀性，对钢筋无腐蚀性。2.3.6.7该区的抗震设防烈度为6度，地震动峰值加速度值为0.05g，动反应谱特征周期值为0.25s。本场地属I类建筑场地。2.3.6.8施工前，应清除坝址区及筑坝材料地表植被和表层覆盖物。2.3.6.9建议建设单位会同设计单位、勘察单位、监理单位、施工单位进行必要的施工验槽。第三章 尾矿库库址选择3.1 尾矿库库址选择 3.1.1 库址选择的原则 尾矿库库址的选择在很大程度上决定尾矿设施基建和经营费用的大小以及管理工程的繁简程度。依据尾矿库安全技术规程（AQ2006-2005）的第5.2.1条之规定，在选择尾矿库时应综合考虑下列原则：1）不宜位于工矿企业、大型水源地、水产基地和大型居民区的上游；2）不应位于全国和省重点保护名胜古迹的上游；3）应避开地质构造复杂、不良地质现象严重区域；4）不宜位于有开采价值的矿床上面；5）汇水面积小，有足够的库容和初、中期库长。3.1.2 库址的选择经过企业有关人员和设计人员的多处寻找和方案比较论证，该企业选厂场址已定，选厂正在建设中，最后确定在*建设尾矿库，选厂附近也没有比该沟更合适的库址，选厂与尾矿库库址的直线距离约1km。经过对建设项目现场进行踏察，结合1：1000库区地形图对拟建库址描述如下：拟建尾矿库某库址，沟长约1.3km，沟的方向为近北南展布，地势北高南低，沟谷断面形状呈“V”字形, 较宽处断面形状呈“U”字形，两岸山坡陡立, 植被茂密。初期坝坝址以上沟长达1.11km，沟谷纵向平均坡降为16左右，沟底宽窄变化较大为1050m，沟顶宽100200m，沟深5070m。沟内三面环山，库区沟内有少量耕地，没有住户。汇水面积为0.42km2，尾矿压力输送，适合建设山谷型尾矿库。选厂附近没有比此沟更合适的。经综合比较，推荐某为拟建尾矿库库址。3.2 库址特点该尾矿库库区无乱采、滥挖现象，也未发现坍塌、滑坡、泥石流等现象。库区植被茂密，两岸山体稳定，发生滑坡的可能性很小。库区上游三面环山，植被发育，沟内没有居民住户,有少量耕地。沟口西侧有10余户居民住房，东侧有1户居民住房，其中靠近沟底居民住户须动迁，动迁户少。库区及其附近无重点文物保护点和风景名胜区。适合建设山谷型尾矿库。1）拟建尾矿库与选厂距离较近，尾矿输送需采用压力输送方式；2）初期坝坝址处沟谷较窄，初期坝建设费用相对较低；3）汇水面积较小；4）沟口较窄，需建较高的初期坝，才能满足初期库容要求；5）沟底坡降较缓，调洪库容较大，排洪构筑物工程量较小；6）沟底坡降缓，容易形成规模库容；7）库区内沟谷较宽，尾矿堆积上升速率较慢，有利于坝体稳定。第四章 尾矿库库容、等别及设计标准的确定4.1 尾矿相关基础资料4.1.1尾矿相关指标该公司拟建的选厂生产规模为1000t/d，生产工艺为破碎筛分磨矿分级选别产品处理，最终产品为铁精矿、钼精矿，废弃尾矿输送至尾矿库澄清、堆存。选矿方法为浮选和磁选，相关资料如下：选厂生产规模：1000t/d；工作制度：300天/年，3班/天，8小时/班；磨矿细度：-200目占65%；尾矿产率：85% ；尾矿比重：2.8t/m3；尾矿堆积干容重：1.5t/m3；尾矿排放矿浆浓度：30%；尾矿矿浆水固比：2.33；尾矿矿浆稠度（固液比）：0.43；排尾量：850t/d，25.5万t/a（17万m3/a）；日排尾矿浆体积：2284.29m3/d；选厂排尾矿出口标高：1058.7m；需尾矿库服务年限：78年。4.1.2尾矿的物理力学性质该选厂磨矿细度为-200目占65%，方案确定该尾矿库尾砂堆积坝采用冲积筑坝法，参照同类尾矿库采用冲积筑坝法后，坝体尾矿粒度0.074mm级别含量均大于50%，则该尾矿库坝体尾矿砂为尾粉砂，坝体尾矿颗粒平均粒径为0.074mm。尾矿真比重：2.8t/m3；尾矿堆积干容重：1.5t/m3；孔隙比为e=0.9；内摩擦角为=30；凝聚力C=9.8KPa；压缩系数a=1.610-4；渗透系数k=3.7510-4cm/s。4.1.3 尾砂冲积坡度计算i=0.1C1/3(d50VB/Q)1/6式中：i尾砂平均冲积坡度； d50尾砂中值粒径，0.000074m； C矿将稠度（固液比），0.43； V尾矿不冲流速，一般取0.150.3m/s；B冲击宽度（可取放矿宽度），10m；Q矿浆流量，2284.29m3/d=0.026m3/s； 经计算，i=0.033%，取i=3%。4.1.4尾矿澄清距离计算在尾矿放矿水力冲积过程中，细粒尾矿需在水中停留一定时间沉淀而澄清尾矿水，其澄清距离包括水下沉积坡水平投影距离和水下沟底水平投影距离：L=L1+L2L1=0.03h(Vt/uc)2L2=H/I式中：L澄清距离，m；L1水下沉积坡水平投影距离，m；h滩上水流厚度，m（取0.08）Vt滩上水流流速，m/s（取0.15）uc沉积颗粒平均粒径的沉降速度，m/s（取1.510-3）L2水下沟底水平投影距离，mH澄清水深，m（取1.0m）I沟底坡度，（取0.13）计算得：L1=24m， L2=7.7m，L=31.7m。4.2 尾矿库库容4.2.1 所需库容尾矿库所需库容是根据选矿厂生产规模及使用年限计算的。其所需总库容计算公式如下：VWN /(r)25.57/(1.50.7)170.00万m3式中： V所需的尾矿库总库容，m3；W选矿厂年排出的尾矿量，25.5万t/a；N设计尾矿库服务年限，7年；r尾矿平均堆积干容重，1.5t/m3；尾矿库的终期库容利用系数，0.7。计算结果：选厂生产半年,排出的尾矿量为12.75万t/a（约合8.5万m3），利用系数按0.44计，所需几何库容为19.32万m3。选厂生产7年，排出的尾矿量为119.0万m3，利用系数按0.7计，所需几何库容为170.00万m3。4.2.2几何库容计算依据业主提供的1：1000尾矿库区地形图并利用求积仪进行计算，其计算库容结果如下表：表41 几何库容计算结果等高线标高(m)等高线面积(m2)相邻两等高线面积平均值(m2)相邻两等高线间的高差(m)相邻两等高线间的容积(m3)累计库容积（m3）11100650532500111513003250225051125011203200145004850524250112565003875082005410001130990079750110005550001135121001347501250056250011401290019725013360566800114513820264050148355741751150158503382251701258506011551817542328519337596685116020500519970211855105925116521870625895225555112775117023240738670240925120460117524945859130等高线标高(m)等高线面积(m2)相邻两等高线面积平均值(m2)相邻两等高线间的高差(m)相邻两等高线间的容积(m3)累计库容积（m3）11752494525797512898585913011802665098811527430513715011852821011252652899051449501190297701270215305275152635119531285142285032042516021012003280015830603300061980001206332001781060由上表绘制的库容曲线可知，尾矿堆积标高1206.00m时，库容为178.11万m3，已大于服务年限所需库容170.00万m3。故本次可研方案确定尾矿最大堆积标高为1206.00m，总库容为178.11万m3，利用系数按0.7计，有效库容124.68万m3，可服务年限约7.3年。4.3 尾矿坝高度的确定4.3.1初期坝高的确定依据选矿厂尾矿设施设计规范（ZBJ1-90）第3.1.3条之规定，初期坝坝高的确定应满足下列要求：1）贮存选矿厂投产后半年以上的尾矿量；2）澄清尾矿水；3）调蓄洪水；4）利用尾矿库调蓄生产供水时，贮存所需的调蓄水量。根据前面几何库容计算结果，结合现场地形，该沟谷较宽，选矿厂投产后半年的尾矿量为12.75万t/a（约合8.5万m3），利用系数按0.44计，所需几何库容为19.32万m3。通过尾矿库平面布置地形图和尾矿库库容面积曲线图，查得对应初期坝高度为30m，坝顶标高为1140.00m，几何库容为19.73万m3，大于所需几何库容19.32万m3。有效利用系数按0.44计，有效库容为8.68万m3，可堆存尾矿13.02万t，可满足选厂0.51年排尾需要，且同时满足其它条件，因此确定初期坝高为30m。初期坝高度，按四等库防洪标准计算。验算如下：1）澄清距离：在正常生产过程中控制水位时，澄清水深最大为1.0m，则尾砂面上的水平距离为1.0/0.03=33.3m，沟底坡度按13%计算，沟底上的水面距离为1.0/0.13=7.7m，共计澄清距离为41m31.7m，满足计算的澄清距离的要求。2）调洪水深：初期坝顶标高为1140.00m，库长为225m，确定尾矿库控制水位标高为1135.50m，其高差为4.5m；在保证最高洪水水位时的最小干滩长度40m的前提下，则最小安全超高1.2m0.4m，留有3.3m用作调洪水深，根据调洪计算所需调洪水深为2.1m3.3m,满足要求。3）最小干滩长度：在初期坝顶标高为1140.00m时，库长为225m，确定尾矿库控制水位标高为1135.50m，其高差为4.5m；在保证最小安全超高0.4m，调洪水深2.1m的前提下，最高洪水水位时干滩长度为66.7m40m,满足规范要求的最小干滩长度要求。初期坝坝顶标高为1140.00m，能够满足以上条件，故确定初期坝顶标高为1140.00m，初期坝轴线处坝底标高为1110.00m，坝高为30m合理。4.3.2 尾砂堆积坝高的确定最终堆积坝坝顶高度依据地形特点，在同时满足最小干滩长度和最小安全超高、调洪水深和调洪库容、澄清水深和澄清距离等条件来确定。通过尾矿库平面布置地形图和尾矿库库容面积曲线图，查得最终堆积坝坝顶标高1206.00m，几何库容为178.11万m3，已大于服务年限所需库容170.00万m3。故本次可研方案依据地形特点和库容曲线图，确定最终堆积坝顶标高为1206.00m, 最终堆积坝高66m，总坝高96m，几何库容为178.11万m3，尾矿库可满足选厂7.3年的排尾需要。尾矿堆积坝高度按三等库标准验算如下：1）澄清距离：在控制水位时，澄清水深最大1.0m，则尾砂面上的水平距离为1.0/0.03=33.3m，沟底坡度按16%计算，沟底的水平面水平距离为1.0/0.16=6.3m，共计澄清距离为39.6m31.7m,符合计算的澄清距离的要求。2）调洪水深：确定最终堆积坝顶标高为1206.00m, 库长达350m，尾矿水控制水位标高为1198.00m，其高差8.0m；在保证最小安全超高0.7m、最高洪水位时的最小干滩长度70m的前提下，安全超高2.1m0.7m，则留有5.9m可作为调洪水深，根据调洪计算所需调洪水深4.0m5.9m，满足要求。3）最小干滩长度：终期坝顶标高1206.00m时，库长达350m，控制水位标高为1198.00m，其高差8.0m；在满足最小安全超高0.7m，调洪水深4.0m，最高洪水位时的干滩长度为110m（此时安全超高3.3m），大于规范要求的最小干滩长度70m之要求。最终堆积坝坝顶标高定为1206.00m时，满足以上条件，故确定最终堆积坝坝顶标高为1206.00m，堆积坝坝高66m，总坝高96m。几何库容为178.11万m3。4.4 尾矿库等别根据选矿厂尾矿设施设计规范和尾矿库安全技术规程规定的尾矿库等别划分标准确定该尾矿库等别，尾矿库等别划分标准见表4-2。表4-2 尾矿库等别划分标准表 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二三四五V100001000V10000100V1000V100H10060H10030H60H30注：全库容与坝高两者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。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，其设计等别提高一等。将上述确定的尾矿库总库容、坝高等参数与划分标准进行对照，尾矿库等别的确定除与总坝高和总库容有关外，还与尾矿库一旦失事影响下游居民和设施程度有关。确定尾矿库总坝高96m（为三等库），几何库容为178.11万m3（为四等库），库区下游附近没有规范规定的重要设施，有较大的减灾空间，尾矿库一旦失事不会造成重大人员伤亡和财产损失。所以依据上述标准及规定，“全库容与坝高两者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”，故界定该尾矿库为三等库。4.5 尾矿库设计标准的确定根据选矿厂尾矿设施设计规范和尾矿库安全技术规程的规定和标准确定尾矿库设计标准，尾矿库按等别划分的有关标准见表4-3。表4-3 尾矿库相关标准尾矿库等别一二三四五最小安全超高m1.51.00.70.50.4最小干滩长度m150100705040主要构筑物等级12345防洪标准设计1002005010030502030校核10002000500100020050010020050100坝坡稳定系数正常运行1.31.251.21.151.15洪水运行1.21.151.11.051.05特珠运行1.11.051.051.01.0本次可研方案确定该尾矿库等别为三等尾矿库。尾矿库总坝高96m，总库容为178.11万m3，使用年限7.3年，所以根据上述标准综合确定该尾矿库的主要构筑物等级为3级。防洪标准初期按洪水频率为1%（100年一遇洪水重现期）设防，中、后期按洪水频率为0.50.33%（200300年一遇洪水重现期）设防。尾矿库最小干滩长度70m且安全超高不小于0.7m。三级尾矿坝抗滑稳定最小安全系数在正常运行条件下（正常库水位）K1.2，洪水运行（最高洪水位）K1.1,特殊运行K1.05。该区的抗震设防烈度为6度，地震加速度值为0.05g。第五章 尾矿输送系统5.1 尾矿输送方案根据矿方提供的资料及建议，结合实际地形条件，经过方案比较，尾矿输送系统确定为压力输送方案，尾矿浆从选厂用砂泵扬送至尾矿库。该公司选厂位于新东科村，两地距离约1000m。尾矿出口标高为1058.70m，初期坝顶标高为1140.00m，后期最终堆积坝标高为1206.00m；尾矿比重为2.8，平均粒径0.074mm，重量浓度30%，矿浆流量为95.18m3/h =0.026m3/s。5.2 水力计算5.2.1临界管径的确定Dl=0.0626Qk/（rg-1）u1/3Pv1/60.43Qk=kw（1/rgm） （单位：m3/h）Dl临界管径，m；Qk矿浆流量，m3/s，0.02340.029m3/s；K矿浆流量的波动系数，0.91.1；W干尾矿量，35.42t/h；m矿浆水固比，2.33；rg尾矿比重，2.8；u尾矿d50颗粒的自由沉降速度，0.003m/s；P矿浆重量浓度，30%；rk矿浆比重，1.233；Pv矿浆体积浓度，0.13；经查表计算得临界管径为Dl=0.157或0.165m。5.2.2水力坡降的确定I=KrkI0式中 I输送矿浆的水力坡降，m水柱/m；K安全系数， 1.15；rk矿浆比重，1.233；I0输送与矿浆流速相等的清水的水力坡降，m水柱/m。I0=0.006vj2/gDj1.33Dj计算管径，m，0.157、0.165；vj计算流速，m/s，2.0；I0=0.029或0.027。经计算结果，水力坡降I=0.04或0.038。5.3 压力输送5.3.1砂泵选择5.3.1.1输送矿浆所需的总扬程矿浆泵的总扬程应大于输送矿浆所需的总扬程。矿浆流量为95.18m3/h，输送矿浆所需的总扬程按下式计算：Pk=9.8Hk/s+Lik+Pj+Pn+Pz 式中：Pk输送矿浆所需的总扬程(kPa)；H提升矿浆的几何高度(m)；147.30k矿浆的密度(kg/m3)；1.2331000s水的密度(kg/m3)；1000L管道长度(m)；1200ik管道沿程摩阻损失(kPa/m)；0.39Pj管道局部摩阻损失(kPa)；35Pn泵站内管道零件的摩阻损失(kPa)， 2030kPa；Pz所需的剩余压力（kPa），每个排出口可取2030kPa；经计算，输送矿浆所需的总扬程为Pk=2332.88kPa（238.05m）。5.3.1.2矿浆泵的总扬程及砂泵的选择选用100/80ZB-ZG渣浆泵，每台泵清水扬程为1168.16kPa（119.2m）。离心式矿浆泵的总扬程按下式计算：Pb=Psk/skpkm Pb矿浆泵输送矿浆时的总扬程(kPa)；Ps矿浆泵的清水扬程(kPa)；1168.16kPa（119.2m）kp矿浆泵输