尾矿工程初步设计说明书

1前言111项目概况112地理位置及交通状况113地形、地貌、地震114气象条件215区域地质构造216水文地质条件317不良地质作用418矿区经济42设计原则、设计依据及选矿工艺资料421设计原则422设计依据523选矿工艺资料及尾矿特性63尾矿库工程设计631库址选择632坝型选择733库容计算及尾矿库等级7331库容量7332尾矿库等级7333防洪标准834尾矿库水文计算935尾矿坝11351初期坝坝体设计11352尾矿堆积坝设计14353上游尾矿坝19354尾矿坝体稳定分析1936排水、导流构筑物26361排洪方式27362上游导流构筑物27363泄流能力验算2837尾矿输送系统2938尾矿库回水304尾矿库的监控与看守3041尾矿库监控设施30411尾矿坝变形观测30412库水位观测33413库下游地下水观测3342尾矿库看守335尾矿库建设主要工程量336尾矿库的环境保护3561环境保护设计依据3562环境保护标准3663主要污染源及治理措施36631工程主要影响源36632污染源治理措施37633尾矿库的水土保持37634环境监测387安全管理3971安全管理依据和标准3972生产过程中的危险有害因素40721尾矿库的坝体破坏40722粉尘的危害4173对策及安全措施41731技术措施41732管理措施42733防洪43734粉尘的防护对策44735尾矿库区范围内安全管理44736尾矿库影响范围44737安全监测制度及机构448存在的问题及建议459工程设计概算4691编制说明4692投资分析471、前言11项目概况XX县XX矿业发展有限公司XX金矿选矿厂是一家综合生产规模为日处理矿石100T的采选联合企业。为满足安全使用及环境保护等方面的要求，XX县XX矿业发展有限公司XX金矿委托我公司进行尾矿设施的设计,主要设计内容包括按照规范要求，分别对尾矿坝体、排洪系统、回水系统、尾矿库使用及尾矿库管理等具体内容进行设计。12地理位置及交通状况XX县XX矿业发展有限公司XX金矿区距XX县城45KM，行政区划属XX县小坝乡。中心点地理座标东经1040437，北纬320641。矿区交通情况成都至绵阳128KM，绵阳至XX69KM，XX至治城22KM，以上计219KM为县级主干公路；由治城至小坝24KM，由小坝至矿点26KM，该段50KM为区乡及林区公路，雨季期间时有垮塌。交通较方便。13地形、地貌、地震矿区为中高山地貌，地势西南高东北低，地形陡峭，坡度2040，海拔高程17502500M，相对高差750M米。弱布沟为区内主要河流，长年流水，水量较大，从矿区东北角流过，沟底海拔1750M米。蚂蟥沟小河从矿区北西侧通过，为常年流水沟，但水量较小，为矿区内唯一的地表径流水系，于矿区东北角流人弱布沟。矿体出露于蚂蟥沟东侧山坡上，地下水不发育。矿区最低开采坑道（中段）1900M，高于当地侵蚀基准面（弱布沟）150M。根据建筑抗震设计规范（GB500112001）及中国地震动参数区划图（GB183062001）确定，本地区地震基本烈度为7度，设计基本地震加速度值为010G。场地覆盖层主要为碎石土，厚度一般小于5M，场地属中硬土I类场地，设计特征周期025S。14气象条件矿区属高原气候，气候温和，四季分明。平均气温155，极端最高温度361、最低温度45。年历年平均日照总时数900小时。垂直分带清楚，年降雨量13772MM，多集中在79月，日最大平均降水量为1499MM。常有旱、涝、大风、冰雹，10月至翌年3月降霜降雪。主导风向夏季东南风，冬季西北风。本区最大冻土深度50MM，基本风压05KPA，基本雪压03KPA。属温带季风性大陆性气候。15区域地质构造矿区位于北东向三道龙池背斜北东倾伏端近轴部地带，由志留系、泥盆系地槽型海相变质碎屑建造构成。（一）褶曲区内北北东、北东向次级紧密线状同斜、复式歪斜褶皱、轴面劈理及片理带、冲断裂发育。背斜构造主要沿蚂蟥沟及其岔沟分布，轴向变化于2560间，轴长70180M，向南西倾伏。同时，拖拉褶曲构造及揉皱特别强烈，大者使整个岩性层发生褶皱，并见小揉皱，在30M长探槽中可连续见25个大小不等的小褶曲；小者于手标本中可见。不同期次的褶曲相互迭加，使褶皱更加复杂。该区主压应力方向，由北西南东逐渐转变为南西北东。较强的挤压应力不仅产生了岩层的走向褶皱及揉皱，而且迭加了晚期沿岩层倾向的褶皱，导致沿褶曲核部及其转折端，产生了十分发育的揉皱及轴面劈理化带、层间碎裂带，为金矿带（体）的形成提供了良好的容矿空间。（二）断裂区内断裂构造发育。北东向以F1、F4、F5及F2为代表。F1断裂延长大于1KM，呈舒缓波状延伸，是蚂蟥沟背斜之纵向压扭性逆冲断层，从F1两侧，特别是南盘展布有众多平行矿体和矿化石英脉，以及切断矿体事实看，F1断层经历了成矿前的导矿成矿期的容矿成矿后的切断矿体之长期演化过程。北北西、北西向以F3、F6为代表。断层走向320350，延长大于1KM，是后龙门山北东向多字型构造带的组成部份，属横向张扭性断层，与成矿关系不明。16水文地质条件矿区断层、裂隙及褶皱较发育，岩层为炭质千枚岩、板岩，基本不含水。矿体出露于半山地带，高于地表径流水系，矿体倾向与地形坡向相反，地形为“V”字山形，河流落差大，地势陡峭，有利于疏通，使大气降水沿坡排泄于沟谷中，汇于弱布沟中，流向下游，对矿山开采影响较小。矿区水文地质条件属简单类型。17不良地质作用山坡主要为岩质陡坡，主要发育三组裂隙35542、27435、9365，间距020050M，延伸长度080400M，岩层产状内倾，不会发生整体失稳。由于裂隙切割，局部块体存在崩塌、脱落现象，崩塌物直径10150CM不等，崩塌堆积物体积一般小于50。对此应采取一定的支护措施。在沟脚由3M于水流充数造成局部小型滑坡，滑坡体积一般小于100。3M东侧弱布沟在雨季河水挟带和冲刷能力较强，在工程建设河水归槽后，洪水对河底或岸边的冲刷作用将加强，除应防止洪水冲刷外，还应注意洪水挟带巨石堵塞河道造成水位上涨进而威胁建（构）筑物安全使用。18矿区经济区内居民主要为羌族、汉族、少量藏族。以农业为主，牧业为辅。农作物以玉米、洋芋为主，次为红苕、荞子、油菜、黄豆、海椒等。木材资源丰富。经济植物以各类药材为主。地方工业较发达。有农机、水电、制茶、木材加工等，劳动力及水资源充足。2设计原则、设计依据及选矿工艺资料21设计原则1、认真贯彻执行国家安全生产监督管理总局发布第6号令尾矿库安全监督管理规定和“安全第一，预防为主”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，以其减少工程量，降低投资，缩短工期，方便施工和生产管理。3、贯彻执行中华人民共和国环境保护法在生产工艺中消除污染，保护环境。4、充分利用荒地和贫瘠土地，不占、少占和缓占农田，减少动力消耗，尽可能考虑造地还田的原则。5、有效利用回水进行再生产的原则。22设计依据1、矿方提供的尾矿库库区1500地形图；2、有色金属矿山企业初步设计内容和深度的原则规定；3、选矿厂尾矿设施设计规范ZBJ190；4、尾矿库安全监督管理规定第6号令；5、尾矿库安全技术规程AQ20062005；6、水工建筑物结构设计规范DL50571996；7、水工混凝土施工规范DL/T51442001；8、尾矿设施施工及验收规程YS541895；9、尾矿设施设计参考资料；10、土工合成材料应用技术规范；11、XX县XX金矿尾矿坝工程地质勘测报告；12、XX金矿选矿基本工艺资料；23选矿工艺资料及尾矿特性1、选矿厂生产规模100T/D；2、选矿厂工作制度330天/年、3班/天、8小时/班；3、年排尾矿量3135104T/A，折合成2322104M3/A；4、尾矿比重27；5、尾矿平均粒度200目占50；6、尾矿产率95；7、尾矿浓度20；8、尾矿堆积干容重以135T/M3计算；9、服务年限约4年；10、选矿工艺描述选别采用离心重选工艺流程。选矿工艺经过破碎（两段一闭路）磨矿（一段闭路磨矿流程）一级离心重选二级离心重选摇床精选脱水；离心重选是在磨矿回路中设FALCON离心工序，离心重选精矿后设摇床精选。最后把矿石分离为金精矿和尾矿。3尾矿库工程设计31库址选择该新建尾矿库位于选矿厂西北方向自然山谷中，坝址处沟道呈“倒抛物线形”；库区汇水面积不大；区内属山区，沟谷发育。库区两侧岩石裸露，渗透性差。此尾矿库长度约140M。为充分利用地形和工程地质条件，此尾矿库由下游主坝和上游挡水坝构成，通过岩土工程评价可知，场地地形地貌、水文、工程地质条件简单，场地主要建筑物范围内无明显断层（裂），地震设防烈度为度，场地稳定性好，适宜修建尾矿库。32坝型选择该尾矿库处于自然山谷中，坝址处地形呈“倒抛物线型”。比较几种坝型浆砌石重力坝、土坝、土石坝、堆石坝等，重力坝结构作用明确，强度高,稳定性好，安全可靠，对地形地质条件适应性强，且枢纽泄洪问题容易解决，故本设计采用浆砌石重力坝。33库容计算及尾矿库等级331库容量本次设计根据库区1500地形图，按照一次筑坝方案，计算库容,坝顶标高1913M，相应总库容量V12366104M3。按生产规模100T/D计，年排尾矿量3135104T,折合成23222104M3,全部存放于尾矿库（库容利用系数080），可服务约3年。332尾矿库等级按选矿厂尾矿设施设计规范ZBJ90规定，尾矿库各使用期的设计等别应根据该期的全库容和总坝高分别确定，取其等级高者作为设计等级。当按坝高确定的等级与按库容确定的等级相差二等以上时，按最高等级降一级；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，其设计等别可提高一等作为尾矿库的设计等级。本尾矿库设计，考虑坝高与库容量二方面条件，总坝高H总H初H堆122336M（1877M1913M），相应总库容量V12366104M3。尾矿库等别表等别全库容10V10（M）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本尾矿库为级，相应防洪标准为初期3050年一遇洪水，中、后期为100200年一遇洪水。根据矿方提供的1500地形图，该尾矿库库区汇水面积为F0003989K。333防洪标准根据选矿厂尾矿设施设计规范（ZBJ190）,本设计尾矿库相应防洪标准（洪水重现期）为初期3050年一遇洪水，中、后期为100200年一遇洪水。尾矿库防洪标准尾矿库等别一二三四五初期1002005010030502030洪水重现期（年）中、后期10002000500100020050010020050100因此，尾矿库防洪标准取四等级库上限标准。即初期P2（50年一遇洪水）中期P1（100年一遇洪水）后期P05（200年一遇洪水）34尾矿库水文计算按全国降雨量图及特小汇水面积洪水计算公式进行计算F0003989K。洪峰流量QP0278SPF式中QP设计频率P时洪峰流量，M3/S；0278单位换算系数；SP频率P时暴雨雨力，MM/H；稳定入渗，MM/H（取稳定入渗为206MM/H）；F库区受水面积，F0003989K；H24PKP24,214NPPHSH24P设计频率P时24小时降雨量；KP模比系数。重现期为P的经验式参数指数，取P2、P1、P05时，由尾矿设施设计参考资料附表4查得KP242、KP274、KP306。24年最大24小时降雨量均值，MM；H24取90MM。N暴雨递减指数，取值（NN2065）。洪水总量WTP100024H24PF式中WTP频率P时洪水总量；H24P频率P时24小时降雨量，MM。计算结果洪峰流量Q2000783M3/S；Q1000888M3/S；Q0500993M3/S。洪水总量W206516M3；W107378M3；W0582393M3。本次尾矿库设计不做调洪，洪水全部由排水设施排出库外或返回选厂。35尾矿坝351初期坝坝体设计在保证初期库容量的基础上，考虑一定的安全超高，坝高初步定为13M（清基清至基岩，由于缺少勘察资料，暂定3M），相应的坝顶标高为1890M。参照已建成重力坝工程，初拟坝体断面尺寸，通过稳定和应力计算，再进行修正。最后确定的断面尺寸如下下游坝坝顶宽度B3M,最大坝长L306M内坡102,外坡106,内坡用05M厚C25钢筋混凝土护坡。（一）构造设计1坝顶构造根据规范要求取坝顶宽度为3M,两边设防护栏杆进行防护，栏杆高1M。坝顶面设倾向下游的横坡，坡率。并设有排水管通01I向上游，并设止水。2横缝构造坝体在施工运行期间，为了防止季节性温度变化发生伸缩变形和地基可能产生不均匀沉陷而引起的裂缝，可沿坝轴线方向每隔一定距离设永久性横缝，永久性横缝做成竖直平面，不设键槽，缝内不灌浆，从而将坝体分成彼此独立的坝段。混凝土重力坝的水泥用量较多，影响横缝间距的主要因素是气温条件，由这一观点出发，其横缝一般为1520米，本坝取16米，混凝土重力坝的横缝为平面缝，缝宽取1CM，缝内用数层沥青玛缔的脂毛毡填充。横缝内设置止水，采用两道止水，每侧埋入混凝土的长度为20CM，中间设沥青井，沥青井呈方形，其一侧用混凝土预制块，预制块厚5CM。沥青井的尺寸为15CM15CM。井内灌注的填料由号石油沥青、水泥和石棉粉组成。井内采用电加热的方法。第一道止水至上游坝面的距离应有利于改善该部位的应力，距坝上游为219码，缝间贴沥青油毡，第一道止水为金属止水片用10MM厚的紫铜片。第二道止水用橡胶。其横缝止水布置形式如图33。图31横缝止水布置图二地基处理1坝基开挖与清理该地基经过处理后首先应该保证满足下列要求1具有足够的强度，以承受坝体的压力；横缝止水片混凝土预制块15沥青井6电极钢筋201上游面沥青油毛毡填缝2具有足够的整体性和均匀性，以满足坝基抗滑稳定和减少不均匀沉降；3具有足够的抗渗性，以满足渗透稳定，控制渗流量；4具有足够的耐久性，以防止岩体性质在水的长期作用下发生恶化。根据以上要求通过定性的分析可知，本工程的坝高为36米，所以该坝可以建在微风化至弱风化中上部基岩上。基础中存在的局部工程地质缺陷，例如表层夹泥裂隙、强风化区、碎石层等均结合基础开挖予以挖除。坝基的开挖设计中可采用阶梯爆破、预裂爆破等方式，保证坝基岩体不致受到破坏或产生不良后果。对易风化、泥化的岩体，也采用相应的保护措施，及时地覆盖开挖面。2帷幕灌浆与固结灌浆1帷幕灌浆帷幕的作用是在岩体中构成比基岩相对透水性更小的地段，以防止渗漏和降低扬压力。防渗帷幕应符合下列要求A减少坝基和绕坝渗漏，防止其对坝基及两岸边坡稳定产生不利影响；B防止在坝基软弱结构面、断层破碎带、岩体裂隙充填物以及抗渗性能差的岩层中产生渗透破坏；C在帷幕和坝基排水的共同作用下，使坝基面渗透压力和坝基渗漏量降至日、允许值以内；D具有连续性和耐久性。在以上要求的指导下，坝基及两岸的防渗措施可采用水泥帷幕灌浆。本工程坝基防渗帷幕设一排，帷幕孔距为2M。钻孔穿过岩体的主要裂隙和层理，倾向上游5。考虑到工程地质条件，地层的透水性，坝基扬压力，排水等因素，结合工程经验研究确定，该帷幕的灌浆深度为05倍的坝高，即防渗帷幕的深度为18M2固结灌浆固结灌浆的主要目的是提高基岩的整体性和强度，降低地基的透水性。本工程固结灌浆孔的布置采用梅花形浅孔，孔距、排距均为4M，孔深6M。灌浆压力为03MPA。由于缺少坝址处的工程地质情况和准确地地形图，筑坝方式有待最终调整。352尾矿堆积坝设计后期尾矿堆积坝,坝高H堆23M18901913,采用山坡土及坑口废石堆筑子坝，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。每年汛季之前必须提前筑好子坝，确保所需的调洪库容。沿初期坝（挡水坝）坝顶向库内平移4M后再堆筑后期坝，以增强坝体的稳定性。后期坝以140的总坡度堆筑，每一级子坝的上升高度为20M，子坝坡度为120，坝顶宽度为40M。后期坝设计最终坝顶标高1913M。后期坝坝外坡亦设纵、横排水沟，纵向排水沟设在每个子坝坝顶内侧；横向排水沟从坝顶到坝脚，每隔20M设一条，纵、横排水沟互相连通，以保护坝面不受雨水充蚀。纵、横向排水沟的断面尺寸均为（宽深）4040CM，壁厚30CM，采用浆砌石砌筑。为满足坝体安全及调洪要求，正常运行干滩L160M，安全超高H15M应保证汛期最小干滩长度不小于70M；最小安全超高不小于07M。后期坝排渗为了使坝前尾矿尽快排水固结，降低后期坝的浸润线，提高坝体强度，增强后期坝的稳定性，后期坝内设堆石排渗盲沟、塑料排渗管井圆形塑料盲沟，规格MY100MM。盲沟断面尺寸为底宽顶宽深10M18M08M，堆石盲沟共10条，平行于坝轴线布置。塑料排渗管井垂直于坝轴线方向，间距10M，下端与堆石排渗盲沟连通,渗水通过DN100的硬塑料集水管排出。塑料盲沟抗压强度高，且恢复性好，并且具有良好的耐腐蚀性能耐酸、耐碱，耐紫外线、耐磨性良好，抗微生物、耐蛀、耐霉性特好。排渗管井与排渗盲沟共同组成后期坝的立体排渗系统。以期降低坝内浸润线。在尾矿堆积坝马道内侧埋设测压钢管，以观测坝体浸润线。后期坝护坡为防止雨水冲刷、渗流冲蚀，粉尘飞扬，后期坝外坡采用块石护坡，护坡厚度04M；也可种植草皮护坡。后期坝堆积到坝顶1913M标高时，坝顶用浆砌石砌4M宽，内坡从坝顶向下1M范围内亦用浆砌石砌筑，坡度115，以利于坝体的稳定。尾矿排放与筑坝1尾矿排放与筑坝，包括岸坡清理、尾矿排放、坝体堆筑、坝面维护和质量检测等环节，必须严格按设计要求和作业计划及本规程精心施工。2尾矿坝滩顶高程必须满足生产、防汛、冬季冰下方矿和回水要求。尾矿坝堆积坡比不得陡于设计规定。3每一期堆积坝充填作业之前必须进行岸坡处理，将树木、树根、草皮、废石、坟墓及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上游式筑坝法，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（修子坝后移放矿管时除外）。应做到A）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B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；C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；D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、放矿时间以及水力旋流器使用台数、移动周期与距离，应按设计要求和作业计划进行操作。7为保护初期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若同一座尾矿库内，建有两座以上尾矿堆积坝时，不得将细粒尾矿排至尾矿堆积坝前，以免影响尾矿堆积坝的稳定性。10岩溶发育地区的尾矿库，可采用周边放矿，形成防渗垫层，减少渗漏和落水洞事故。11尾矿滩面及下游坡面上不得有积水坑。12坝外坡面维护工作应按设计要求进行，或视具体情况选用以下维护措施A坡面修筑人字沟或网状排水沟；B坡面植草或灌木类植物；C采用碎石、废石或山坡土覆盖坝坡。13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A子坝剖面尺寸，长度、轴线位置及边坡坡比；B新筑子坝的坝顶及内坡趾滩面高程、库内水位；C尾矿筑坝质量。14当坝坡出现冲沟时，应以土石及时分层夯实填平，并增设排水沟。15坝体出现裂缝，应通过表面观测和挖深坑、槽探，查明裂缝的部位、宽度、长度、深度、错距、走向等，分析裂缝的深度，可选用以下处理措施A对于缝深小于5M的裂缝可采用开挖回填法处理。开挖深度应比裂缝尽头深0305M，开挖长度应比缝端扩展约2M。回填土料宜与原土料相同，回填时要求分层夯实。B对于较深的裂缝可采用灌浆法处理或上部开挖回填、下部灌浆的方法处理。灌浆的浆液可采用纯粘土浆或粘土水泥浆，浆液浓度为3050。16坝体出现滑坡，可采取以下处理措施A下游坡压后戗加固坝体，后戗宜采用堆石料堆筑；B放缓坝坡；C降低坝体浸润线。17坝体出现塌坑，应及时查明其成因，进行处理。对于沉陷塌坑，应进行回填夯实处理；对于管涌塌坑，应首先处理管涌后再进行回填。353上游尾矿坝坝高初步定为13M（清基清至基岩，由于缺少勘察资料，暂定3M），相应的坝顶标高为1890M。上游坝坝顶宽度B3M,最大坝长L306M内坡102,外坡106,内外坡铺设05M厚的C20混凝土保护层防冲刷后期尾矿堆积坝的堆筑、放矿方法与下游尾矿坝相同,在此不赘述354尾矿坝体稳定分析一般重力坝结构计算内容包括强度和稳定的计算，重力坝抗滑稳定及坝体应力计算的荷载组合分为基本组合和特殊组合两种，宜以正常放矿高度时的荷载组合作为基本组合。本设计选取坝基面作为计算截面，其基本资料如下坝顶高程1890M河床基岩面高程1882M浆砌石容重22KN/3M浆砌石与基岩的摩擦系数570F抗剪断系数取8670F地震设计烈度度实测最大风速为15M/S189018701021ABOPP2GG23U23WW存1234图32坝体横断面荷载组合示意图（一）坝基面的作用荷载如图32，计算过程如下坝体自重按照拟定的断面将坝体分为三部分计算。KNG8371263水平压力；KNHP9173212D102P垂直压力；KW6532193623102W扬压力（扬压力系数取）0；01U；KN0462150132023132。74657403地震惯性力水平向总地震惯性力NFWCKQZHK34157483100各部分分力0IIIP地震惯性力计算剖面如图32计算过程见表61。32150210图33地震荷载计算图表61坝基面地震惯性力计算表块体自重WIKN惯性力系数IWII总惯性力Q0KN块体惯性力PIKN对基础中心力臂M对基础中心力矩KNM1371811743501024333442023168154752111465724131301311715225357433315469670951573492299地震动水压力KN；36123501665021HCKPZ1对坝基面力矩MK172386530NM1PK360310M172N（二）坝基面稳定计算由规范8结构计算基本规定中可知大坝坝体抗滑稳定和坝基岩体进行强度和抗滑稳定计算属于1）承载能力极限状态，在计算时，其作用和材料性能均应以设计值代入。而坝体上、下游面混凝土拉应力验算属于2）正常使用极限状态，其各设计状态及各分项系数10，即采用标准值输入计算。此时结构功能限值C0。荷载组合计算结果见下表。坝基面荷载计算表垂直力KN水平力KN对基础中心力矩KNM名称符号逆时针顺时针分项系数自重G1371816110110自重G231682059210自重G3130135634610水平压力P11117940989710垂直压力W197002727510浮托力U100010渗透压力U26260412渗透压力U3234776667512地震惯性力Q0157349229910地震动水压力P036332131710坝体混凝土与基岩接触面抗滑稳定极限状态根据水利水电枢纽工程等级划分标准，3级建筑物对应水利水电工程结构可靠度设计统一标准中的结构安全级别为级，相应结构重要系数为10。材料性能分项系数为15，轴心抗压强度标准值9800KPA，则设计值9806531AKPRA材料抗剪断摩擦系数取F067870F凝聚力取C04MPAC035MPA摩擦系数的材料性能分项系数为13，则设计值F；DF07/1358凝聚力的材料性能分项系数为30，则设计值CC40PA/31KPAKA、（正常放矿高度）基本组合时，取持久状态对应的设计状况系数10，结构系数D112。基本组合的极限状态设计表达式,1,0KMDKQKGFRS式中左边对于抗滑稳定的作用效应函数NPSK9170S10101117911179KN右边NWK15478230462109714858774KNF21ACW（对于抗滑稳定的抗力函数RFRWRCRAR经计算左边11179KN右边58774KN满足规范要求。B、（正常放矿地震荷载作用下）偶然组合时，取偶然状态对应的设计状况系数085，结构系数D212。偶然组合的极限状态设计表达式,1,20KMDKQKGFRAS式中左边0S100851117995022KN对于抗滑稳定的作用效应函数SP11179157343633131157KN右边64217KN1F21ACW（对于抗滑稳定的抗力函数RFRWRCRAR经计算左边131157KN右边64217KN满足规范要求。坝址抗压强度极限状态A、基本组合时，取持久状态对应的设计状况系数10，结构系数D118。202W6MS101MB40091KPAD1R653/186293KPA0DS满足规范要求。B、偶然组合时，取偶然状态对应的设计状况系数085，结构系数D218。202W6MS101MB542153KPAD1R3629KPA0DS满足规范要求。上游坝踵不出现拉应力极限状态上游坝踵不出现拉应力极限状态属正常使用极限状态，故设计状况系数、作用分项系数和材料性能系数均取10。此处，结构功能的极限值C0。可知，上游坝踵060120BMWS）（）（处未出现拉应力,满足规范要求。短期组合下游坝面的垂直拉应力，正常使用极限状态设计式为PABMWBPABMWAK108246K106537262通过以上计算结果可知，所拟全坝段剖面全部满足设计规定的要求。由于上游尾矿坝坝与下游尾矿坝形式、尺寸相同,故稳定性分析同上,在此不赘述36排水、导流构筑物361排洪方式排水构筑物是为了排泄尾矿库汇水面积内形成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应泄洪量控制。结合设计尾矿库的地形条件及尾矿坝的形式，本设计推荐尾矿库的排水设施为排水井、排水涵管等。1号排水井为C20钢筋混凝土结构，内径D3M，高H12M。最低进水口设计标高1887M。2号排水井为C20钢筋混凝土结构，内径D3M，高H15M。最低进水口设计标高1898M。1、2号排水井通过排水涵管连接排至下游坝外集水池，排水涵管为圆拱直墙断面，其断面尺寸为BH10M15M的水工C20钢筋混凝土,其中直墙高10M。排水涵管（封闭段）总长度129M，坡度为I00382,每隔15M设一条温度缝，在岩性变化处、断层断裂及坡度变化处加设沉降缝，接缝处用橡胶或塑料止水带做好止水。由于库区较小，澄清距离不够，故施工时必须控制澄清距离，避免跑浑。在库区中央19125M标高处,预埋600MM排水钢管,防止坝体堆积至终期标高时库内洪水溢流库区内洪水和澄清水可通过排水井，经排水涵管排出库外，进入集水池。通过集水池把回水返回选厂重新利用。362上游导流构筑物本尾矿库库区原为弱布沟河道,所以需要在上游修筑导流隧洞隧洞断面5M5M，隧洞为城门洞型断面。长L73M；进出口及接点处采用钢砼C25支护，壁厚03M，长L支20M。其底坡为I00378。隧洞出口接明渠，明渠为MU40块石M10水泥砂浆砌筑，明渠断面为矩形LH深55M2，,长76M,壁厚600MM,底部设置消力台阶250MM250MM363泄流能力验算一库区内泄流能力验算涵管为拱板直墙断面（BH1015M），其中直墙高10M，按照无压流状态，采用均匀流公式计算泄流能力,糙率N取0025，最大水深取11M。均匀流公式QACRI05。式中Q流量，M3/S；A过流断面积，M2；X湿周，M；R水力半径，M；C谢才系数。代入数据得知流量QACRI1/272M3/S。通过以上计算结果看出，排水涵管泄洪能力72M3/S，远远大于该库区200年一遇设计洪峰流量00993M3/S。因此该尾矿库排洪设施完全能够满足排洪要求。二上游导流能力验算隧洞断面5M5M，隧洞为城门洞型断面,按照无压流状态，采用均匀流公式计算泄流能力,糙率N取0025，最大水深取11M。均匀流公式QACRI05。式中Q流量，M3/S；A过流断面积，M2；X湿周，M；R水力半径，M；C谢才系数。代入数据得知流量QACRI1/24644M3/S。明渠为MU40块石M10水泥砂浆砌筑，明渠断面为矩形LH深55M2,按照无压流状态，采用均匀流公式计算泄流能力,糙率N取0025，最大水深取11M。QACRI1/24644M3/S。通过以上计算结果看出，泄洪能力4644M3/S，上游径流汇水面积暂定为F4K,通过洪水水文计算求得Q05993M3/S,隧洞和明渠的导流能力大于上游200年一遇设计洪峰流量993M3/S。因此导流设施设施完全能够满足排洪要求。37尾矿输送系统在选厂附近建一尾矿输送泵站建筑面积BL610M2，选用2台25CHH型渣浆泵一用一备，流量Q173M3/H,扬程H328M，功率30KW。尾矿经输送泵输送到到尾矿库坝前。选用外径6353MM无缝钢管。每条管路长L100米，总长L200米，一备一用。38尾矿库回水选矿厂排出尾矿浆进入尾矿库后，其澄清水除滞留于尾矿孔隙及蒸发、渗漏损失外，余者全部通过尾矿回水系统返回选矿厂循环使用。选矿厂每日排入尾矿库中的总水量为380M3。本次设计尾矿回水率按75考虑。日回水量为285M3，即119M3/H。回水池规格BLH582M。为减少尾矿水对下游的污染，在尾矿库的回水池处设一回水泵房建筑面积BL59M2，内设置设置2台回水泵（一用一备）。型号50SLD12253；流量Q15M3/S；扬程H69M；电机功率N15KW；电机Y132S22。管路选用D70MM35MM的无缝钢管，单长L120M，总长L240M。用水泵将澄清水返回选矿厂高位水池供生产利用。4尾矿库的监控与看守41尾矿库监控设施对尾矿坝和排水井进行经常观测，掌握其工作状态，以确保运行安全。为此，施工中要埋设必要的观测设备。411尾矿坝变形观测（1）目的为及时掌握尾矿坝的变形情况及规律，检测其有无滑动、滑坡，可能破坏趋势，以确保尾矿坝运行的稳定和安全。（2）观测设备观测设备包括观测标点、工作基点和起测基点。观测标点观测标点设于坝顶，用以检测坝的变形量。A、标点布置标点布置可选择有代表性且能检测主要变形情况的断面，如最大坝高断面，排水涵管通过的断面及工程地质变化较大地段，共1个断面，在观测横断面上布置观测标点。B、标点结构与埋设观测标点由底板、立柱和标点头三部分组成。工作基点工作基点为实施水平变形测量的基点。在坝端两岸每一纵排标点的延长线上各布置一点，要求不受坝体变形影响，又不受外来机械破坏而便于观测的地方，其标高宜接近观测标点的标高。起测基点起测基点为实施垂直变形测量的起点或终点。在每一排纵标点之两岸岩石上各设一点，其标高大致接近。为了引测和校测起测基点的标高，尾矿坝附近应有不少于3个水准基点，并连结成观测网。在观测设备设置时，应先作好两岸工作基点和起测基点，然后据两端工作基点连线控制每个观测标点之埋设位置，使标点上十字线之纵线（平行于坝轴线方向的线）偏差不大于10毫米。标点上供测垂直位移的标点头均位于左上方。（3）观测方法水平变形观测水平变形观测采用视准线法，以2个工作基点之连线（视准线）为基准，分别测量该纵排各观测标点的水平位移量。在工作基点A的支承托架上安放经纬仪，后视工作基点B，照准后视站标，固定视准线。然后用标点站标或测钎测读观测标点与视准线之偏移距离。倒转镜筒重对后视，再测读一次，正、倒镜各一次为一个测回，每一测点应进行二个测回，两测回误差不大于5毫米，取其平均值作为该点观测成果。垂直变形观测垂直变形观测用水准仪，据起测基点的标高观测标点的标高变化。按水准测量程序及方法往返测量一次，测站和转点数目尽量少，前后视距离应相等，并不超过50米，往返测量闭合差不超过28毫米（中型），N为测站数。N（4）观测时间尾矿坝投入运行初期每月观测一次。当坝体水平、垂直变形量已基本稳定后（变化有规律）可减为每季或半年一次。当遇有地震、暴雨或久雨，库水位超过最高水位时，渗透情况严重时，变形量显著增大时应增加测次。412库水位观测按选矿厂尾矿设施设计规范规定，在库内排（洪）水设施附近选择适当位置设置清晰醒目的水位观测标尺（钢筋砼桩水尺）标明正常运行水位和警戒水位。413库下游地下水观测按选矿厂尾矿设施设计规范规定，在尾矿坝坝趾附近选择适当位置设置观测井，对地下水进行控制和监测。42尾矿库看守该尾矿库设有尾矿库看守房，并设有专人负责日常管理。尾矿工人数至少5人；安全管理人数至少3人；汛期24小时巡逻值班。看守房设置警报系统；通讯设施（固定、移动）及交通工具。尾矿库的管理应严格执行国家安全生产监督管理总局令尾矿库安全监督管理规定。另外为便于尾矿库管理，尾矿坝上应设置照明设施。5尾矿库建设主要工程量坝体工程量序号项目单位数量备注1征地亩242清基M354923浆砌石重力坝容重22KN/D3M3708644保护层（C25混凝土）M32205块石护坡粒径300MMM3444296导渗钢管（150MM钢管）M2887排水沟M75砂浆砌MU30块石M32363钻孔M312238灌浆灌浆C25混凝土M31223排水、导流设施工程量序号项目单位数量备注1排水井清基除浮土、杂草、风化岩等M33888水工C20现浇钢筋砼M37785C15素砼M3224清基除浮土、杂草、风化岩等M3185水工C25现浇钢筋砼M31872排水涵管C15素砼M34644掘进M324873水工C25钢筋砼（支护）M32703导流洞C15素砼M3184明渠MU40块石M10水泥砂浆砌M373885伸缩缝沥青板，厚度30MMM3306止水带HXZ300型塑胶止水带M28尾矿输送工程量序号项目单位数量备注1泵房64225CHH型渣浆泵N30KW台2一用一备3无缝钢管6353MMM200一用一备回水工程量序号项目单位数量备注1泵房占地面积254250SLD12253型级水泵N15KW台2一用一备3无缝钢管D70MM35MMM240一用一备水工C25钢筋34884回水池占地面积2482观测设施工程量序号项目单位数量备注1工作基点个42校核基点个43观测标点个44水位计台15水尺个16监测井个16尾矿库的环境保护环境保护是我国的基本国策，环境污染治理是环境保护的核心。我国环境保护法指出“开发矿藏，必须实行综合勘探、综合评价、综合利用，严禁乱挖乱采，妥善处理尾矿矿渣，防止破坏资源和恶化自然环境。”尾矿库作为矿山企业生产相配套的环境保护设施，做好尾矿库等的设计、施工和各项监测及环保管理等具有重大意义。61环境保护设计依据国家计委、国务院环境保护委员会（87）国环字第002号建设项目环境保护设计规定。62环境保护标准地表水环境质量标准GB38382002类；PH69；铜10/L，铅005/L，COD20/L，锌10/L，CD0005/L，CR6005/L；地下水质量标准GB/T1484893类，汞0001/L；污水综合排放标准GB89781996表1、表4一级标准COD100/L，SS70/L，铜05/L，铅10/L，镉01/L，锌20/L；PH69；汞005/L，砷05/L。63主要污染源及治理措施631工程主要影响源本工程主要影响与污染因素为（1）生态环境影响因素施工取料、爆破、车辆行走碾压等行为对地表植被与土壤的破坏和影响；尾矿库及上坝道路等占地将改变土地的利用功能；项目建设对地貌景观的影响等。（2）环境污染因素废水尾矿废水；固体废物尾矿、建设弃土；粉尘尾矿库粉尘。632污染源治理措施（1）尾矿浆选矿厂排出的尾矿浆为矿山企业主要污染物之一。生产废水随尾矿浆进入尾矿库，经过澄清、渗滤，在尾矿库内停留715天，通过自然曝气，自净、沉降后，其中有害成分大幅度降解，有关矿山尾矿坝现场测试结果表明，浮选工艺添加药剂残留量降解率为99。尾矿澄清水及渗滤水通过渗滤后进入回水池，再经回水泵扬送返回选矿厂高位水池供生产利用。这一循环系统大幅度降低废水外排量，对周围环境不会产生影响。尾矿固体颗粒经坝内坡反滤层等反滤后，悬浮物浓度可降为SS70/L,满足标准规定。（2）粉尘尾矿细小的颗粒可能造成粉尘污染，尾矿颗粒细度达0074MM左右，遇到干旱大风天气极易被大风吹动，造成污染，预防粉尘污染的办法是，在干旱大风天气应及时对裸露的尾砂面进行喷淋，在尾矿坝上分散放矿等。（3）弃土尾矿库建设过程中的弃土、废石应规划堆放。具体可以堆放在尾矿初期坝下游，并避开尾矿库排水泄洪设施出口，这样就可以防止弃土、废石被雨水冲刷而流失。633尾矿库的水土保持尾矿库水土保持主要是尾矿库建设中取料和弃渣的水土保持。建坝需要进行库区内土石料开采，还需要进行坝体清基工作。这样不可避免的造成一定程度的植被破坏和水土流失。施工中应力求其影响最小化。尾矿坝所用的少量砂砾料可对外购买，清基清除土料防止尾矿库坝体破坏。634环境监测（1）环境监测目的全国环境监测管理条理规定，环境监测任务是对环境中各要素进行经常性监测掌握和评价环境质量状况及发展趋势，对有关单位排放污染物的情况进行监视性的监测；为政府部门执行各项环境法规、标准，全面开展环境管理工作，提供准确可靠的监测数据和资料；开展环境监测技术研究，促进环境监测技术的发展。（2）监测制度及监测点的布置主要是水质监测项目PH值、悬浮物含量。监测制度生产期间每日监测1次。采样点布置选厂出口、尾矿库入口及回水排出口每日监测。尾矿库下游1KM内设监测点，对民用水井定期监测。（3）环境监测机构矿山企业应设置安环科、化验室等，有专人负责，并有专职人员从事环保监测管理工作。环保监测人员对尾矿浆排放各个环节实施监测，包括选矿厂排放口，库区及回水池等。7安全管理安全生产是全国一切经济部门，特别是生产企业的头等大事，要采取一切可能的措施，保障国家、企业和职工群众生命财产的安全，严防事故发生。安全现状综合管理，是针对生产经营单位的生产设施、设备、装备及管理等方面的总体安全现状，根据管理依据和标准，并采取适宜的管理方法进行的管理。目的是通过管理，查找系统中存在的危险、有害因素并确定其危险程度，提出合理可行的安全对策措施及建议，帮助企业在安全管理和投资方面科学决策，实现最大限度降低风险损失的目的。近年来洪水、地震等自然灾害频繁发生，尾矿坝在设计、施工和管理上稍有疏漏，就可能因沉陷、坍塌和滑坡等而发生事故。责任重于泰山，务必采取有效措施确保尾矿坝安全。71安全管理依据和标准中华人民共和国安全生产法2002111中华人民共和国矿山安全法1992117尾矿库安全监督管理规定国家安全生产监督管理6号令选矿厂尾矿设施设计规范ZBJ190安全生产许可证条例第397号国务院令，2004、1、1372生产过程中的危险有害因素721尾矿库的坝体破坏可能导致尾矿库坝体破坏的因素较多，归纳起来主要有以下几方面（1）边坡过陡，致使坝体滑坡；（2）排洪能力小；致使尾矿坝漫顶；（3）排洪设施布置不当，形成洪水对坝体的淘刷和冲击，造成坝体破坏。（4）库内水位过高，渗流控制措施不当，造成坝体渗流破坏或滑坡；（5）库内尾矿的冲填高度超过设计规定的冲填高度时，尾矿库的调洪库容减小，也会导致洪水漫坝。（6）尾矿坝填筑前，岸坡未经处理或处理不到位（如岸坡未作清基处理，防渗结构与岸坡连接处未做齿槽等）。就会使坝肩结合部位出现接触流土，造成坝体破坏。（7）坝体防渗结构设计不合理，或施工采用的材料质量有缺陷、施工过程中材料的连接不良，会导致坝体的集中渗流破坏。（10）坝面的雨水冲沟，由小变大，造成坝体破坏。（11）库区工程地质、水文地质条件不良也是造成尾矿库泄露的原因之一。722粉尘的危害尾矿库的粉尘主要来自库内干滩。73对策及安全措施731技术措施尾矿坝址处的工程地质条件不明，对可致坝体滑动的断层、软土地基等不良地质因素需进一步勘察。合理设计尾矿堆积坝边坡，不同的坝高采用不同的设计边坡，以适应坝体稳定的要求。工程设计中，坝体高度的确定过程中，除了考虑未来4年内尾矿库的有效库容，还结合尾矿库排洪设施的泄流能力，重点考虑了尾矿库的调洪库容、安全超高，泄流量等因素。使得该尾矿库可以防御二百年一遇洪水（P05）。尾矿库的排洪、排水设施为排水井、排水涵管等，满足泄洪要求。尾矿库的放矿可以首先实施坝上均匀放矿，尾矿库正常运行及日常较小洪水来临时可以留有必要的干滩，改善了尾矿库的运行条件。732管理措施（1）尾矿坝的施工应按照设计及混凝土坝的施工技术规范要求进行。具体应注重以下事项A岸坡坝基处理；B筑坝材料的堆筑；C坝体边坡的控制；D坝基、岸坡齿槽的开挖深度；（2）尾矿库工程建设结束后，尾矿库的放矿首先应进行坝上分散放矿。以保证必要的干滩长度。（3）在尾矿库的适当位置，设立清晰醒目且牢固的水位观测标尺，以示正常生产水位和洪水警戒水位。定期对库内水位进行观测。（4）对尾矿坝的坝坡进行日常观测和检查，重点是坝体渗流情况。发现有坝坡不正常渗流应及时报告，并会同有关人员采取措施加以处理。（5）经常进行尾矿坝护坡的维护，如有破坏，应及时修补。（6）尾矿库周围人行路口应设醒目提示标志。（7）提高尾矿水的循环利用率，使其在选矿厂和尾矿库间闭路循环，尾矿污水不外排。（8）在尾矿坝坝坡适当位置设一处上、下坝踏步。（9）尾矿库使用到设计最终坝高的1223高度时，应对尾矿坝进行工程地质勘察和稳定性分析。（10）尾矿库使用到最终设计高程前23年，应进行闭库设计，当需要扩建或新建尾矿库接续生产时，应根据建设周期提前制定扩建或新建尾矿库的规划设计工作，确保新老库使用的衔接。（11）每一期筑坝冲填作业之前，必须进行岸坡处理。岸坡处理应做隐蔽工程记录，如遇泉眼、水井、地道或洞穴等，要采取有效措施进行处理，经主管技术人员检查合格后方可冲填筑坝。（12）尾矿库的管理应参照“国家安全生产监督管理总局”尾矿库安全生产监督管理规定进行。（13）尾矿库建设应选用有资质的施工队伍及监理，保证施工质量。733防洪在尾矿库运行过程中，导致尾矿库溃坝事故发生的重要因素，首先是暴雨和洪水，因此在尾矿库的设计阶段应当充分考虑当地的气象水文条件，确保尾矿库的调洪库容满足安全运行要求，同时企业应制定完善的应急预案和相应程序，必要时进行预案的演练，以确保预案的有效性和适应性；其次是筑坝方式不符合规范要求及运行管理不当；再次为排水设施未按照设计施工、设计缺陷或排水设施堵塞。排水构筑物为排水井、排水