某某地区尾矿库扩容改造工程可行性研究报告

- 目 录 第一章 概述 . 1 业简介 . 1 目概况 . 1 研编制的依据 . 2 研编制的原则及范围 . 4 然生态环境 . 6 会经济环境概况 . 10 区工程地质条件 . 10 第二章 尾矿库原设计内容及现状简述 . 28 矿库原设计内容简介 . 28 矿库现状 . 30 容改造的必要性 . 34 第三章 尾矿库库容、等别及设计标准 . 36 矿相关基础资料 . 36 矿库扩容量 . 37 矿坝高度的确定 . 39 矿库等别 . 40 矿库设计标准 . 41 第四章 尾矿输送系统 . 43 第五章 尾矿 库扩容改造工程设计 . 44 期坝 . 44 已有尾砂堆积坝加高 . 44 洪排水系统 . 46 测设施 . 52 水系统 . 54 班房及通讯、照明设施 . 54 - 第六章 环境保护 . 56 境保护设计依据 . 56 境保护措施 . 56 土 保持 . 58 第七章 安全专篇 . 60 要危险有害因素及防范对策措施 . 60 区安全及对下游影响分析 . 64 矿坝稳定性分析 . 65 洪排水设施安全可靠性分析 . 67 态监测和通讯、照明等配置的可靠性分析 . 67 矿库安全管理 . 68 第八章 施工要求 . 79 体要求 . 79 要设施施工顺序 . 79 要设施施工要求 . 80 工安全对策措施 . 84 第九章 投资概算 . 87 制说明 . 87 制依据 . 87 程概算 . 87 第一章 概述 业简介 有限公司位于栾川县潭头镇东北约 3一家由国营企业（）转制而成立的股份有限公司，该企业选矿厂自 1991年建成投产以来，生产规模由100t/00t/d，生产配套工程尾矿库、水源系统也随之进行了相应的完善。选厂位于矿部的东北侧，尾矿库址位于选矿厂西北约 200 目概况 点及建设单位 建设项目名称： 有限公司桃李沟 尾矿库扩容改造工程 。 建设地点：位置在 栾川县潭头镇纸房村的桃李沟 。 建设单位： 有限公司 。 尾矿库址东南距选矿厂约 200m，尾矿库上游是选厂供水水源地（小水库），下游是尾矿坝，是一个尾矿库和水源地相结合的复杂综合性工程。 根据业主提供的有关资料及尾矿库现状地形图：原设计尾矿初期坝底标高 期坝坝顶标高 矿堆积标高 库容量 103 1042001年 10月由冶金部长春黄金设计院对原尾矿坝进行了增容扩建设计，将尾矿堆积坝的标高增高至 加有效库容 67 104对尾矿库另一侧的拦水坝进行了加高设计。目前根据测量资料，该尾矿堆 积坝标高已超过 经超出了设计标高，总库容量已全部利用，需对尾矿坝进行扩容改造设计。 研编制的依据 律、法规及有关规定 （ 1）中华人民共和国安全生产法（ （ 2）中华人民共和国矿山安全法（ （ 3）中华人民共和国矿山安全法实施条例（ （ 4）中华人民共和国环境保护法（ （ 5）中华人民共和国水污染防治法（ （ 6）中华人民共和国固体废物 污染环境防治法（ （ 7）中华人民共和国职业病防治法（ （ 8） 中华人民共和国水土保持法 （ （ 9）安全生产许可证条例（国务院令第 397号， （ 10）非煤矿矿山企业安全生产许可证实施办法（国家 安监 局令第 9号， （ 11） 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）； （ 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） 矿山特种作业人员安全操作资格考核规定 (劳动部 199635号 )； （ 14）尾矿库安全监督管理规定（国家安监总局第 6号令， （ 15）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 安监 局令第 18号， 术标准 （ 1） 选矿厂尾矿设施设计规范 （ （ 2）尾矿库安全技术规程（ （ 3） 尾矿设施施工及验收规程（ （ 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 （ ； （ 6） 上游法尾矿堆积坝 工程地质勘察规程 （ ； （ 7）建筑地基基础设计规范（ 2002）； （ 8） 碾压式土石坝设计规范（ 2001）； （ 9） 碾压式土石坝施工规范（ 5129 （ 10）水工建筑物抗震设计规范 （ ； （ 11）建筑抗震设计规范（ 2001）； （ 12） 水工混凝土结构设计规范 (191 （ 13） 水工隧洞设计规范（ 2002）； （ 14） 防洪标准（ （ 15） 污水综合排放标准（ 1996）； （ 16） 建筑设计防火规范（ （ 17） 土工合成材料应用技术规范 （ 98）； （ 18）生产过程安全卫生要求总则 （ （ 19）企业职工伤亡事故分类（ （ 20）矿山安全标志（ 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， （ 3）河南省中小流域设计暴雨洪水图集（河南省水利勘测设计院 1984年 10月编制）。 目委托书及基础资料 （ 1）企业的设计委托书； （ 2）河南省尾矿设施设计说明书 （ 工 程 代 号 初 575（ 冶金工业部长春黄金设计院 0）； （ 3） 有限公司桃李沟 尾矿库安全评价报告 （ 中非地质工程勘察研究院 7）； （ 4）企业提供的 1： 1000 和 1： 2000 库 区现状地形图以及 1： 500 的尾矿坝纵剖面图； （ 5） 桃李沟 尾矿库扩容改造岩土工程勘察报告 （ 河南省郑州地质工程勘察院 （ 6）企业提供的 其他 有关资料； （ 7）设计人员在建设项目现场调查收集到的有关资料。 研编制 的原则及范围 根据企业设计委托书 的 要求和国家关于尾矿库设计及安全管理方面的相关法规及标准，对企业委托范围内的该企业尾矿库扩容改造工程 进 行可行性研究 。 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） 体现 工程技术可行，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。 围 本报告对尾矿库扩容改造工程的设计和建设依据、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，尾矿排放与筑坝，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。为本建设项目的实施 提供可靠的、科学的设计和建设依据。 然生态环境 栾川县位于豫西伏牛山区，具有得天独厚的优越的地理位置，地理坐标为东经 111 11 112 01、北纬 33 39 34 11之间。东与嵩县毗邻，西与卢氏接壤，南与西峡抵足，北与洛宁摩肩。 潭头镇位于栾川县东北部，西邻秋扒乡，南连合峪、庙子、赤土店三乡镇，东依嵩县，北毗洛宁县，总面积 277 潭头镇交通便利。旧祖路、卢潭路横穿全境。南距县城 65东 北距洛阳市 120镇 26 个行政村全部实施村村通工程，村级道路状况得到极大改善，水、电、通讯等基础设施发达。 项目区 位于栾川 县潭头镇纸房村的桃李沟内，为一山谷型尾矿库。西南距潭头镇 街约 3距栾川县城 65 东转北有 阳 栾川快速通道）可达洛阳市， 交通运输较为便利。尾矿库 交通位置见图 1 图 1尾矿库交通位置图 栾川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。 栾川四面群山环抱，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 低点谭头镇汤营村伊河出境水处 450m，相对高差 成中山、低山和河谷三种类型。海拔 1000海拔 1000沟叉交织，形成独特的自然地形地貌。 项目区位于栾川县县城北部的中低山区，属中低山地貌。区内山势陡峻，地形起伏较大，切割较为强烈，沟谷两岸山坡多处岩石 裸露。沟的方向为近西北 东南展布，地势西北高东南低，沟谷断面形状呈“ v”字形 ,沟谷狭长，山岭起伏较大。两岸山坡 以 杂草灌木为主，乔木稀少，有少量次生林，植被较为茂盛。 栾川县横跨长江、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 ， 其中，一月气温最低，平均 ，最低绝对气温 。七月气温最高，平均 ，最高绝对气温 。年日照 2103小时，年最大降水量 1964年），年最少降水量 1987年），年均降水量 24小时最大降水量 1961年 9 月 28日）， 雨季多集中在七、八、九三个月。 年均蒸发量 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 240导风向为西北风，最大风速 20m/s，平均风速 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 表水年均径流量 项目所在沟内水系不甚发育，沟谷地表水流受降水影响较大。库区下游河流为季节性河流，主要为山区沟谷溪水汇聚而成，流量具有季节性特点，以夏季雨后流量较大，冬季明显变小。该溪流向南流入小河， 小河发源于白土乡铁岭村的庙子沟，在遏遇岭与熊耳山之间曲折向东，经白土、狮子庙、秋扒乡，在潭头镇垢峪村的小河口汇入伊河，干流总长 44域面积 660区内河流属黄河水系。 项目区所在地为中低山、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。谷底土地肥力较差。 项目所在沟谷两侧山坡植被较好，乔灌木相间而生，植被覆盖率达 50以上，植被以灌木为主，乔木稀少，灌木主要有荆条、鼠李、槐树等；乔木稀少有桦栎树、杨树等；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。 本区域陆栖脊椎动物约 150种，爬行 类 22种，鸟类 78种，哺乳类 420 种。常见的野生动物有野鸡、野兔、蛇、松鼠、狼、猫头鹰、乌鸦、燕子等鸟类和兽类。 会经济环境概况 栾川县位于豫西伏牛山区，东西长 北宽 面积2177 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， 族人口占 满、蒙、回等19个民族人口占 全县山多地少，有名的山头达 均耕地 有“九山半水半分田”之称。 潭头镇 位于栾川县北部。辖 26个行政 村， 223个村民组， 地面积 动力资源充足。 2008年 9月升格为栾川县钨钼精深加工产业集聚区。 2007年底，潭头镇实现民营经济总产值 收 2562万元，财政收入 1429万元。 主导产业历史上以农业为主，改革开放以后，工矿业、旅游业和商贸业等主导产业兴起并逐渐繁荣，矿产资源主要有金、铁、油页岩等。农耕村酒、红薯粉条、柿子醋等农林土特产品种类繁多。 区工程地质条件 2008年 11月由河南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， 2008年 12 月 3日编制 了桃李沟 尾矿库扩容改造岩土工程勘察报告 ，主要内容摘录如下： 库区内的出露地层主要为：第四系地层（包括第四系残坡积覆盖层和库区尾矿砂）、震旦系下统高山河组和下元古界上熊耳群，现由老至新分述1 如下，库区尾矿砂将在后面着重论述。 1）下元古界上熊耳群安山玢岩（ 据区域地质资料，厚度达 680性为安山玢岩及杏仁状安山玢岩，呈灰绿、黄绿色，具杏仁状构造，部分斑状结构，斑晶为石英、长石。岩石裂隙发育，表层被切割成块状，但断面新鲜，成微风化状，极限抗压强度平均 2）震旦系下统高山河组砂岩（ 分布于河谷两岸山脊及沟后部位，该层不整合于安山玢岩之上，岩性为灰白色的石英砂岩和褐红、粉红色粉砂岩，中等风化，极限抗压强度平均值 石节理裂隙较为发育。 3）第四系全新统（ 散沉积层 根据成因类型可分为冲、洪积层（ 残、坡积层（ 人工堆积层（ （ 1）冲、洪积层（ 分布于沟底河床地带，厚度一般 尾矿坝附近较厚，达 卵石、漂石组成，含 10%左右的 砂及少量粘性土，卵石粒径 5 20石粒径 50 100成分为安山玢岩、砂岩；饱和，稍密中密。 （ 2）残、坡积层（ 主要分布于河谷南岸山坡地带，由安山玢岩经风化剥蚀后的碎石、块石及粘性土组成，稍密，厚度 （ 3）人工堆积层（ 主要分布于尾矿库的初期坝及尾矿堆积坝。 2 初期坝：据业主提供的资料及现场勘察，初期坝采用透水堆石坝，坝基部为浆砌石护面，上部为大块石护坡。 尾矿堆积坝：主要为尾矿堆积、冲 积物、粒径一般为 向上向深部颗粒变细，水平方向排矿管附近颗粒较粗，远离渐细。 区域地下水按赋存条件可分为两大类： 1）松散岩类孔隙水 广泛分布于区内第四系残、坡积层及坡、洪积层中。一般无良好连续的含水层，由于地形切割致使土层分布不均，厚度变化较大，富水性差，所以该类地下水无统一水位，仅为不连续分布的上层滞水。大气降水是该类地下水的主要补给来源，其水量随降雨多寡而变，在陡坎处、斜坡上以泉水的形式出露。该类地下水具循环浅、径流短、交替快、水量小的特点。 2）基岩裂 隙水 区内基岩广泛分布为砂岩与安山玢岩，多为中厚层状，裂隙不发育，岩体风化程度较差，仅在浅层赋存少量裂隙水，在地形低洼处或斜坡上以泉水的形式出露，其动态受降水补给明显，雨季水量增大，枯水季节变小或断流。 受区域水文地质条件的控制，尾矿库所在的桃李沟库区水文地质条件相对简单，其地下水主要有松散岩类孔隙水和基岩裂隙水两种类型。库区内赋存于第四系残坡积、坡洪积等成因类型的松散层内的松散岩类孔隙水，仅在雨后或雨季会有地下水以泉的形式流出地表，汇聚于沟内，但泉流量极小；库区内基岩裂隙水是指赋存于砂岩及安山玢岩的构造或 风化裂隙中3 的地下水，由于区内构造裂隙不发育，区内不存在含水意义的含水岩（土）层和构造，水文地质简单。 尾矿堆积坝体内地下水主要为从尾矿排放口及湿滩向下排渗的尾矿水，尾矿堆积坝由颗粒较小的尾矿砂及尾矿土沉积组成，因此其渗透系数相对较小，不存在强透水层，其排泄主要通过人工设置的排渗管流出。 根据区域地质资料，场地位于中朝准地台南缘，在场地西南部约 5西阴断层，长 56向 复活断层，该断层为本区的主导断层。通过地面调查及测绘，在尾矿库区内有两条断层， 向 为一高角度逆断层，断层带宽度 填有角砾岩、粘性土等，可见明显的擦痕。 向 倾角为 87，为一正断层，断层带宽度 填有角砾岩、粘性土等。 综上所述，场地构造比较简单，断层 南部的文峪镇 为复活断层，但距离场地较远，对场地的稳定性不构成威胁，影响不大。 构及物理力学性质分析 根据勘探资料，现将库区尾矿地层从上至下共分为 9个工程地质层和 2个工程地质亚层，具体叙述如 下： 第 工程地质层：尾粉砂（ 黄褐色，松散 湿，颗粒均匀，该层分布在刚堆积的坝顶，厚度约为 第 工程地质层：尾粉砂（ 灰褐色，稍密 湿，颗粒均4 匀，该层厚度约为 第 工程地质层：尾细砂（ 灰褐色，中密，稍湿，颗粒均匀，该层厚度约为 第 工程地质层：尾亚砂（ 灰褐色，稍密 湿，颗粒均匀，该层厚度约为 第 工程地质层：尾粉砂（ 黄褐色 ，中密。该层厚度为 第 工程地质层：尾细砂（ 黄褐色，湿 密， 第 工程地质层：尾亚粘土（ 灰色，湿 密。该层厚度约 第 1 工程地质层：尾粉砂（ 灰褐色，湿，稍密。该层分布不均匀，仅在 坝体下部勘探孔内有分布，该层层厚度约 第 2 工程地质层：尾亚砂（ 灰褐色，湿，中密。该层分布不均匀，仅在坝体中部 3#、 4#、 6#孔呈透镜状分布，该层层厚度约 第 工程地质层：尾亚粘土（ 黄褐色 灰褐色，湿 密。该层分布不均匀，仅在坝体下部勘探孔内有分布，该层厚度约 第 工程地质层：安山玢岩（ 灰绿色 状构造，岩性坚 硬，整体性较好，结构稳定，岩石风化较弱，裂隙较为发育。该层最大揭示深度约为 将库区尾矿做 室内全尾矿颗粒分析， 指标统计 结果见表 1 5 表 1工程地质层颗粒分析指标统计表 层号 岩性 特征值 不均匀系数 率系数 效粒径中间粒径平均粒径限制粒径 尾粉砂 统计个数 7 7 7 7 7 7 最大值 小值 均值 尾粉砂 统计个数 13 13 13 13 13 13 最大值 小值 均值 尾细砂 统计个数 6 6 6 6 6 6 最大值 小值 均值 尾亚砂 统计个数 8 8 8 8 8 8 最大值 小值 均值 尾粉砂 统计个数 10 10 10 10 10 10 最大值 小值 均值 尾细砂 统计个数 18 18 18 18 18 18 最大值 小值 均值 尾亚粘土 统计个数 17 17 17 17 17 17 最大值 小值 均值 1 尾粉砂 统计个数 9 9 9 9 9 9 最大值 小值 均值 2 尾亚 砂 统计个数 4 4 4 4 4 4 最大值 小值 均值 尾亚粘土 统计个数 6 6 6 6 6 6 最大值 小值 均值 - 16 将尾矿按砂层和土层分别进行物理力学指标统计，见表 1 表 1工程地质层（尾矿砂）物理力学性质指标统计表 层号 岩性 特征值 天然含水量(%) 土粒比重然孔隙比 e 重力密度(kn/饱和度) 干密度d(g/饱和密度 g/内摩擦角 q(度 ) 粘聚力 cq( 尾粉砂 统计个数 10 10 10 10 10 10 10 2 2 最大值 小值 均值 准差 变异系数 尾粉砂 统计个数 7 7 7 7 7 7 7 1 1 最大值 小值 均值 准差 变异系数 尾细砂 统计个数 13 12 12 12 12 12 12 3 3 最大值 小值 均值 尾粉砂 统计个数 6 5 5 5 5 5 5 1 1 最大值 小值 均值 准差 异系数 尾细砂 统计个数 9 8 8 8 8 8 8 4 4 最大值 小值 均值 准差 变异系数 1 尾粉砂 统计个数 16 16 15 15 15 15 15 3 3 最大值 小值 均值 准差 变异系数 7 表 1质层（尾矿土）物理力学性质指标统计表 层号 岩性 特征值 天然含水量 (%) 土粒比重然孔隙比 e 重力密度kn/和度) 液限 l (%) 塑限 p (%) 液性指数性指数摩擦角 q (度 ) 粘聚力 尾亚砂 统计个数 8 8 8 8 8 5 5 5 5 4 4 最大值 小值 均值 准差 变异系数 尾亚粘土 统计个数 15 15 15 15 15 8 8 8 8 5 5 最 大值 小值 均值 准差 变异系数 2 尾亚砂 统计个数 4 4 4 4 4 3 3 3 3 最大值 最小值 平均值 尾亚粘土 统计个数 6 6 6 6 6 5 5 5 5 1 1 最大值 小值 均值 准差 变异系数 8 3 3 4 为利用标准贯入试验成果判定各层的密实度，确定地基土承载力，将标准贯入试验成果资料分层统计，其结果见表 1 表 1工程地质层标准贯入试验成果统计一览表 层 号 样本数 n 最大值 最小值 平均值 未经杆长修正 3 6 3 杆长修正 3 未经杆长修正 7 16 4 杆长修正 7 未经杆长修正 9 25 4 杆长修正 9 未经杆长修正 8 27 8 杆长修正 8 未经杆长修正 9 32 6 杆长修正 9 未经杆长修正 15 48 7 杆长修正 15 未经杆长修正 13 17 8 杆长修正 13 1 未经杆长修正 10 18 6 杆长修正 10 2 未经杆长修正 1 13 13 13 经杆长修正 1 未 经杆长修正 3 15 11 杆长修正 3 对各工程地质层不同压力段的压缩模量和压缩系数进行统计，统计结果（结果为平均值）见表 1 表 1基土各受荷段压缩指标 层 号 1 2 100缩模量（ 缩系数 00缩模量（ - 19 缩系数 00缩模量（ 缩系数 00缩模量（ 缩系数 00缩模量（ 缩系数 00缩模量（ 缩系数 对各工程地质层的抗剪强度指标进行统计，统计结果（结果为平均值）见表 1 表 1基土抗剪强度指标 层号 岩性 直剪 不固结不排水剪 内摩擦角q(度 ) 粘聚力 cq(内摩擦角q (度 ) 粘聚力 ( 尾粉砂 尾粉砂 尾细砂 尾亚砂 尾粉砂 尾细砂 尾亚粘土 尾粉 砂 尾亚砂 尾亚粘土 浸润线条件及渗透性分析 在本次勘探中，为了测得库内地下水浸润线的位置，对施工的主要勘探孔均进行了水位测量。为了降低尾矿坝浸润线，业主在每层子坝堆积前都铺设了土工布以及隔水塑料层，并且埋设了排渗管，总体来说该尾矿