尾矿库安全运行作业规范培训

39/39“尾矿库安全运行作业规程”培训教材 （设计文件解读）河北省安全生产监督治理局2013年10月1.学习设计文件的目的和意义企业负责尾矿库生产和运行治理的相关责任人员（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、生产和安全运行治理的重要文件，应重点学习。通过学习，了解和掌握本企业尾矿库的差不多情况；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治理；尾矿库汛期和非汛期安全运行操纵参数；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治理工作，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:目次1概述 错误！未定义书签。1.1企业概况 错误！未定义书签。1.2库址位置 错误！未定义书签。1.3地形地貌 错误！未定义书签。1.4尾矿库周边环境 错误！未定义书签。1.5自然气象条件 错误！未定义书签。1.6设计概况 错误！未定义书签。2编制依据及基础资料 错误！未定义书签。2.1国家、行业、地点的法律、 错误！未定义书签。2.2技术规范、规程、标准 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。3库区岩土工程勘察、安全预评价概述 错误！未定义书签。3.1岩土工程勘察概述 83.2安全预评价结论 错误！未定义书签。4尾矿库设计 错误！未定义书签。4.1初期坝 134.2尾矿堆积坝及筑坝工艺 154.3库容、库等不及服务年限 174.4排水系统 204.5洪水计算及调洪演算 224.6排渗设施 274.7观测设施 274.8坝上照明 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。4.10设置安全标识设施 344.11应急救援物资 错误！未定义书签。4.12闭库 错误！未定义书签。5坝体稳定分析 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。5.2坝体边坡稳定性分析 错误！未定义书签。5.3坝体稳定分析 错误！未定义书签。6设计采取的安全措施 错误！未定义书签。7闭库 错误！未定义书签。8尾矿库生产治理要求 错误！未定义书签。9环境爱护 错误！未定义书签。9.1设计依据和采纳的标准 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。9.3尾矿库建设对环境的阻碍 错误！未定义书签。9.4要紧污染源和污染物排放及操纵 错误！未定义书签。9.5尾矿库生态分析 错误！未定义书签。9.6环境监测和环保治理机构 错误！未定义书签。10生产安全与工业卫生 错误！未定义书签。10.1设计依据和采纳的标准 错误！未定义书签。10.2安全措施 错误！未定义书签。10.3工业卫生及防护 错误！未定义书签。11投资概算 错误！未定义书签。11.1概算总投资 错误！未定义书签。11.2编制依据 错误！未定义书签。3.1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，如存在，是否对尾矿库安全运行产生阻碍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阻碍和危害，需要采取的安全对策措施。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。3.2设计概况通过学习本章节重点了解本企业尾矿库的差不多情况。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，尾矿库等不为二等，服务年限44.5年。该地区地震动峰值加速度为0.05g，差不多地震烈度Ⅵ度。库内要紧构筑物有初期坝、排水管、溢水塔、隧洞和消力池等。3.3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差不多情况。重点了解不良地质情况，对尾矿库安全运行是否产生阻碍，生产期间要求采取安全对策措施。例四:X岩土工程勘察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（γ43）为主，岩石受长期风化剥蚀作用，岩体表层节理裂隙专门发育。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，造成倒塌、滑坡、泥石流等地质灾难可能性小。X.2库区地层岩性及物理力学性质依照钻孔揭露、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，要紧由砂土、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，要紧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，砾石要紧为花岗岩残坡积物，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，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，风化裂隙专门发育，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，破裂，岩体差不多质量等级为Ⅴ级。节理裂隙专门发育，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，较破裂，岩体差不多质量等级为Ⅳ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，依照钻孔揭露，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紧密相关，依照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要紧取决于尾矿水的化学成分。依照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。该区要紧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差不多对称，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°。经现场调查未发觉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，但不存在大规模的倒塌、滑坡、泥石流等地质灾难发生条件，对工程阻碍较小。X.5地震效应该区大地构造处于Ⅰ级构造单元中朝准地台（Ⅰ2）；Ⅱ级构造单元燕山台褶带（Ⅱ22）；Ⅲ级构造单元承德拱断束（Ⅲ26）；Ⅳ级构造平泉凹断束（Ⅳ222）。场区内断裂构造简单，未发觉活动性断裂通过本区。依照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，拟建库区内未发觉活动断裂构造，因此，尾矿库工程设计可不考虑构造断裂的阻碍。场区沟谷局部岩石埋深较深处，依照场地土名称、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，确定建筑场地类不属Ⅱ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，确定建筑场地土类不属Ⅰ1，为对建筑抗震有利地段，类其抗震设防类不为乙类。本区抗震设防烈度为6度，设计差不多地震加速度值为0.05g，所属的设计地震分组为第三组。Ⅱ类场地土建筑设计特征周期值为0.45s。Ⅰ1类场地土建筑设计特征周期值为0.35s，本区为区域地壳差不多稳定区。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3-1各层土的承载力特征值（fak）、压缩模量（Es）及变形模量Eo(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1104.23砾砂300303-1粉质粘土1004.04-1花岗岩（强风化）500（经验值）504-2花岗岩（中等风化）14.5MPa可视为不可压缩可视为不可压缩表3-2地基土设计参数（经验值）岩土层编号岩土层名称天然重度γ（KN/m3）内聚力C（KPa）内摩擦角Φ（°）渗透系数k(cm/s)2含砂粉质粘土19.715101.7×10-63砾砂20.21.2301.3×10-13-1粉质粘土18.4762.0×10-64-1花岗岩（强风化层）2420684.8×10-８4-2花岗岩（中等风化层）2622753.8×10-８X.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3-3尾砂物理力学性质分层重度γ（KN/m3）粘聚力C（KPa）内摩擦角Φ（°）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20.610.4291.57×10-4/3.77×10-4尾粉质粘土21.321.710.52.90×10-6/4.92×10-6X.8库区稳定性评价依照区域地质，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°。经现场调查未发觉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，但不存在大规模的倒塌、滑坡、泥石流等地质灾难发生条件，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。3.4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推断。例五:X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m³，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初期坝结构尺寸依照当地筑坝材料的实际情况，该尾矿库初期坝拟采纳透水堆石坝，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。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纳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厚干砌块石爱护层。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。依照勘察报告中的建议拟建尾矿库初期坝材料可采纳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，采纳新奇岩石块体筑坝，如筑坝材料不足，可采纳附近露天采矿场所剥离的新奇废石补充。3.5尾矿堆积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:X尾矿堆积坝及筑坝工艺x.1堆积坝最终堆积高度依照库区的可利用地形，为使尾矿库形成最大的库容，本次设计最终堆积标高为884.0m，堆积坝高144m。x..2堆积坝筑坝工艺后期坝的堆筑采纳上游法，为使后期尾矿坝能均匀上升，要求采纳支管分散放矿的方法进行放矿，放矿浓度不小于30%。采纳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。依照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，每段外边坡操纵为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，31.9m~57.4m，30.2m~46.9m，30.8m~38.8m，30.6m~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，每段外边坡操纵为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3.6库容、库等不及服务年限通过学习本章节重点了解尾矿库变等不的对应高程，各高程对应的库容和服务年限，以便按现状确定尾矿库等不，对运行工况实施操纵。依照坝高和库容的对应关系曲线编制年、季度筑坝作业打算。例七：x库容、库等不及服务年限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。

表4-1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）710.0351.34351.3400.000.00720.019796.7119796.7110197967.09197967.09730.071899.4071899.4010718994.03916961.13740.0138291.52138291.52101382915.152299876.28750.0203432.02203432.02102034320.164334196.44760.0247294.18247294826807138.25770.0288188.23288188.23102881882.359689020.60780.0313353.37313353.37103133533.6712822554.27790.0348736.72348736.72103487367.2016309921.47800.0412087.85412087.85104120878.5120430799.97810.0454570.09454570.09104545700.8724976500.84820.0473236.97473236.97104732369.6829708870.52830.0503807.06503807.06105038070.6534746941.17840.0537400.27537400.27105374002.6840120943.85850.0571145.26571145.26105711452.6345832396.48860.0584018.40584018.40105840183.9751672580.45870.0583627.94583627.94105836279.3857508859.83880.0585563.04585563.04105855630.4563364490.27884.0579005.27579005.2742316021.0865680511.36图4-1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库等不按《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，要紧构筑物的等级为二级。3.7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打算。例八：排水系统x.1排洪系统依照库内地形的特点，依据选线力求短直，地基均一，无断层、破裂带及软弱地基原则，排洪系统依照回水方式的不同分为两种形式。在760.0m标高以下采纳溢水塔~排水管~消力池形式，水泵回水方式；760.0m标高以上采纳溢水塔~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4-2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）Ⅰ型排水管Φ1.2250350P1~P3、P12~P14、S1~S2706Ⅱ型排水管Φ1.2300400P3~P5、P10~P12606Ⅲ型排水管Φ1.2350450P5~P7、P8~P10、S4~P8686隧洞1.5（宽）×1.75（高）350450P8~P11、P12~P15698表4-3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#8722.0~730.0Ⅰ型/Ⅱ型2#8728.0~736.0Ⅱ型/Ⅱ型3#10734.0~744.0Ⅱ型/Ⅲ型4#10742.0~752.0Ⅲ型/Ⅲ型5#12750.0~762.0Ⅲ型/—6#12760.0~772.0—/Ⅲ型7#18770.0~788.0Ⅲ型/Ⅲ型8#18786.0~804.0Ⅲ型/Ⅱ型9#22802.0~824.0Ⅱ型/Ⅱ型10#22822.0~844.0Ⅱ型/Ⅰ型11#22842.0~864.0Ⅰ型/Ⅰ型12#22862.0~884.0Ⅰ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纳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阻碍坝体安全，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，依照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，排水明沟采纳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4-4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）740.0~770.0坝面0.8×0.8400坝肩1.0×1.0600770.0~810.0坝面0.8×0.6400坝肩0.8×1.0600810.0~880.0坝面0.6×0.6400坝肩0.6×0.86003.9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不对应的防洪标准，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操纵参数。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操纵。例九：x.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。表4-5各标高防洪标准标高（m）坝高（m）库容（万m3）等不防洪标准规范采纳740.032230.0四等100~200200750.042433.4四等100~200200760.052680.7四等100~200200770.062968.9三等200~500500780.0721282.3三等200~500500790.0821631.0三等200~500500800.0922043.1三等200~500500810.01022497.7二等500~10001000820.01122970.9二等500~10001000830.01223474.7二等500~10001000840.01324012.1二等500~10001000850.01424583.2二等500~10001000860.01525167.3二等500~10001000870.01625750.9二等500~10001000880.01726336.4二等500~10001000884.01766568.1二等500~10001000依照《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4-6洪水计算成果标高（m）740.0770.0810.0884.0等不四等三等二等二等频率P=0.5%P=0.2%P=0.1%P=0.1%F（km2）1.731.521.320.88Q24P（m3/s）62.2976.6396.6994.80W24P（万m3）10.8111.2210.888.76T（h）3.863.252.51.7x.2调洪演算x.2.1泄洪计算公式该尾矿库排洪系统采纳溢水塔~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：式中：塔前水位升高时的溢流量（m3/s）；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；孔口间距（m）；溢水塔工作孔口排数（排）。（2）排水管泄流水力计算公式：式中：管道泄流量（m3/s）；管道过水断面（m2）；流量系数；重力加速度，取9.81（m/s2）；堰顶至管道进水高差（m）；管道进、出口高差（m）；堰上水头（m）；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）。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。调洪计算确实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：式中：时段始、终尾矿库的来洪量；时段始、终尾矿库的泄洪量；时段始、终尾矿库的蓄洪量。依照排洪系统的布置，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4-7调洪演算结果标高（m）740.0770.0810.0884.0等不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，调洪演算结果讲明：干滩坡度前100m按2%计算，以后按1%计算，在汛期操纵正常水位在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，现在干滩长度约为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，从调洪结果能够看出，各个时期尾矿库的滩长和安全超高均满足规范要求。3.10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打算。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纳水平排渗的形式。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。需要着重讲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治理，严格按照设计要求设置排渗设施及在线监测设施，如发觉异常情况立即采取有效措施防止坝体发生渗透破坏。3.11观测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操纵参数。以便及时进行观测设施的布设和实施观测、记录。例十一:X.观测设施依照《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，该尾矿库应依照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。本次观测设施采纳在线监测系统+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、库区机房及计算机治理系统、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，实时通过软件治理平台展示相关信息及治理预警信息、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。要紧放置电视大屏、监测终端、服务器群、软件治理平台及辅助设备。系统已建立开放的数据接口，通过公用互联网，依照政府监管部门需要，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，应依照坝型结构、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运行操纵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。各标高操纵参数见表4-8。表4-8尾矿库运行操纵参数表（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740.0前100m按2%计算，以后按1%计算2%735.040054731.82203.21.82750.0744.050064739.93104.11.92760.0754.050064749.53504.51.52770.0763.060076757.84205.21.84780.0773.060076767.74305.31.74790.0783.060076777.74305.31.74800.0793.060076787.64405.41.64810.0803.060078797.64405.41.66820.0813.060078807.44605.61.46830.0823.060078817.54505.51.56840.0834.050068829.23804.81.26850.0844.050068839.33704.71.36860.0855.0400510850.63404.40.68870.0865.0400510860.83204.20.88880.0876.0300410872.52503.50.58884.0880.0300410876.82203.20.88X.1.6监测方法及报警（1）位移监测巡测采样时刻18分钟，单点采样时刻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且位移方向差不多一致；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倍值操纵。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且位移方向差不多一致；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倍值操纵。三级预警值（市级）：水平方向上连续5天日平均位移速率超过2mm/d且位移方向差不多一致；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倍值操纵。（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，依照埋入测压管的长度，最后计算出该测量点浸润线距离坝表面的深度。巡测采样时刻24分钟，单点采样时刻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