烟台市某选矿厂尾矿库建设工程可行性研究报告

XX市XX区XX选矿厂X村尾矿库工程可行性研究报告山东黄金集团XX设计研究工程有限公司二一年三月XX市XX区XX选矿厂X村尾矿库工程可行性研究报告主要设计人员专业设计者审核者尾矿概算目录目录I第一章前言111项目概况112交通状况113区域地质114库区水文地质215地震及抗震效应分析216稳定性和适宜性评价317工勘报告中结论及建议4第二章设计依据521设计基本原则522设计依据的法律法规523技术规范、规程624设计依据的相关文献及工艺资料725选矿工艺流程826尾矿性质判别827尾矿库下游情况介绍8第三章设计方案931库址选择932坝型选择933初期坝934后期坝935坝体工程量1036库容及服务年限1137尾矿库等别1238尾矿库的排洪系统1239尾矿输送13310尾矿回水13311尾矿堆放13第四章施工要求1641坝体施工要求1642排水设施施工要求1943其他施工要求19第五章安全分析2151尾矿库主要安全隐患2152尾矿库安全隐患对策2653尾矿库防洪安全分析2654尾矿坝稳定性分析3355尾矿库动态监测和通讯设备配置可靠性分析3556尾矿库建设中主要危害因素分析及危险有害程度及应对措施41第六章环保及工业卫生4561环境保护4562水土保持4863工业卫生及防护49第一章前言11项目概况XXXX选矿厂位于XX区X村北偏东约1000M处，生产规模150T/D，拟建尾矿库临近选厂，位于选厂东侧50M处的独立沟谷内，库区范围内没有具有开采价值的矿床，工程地质条件良好。为满足安全使用及环境保护等方面的要求，XX市XX区XX选矿厂委托我公司对其X村尾矿库进行尾矿库可行性研究，主要内容包括尾矿坝体、排洪系统、回水系统、输送系统、监测系统、尾矿库使用与管理系统等。12交通状况XXXX选矿厂位于XX市城南25KM处。矿区至XX有公路相通，交通十分便利。13气象矿区位于胶东半岛西部，地处中纬度，属暖温带季风气候，四季分明，冬季干燥无严寒，春夏两季以南风为主，秋冬两季以北风为主。区内年平均气温116，最高气温390，最低气温196，相对湿度68，春秋两季干旱，夏季雨量多，年平均降雨量710MM，雨季主要集中在79月份，占全年降雨量的60以上，无霜期196天，冬季冰冻期短，冻土深度05M。矿区所在地理范围内无大的地震、台风、水灾等大型自然灾害。14区域地质库区位于中朝准地台胶辽台隆胶东隆起区中部，华北板块的东南缘。区域上主要断裂（详见胶东半岛区域构造分布图）自西向东有玲珑断裂（NNE）、丰仪店断裂（NNE）、黄县弧形断裂（近EW）、桃村东陡山断裂（NE）、XX蓬莱北断裂（NWW）、俚岛海西头断裂（NW）、石沟巫山断裂（NNE）。这些断裂规模中等，走向延长在2050KM，新构造时期以来，都有一定活动表现。场区地层主要代表岩性为花岗岩等，岩面埋深差异较大。15库区水文地质库区地下水类型主要为第四系松散岩类孔隙潜水及基岩风化裂隙水，主要赋存于碎石土及花岗岩风化裂隙中，赋水性较差，水位埋深受地形控制，由于岩石风化程度不同，勘察深度内未见地下水。地表风化裂隙水的补给来源主要为大气降水，同时接受地表水和基岩裂隙水的补给。丰水期接受大气降水的垂直补给，枯水期主要靠基岩裂隙水径流补给。冲积层透水性较弱，流量较小。区内松散岩类孔隙潜水的排泄以蒸发、地下径流及人工排水为主。地下水水位变化主要受大气降水影响，呈季节性变化。雨季时水位上升，平水期水位下降，枯水期最低。最低水位一般出现在35月，最高水位一般出现在710月集中降水后的1530天。综上所述，矿区内地下水主要赋存于第四系松散层及基岩风化层中，赋水性较弱，渗透性差，受气候影响明显，地表径流条件良好。16地震及抗震效应分析（一）地震在地震活动上，山东5级以上的地震主要集中在沂沭断裂带以西地区。胶东隆起区，特别是隆起区内部，5级以上地震相当少。胶东半岛地震特点是频率高、强度大、震源浅，在空间上多沿北部沿海的XX蓬莱北断裂带分布（详见胶东半岛及沿海有感地震震中分布图）。半岛内陆由于地壳相对稳定，长期稳定上升，断裂规模不大，活动不甚强烈，地震能量不易集中，多以群震、小震和有感地震释放，1969年7月18日北海发生一次地震，震级为里氏74级，自1970年胶东建立地震网以来，半岛内陆至今没发生五级以上地震，勘察场区相对较稳定。（二）场地类别划分根据钻孔揭露资料，结合本地区经验，场区土层剪切波速估值素填土VS120M/S；强风化花岗岩3M以上VS400M/S；强风化花岗岩3M以下VS500M/S；以ZK4号钻孔为计算孔，根据下面公式计算，求得场区土层加权平均剪切波速SM225M/S，根据场附近钻探资料场地覆盖层厚度DOV450M。SMD/TTDI/VS1NISM土层加权平均剪切波速（M/S）；D计算深度（M），取覆盖层厚度和20M二者的较小值；T剪切波在地面至计算深度之间的传播时间；DI计算深度范围内第I土层的厚度（M）；VS计算深度内第I土层的剪切波速（M/S）；N计算深度范围内土层的层数；根据建筑抗震设计规范（GB500112001）41规定，该拟建场地类别为类，建筑场地土类型属中软土，属可进行建设的一般场地。依据建筑抗震设计规范（GBJ112001）附录A0132条规定，本区抗震设防烈度为7度，地震分组为第一组，设计基本地震加速度值为010S。17稳定性和适宜性评价1、由资料知，坝址区无湿陷性土存在；无溶洞、人工洞穴及泉孔存在；无砂土液化层。2、该区地形起伏较大，为“U”型沟谷，第四系地层分布不连续，厚度变化大，层强风化花岗岩分布连续，地层承载力高，渗透较弱，为良好的堤坝基础持力层；3、根据区域地质构造，场区相对较稳定，拟建坝址区无大的构造断裂通过，坝址区相对较稳定。总之，根据以上分析，场地工程地质条件较好，较稳定，无不良地质现象存在，适宜于该建筑物兴建。第二章设计依据21设计基本原则（1）认真贯彻执行国家安全生产监督管理总局令第6号尾矿库安全监督管理规定及“安全第一、预防为主、综合治理”的方针；采取切实可行的技术措施，确保尾矿设施安全运行；（2）在满足矿山企业生产需要条件下，积极稳妥地采用可靠技术，以期减少工程量，降低投资，减少污染，缩短工期，方便施工和生产管理；（3）在满足生产要求和确定安全的前提下，充分利用荒地和贫瘠土地，尽量不占、少占或缓占农田和林地，有条件时可考虑造地还田和尾矿库闭库后复垦；（4）认真贯彻国家资源法及基本建设的方针、政策，贯彻中华人民共和国环境保护法，贯彻土地法、森林法、水资源法及国家现行的黄金矿山设计规范及规定，保护环境，清除污染；认真做好“三同时”,使防治污染措施与主体工程“同时设计、同时施工、同时运行”；（5）节约用水，保护水资源，有效利用尾矿回水进行再生产，使资源开发与环境保护形成良性循环。实现社会效益、经济效益、资源效益和生态环境效益的和谐统一；（6）设计中尽量选择符合国情、技术先进、高效节能、安全可靠的设备；（7）设计中积极采用先进而实用的新技术、新材料。22设计依据的法律法规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尾矿库安全监督管理规定国家安全生产监督管理总局令第6号；4金属非金属矿山安全规程GB1642320065爆破安全规程（GB67222003）6非煤矿山建设项目安全设施设计审查与竣工验收办法（国家安全总局18号令）；7关于加强金属非金属矿山尾矿库安全生产监督工作的通知（安监总管字20058号）；8关于加强非煤矿矿山及石油、冶金、有色、建材等相关行业建设项目安全设施“三同时”工作的通知（安监总管一字200567号）9建设工程勘察设计管理条例（国务院第2000293号令）；10尾矿库安全技术规程（AQ20062005）国家安全生产监督管理总局；11金属非金属矿山安全标准化规范尾矿库实施指南AQ200742006；12建设工程质量管理条理（国务院第279号令）；13安全生产许可证条例14山东省安全生产条例15非煤矿山企业安全生产许可证实施办法16生产经营单位安全培训规定国家安全生产监督管理总局令第3号，200617安全生产事故隐患排查治理暂行规定国家安全生产监督管理总局令第16号，200718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19关于进一步加强非煤矿山建设项目安全监管严格执行“三同时”有关规定的通知鲁安监发200549号20山东省安全生产培训管理规定试行鲁安监发200681号；21山东省工业生产建设项目安全设施监督管理办法（山东省人民政府令第213号）。23技术规范、规程（1）选矿厂尾矿设施设计规范（ZBJ190）；（2）尾矿库安全技术规程AQ（20062005）；（3）碾压式土石坝设计规范SL2742001；（4）碾压式土石坝施工规范DL/T51292001；（5）尾矿设施施工及验收规程（YS541895）；（6）水工建筑物抗震设计规范DL50732000；（7）水工混凝土结构设计规范（SL/T1912002）；（8）水工建筑物结构设计规范DL50571996；（9）水工混凝土施工规范DL/T51442001；（10）土工合成材料应用技术规范；（11）开发建设项目水土保持技术规范（SL20498）；（12）一般工业固体废物贮存、处置场污染控制标准；24设计依据的相关文献及工艺资料241设计依据的相关文献（1）山东省水文手册；（2）110000区域地形图；（3）实测11000尾矿库库区地形图；（4）XX市XX区XX选矿厂X村尾矿库岩土工程地质勘察报告；（5）设计委托书；242设计依据的工艺资料选矿厂生产规模150T/D；选矿厂工作制度300天/年、3班/天、8小时/班；尾矿产率70；年排尾矿量315104T，折合成197104M3；尾矿平均粒度200目占70；尾矿堆积干容重16T/M3；尾矿比重289；尾矿浓度15。25选矿工艺流程生产工艺为破碎、球磨、水力转鼓磁选、生产冶金用铁矿粉，主要有矿石破碎机、球磨机、装载机两台、共有20人。水力转鼓磁选过程中，不添加任何浮选剂。26尾矿性质判别根据选矿工艺及尾矿成分，按照国家规定的GB5085鉴别标准及鉴别方法进行尾矿浸出毒性和腐蚀性鉴别试验，判定该选厂的尾矿为不具有危险性的一般工业废弃物，属第一类一般工业固体废物。27尾矿库下游情况介绍该尾矿库处于一独立沟谷中部，距离沟口尚有约500M距离。靠近沟口处的沟谷为北东向，X村在沟口的西南方位500M，X村没有正对尾矿库，东南方700M处为祥山铁矿，但该矿位于对面山坡上，不受该尾矿库影响。第三章设计方案31库址选择尾矿库库址选择应遵守下列原则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、不迁或少迁村庄。5、不宜位于有开采价值的矿床上面。6、汇水面积小，有足够的库容和初、终期库长。7、筑坝工程量小，生产管理方便。8、尾矿输送距离短，能自流。根据以上原则，XX市XX区XX选矿厂X村尾矿库库址选在选矿厂东边约50M处的沟谷内，总占地约60亩，下游近距离无居民，尾矿库汇水面积约02KM2。拟建坝址处沟口较窄，沟道坡度较小，距离选厂较近，在此建库，可形成较为理想的尾矿库。32坝型选择基于安全及便于施工、管理、经济合理等因素考虑，X村尾矿库初期坝设计为碾压式土石坝坝型，后期坝采用粗尾砂“上游法”堆筑。33初期坝初期坝坝型为碾压式土石坝，设计坝顶标高970M，最大坝高H95M（清基以05M计算），坝顶宽B4M，坝轴线长L98M。内边坡坡比为120，外边坡坡比为125。下游边坡设草皮护坡，并在910M标高处设堆石排渗棱体，棱体顶宽20M，内坡坡比115，外坡坡比1175。为防止放矿冲刷，上游边坡设毛石护坡，并铺设土工布反滤层。34后期坝后期坝采用粗尾砂“上游法”碾压堆筑，从初期坝坝顶向库内推进40M开始堆筑后期坝，每期堆积高度2M，分层碾压堆筑，子坝外坡坡度为140，顶宽50M，下一期子坝覆盖上一期子坝坝顶30M开始堆筑，后期坝共4期，最终堆积标高1050M。后期坝排渗为了使坝前尾矿尽快排水固结，降低后期坝内的浸润线，提高坝体强度，增强后期坝的稳定性，设计在970M高程处尾砂沉积滩上设纵向MY200塑料排渗盲沟，纵向排渗盲沟每隔20M接一条1086的UPVC管，将渗流水引入坝坡排水沟。后期坝护坡为了防止雨水冲刷、渗流冲蚀、粉尘飞扬，后期坝坝外坡用山坡土石护坡，护坡厚03M。坝顶及坝坡排水坝顶（包括后期坝子坝）均应坡向坝外坡，坡度1，以便排除坝顶雨水。坝外坡（包括初期坝及后期坝）上应设置纵、横向排水沟，纵向排水沟（顺坝轴线方向）设在马道内侧；横向排水沟应从坝顶到坝脚，横向排水沟每隔20M设置一条，纵横向排水沟应相互连通。纵向排水沟净断面尺寸为50CM25CM；横向排水沟净断面尺寸为50CM25CM，采用浆砌石砌筑或砖砌。后期坝采用粗尾砂“上游法”碾压堆筑，每次堆积高度2M，分层碾压，尾矿在坝前均匀堆放，保持坝体协调上升，以便增强坝体的稳定性。为防止雨水冲刷坝肩，该尾矿库两岸坝肩设有坝肩截洪沟，将雨水引至下游沟道，截洪沟设计净断面尺寸为底宽08M，顶宽12M，深08M的倒梯形，采用浆砌石砌筑或砖砌。35坝体工程量初期坝工程量为土料9400M3；400G/M2土工布1600M2；棱体用石料1000M3；坝肩截水沟长度300M；开挖量4250M3；衬砌量1250M3；36库容及服务年限尾矿库初期坝坝顶标高为970M,后期坝采用粗尾砂上游法堆筑，坝外坡平均坡比为150,后期最终堆积坝坝顶标高为1050M,在矿方提供的1/1000库区实测地形图上，按照“上游法”筑坝的方案量算得，尾矿库在初期坝坝顶标高970M时，尾矿库形成的总库容452104M3,有效库容为136104M3,后期坝堆至1050M标高时，尾矿库形成的总库容2172104M3,有效库容为1303104M3。库容计算表见表32。库容计算表表32高程M面积M2平均面积M2容积M3总库容M3有效库容M38824007769088369556188631123773112377263371318923476162179928435985554836278164508894655426350152111003042155140507465421596111190688366611767332331873735995621297129132712016161201616452035385135610699160964114504842900968742132204445279310121279961868819373763711158959266953761032737442432718486543616024395296146371052963094285026757005342172492961303496选厂每年排出的尾矿量为315104T折合成197104M3；该尾矿库初期坝形成的总库容为V初总452104M3，有效库容为V初有效136104M3，初期能满足矿山07年的尾矿堆存；后期坝堆至1050M标高时形成的总库容为V总2172104M3,有效库容为V有效1303104M3,尾矿库的总服务年限为66年。37尾矿库等别尾矿库的等别根据选矿厂尾矿设施设计规范（ZBJ190）第204条的规定，应根据该期的全库容和坝高按表33来确定。当两者的高差为一等时，以高者为准，当两者的高差大于一等时，按高者降低一等。本尾矿库设计，考虑坝高与库容量二方面条件，初期坝高H初95M（875M970M），终期堆积坝坝顶标高1050M，H堆8M（1050M1970M），总坝高H总H初H堆958175M，相应总库容量V总2172104M3。该尾矿库最大坝高为175M（清基05M计算），总库容2172104M3,按坝高为五等库，按库容为五等库。确定该尾矿库为五等库。尾矿库的等别见表33。尾矿库的等别表33等别全库容V（10000M3）坝高H（M）一二等库具备提高等别条件者二V10000H100三1000V1000060H100四100V100030H60五V100H3038尾矿库的排洪系统排水构筑物是为了排泄尾矿库汇水面积内形成的洪水及尾矿澄清水而设立的，排水构筑物断面尺寸受尾矿库调蓄后的泄洪量及检修要求控制。根据水文计算结果，结合设计尾矿库的地形条件，本设计尾矿库的排水设施需排出正常放矿澄清水及库区洪水。尾矿库库内布置排水斜槽排水涵管组合式排水系统，将库区内洪水和澄清水可排出库外，进入回水池，通过集水池把回水返回选厂重新利用。排水斜槽和排水涵管断面尺寸均为BH12M18M，排水斜槽、排水涵管合计长度约350M，其中涵管设计长约140M。设计在尾矿库上有设置截洪沟，将上游洪水拦截排入西侧沟谷内，截洪沟从尾矿库东侧1150M高程处开始，至西侧沟谷处1030M高程，总长400M，净断面为底宽12M、顶宽24M、深12M的倒梯形浆砌石结构，每隔25M设一沉降缝。39尾矿输送尾矿泵房设置在选厂内部，泵房内配置2台3/2CAH型渣浆泵，流量Q396M3/H,扬程H15M，配带电机型号Y132M4，功率N75KW，一用一备。尾矿输送管选用两条1087的高分子PE管，一用一备，单长200M，全长400M。310尾矿回水为节约新水用量，同时减少尾矿水对下游造成的污染，该尾矿库设有回水设施。选矿厂尾矿排放量为105T/D，每天带入尾矿库的废水量为595M3，回水利用率按70考虑，则该尾矿库每天可回水4165M3。初期坝后建一长宽深（BLH）12M8M35M回水池，回水池旁边建一回水泵房，BLH6M6M45M，泵房内设置2台IS8050200型清水泵（Q50M3/H，H50M），配套电机型号Y160M12，功率15KW，一用一备将回水返回选厂高位水池，实现污水零排放。回水管路选用1条10845MM普通钢管，L200M。311尾矿堆放3111尾矿排放方式后期坝采用粗尾砂“上游法”堆筑子坝，放矿主管沿坝轴线布置于尾矿坝坝顶，放矿支管垂直坝轴线方向每隔15M布置一根，与放矿主管相连。放矿方式为坝前分区放矿。3112尾矿排放与筑坝要求（1）尾矿排放与筑坝，包括岸坡清理、坝体堆筑、尾矿排放、坝面维护和质量检测等环节，必须严格按照设计要求和作业计划精心施工并做好记录。（2）尾矿坝滩顶高程必须满足生产、防汛、冬季冰下放矿和回水要求。尾矿坝堆积坡比不得陡于设计规定。（3）每期子坝堆筑前必须进行岸坡处理，将树木、树根、草皮、废石等其他有害构筑物全部清除。若遇有泉眼、水井、地道或洞穴等，应作妥善处理。清除杂物不得就地堆积，应运到库外。在沉积滩内不得埋有块石、废管件、支架及混凝土管墩等杂物。岸坡清理应作隐蔽工程记录，经主管技术人员检查合格后方可充填筑坝。（4）上游式坝法，应于坝前均匀放矿，维持坝体均匀上升，不得任意在库后或一侧岸坡放矿（修筑子坝后移放矿管时除外）。应做到1）粗粒尾矿沉积于坝前，细粒尾矿排至库内，在沉积滩范围内不允许有大面积矿泥沉积2坝顶及沉积滩面应均匀平整，沉积滩长度及滩顶最低高程必须满足防洪设计要求；3矿浆排放不得冲刷初期坝和子坝，严禁矿浆沿子坝内坡趾流动冲刷坝体；4放矿时应有专人管理，不得离岗。（5）坝体较长时应采用分段交替作业，使坝体均匀上升，应避免滩面出现侧坡、扇形坡或细粒尾矿大量集中沉积于某端或某侧。（6）放矿口的间距、位置、同时开放的数量、移动周期与距离，应按设计要求和作业计划进行操作。（7）为保护尾矿坝上游坡及反滤层免受尾矿浆冲刷，应采用多管小流量的放矿方式，以利尽快形成滩面，并采用导流槽或软管将矿浆引至远离坝顶处排放。（8）冰冻期、事故期或由某种原因确需长期集中放矿时，不得出现影响后续堆积坝体稳定的不利因素。（9）尾矿滩面及下游坡面上不得有积水坑。（10）坝外坡面维护工作应按设计要求进行。（11）每期子坝堆筑完毕，应进行质量检查，检查记录需经主管技术人员签字后存档备查。主要检查内容1子坝剖面尺寸，长度、轴线位置及边坡坡比；2新筑子坝的坝顶及内坡趾滩面高程、库内水位；3筑坝质量。（12）坝体出现冲沟、裂缝、塌坑和滑坡等现象时，应及时妥善处理。第四章施工要求41坝体施工要求411主体填筑材料要求除地表土不宜采用外，其他均可直接作为筑坝材料，或经处理后适用于坝的不同部位。筑坝时，不可持力层全部清除，将坝体建在强风化岩的中下部。（1）筑坝土料应选用颗粒级配好的土料，要求不均匀系数处于3100的土料。（2）上坝土料的最优含水量实验确定。（3）筑坝土料中有机质含量和水溶盐含量不允许超过5和8。412棱体石料要求石料块径一般不小于10CM，堆石中小于2CM的碎石不超过5，小于20CM的小块石不超过25。石料极限抗压强度一般要求不小于25MPA，软化系数不低于0809，莫氏硬度不低于3。石料分层铺筑、碾压，铺筑厚度小于等于30CM，振动碾碾压遍数由现场试验决定，使最终堆石孔隙率小于等于30。靠近下游坝趾处及坝体底部尽量用较大的石块，以增强坝体稳定性。413碾压质量控制本工程坝体施工时间短，填筑强度高，上升速度快，为保证碾压质量，提高效率，需进行试验确定碾压设备和压实参数，以确保最优含水量与最大干容重。（1）当气候干燥、土层表面水分蒸发较快时，铺料前，压实表土应适当洒水湿润，严禁在表土干燥状态下，在其上铺填新土。（2）振动碾工作重量宜大于10T，振动频率20HZ30HZ，行驶速度不应超过4KMH，并应定期检查振动碾的工作性能。（3）均质坝或砂砾料坝壳，在铺筑护坡垫层料之前，应按设计断面进行整坡。（4）坝壳料的填筑应遵守下列规定1）坝壳料宜采用进占法卸料，推土机应及时平料，铺料厚度应符合设计要求，其误差不宜超过层厚的10。坝壳料与岸坡及刚性建筑物结合部位，宜回填一条过渡料。2）超径石宜在石料场爆破解小、填筑面上不应有超径块石和块石集中、架空。3）坝壳料应用振动平碾压实，与岸坡结合处2M宽范围内平行岸坡方向碾压，不易压实的边角部位应减薄铺料厚度，用轻型振动碾压实或用平板振动器及其他压实机械压实。（5）地基碾压要求1）粘性土、砾质土坝基，应将其表层含水量调节至施工含水量上限范围，用于防渗土料相同的碾压参数压实，然后刨毛深35CM，在铺土压实。2）非粘性土地基应先压实，再铺第一层土料，含水量为施工含水量的上限，采用轻型机械碾压，压实表面密度可略低于设计要求。3）岩基，应先把局部凹凸不平的岩石修整，封闭岩基表面节理、裂缝。若岩基干燥可适当洒水并使用含水量略高的土料，岩基凹陷处应用人工填土夯实。无论何种坝基，当填筑厚度达2M后才可使用重型机械。（6）砂砾料、堆石及其他坝壳料纵横向接合部位，宜采用台阶收坡法，每层台阶宽度不小于1M。（7）雨季施工应遵守下列规定1）避免雨季施工，同时做好雨季坝面保护，下雨至复工前，严禁施工机械穿越和人员践踏防渗体和反滤料。2）雨后复工处理要彻底，首先人工排除防渗体表层局部积水，并视未压实表土含水率情况，可分别采用翻松、晾晒或清除处理。严禁在有积水、泥泞和运输车辆走过的坝面上填土。3）砂砾料和堆石料雨天可以继续施工，但须防止料物被泥沙污染。（8）负温施工应遵守下列规定1）负温下填筑范围内的坝基在冻结前应处理好，并预先填筑1M2M松土层或采取其他防冻措施，以防坝基冻结。若部分地基被冻结时，须仔细检查。如粘性土地基含水率小于塑限，砂和砂砾地基冻结后无显著冰夹层和冻胀现象，并经监理工程师批准后，方可填筑坝体非经处理不准填筑。2）负温下露天土料的施工，应缩小填筑区，并采取铺土、碾压、取样等快速连续作业，压实时土料温度必须在1以上。当日最低气温在10以下，或在0以下且风速大于10MS时，应停止施工。3）负温下填筑要求粘性土含水率不应大于塑限的90；砂砾料含水率指粒径小于5MM的细料含水率应小于4。4）负温下填筑，应做好压实土层的防冻保温工作，避免土层冻结。砂、砂砾料及堆石的压实层，如冻结后的干密度仍达到设计要求，可继续填筑。负温下停止填筑时，防渗料表面应加以保护，防止冻结，在恢复填筑时清除。5）填土中严禁夹有冰雪，不得含有冻块。土、砂、砂砾料与堆石，不得加水。必要时采用减薄层厚、加大压实功能等措施，保证达到设计要求。如因下雪停工，复工前应清理坝面积雪，检查合格后方可复工。414坝体与坝基及岸坡的连接要求（1）坝体与土质坝基及岸坡的连接必须遵守以下规定1）、坝断面范围内必须清除坝基与岸坡上的草皮、树根、含有植物的表皮、垃圾及其他废物，并将清理后的坝基表面土层压实；2）、坝体断面范围内的低强度、高压缩性软土及地震时易液化的土层，应清除或处理；（2）坝体与岩石基础和岸坡的连接应遵守下列要求坝段面范围内的岩石坝基与岸坡，应清除其表面松动石块、凹处积土、和突出的岩石。（3）与坝体连接的岸坡的开挖应符合下列要求1）、岸坡应大致平顺，不应成台阶状、反坡或突然变坡，岸坡上缓下陡时，变坡应小于20；2）、岩石岸坡不宜陡于110；3）、土质岸坡不宜陡于115；4）、岸坡应保持施工期稳定。42排水设施施工要求排水设施包括排水斜槽和排水涵管。要求严格按照施工图进行施工。（1）排水斜槽与排水涵管直墙部分尽可能的嵌入基岩内；（2）排水斜槽直墙顶部与圆拱盖板结合面，要求两个结合面尽可能的平整，误差为25MM。（3）排水斜槽在安装拱形盖板时，在侧向与水平结合面处涂抹一层M75的水泥砂浆，作为密封料。（4）排水斜槽通过坝体段，每隔10M设置一道截水环，管道两侧及管顶以上10M以上回填土，并人工夯实，其密实度不低于坝体密实度，厚度10M。43其他施工要求431土工布铺设施工要求（1）在坝面上对铺开的土工布应进行表观检查。（2）对土工布进行清理丈量，根据不同的部位不同设计长度进行裁剪、卷叠。（3）整平铺布之基底按设计要求的坡度对铺布基底土进行整修平整并使之成型，并用平板振动器振打坡面及坡顶，使坡面平整密实，形体稳定。人工检查并清除基底面上碎石及有棱角的硬物，以防土工布被刺破。（4）土工布铺设过程中应尽量松驰。按图纸施工伸缩节。（5）土工布与基础混凝土的连接严格按设计要求施工。螺栓孔在现场放样打孔，对于废孔要进行修补处理。拧紧锚固土工布的每一颗螺帽。（6）严禁施工设备直接通过土工布。土工布施工工作人员应穿软底鞋施工，不准穿带钉的鞋上岗。（7）铺好的土工布经检查验收合格后应及时覆盖。不能及时覆盖的土工布要使用编织布包裹，以防止土工布受阳光照射而老化，或被人为破坏。（8）土工布与基础锚固处上下游侧的料物要用人工或小型夯实机械夯实。432土工材料接缝施工要求（1）接缝方法采用焊接接缝，局部无法焊接的或焊接有问题的则采用粘接。（2）为了减少土工布的接头工作量，将土工布在室内接宽至8M后，再移到坝面完成其余接缝施工。（3）遇天下雨时，坝面上的焊接或粘接工作应暂停，并覆盖防雨布。（4）每条焊缝正式施焊前，应根据当时的气温、风速修正焊接参数。（5）根据修正后的焊接温度和焊接速度，先用一条长100CM、宽20CM的土工布进行试焊，目测焊缝合格后，方可正式施焊。把目测合格的试焊样品进行抗拉检测。（6）土工布的接缝施工在白天进行。（7）对铺好的土工布进行外观检查，对有缺陷的土工布进行修补或更换。破损严重的必需更换。（8）用干净的干棉纱或毛刷将接缝面的污物清理干净，或者用脱毛剂清除接缝面上的毛状纤维，并保持缝面干燥。（9）严格按试验并经修正后的焊接温度和行走速度进行施焊，焊接过程中密切注意焊机的工作状态，有异常现象时应立即停机检查。（10）烫伤、折皱等缺陷，先用砂布将缺陷周围一定范围内打毛，然后刷专用胶，再将另外准备的土工布片粘贴好，最后加压2小时。433浆砌石工程施工要求截洪沟、坝肩截水沟、坝面排水沟均采可能用浆砌石砌筑，要求截水沟每隔25M设置一道施工伸缩缝，特殊地段根据地段情况进行加密，缝宽2CM填筑沥青麻丝或沥青木丝板。砌筑材料M75水泥砂浆、MU30毛石，M10水泥砂浆勾缝，勾缝不大于3CM。（1）砌体基础清除表土及杂填土，回填以夯实粘土。（2）石料从采石场运来后，应将软弱边角敲去，并冲洗干净，在砌筑前石料应成饱和面干状态，表面粗糙，以利于灰浆结合。（3）基底开砌之前应使基岩面湿润，然后敷设一层水泥砂浆或混凝土垫层，随即砌入合格石料，并摇动使之沉入砂浆或混凝土中。（4）砌体应先敷浆（即座浆），后砌石，再灌浆，并用插钎捣实，使灰浆饱和。（5）石料放置平稳后，再用锤子敲击，待竖缝灌满浆后，再在缝隙间塞填片状块石，稍加敲击达到缝隙满浆和结合紧密的要求。（6）砌体灰缝应相互错开，避免形成通缝，块石砌筑要密实。（7）若长时间停砌时期，砌石表面应作特殊处理（表面凿毛，清除已松动砌体并冲洗干净），以利新老砌体结合。第五章安全分析51尾矿库主要安全隐患511重大危险源判定根据国家安全生产监督管理总局2006第6号令尾矿库安全监督管理规定，尾矿库的建设、运行、闭库、和闭库后再利用及其安全监督管理，必须执行尾矿库安全监督管理规定，其安全技术要求及尾矿库等级划分标准等按照尾矿库安全技术规程（AQ20062005）执行。根据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），“全库容100104M3或者坝高30M的尾矿库属重大危险源。”本尾矿库总库容2172104M3，总坝高175M，因此XX选矿厂X村尾矿库不构成重大危险源。虽不属于重大危险源，但该尾矿库等别为五等，一旦发生垮坝或漏砂等事故仍都将会对库区环境和居民的生命财产安全造成较严重的影响，必须从勘察、设计、施工、监理、管理各个环节高度重视尾矿库的安全，全面执行尾矿库安全监督管理规定和尾矿库安全技术规程，并由相关安全生产监督管理部门负责本尾矿库的安全监督管理。512尾矿库安全隐患尾矿库主要存在的危险有害因素及原因5121漫顶防洪系统构筑物质量及泄洪能力是影响尾矿库防洪安全的重要因素。若排洪构筑物泄洪能力不足或由于堵塞、坍塌失去泄水能力。将导致洪水漫顶、造成溃坝事故发生。该尾矿库排洪系统构筑物主要排水斜槽、排水涵管等设施，岸坡截洪沟、排洪构筑物因设计、施工质量不能满足要求，造成损坏失修、断裂渗漏、堵塞事故，使排水系统失去排水能力，在汛期大量雨水涌入库内，可能导致尾矿库泄洪能力不足，库内水位急剧升高，发生洪水漫顶、冲刷坝顶及坡面，造成漫顶溃坝。5122坝体变形坝体变形有垂直沉陷、水平位移和侧向位移。位移主要因为坝体受力不平衡，并且合力超过坝体的稳定条件所致。影响坝体沉陷的主要因素是1坝高坝体愈高，沉陷也愈大。因此，坝的最大断面处沉陷大，对于同一断面，坝顶处沉降最大，愈向上，下游沉陷愈小。2堆坝材料及地基性质与堆坝土质、粒度、碾压密实性、含水率有关。地基愈坚实，沉陷愈小。3初期坝的变形还受自重、固结收缩、土料级配、碾压程度、地基地形及地质构造的影响，与坝体坝型设计有关。坝体变形是否构成危险因素，需要对变形量、变形程度及变形位置进行具体分析。在设计变形范围内的一般构不成危险，但超出设计允许的变形会影响尾矿坝的安全生产，可能导致坝体开裂、滑动甚至垮坝。该尾矿库等别低，坝址地质条件稳定，最大坝高为175M，坝型碾压土石坝，设计坡比符合规范要求，所选土料符合筑坝要求，坝体变形一般不会超出允许范围，但必须保证施工工程质量，并在使用中加强观测和维护，及时处理安全隐患。5123坝体裂缝（1）裂缝的成因裂缝的成因，主要是由于坝基承载能力不均衡、坝体施工质量差、坝身结构及断面尺寸设计不当或其他因素等所引起。有的裂缝是由于单一因素所造成，有的则是多种因素所形成。当坝的沉陷、位移量有剧烈变化，坝面有隆起、坍陷，坝体浸润线不正常，坝基渗漏量显著增大或出现渗透变形等因素，都有可能使坝体产生裂缝。（2）裂缝的危害与产生部位裂缝是一种尾矿坝较为常见的病患，某些细小的横向裂缝有可能发展成为坝体的集中渗漏通道，有的纵向裂缝也可能是坝体发生滑坡的予兆，应予以充分重视。坝体容易出现裂缝的部位主要有坝基地质条件有变化及地基条件不好的坝段；坝高或断面突变处；坝体分期分段施工接合处及合拢部位；坝体施工质量较差的坝段；坝体与其他刚性建筑物接合的部位。5124尾矿坝渗漏尾矿坝坝体及坝基的渗漏有正常渗流和异常渗漏之分。正常渗流有利于尾矿坝坝体及坝前干滩的固结，从而有利于提高坝的整体稳定性。从排水设施或坝后地基中渗出的水，如果清澈不含土颗粒，一般属于正常渗流。异常渗漏则是有害的，若渗水由清变浑，或明显的看到水中含有土砂颗粒，则属于异常渗漏。按渗漏的部位区分，可分为坝体渗漏、坝基渗漏、接触渗漏和绕坝渗漏；按渗漏现象可分为散浸和集中渗漏。坝脚出现集中渗漏且渗漏通道顶壁坍塌，是坝体内部渗漏破坏进一步恶化的危险信号。在滤水体以上坝坡出现的渗水属异常渗漏。对于均质砂土地基或表层具有较厚的弱透水覆盖层的非均质地基上层为砂层，下部为透水性大的砂砾石层，往往有翻砂冒水现象。在涌水口附近，堆成砂环，甚至出现塌坑。渗漏导致渗流出口处坝体产生流土、冲刷及管涌多种形式的破坏，严重的可导致垮坝事故。5125浸润线过高其形成原因主要有坝型设计不合理，反滤层设置不当，排渗系统不合理，筑坝材质选用不当，筑坝工艺及质量不符合要求，放矿不合理，干滩长度不足，库内、库外水位过高，坝面排水不当、积水过多等。浸润线过高会降低坝体的强度和稳定性，容易导致管涌、渗漏、坝体变形及滑坡。5126塌方和滑坡尾矿坝的滑坡会引起尾矿库的溃坝，因此，即使是较小的滑坡也应引起我们的高度重视。若库区周边山体出现滑坡，滑坡土、石掉入尾矿库内，将使调洪库容减少，可能导致洪水漫顶，进而造成事故。在排洪系统进水口附近的山体滑坡，将有可能堵塞泄洪通道，造成排水异常，洪水漫顶等严重后果。其主要原因有（1）由于选矿厂和尾矿库等工程的建设，对库区植被造成一定的破坏，如不及时恢复，四周山坡可能出现山体滑坡或坍塌的风险；（2）库区范围内存在违章建筑、违章施工等其他违章建设活动，破坏库周边山体；（3）尾矿库使用过程中在库区周围不规范放炮、放牧、砍伐等行为均易导致水土流失，造成坍塌。5127施工过程中的安全隐患（1）淹溺、高处坠落该尾矿库在运行期间，作业人员在库区从事巡视检查、管道维护等作业及外人闯入库区时，可能产生淹溺和高处坠落等情况。造成淹溺和高处坠落的主要原因有1）在施工和运行过程中，无防护措施冒险进入库内；2）坝顶面湿滑，库区山路不平坦或塌陷，人员不慎掉入库内；3）库区照明条件不良；4）没有安全警示标志。（2）火灾当设置在库内的电动机械及其控制装置或其他电气设备内部线路的绝缘破坏时将导致短路事故发生、检修过程中使用临时照明电源或其他临时用电时发生短路以及线路过电流等原因均有可能引发电气火灾。库区可燃物质存储不当遇明火时易发生火灾。（3）触电库区工作人员在电气线路或电气设备检修时存在触电危险，管理制度不完善、违章作业、电气设备绝缘破坏、接地不良等事故造成人员触电伤亡。（4）机械伤害尾矿库各种机械设备在运行过程中，由于设备防护缺陷、各种违章操作或错误操作等，可能造成机械伤害。5128环境污染主要包括尾矿污染和排放水污染。坝体覆盖或植被不好，干滩管理不良均会造成粉尘污染，渗透水，排放水如果达不到排放标准会造成水污染，如果尾矿含有放射性元素还会造成放射性污染。环境污染损害尾矿库工作人员及周边人群的健康，还会对生态、人文环境造成破坏，必须对有害物质进行监测处理，达标排放。5129自然灾害（1）地震地震是一种能产生巨大破坏作用的自然现象。尾矿库所在区域地震设防烈度为度。发生地震时，如果坝体或建（构）筑设施不能满足防震要求，强烈地震可能造成尾矿坝体损坏或溃坝事故，库内的尾矿将形成强大的泥石流，将对下游的人员及财产造成危害；（2）项目建成后，该尾矿库最大汇水面积为02KM2，若遇连续暴雨形成山洪时，库区汇水面积内的水流汇集到库内，如果尾矿库排水设施和防洪构筑物排水能力不能满足尾矿库泄洪要求，或排水设施堵塞、坍塌等意外情况时，就会造成库内水位过高、影响坝体稳定，出现洪水漫坝甚至酿成尾矿库溃坝的后果。52尾矿库安全隐患对策根据本尾矿库情况，为消除尾矿库以上所述的安全隐患，设计要求矿方在今后的施工、生产和管理中做好如下几点，同时设计也提出了相应安全隐患对策（1）严格执行安全监督管理规定，遵循现行的行业规程、规范；（2）严格按设计施工，加强监督管理，严格进行监理，保证施工质量；（3）加强生产运行期的管理，严格巡查制度，发现安全隐患及时处理；（4）重点加强汛期尾矿库生产运行的管理，疏通排水沟，保证库内排水设施顺利运行；加强观测；及时对坝坡进行维护，以防雨水冲刷，并保持坝坡排水沟畅通；（5）设立安全警示标志，在库内水面及湿浆等区域按安全标志（GB289496）及安全色（GB28932001）的要求设立安全警示标志，防止人畜坠落，造成溺水危险及伤害。（6）应请有相应资质的单位进行施工，并作好施工组织管理，切实做到以人为本、安全施工。（7）如果在汛期施工，则应做好施工导流，避免洪水进入施工营地。53尾矿库防洪安全分析531防洪标准根据选矿厂尾矿设施设计规范（ZBJ190）第412条规定，尾矿库的防洪标准应根据各使用期的等别，综合考虑库容、坝高、使用年限及对下游造成的危害等因素，分别按表51确定。尾矿库防洪标准表51尾矿库等别一二三四五初期1002005010030502030洪水重现期（年）中、后期10002000500100020050010020050100该尾矿库为五等库，五等尾矿库防洪标准尾矿库使用初期为2030年一遇；在中、后期为50100年。5311洪水计算53111山东省水文手册提供公式计算（1）洪峰流量计算6902431507268RHJFQTP式中设计频率为P的洪峰流量，M3/S；汇水面积，KM2；02KM2河道干流平均坡度；015J设计流域平均降水量，MM；THHT产生的净雨深，MM查表24RPNTF2410暴雨递减指数072N频率为P的24小时降雨量，MMPH24K年最大24小时降雨量，MM100MM24皮尔逊型曲线模比系数P计算结果库区洪峰流量Q331175M3/S；Q11632M3/S。（2）洪水总量计算洪水总量计算如下FRWP242410式中W洪水量过程的洪水总量，M3；经验系数；取17计算结果洪水总量W33207104M3；W1286104M3。53112计算取值该尾矿库全汇水面积内的洪峰流量和洪水总量较大，设计在尾矿库上有设置截洪沟将上游洪水拦截并排入西侧相邻沟谷内，此时库区汇水面积为008KM2，截洪沟以上汇水面积为012KM2。重新计算得库区100年一遇24小时一次洪水洪峰流量Q33596M3/S,一次洪水总量W33114104M3；截洪沟以上汇水面积内100年一遇24小时一次洪水洪峰流量Q11117M3/S,一次洪水总量W1171104M3。53113调洪演算根据矿方提供的11000地形图上量算的，XX选矿厂X村尾矿库按设计的尾矿沉积坡坡度1,量算得初期调洪库容为108104M3。对于洪水过程线可概化为三角形，且排水过程线可近似为直线，其调洪库容和泄流量之间的关系可按下式确定QQP（1VT/WP）Q所需排水构筑物的泄流量，M3/S；QP设计频率P的洪峰流量，M3/S；VT某坝高时的调洪库容，M3；WP频率为P的一次洪水总量，M3。经计算，库区100年一遇该尾矿库经调洪后所需排洪构筑物的泄量Q5961108/114045M3/S。截洪沟所需泄流量即为其汇水面积内的洪峰流量，即Q1117M3/S。53114尾矿库排洪构筑物泄流能力验算1该尾矿库库区汇水面积008KM2，设计采用排水斜槽排水管形式排除库内洪水并兼用做尾矿回水。排水斜槽及排水管断面尺寸均为BH12M18M，斜槽长210M，排水管长140M。库内排水斜槽的泄流能力计算排水斜槽泄流能力计算（1）初始条件下斜槽上水头较小，按自由泄流计算水位未超过盖板上沿最高点时用下式计算5212COTTAN80SAHGMQ水位超过盖板上沿最高点时用下式计算21B512COT80TG其中淹没系数，经试算得；N70N堰流量系数；1M斜槽倾角；自由泄流水头，M；SH梯形堰的底宽，M；BSIN21HB自由泄流水头，M。T经计算得库水位HM泄流水头HTM泄流量QM3/S95600958020299600416996408955966101656（2）水位继续升高，按半压力流公式计算BXGHMQ2其中孔口流量系数，拱形盖板取055；2M排水斜槽断面面积，M2；X半压力流泄流水头，M。BH经计算得库水位HM泄流水头HTM泄流量QM3/S9610534596408437966104881559820690（3）水位继续升高形成压力流后，按压力流计算压力流公式YCGHQ2式中2432121920PRCLGNPCLGX其中排水管出口断面面积，M2；C压力流泄流水头，米；YH排水斜槽末端局部水头损失系数；1排水斜槽的长度，M；L排水斜槽的谢才系数；XCCP1GCP2排水斜槽断面面积，M2；X排水管入口局部水头损失系数；2排水管断面变化的局部水头损失系数；3排水管转角局部水头损失系数；4排水管的水力半径；GR排水管的谢才系数；C排水管的长度，M。L经计算得库水位HM泄流水头HTM泄流量QM3/S9610560696408632966106481568820725绘制库内斜槽涵管泄流曲线如图51所示图51斜槽泄流曲线即图51中ABC为其泄流能力曲线，由图可知，槽上水深为025M时此时库水位9585M泄流能力为05M3/S，即大于应泄流量045M3/S，满足调洪要求。2截洪沟泄流能力计算截洪沟以上汇水面积为012KM2，截洪沟从尾矿库东侧1150M高程处开始，至西侧沟谷处1130M高程，总长约400M，净断面为底宽12M、顶宽24M、深12M的倒梯形浆砌石结构。截洪沟泄流能力按照明渠均匀流计算公式计算QACRI1/2式中A截洪沟过水断面面积，M2；C谢才系数；R水力半径，M；I截洪沟敷设坡度，取003。计算得截洪沟内水深为10M时，Q1227M3/S1117M3/S，满足泄洪要求。54尾矿坝稳定性分析5411基本原理和方法坝体的失稳是部分土体沿某滑裂面滑动，通常滑裂面假定为圆弧形，本次设计的稳定分析即采用瑞典圆弧法。该方法的基本假定如下假定土坡稳定性属平面应变问题，即可取其某一横剖面为代表进行分析计算；假定滑裂面为圆柱面；弧面上的滑动土体视为刚体，即计算中不考虑滑体的内部相互作用力；定义安全系数为滑裂面上所能提供的抗滑动力矩之和与外荷载及滑动土体在滑裂面上所产生的滑动力矩之比；所有力矩都以圆心O为矩心；采用条分法进行计算。图53瑞典圆弧法中垂直条块受力情况示意图根据考虑孔隙压力影响的方法不同，又分为有效应力法和总应力法两种。本次计算采用有效应力法。5412安全系数安全系数对建设费用和工程效益的影响巨大，采用多大的设计安全系数能保证主体工程的安全性，这就是工程设计研究的关键性问题。国家建设部发布了尾矿库设计方面的国家行业标准，选矿厂尾矿设施设计规范（ZBJ190）第343条规定坝坡抗滑稳定的安全系数不应小于表53。坝坡抗滑稳定最小安全系数表53坝的级别工况一二三四、五正常运行1301