黄石门铁矿尾矿库取砂工程初步设计

1、金寨县仕翔矿业有限公司金寨县仕翔矿业有限公司黄石门铁矿尾矿库取砂工程黄石门铁矿尾矿库取砂工程初步设计初步设计 ( (审定稿审定稿) ) 安徽省昌昊矿山设计研究有限公司安徽省昌昊矿山设计研究有限公司目目 录录第一章第一章 概概 述述.11.1 建设项目基本情况.11.2 设计依据.21.3 设计指导思想和基本原则.4第二章第二章 设计基础资料设计基础资料.52.1 交通地理位置.52.2 气象、水文、地貌.52.3 地震资料.52.4 尾矿特征资料.6第三章第三章 尾矿库概况尾矿库概况.73.1 尾矿库库址.73.2 尾矿库现状.7第四章第四章 尾矿库地质条件尾矿库地质条件.104.1 工程地质

2、.104.2 环境地质.104.3 水文地质.11第五章第五章 尾矿库取砂设计尾矿库取砂设计.125.1 尾砂回采顺序.125. 2 尾矿库尾砂回采方法.125. 3 尾矿库尾砂回采工艺要求.125. 4 尾砂回采防洪.135. 5 取砂装、运.135.6 取砂后尾矿库服务年限.13第六章第六章 库区总图运输、电气及通讯设施库区总图运输、电气及通讯设施.146.1 库区总图运输.146.2 电气.146.3 通讯设施.14第七章第七章 安全专篇安全专篇.157.1 设计依据.157.2 工程概述.177.3 工程地质与水文地质.177.4 尾矿库周边环境及相互影响分析.197.5 尾矿库库区安

3、全.197.6 尾矿坝安全.237.7 防洪安全.257.8 尾矿库回采安全要求.287.9 监测、通讯和照明.307.10 安全管理.317.11 预评价报告对策措施采纳情况.32第八章第八章 结论与建议结论与建议.41附件：附件：1、委托书2、 安徽省金寨县黄石门铁矿第一尾矿库、第二尾矿库坝岩土工程勘察报告3、 金寨县仕翔矿业有限公司黄石门铁矿尾矿库取砂工程安全预评价报告评审意见4、关于金寨县仕翔矿业有限公司黄石门矿区段树岗铁矿尾矿库取砂工程安全预评价报告备案的函图纸：图纸：01 现状实测图 sjwkk-13-21103-0102 工程平面布置图 sjwkk-13-21103-0203 工

4、程终了图 sjwkk-13-21103-0304 尾矿库纵剖面图 sjwkk-13-21103-0405 a-a线和 b-b线纵剖面图 sjwkk-13-21103-051第一章第一章 概概 述述1.1 建设项目基本情况建设项目基本情况1.1.1 建设单位概况建设单位概况金寨县仕翔矿业有限公司是一股份制企业，成立于 2003 年 11 月 4 日，主要从事铁矿露天开采及铁矿石选矿加工和铁精粉销售，注册地址在金寨县梅山镇梅江路 570 号。黄石门铁矿尾矿库位于金寨县关庙乡，行政区划隶金寨县关庙乡管辖。地处南溪镇与关庙乡之间。区内交通以公路、简易砂石路为主，交通条件较便利（详见矿区交通位置图） 。

5、黄石门尾矿库交通图2010 年 11 月，公司取得了金寨县黄石门矿区断树岗铁矿的采矿权，并进行了安全生产“三同时” ，矿山、黄石门尾矿库申领了安全生产许可证 ，进行了开采活动。选矿厂规模为 10 万吨/年，主要选矿工艺为：破碎干选球磨湿式粗粒抛尾球磨磁选，最终产品为铁精粉。黄石门尾矿库位于选厂附近下游山谷，为五等尾矿库，该库总有效库容为 6.5104m3，目前该库库内滩2面高程平均在+429.0 米，滩面由南向北逐渐降低，滩坡约 2%，库内现存尾砂约 4104m3，目前滩面因已停止排放而干涸。该库排洪设施正常、有效。1.1.2 设计任务的由来设计任务的由来根据金寨县仕翔矿业有限公司黄石门铁矿尾

6、矿库现状，由于该尾矿库至今已运行多年，现在已基本达到服务年限。为此，金寨县仕翔矿业有限公司于2013 年 5 月委托安徽省昌昊矿山设计研究有限公司对其黄石门铁矿尾矿库进行取砂工程初步设计，延长该库的服务年限。1.2 设计依据设计依据1.2.1 法律、法规依据法律、法规依据(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)中华人民共和国水污染防治法 ；(4)中华人民共和国水土保持法 ；(5)安全生产许可证条例(国务院令第 397 号)，2004.1；(6)建设项目(工程)劳动安全卫生监察规定(劳动部令第 3 号)；(7)尾矿库安全监督管理规定(国家安全生产监督管理总局第

7、6 号令)，2006.4；(8)非煤矿矿山企业安全生产许可证实施办法(国家安全生产监督管理局、国家煤矿安全监察局令第 9 号)，2004.5；(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安全生产监督管理局令第 18 号；(10)关于印发非煤矿矿山建设项目初步设计安全专篇编写提纲和安全设施设计审查与竣工验收有关表格格式的通知(安监总管一字200529 号)；(11)金属非金属矿山安全标准化尾矿库实施指南(aq2007.4-2006)；(12)尾矿库安全技术规程(aq2006-2005)；(13)生产过程安全生产卫生要求总则(gbl2801.91)；(14)生产设备安全卫生设计总则(

8、gb50831999)；(15)作业场所有害因素职业接触限值(gbz2.2002)；3(16)企业职工伤亡事故分类(gb6411.1986)；(17)污水综合排放标准(gb89781996)；(18)建筑物抗震设计规范(gb50011-2001)；(19)水工建筑物抗震设计规范(dl5073-2000)；(20)化学危险品重大危险源辩识(gbl8218-2009)；(21)工业企业设计卫生标准(gbzl-2002)；(22)金属非金属矿山安全规程(gbl6423-2006)；(23)机械防护安全规程(gbl2265-90)；(24)安全标志(gb2894-96)；(25)选矿安全规程(gbl8

9、152-2000)；(26)矿山电力设计规范(gb50070-2006)；(27)工业与民用供电系统设计规范(gbl52-83)；(28)选矿厂尾矿设施设计规范(zbjl-90)；(29)碾压式土石坝设计规范(sl274-2001)；(30)碾压式土石坝施工规范(dl/t2129-2001)；(31)尾矿库设施施工及验收规程(ys-5418-95)；(32)构筑物抗震设计规范 （gb 50191-93） 。1.2.2 设计设计的技术文件的技术文件1、设计委托书；2、 金寨县仕翔矿业有限公司黄石门铁矿尾矿库工程方案设计 （铜陵有色设计研究院，2009.2） ；3、 金寨县仕翔矿业有限公司黄石门铁

10、矿尾矿库建设工程安全预评价报告（池州市正信安全技术咨询有限公司，2010.3） ；4、 金寨县仕翔矿业有限公司黄石门铁矿尾矿库建设工程初步设计书（含安全专篇） （铜陵有色设计研究院，2010.4） ；5、 金寨县黄石门铁矿尾矿库坝岩土工程勘察报告 （安徽六安工程勘察研究院，2010.1） ；6、 金寨县仕翔矿业有限公司黄石门铁矿尾矿库建设工程安全验收评价报告 （安徽华泰安全评价有限责任公司，2011.12） ；47、 金寨县仕翔矿业有限公司黄石门铁矿尾矿库取砂工程可行性研究报告（安徽省昌昊矿山设计研究有限公司，2013.3） ；8、 安徽省金寨县黄石门铁矿第一尾矿库、第二尾矿库库坝岩土工程勘察

11、报告 （安徽六安工程勘察院，2013.4） 。9、 安徽省暴雨参数等值线图、山丘区产汇流分析成果和山丘区中、小面积设计洪水计算办法 （安徽省水利水电勘测设计院 1984 年 5 月制定，1995 年补充） （以下简称计算办法 ） ；10、 现代尾矿库设施设计与管理维护技术及尾矿资源综合利手册 ；11、关于金寨县仕翔矿业有限公司黄石门矿区段树岗铁矿尾矿库取砂工程安全预评价报告备案的函（备案编号：六市安监20131 号） （2013 年 5月 17 日） 。1.2.3 设计任务要求设计任务要求根据金寨县仕翔矿业有限公司委托，主要任务是黄石门铁矿尾矿库取砂工程初步设计。要求：按尾砂堆存现状在保证今后

12、尾矿库安全运行的前提下进行合理的设计。1.3 设计指导思想和基本原则设计指导思想和基本原则尾矿库取砂工程初步设计：1、尾砂回采遵循：先排水、后取砂，先库内后坝前，先上后下，先上游后下游的取砂顺序，分层开采；2、参考类似尾矿库回采取砂的工程经验，经优化后提出安全可行的尾砂开采工艺、开采方案和安全技术措施。5第二章第二章 设计基础资料设计基础资料2.1 交通地理位置交通地理位置金寨县仕翔矿业有限公司黄石门铁矿位于六安市金寨县城西南，南溪镇与关庙乡之间，距金寨县城公路距离约 60km，有省道通南溪、丁埠等地。区内交通以简易公路、土路为主，交通条件较便利。2.2 气象、水文、地貌气象、水文、地貌气象：

13、黄石门铁矿尾矿库地处山地，属亚热带湿润性大陆季风气候，具有四季分明，气候温和，日照充足，梅雨集中的特点。冬夏长，春秋短，冬夏温差较显著。库区年平均降雨量 1300mm，年平均蒸发量 1500mm，春末夏初为梅雨期，多阴雨天气，57 月降雨比较集中，降雨量占全年的一半左右，为防洪季节。年平均气温 12 ，最高气温达 35以上，最低气温25。年平均湿度为 70%。全年的主导风向和风频分别为 e14 和 se10，全年的平均风速为2.2m/s，最大风速 24m/s。东南风为主，其次是西到西北风，无霜期约 200 天。水文：库区水文地质条件简单，区内地下水主要接受大气降水补给，区内地形切割强烈，植被发

14、育，降雨充沛，基岩裸露，山坡较陡，且区内残坡积存较薄，基岩裂隙上部中等风化虽较发育，但向下渐弱，故地下水富水性贫乏，以地表径流为主。地下水含水量及地下水水位，主要受气象因素所控制。据区域水文地质环境地质资料综合分析，本场地地下水对混凝土无腐蚀性。地貌：库区地处大别山腹地，地形陡峻，地形起伏较大，切割强烈，切割深在 100m200m，海拔一般 400m600m，区内山坡林丰叶茂，尾矿库位于河谷下游的山坳中，总地势北高南低。除东端是垭口外，余边环山，山坡倾角2535 度。2.3 地震资料地震资料根据建筑抗震设计规范 （gb50011-2010）及中国地震动参数区划图（gb18306-2001）的有

15、关规定，结合场地的地貌形态和场地土的性质判定，场地覆盖层的厚度小于 5m（局部大于 5m） ，该场地地基土的类型为中硬中软场6地土，场地类别为类。本场地抗震设防烈度为 6 度，设计基本地震加速度为 0.05g（第一组） 。各类水工建筑物抗震设计的设防烈度采用基本烈度作为设防烈度。2.4 尾矿特征资料尾矿特征资料根据业主提供的矿山选矿试验资料，本选矿厂排放的尾矿特性参数如下：(1)选矿厂生产规模：10 万 t/a；(2)年尾矿排放量：约 1.4 万 m3/a；(3)尾矿平均堆积干容重：1.75t/m3；(4)尾矿最小澄清距离：50m；(5)年工作日：300 天。7第三章第三章 尾矿库尾矿库概况概

16、况3.1 尾矿库库址尾矿库库址根据矿区所处地理条件，尾矿库库址选定在选矿厂附近河谷下游向的山坳中，山坳地势较为纵深狭长，纵坡较缓。在山坳下游谷口相对较为狭窄处堆石筑坝，属山谷型尾矿库。3.2 尾矿库现状尾矿库现状该库总库容小于 100104 m3，最大坝高小于 30m，根据规程规定，本尾矿库为一五等库。该尾矿库总库容为 7.655 万 m3，按 85%的尾矿库有效库容计，该库的有效库容约 6.5 万 m3，尾矿库服务有效期约为 4.6 年。该尾矿库主坝位于库区西南端山谷垭口段，长约 73 米，最大坝高 15.5 米，坝顶宽 4.0 米。坝顶标高+430.0 米左右。尾矿坝外坡比 1:2.28，

17、内坡比 1:1.75。外坡面+422.0 米设置了 2 米宽马道，坝体坝脚设置了排水棱体，另在坝体东西两端各设有一溢洪道。库内尾砂堆积高度+429m，干滩长度 50m，尾矿库上游转流井周围有少量积水。坝体外坡面采用了种草护坡。该尾矿库排洪系统由槽涵设施与坝肩溢洪道构成，溢洪道位于坝体东西两端。坝体设置了三根沉降观测桩，山坡设置了一个固定观察点。库边设有办公室兼作值班室，坝顶设有照明设施，备有应急材料铁锨和编织袋，办公室安装了固定电话。尾矿库未设独立变压器，矿区照明电源来自选厂。3.2.1 尾矿坝尾矿坝尾矿坝是在山谷下游隘口狭窄处清基建坝。尾矿库初期坝，坝高15.5m（+414.5m+430m）

18、 ，顶宽 4.0m，坝轴线长 73m。外坡比为 1:2.28，内坡比为 1:1.75，外坡面+422m 处设一条 2m 宽的马道。本尾矿库的初期坝采用土石料筑坝，经碾压成为防渗体，在坝体外坡下段8设置排水棱体，排水棱体顶宽 3m，顶部标高+414m，长 26.3m，宽 2.2m，内外坡比均为 1:1.5。在排水棱体内坡面全部铺设一层 400g/m2土工布，并在其上下铺设瓜子石。在坝体外坡面采用 0.4m 厚干砌块石护坡，坡比 1:2.2。在坝体外坡面东侧设置坝体与山坡之间的交界沟与坝肩溢洪道相连，溢洪道断面为梯形，其底宽 1.0m，顶宽 2.2m，深 1.5m，帮坡 1:0.5。尾矿库现状尾矿

19、库现状技术参数一览表技术参数一览表 表表 21技术参数设计尾矿库等别五等库库区汇水面积（km2）0.613尾矿库总库容（万 m3）7.655坝高（m）15.5坝顶标高（m）坝顶+430m尾矿坝坡比外坡比 1：2.28；内坡比 1：1.75坝顶宽度（m）4马道外坡面+422m 处设有 2m 宽马道排洪系统主排洪构筑物为排水斜槽+排洪涵管和坝体东西两端溢洪道3.2.2 排洪设施排洪设施本库为一五等库，根据选矿厂尾矿设施设计规范 （zbj190）规定五等库的洪水重现期为：初期 2030 年，中后期为 50100 年，本次设计中，确定其相应的防洪标准是初期按 30 年，中后期按 100 年作为洪水演算

20、标准。主排洪构筑物为排水斜槽+排洪涵管，另在坝体东西两端各设溢洪道作应急之用。排水斜槽采用 c25 钢筋混凝土结构，bh=1.21.5（m） ，i=58.31%，底板高程+418.12m，顶端高程为+430m，斜槽总长 23.6m，斜槽壁厚 250mm，经计算斜槽的总进水能力为 5.3 m3/s；排水涵管的过水断面尺寸为直径 1.2m 的现浇钢筋砼结构，涵管每间隔 4m，设置一宽度为 0.4m 的 c20素砼垫块，垫块坐落于稳固基岩上，涵管全长 198.35m，平均坡度 4.6%，其泄洪能力达8.2m3/s5.3 m3/s，故本槽涵系统始终运行在无压流状态。9东端为开敞式溢洪道，沟壁采用 30

21、cm 厚 m7.5浆砌石结构，内侧面均用m10水泥砂浆抹面，断面为梯形：底宽 1.4m，顶宽 2.2m，深 1.5m，帮坡1:0.5，入口底板高程+428.5m，其泄洪能力为 3.86m3/s；西端为一条砼结构的暗涵溢洪道，其 n=1.0m，涵管标高+428.5m，最高库水位+429.6m，其泄洪能力达 2.71 m3/s。综上所述，本尾矿库排水设施全部泄洪能力为 5.3+3.86+2.71=11.87（m3/s） ，库内排洪条件完全满足规范要求。3.2.3 尾浆输送和回水尾浆输送和回水根据业主提供的资料，选厂距离尾矿库约 0.2km，需要沿路边和山坡架设尾砂输送管道约 0.3km 长。因尾矿

22、库与选厂间有一定距离，所以采用 wo15-30-3 型砂泵，配备 160mm5mmpvc 管输送尾矿浆入库，输送系统在选矿厂沿山坡架设，输送系统能把尾矿浆送至下游尾矿坝坝顶最远点且在尾矿坝前均匀放矿，并能确保尾矿的均匀排放，尾砂干滩面平整均匀上升。回水系统：回水泵站设在尾矿库汇水区距离选矿厂较近处，考虑蒸发及入渗影响汇水率 70%以上；在初期坝下游位置建一尾水处理池，与初期坝下游伸出坝外的排水涵管相连，回水返回选矿厂，库内尾水不外排。10第四章第四章 尾矿库地质条件尾矿库地质条件根据安徽六安工程勘察院 2013 年 4 月提交的安徽省金寨县黄石门铁矿第一尾矿库、第二尾矿库坝岩土工程勘察报告中的

23、第一尾矿库的内容，库区地质条件如下：4.1 工程地质工程地质通过布设的 6 个钻孔及 5 个探井勘探、岩（土）性观察及标准贯入、岩样力学试验样资料综合分析，场地地基土自上而下可分为 3 个工程地质层，现将其岩性及工程地质特征分述如下：第（1）层：尾粉细砂层厚 7.8611.13m，层底标高+419.74m+422.30m。灰黑、灰色，以粉细砂为主，局部夹尾矿砂，很湿饱和，松散稍密。第（2）层：强风化二长花岗岩层厚 0.211.66m，层底埋深 0.0011.13m，层底标高+346.98m+420.86m。土黄色，岩石风化强烈，原岩结构、构造已被破坏，岩石风化为碎块状、砂粒状，含有高岭土、云母

24、，中密密实。第（3）层：中风化二长花岗岩揭露层厚 5.048.86m，层顶埋深 0.2111.35m，井底标高+338.00m+415.82m。浅黄色米黄色，半自形晶粒状结构，似斑状结构，块状构造。主要矿物组成为斜长石、钾长石、石英，暗色矿物黑云母、角闪石少量。岩石轻微高岭土化、绢云母化。岩石裂隙不甚发育，沿裂隙面充填高岭土及铁锰质等次生矿物。岩石坚硬程度为为较软岩较硬岩，岩体完整程度为较完整，岩体基本质量等级为级。取样试验测试结果：岩石饱和状态下单轴抗压强度 23.638.1mpa，平均值为 32.0mpa，标准值为 20.2mpa。4.2 环境地质环境地质库区地处大别山腹地，地形陡峻，植被

25、发育。海拔标高+400m+600m；11地形起伏较大，切割强烈，切割深度一般在 100200m。尾矿库北、西、东三方依山，南端为向前渐低的山间峡谷，四周无住户。周边山坡稳定，丛林茂密，环境良好。4.3 水文地质水文地质库区内水文地质条件简单，区内无地表水体，地下水贫乏，以地表径流为主。地下水含水量及地下水水位，主要受气象因素所控制。松散岩石主要为残坡积物，其厚度较薄。基岩裂隙上部中等风化较发育，向下渐弱，地下水富水性贫乏。据区域水文地质环境地质资料综合分析，本场地地下水对混凝土无腐蚀性。12第五章第五章 尾矿库取砂设计尾矿库取砂设计5.1 尾砂回采顺序尾砂回采顺序据业主介绍，该尾矿库尾砂回采后

26、运输至尾矿库下游干堆场内进行存放。尾矿库尾砂回采顺序总平面布置按垂直坝轴线方向分层布置，分层厚度2m。尾砂回采总体采取库上游库内坝前 50m 的回采顺序，先采干处，然后向尾矿坝方向延伸，后采湿处，干处的采坑可积蓄湿区的渗水，让湿区提前干涸作备采。由于该尾矿库库面特点是库前宽、库后窄，回采时采用联合开采的方式。回采尾砂宜单台阶回采，工作平台形成 1%3%的反坡，滩面总体向库内倾斜 5%以利于排水。尾砂回采工作应在雨季前完成，尾矿库库内尾砂回采完成后，进行库区、库内清坡。尾矿库取砂期间应在显著位置设置警示牌，防止外来人员进入库内发生安全事故，必要时应在尾矿坝坝前设置栅栏，防止人员坠入库内。5.2

27、尾矿库尾砂回采方法尾矿库尾砂回采方法在尾矿库现状条件下，尾矿库回采取砂工程进行前需先排除库内积水，拟采用潜水泵排除尾矿库库存尾水，排除库内积水后采用履带式反铲挖掘机直接挖取尾砂，并用自卸汽车送至下游干堆场。整体回采取砂方法简单，便于操作。5.3 尾矿库尾砂回采工艺要求尾矿库尾砂回采工艺要求1、干滩前采坑坡比不得小于 1：4，每个采坑需严格按照雨季 1：3（临时采坑 1：2）总体坡比放坡取砂，以便防止坡面垮塌。2、尾砂回采前，在采区外围设置截水沟，坑底须设置临时积水坑，以便排除尾砂渗滤水，并采用潜水泵将水排出。3、尾砂采坑坑顶周围 10m 范围内严禁堆放弃土。尾砂采坑坑顶周围应设置临时截排水沟，

28、严禁地表水冲刷采坑坡体。4、进行库内取砂过程中应始终确保尾矿库尾矿坝坝顶标高高于尾砂滩面顶标高 1m。5、由于排水涵管入水口处标高为+418m，故取砂标高为+429m+419m，13保留 1m 尾砂保护排水涵管。6、禁止挖掘机在排水涵管正上方进行取砂作业。7、尾矿回采台阶高度，机械回采时应不大于机械的挖掘高度，且不得大于4m，人工回采不应大于 1.5m。超过此高度时应经过技术论证，在保证安全的前提下，由设计确定。8、为保护尾矿坝，坝前 50m 范围内禁止取砂，干滩前坡比 1：4，回采平台宽度 7.5m，以保证尾砂边坡的稳定性，取砂过程中库内禁止边取砂边放矿。5.4 尾砂回采防洪尾砂回采防洪原设

29、计中尾矿库排洪设施主排洪构筑物为排水斜槽+排洪涵管，另在坝体东西两端各设溢洪道。本次设计从库内上游向尾矿坝方向的回采顺序，工作平台形成 1%3%的反坡，滩面总体向库内倾斜 5%，库内回水流向排水斜槽，故可采用原设计中的排洪设施。5.5 取砂装、运取砂装、运库内取砂采用机械化作业，用履带式反铲挖掘机直接挖取尾砂后装入自卸汽车，直接送至干堆场。5.6 取砂后尾矿库服务年限取砂后尾矿库服务年限根据业主要求及矿山道路的需要，本次设计该库尾砂只部分取出，用作矿山道路取直修补回填等。尾砂取完后，清方至原坡面，该库库容能达到约 3.1万 m3，根据选矿厂约 1.4 万 m3/a 的尾砂排放量，该库可为矿山服

30、务约 2 年零 2个月。14第六章第六章 库区总图运输、电气及通讯设施库区总图运输、电气及通讯设施6.1 库区总图运输库区总图运输6.1.1 总运输平面布置总运输平面布置本尾矿库总图布置内容主要包括：尾矿库尾矿坝、排（截）洪系统、尾矿输送系统、回水系统、尾矿库附属设施及尾矿库尾砂回采布置，各构筑物平面布置详见附图（总平面布置图） 。金寨县仕翔矿业有限公司黄石门铁矿尾矿库根据矿区所处地理条件，在选矿厂附近的山谷下游隘口狭窄处清基建坝，属山谷型尾矿库。排洪系统采用排水斜槽+排洪涵管的方式，另在坝体东、西两端各设溢洪道。尾矿浆采取自流局部泵送的方式输送入库，输送系统在选矿厂沿山坡架设泵送方式输送入库

31、，在坝外的尾水处理池中用高压水泵将澄清水抽回选厂进行利用。本次尾矿库取砂作业顺序为：排干库内积水库上游取砂库内取砂至坝前 50m。尾砂回采设计采用履带式反铲挖掘机直接挖取尾砂，并用自卸汽车送至干堆场。6.1.2 库区道路库区道路尾矿库应确保施工场地实现“三通” ，即通路、通电、通水。因紧邻本尾矿库库边已有一条简易公路连接选矿厂，可按要求进行改造后利用，不另行考虑。本次设计仅考虑尾矿库取砂后的运输道路，设计参数如下：路基宽度：5.0m；路面宽度：3.5m；路线最小转弯半径：r=15m；最大路面坡度：8%；路面结构：路面铺垫尾矿库尾砂，基层厚度 25cm，面层厚度 8cm。6.2 电气电气本尾矿库

32、电气系统主要包括值班房电气、水泵用电及尾矿库照明等。因尾矿库距离选矿厂较近，可结合选矿厂电器设备统一配置。6.3 通讯设施通讯设施在尾矿库值班室设调度电话一台，并与选矿厂总机相连。通讯线路沿尾矿15输送管槽立杆架空铺设。第七章第七章 安全专篇安全专篇7.1 设计依据设计依据7.1.1 建设项目依据的批准文件和相关的合法证明建设项目依据的批准文件和相关的合法证明关于金寨县仕翔矿业有限公司黄石门矿区段树岗铁矿尾矿库取砂工程安全预评价报告备案的函（备案编号：六市安监20131 号） （2013 年 5 月 17日） 。7.1.2 国家有关安全生产的法律、法规、规国家有关安全生产的法律、法规、规章章(

33、1)中华人民共和国安全生产法 ； 2002 年 6 月 29 日(2)中华人民共和国矿山安全法 ； 1992 年 11 月 7 日(3)中华人民共和国矿产资源法 ； 1996 年 8 月 29 日(4)中华人民共和国劳动合同法 ； 2007 年 6 月 29 日(5)中华人民共和国矿山安全法实施条例 ；1996 年 10 月 11 日(6)安全生产许可证条例 (国务院第 397 号令)；(7)非煤矿矿山企业安全生产许可证实施办法(国家安全生产监督管理总局令第 20 号)；(8)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） ；(9)冶金企业安全生产监督管理规定(国家安全生产监

34、督管理总局令第26 号)；(10)金属非金属矿山安全标准化规范尾矿库实施指南 （aq2007.4-2006） ；(11)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)；(12)国家发展和改革委、国家安全生产监督管理局关于加强建设项目安全设施“三同时”工作的通知 （发改投资20031346 号） ；(13)非煤矿矿山建设项目安全设施设计审查与竣工验收办法(国家安全生产监督管理总局第 18 号令)；167.1.3 主要技术标准、规范、规程主要技术标准、规范、规程(1)选矿厂尾矿设施设计规范(zbjl-90)；(2)尾矿库安全技术规程 （aq2006-2005） ；(3)

35、尾矿库设施施工及验收规程 （ys5418-1995） ；(4)碾压式土石坝设计规范 （sl274-2001） ；(5)碾压式土石坝施工规范 （dl/t5129-2001） ；(6)水工建筑物抗震设计规范 （sl203-97） ；(7)岩土工程勘察规范 （gb/t50123-1999） ；(8)水工建筑物抗震设计规范 （dl5073-2000） ；(9)水工建筑物荷载设计规范 （dl50771997） ；(10)水工混凝土结构设计规范 （sl/t-191-96） ；(11)工业三废排放试行标准 （gbj4-73） ；(12)一般工业固体废弃物储存、处置场污染控制标准 （gb18599-2001）

36、 。7.1.4 其他设计依据其他设计依据1、设计委托书；2、 金寨县仕翔矿业有限公司黄石门铁矿尾矿库工程方案设计 （铜陵有色设计研究院，2009.2） ；3、 金寨县仕翔矿业有限公司黄石门铁矿尾矿库建设工程安全预评价报告（池州市正信安全技术咨询有限公司，2010.3） ；4、 金寨县仕翔矿业有限公司黄石门铁矿尾矿库建设工程初步设计书（含安全专篇） （铜陵有色设计研究院， 2010.4） ；5、 金寨县黄石门铁矿尾矿库坝岩土工程勘察报告 （安徽六安工程勘察研究院，2010.1） ；6、 金寨县仕翔矿业有限公司黄石门铁矿尾矿库建设工程安全验收评价报告 （安徽华泰安全评价有限责任公司，2011.12

37、） ；7、 金寨县仕翔矿业有限公司黄石门铁矿尾矿库取砂工程可行性研究报告（安徽省昌昊矿山设计研究有限公司，2013.3） ；8、 安徽省金寨县黄石门铁矿第一尾矿库、第二尾矿库库坝岩土工程勘察17报告 （安徽六安工程勘察院，2013.4） 。9、 安徽省暴雨参数等值线图、山丘区产汇流分析成果和山丘区中、小面积设计洪水计算办法 （安徽省水利水电勘测设计院 1984 年 5 月制定，1995 年补充） （以下简称计算办法 ） ；10、 现代尾矿库设施设计与管理维护技术及尾矿资源综合利手册 ；7.2 工程概述工程概述7.2.1 工程概况工程概况由于金寨县仕翔矿业有限公司黄石门铁矿尾矿库目前已基本堆满，

38、为了减轻库容压力，根据业主委托，对尾矿库进行取砂工程初步设计，取出尾砂将以干堆的方式，运输至尾矿库下游干堆场内进行堆放。7.2.2 设计概况设计概况尾矿库取砂工程进行前需先排除库内积水，排除库内积水后，尾砂回采设计采用履带式反铲挖掘机直接挖取尾砂，并用自卸汽车送至下游干堆场。7.2.3 安全设施投资安全设施投资 尾砂回采安全设施投资明细表尾砂回采安全设施投资明细表 表表 7-1投资项目单价（元）数量金额（元）监测桩柱8000324000通讯设施8001800栅栏500015000标识牌1006600照明灯1205600劳保用品3000临时排水设施300026000道路修整30000应急救援20

39、000挖机、推土机维5000018护合计140000尾矿库回采安全设施投资总额约为 140000 元，取砂工程总投资额约为987356.13，故安全设施投资总额占总投资额的 14.18%。7.3 工程地质与水文地质工程地质与水文地质7.3.1 工程地质条件工程地质条件通过布设的 7 个探井勘探、岩土岩性观察及岩石物理力学试验样测试资料综合分析，场地地基土自上而下可分为 3 个工程地质层，现将其岩性及工程地质特征分述如下：通过布设的 6 个钻孔及 5 个探井勘探、岩（土）性观察及标准贯入、岩样力学试验样资料综合分析，场地地基土自上而下可分为 3 个工程地质层，现将其岩性及工程地质特征分述如下：第

40、（1）层：尾粉细砂层厚 7.8611.13m，层底标高+419.74m+422.30m。灰黑、灰色，以粉细砂为主，局部夹尾矿砂，很湿饱和，松散稍密。第（2）层：强风化二长花岗岩层厚 0.211.66m，层底埋深 0.0011.13m，层底标高+346.98m+420.86m。土黄色，岩石风化强烈，原岩结构、构造已被破坏，岩石风化为碎块状、砂粒状，含有高岭土、云母，中密密实。第（3）层：中风化二长花岗岩揭露层厚 5.048.86m，层顶埋深 0.2111.35m，井底标高+338.00m+415.82m。浅黄色米黄色，半自形晶粒状结构，似斑状结构，块状构造。主要矿物组成为斜长石、钾长石、石英，暗

41、色矿物黑云母、角闪石少量。岩石轻微高岭土化、绢云母化。岩石裂隙不甚发育，沿裂隙面充填高岭土及铁锰质等次生矿物。岩石坚硬程度为为较软岩较硬岩，岩体完整程度为较完整，岩体基本质量等级为级。取样试验测试结果：岩石饱和状态下单轴抗压强度 23.638.1mpa，平均值为 32.0mpa，标准值为 20.2mpa。197.3.2 水文地质条件水文地质条件库区内水文地质条件简单，区内无地表水体，地下水贫乏，以地表径流为主。地下水含水量及地下水水位，主要受气象因素所控制。松散岩石主要为残坡积物，其厚度较薄。基岩裂隙上部中等风化较发育，向下渐弱，地下水富水性贫乏。据区域水文地质环境地质资料综合分析，本场地地下

42、水对混凝土无腐蚀性。7.3.3 工程地质勘查报告结论及建议工程地质勘查报告结论及建议根据尾矿库库址场地地基土的构成和分布规律，按岩土工程勘察技术规范 （ys5202-2004）的要求，对各工程地质层依据勘察和测试资料，尾粉细砂；强风化二长花岗岩，结构松散，工程地质条件较差；中风化二长花岗岩花岗岩，工程地质条件较好。结合当地建筑经验，选择在层中风化二长花岗岩，作为坝基基础持力层，其承载力特征值取 2000kpa。库区地处大别山山区，四周均为山地，周边环境良好，周边 2000m 范围内无居民区，也无需保护的基础设施及其他需保护的对象。库区周边环境总体条件较好。通过查阅区域地质资料与本次勘察结果，坝

43、址部位未发现影响建筑场地稳定性的断裂构造带和其它影响工程稳定性的不良地质作用，本次取砂场地属较稳定的建筑场地。根据建筑抗震设计规范 （gb50011-2010）及中国地震动参数区划图（gb18306-2001）的有关规定，结合场地的地貌形态和场地土的性质判定，场地覆盖层的厚度小于 5m（局部大于 5m） ，该场地地基土的类型为中硬中软场地土，场地类别为类。本场地抗震设防烈度为 6 度，设计基本地震加速度为 0.05g（第一组） ，为可进行建设的一般场地，较适宜对尾矿库进行取砂作业。7.4 尾矿库周边环境及相互影响分析尾矿库周边环境及相互影响分析根据尾矿库安全技术规程(aq2006-2005)中

44、规定的防洪标准，尾矿库初期防洪标准为 30 年一遇洪水，中、后期防洪标准选择 100 年一遇洪水，经计算所选择的排洪构筑物型式及断面尺是满足排洪要求的。经踏勘，本尾矿库库区自然环境地质条件良好，未发生过大的自然灾害，尾矿库下游没有居民区及重要的工业区，库区北、西、东东三方依山，南端为20向前渐低的山谷，四周无住户。若尾矿坝溃坝主要造成污染，不会造成重大的人员伤亡。7.5 尾矿库库区安全尾矿库库区安全7.5.1 主要危险、有害因素辨识与分析主要危险、有害因素辨识与分析对金寨县仕翔矿业有限公司黄石门铁矿尾矿库取砂及尾矿库地质、地形、自然灾害、周围环境、气象条件、厂区布置和运输到以后的运行和检修过程

45、，在生产过程中可能具有如下的危险、有害因素：1、尾矿库防洪问题、尾矿库防洪问题该尾矿库地处多雨的金寨县，库区防洪必须引起重视，以避免洪水漫坝或溃坝的安全事故。2、尾矿坝坝体稳定问题、尾矿坝坝体稳定问题尾矿库尾矿坝的稳定性是涉及尾矿库安全运行的重要因素，尾矿坝如发生垮坝事故，将会造成人员、财产损失和环境破坏，事故后果严重。3、库区边坡稳定问题、库区边坡稳定问题尾矿库库区局部山体坡度较为陡峭，在遭遇强降雨条件下，可能会导致库区出现小规模的边坡坍塌等安全事故。4、尾矿库回采取砂事故、尾矿库回采取砂事故尾矿库回采作业顺序或取砂工艺不符合设计要求，就会导致采坑跨坝或尾矿坝坝体内坡垮塌，进而对尾矿库安全及

46、周边环境产生不良影响。5、机械事故、机械事故选矿厂工艺较为复杂，选矿场地较为狭小，在生产过程中可能出现机械事故。6、道路运输、道路运输若暴雨季节外部运输公路塌方、边坡滑坡，将影响整个尾矿库的生产。7、环境污染的问题、环境污染的问题当尾矿砂脱水后，粘结性很差，遇风吹时会粉尘飞扬。若无有效的防尘措施，将造成附近环境的污染。水污染主要是指尾矿库中排出的尾矿水，如排出水中污染物的含量超过允许排放浓度时，排入下游河流或渗入地下就会破坏水体的原有质量，甚至危及21附近沿河流域原有的生态系统或造成地下水污染。8、其他事故、其他事故如高处坠落、触电火灾、中暑和冻伤等。7.5.2 主要的对策措施主要的对策措施1

47、、尾矿库防洪、尾矿库防洪(1)严格按设计进行排洪系统布设，设立专门的尾矿管理机构，完善各种规章制度和奖惩制度，严格按照尾矿库管理规程进行管理；(2)做好尾矿库排洪系统安全检查，制定专人进行排洪系统的操作管理等工作；(3)取砂过程中应做好防洪措施，及时排出取砂坑底的积水；(4)制定专门的应急预案，当事故发生时，将危害降低到最低。2、尾矿库坝体稳定性、尾矿库坝体稳定性(1)严格按设计进行坝体堆筑，做好坝体反滤结构，坚持进行坝前均匀放矿；(2)做好尾矿库尾矿坝检查工作，出现问题及时上报，为尾矿库安全运行提供可靠保证；(3)筑坝前应对筑坝材料进行复核，如未满足设计要求，另行选择合格筑坝材料；(4)坝前

48、取砂要注意保护好坝体，不得破坏坝体；(5)尾矿库运行过程中认真依照尾矿库安全技术规程aq20052006 要求做好各项安全生产运行管理工作，确保尾矿库安全可靠运行。3、库区边坡稳定、库区边坡稳定(1)库区周边布设浆砌块石截洪沟，加强库区日常巡查，出现边坡失稳前兆及时采取必要工程措施；(2)易于发生水土流失地段，进行人工植被或采取工程措施，减少水土流失。(3)加强取砂过程中的边坡监测监控及管理工作，防止边坡坍塌。4、尾矿库回采取砂、尾矿库回采取砂(1) 老尾矿库回采顺序总平面布置按垂直坝轴线方向分层布置，尾砂回采总体采取库上游库内坝前 50m 的回采顺序，先由库内取砂，后逐渐向尾矿22坝方向延伸

49、，先采干处，后采湿处；(2)尾矿库回采取砂工程进行前需先排除库内积水，回采取砂过程中，取砂坑底须设置临时积水坑以便排除尾砂渗滤水，并采用潜水泵泵抽水排向排水斜槽；(3)干滩前采坑坡比不得小于 1：4，每个采坑需严格按照雨季 1：3（临时采坑 1：2）总体坡比放坡取砂，以便防止坡面垮塌；(4)尾砂采坑坑顶周围 10m 范围内严禁堆放弃土。尾砂采坑坑顶周围应设置临时截排水沟，严禁地表水冲刷采坑坡体；(5)回采尾砂宜单台阶回采，工作平台形成 1%3%的反坡，回采尾砂滩面总体向库内倾斜 5%，回采过程中应始终确保坝顶标高至少高于尾砂滩面顶标高1m；(6)由于排水涵管入水口最高标高为+418m，故取砂标

50、高为+429m+419m，保留 1m 尾砂保护排水涵管；(7)禁止挖掘机在排水涵管正上方进行取砂作业；(8)尾矿回采台阶高度，机械回采时应不大于机械的挖掘高度，且不得大于4m，人工回采不应大于 1.5m。超过此高度时应经过技术论证，在保证安全的前提下，由设计确定。(9)尾砂回采工作应在雨季前完成。(10) 为保护尾矿坝，坝前 50m 范围内禁止取砂，干滩前坡比 1：4 以保证取砂边坡的稳定性，取砂过程中库内禁止边取砂边放矿。5、机械事故、机械事故(1)完善各种规章制度、奖惩制度，严格按照相关尾矿库的管理规程进行管理；(2)定人定岗，指定专人或兼职安全员，对可能存在的安全隐患进行监督管理；(3)

51、机械、电气等系统发生故障时，应立即停止作业，及时修理、维护和更换；(4)对操作人员进行安全教育及技术培训，制定安全技术规程，提高操作者识别危险、有害因素的能力和防范突发事故的能力；(5)合理安排工作时间，避免疲劳作业等。236、道路运输道路运输(1)定期对汽车进行检修，确保运输车辆正常运行；(2)养路工段应经常巡查路段，采场固定坑线，上山公路应设置栅栏与路标，做好公路的维护管理工作；(3)加强安全生产教育，严禁违章作业、违章调度、无证上岗和酒后行车等行为；(4)均匀装车，严禁超载。7、污染事故、污染事故(1)对尾矿库取砂产生扬尘的作业点及尾砂运输道路进行喷雾洒水，降低在取砂作业及运输中的扬尘量

52、，对于库区干滩段的扬尘，可采取分段、分散排尾和洒水方式，降低扬尘量；(2)做好安全检查，发现渗漏应及时采取措施，避免渗漏污染。污水未达到排放标准禁止排放；(3)本尾矿库正常运行期间，库内尾水泵送选矿厂循环利用，不外排。8、其他事故、其他事故(1)尾矿库取砂期间应在显著位置设置警示牌，防止外来人员进入库内发生安全事故，必要时应在尾矿坝坝前设置栅栏，防止人员坠入库内；(2)禁止用火炉或明火直接加热或烤热冻结的管道和启动机械设备；(3)给设备加注燃油时，严禁吸烟和明火；(4)高处作业做好安全防护(如系安全带、设防护网等)；(5)严禁将易燃易爆器材存放在电缆接头或接地极附近，以防电火花引起火灾；(6)

53、对电缆采用分层敷设，以防瓦相干扰。7.6 尾矿坝安全尾矿坝安全7.6.1 初期坝初期坝尾矿库初期坝为碾压土石混合坝。坝顶标高为+430m，坝轴线长约 73m，尾矿库库区主沟折线全长约 190m。初期碾压土石混合坝坝高 15.5m，初期筑坝工程量约为 2.24 万 m3。该尾矿库总库容达 7.655 万 m3，按 85%的库容利用率计，该库总有效库容达 6.5 万 m3。24尾矿坝是在山谷下游隘口狭窄处清基建坝。尾矿库初期坝，坝高15.5m（+414.5m+430m） ，顶宽 4.0m，坝轴线长 73m。外坡比为 1:2.28，内坡比为 1:1.75，外坡面+422m 处设一条 2m 宽的马道。

54、本尾矿库的初期坝采用土石料筑坝，经碾压成为防渗体，在坝体外坡下段设置排水棱体，排水棱体顶宽 3m，顶部标高+414m，长 26.3m，宽 2.2m，内外坡比均为 1:1.5。在排水棱体内坡面全部铺设一层 400g/m2土工布，并在其上下铺设瓜子石。在坝体外坡面采用 0.4m 厚干砌块石护坡，坡比 1:2.2。在坝体外坡面东侧设置坝体与山坡之间的交界沟与坝肩溢洪道相连，溢洪道断面为梯形，其底宽 1.0m，顶宽 2.2m，深 1.5m，帮坡 1:0.5。7.6.2 稳定性分析稳定性分析本次稳定性计算各土层的物理力学指标见表 7-2。物理力学指标表物理力学指标表 表表 7-2土层名称容重（kn/m3

55、）内摩擦角 （）凝聚力（kpa）土石混合料223210堆石体23360库内尾砂20219.8选矿厂尾矿设施设计规范中，对坝坡抗滑稳定性最小安全系数规定如表 7-3。坝坡抗滑稳定性最小安全系数坝坡抗滑稳定性最小安全系数 表表 7-3尾矿坝的等级运用条件、正常运行1.301.251.201.15洪水运行1.201.151.101.05特殊运行1.101.051.051.00尾矿库稳定计算的荷载分下列五类，可根据不同运行情况按表 7-4 进行组合：荷载的组合荷载的组合 表表 7-4荷载类别1234525荷载组合正常运行总应力法有有洪水运行总应力法有有特殊运行总应力法有有有1、筑坝期正常高水位的渗透压

56、力；2、坝体自重；3、坝体及坝基中的孔隙压力；4、最高洪水位有可能形成的稳定渗透压力；5、地震荷载。经计算，尾矿库下游尾矿坝坝体稳定性结果见表 7-5。主坝最大剖面稳定性计算结果主坝最大剖面稳定性计算结果 表表 7-5稳定性系数计算区段计算方法正常运行特殊运行瑞典法1.231.14下游坝 aa线毕肖普法1.2621.165可见，正常运行最小稳定性系数为 f 计1.23，级尾矿库正常运用条件，坝体允许安全系数 f 允1.15，f 计f 允 ，坝体稳定性满足规范要求。特殊运行最小稳定性系数为 f 计1.14，级尾矿库正常运用条件，坝体允许安全系数 f 允1.00，f 计f 允 ，坝体稳定性满足规范

57、要求。从以上结果可见看出，该库尾矿坝分别在正常运行和特殊运行情况下的最小稳定性系数均满足规范要求。 根据表 7-2 库内尾砂的数据，由公式 pcr=（d+ccot）/（cot-/2+）+d =ndd+ncc，其中 pcr 为库内尾砂的荷载， 为尾砂的容重，d 为尾砂的埋深，c 为尾砂的粘聚力， 为尾砂的内摩擦角。经计算可得尾砂表面的荷载为 6.75104n，即可承载 6.75 吨重的货物，故运输道路及挖机生产均可设在滩体上。 本次设计由库内取砂，后向尾矿坝方向延伸，先采干处，后采湿处，由以上计算结果可知保留坝前 50m 的干滩保护坝体，干滩前采坑坡比 1：4，台阶宽度 7.5m，取砂时若严格按

58、照设计的要求执行，不会破坏坝体，能保证尾矿坝的26安全。7.7 防洪安全防洪安全7.7.1 防洪标准防洪标准该库总库容小于 100104 m3，最大坝高小于 30m，根据规程规定，本尾矿库为一五等库。该尾矿库总库容为 7.655 万 m3，按 85%的尾矿库有效库容计，该库的有效库容约 6.5 万 m3，尾矿库服务有效期约为 4.6 年。根据选矿厂尾矿设施设计规范 （zbj190）规定五等库的洪水重现期为：初期 2030 年，中后期为 50100 年，本次设计中，确定其相应的防洪标准是初期按 30 年，中后期按 100 年作为洪水演算标准。7.7.2 洪水计算洪水计算1.洪峰流量洪峰流量洪峰流

59、量计算采用简化推理公式进行计算：式中：qp设计频率 p 的洪峰流量，m3/s；sp频率为 p 的暴雨雨力，mm/h；f库区汇水面积，km2；l库区河沟长度，km；m汇流参数；j库区河沟坡降；产流历时内流域平均入渗率，mm/h；a、b、c、d最大洪峰流量计算系数，由 n 值查表取得；n暴雨递减指数，当 1 时，取 n=n1，1 时，取 n=n2；其中：（1） fdmjlfsaqcbpp)()(31212424npphs2424hkhpp27式中：h24p频率为 p 的 24h 降雨量，mm；kp模比系数，由表查取；年最大 24h 降雨量均值，mm；24h（2） 式中：24历时 24h 的降雨迳流

60、系数，由表查取。（3） 2.洪水总量洪水总量 式中：wtp历时为 t，频率为 p 的洪水总量，m3；径流系数其它符号同前。3.计算结果计算结果尾矿库洪水计算结果如表 7-6 所示洪水计算结果洪水计算结果 表：表：7-6计算频率 p（%）3.331模比系数 kp2.383.32暴雨雨力 sp（mm/h）87.56122.14汇流时间 （h）0.270.24计算洪峰流量(m3/s)10.913.27.7.3 排洪系统排洪系统尾矿库主排洪构筑物为排水斜槽+排洪涵管，另在坝体东西两端各设溢洪道作应急之用。排水斜槽采用 c25 钢筋混凝土结构，底板高程+418.12m，顶端高程为+430m，斜槽总长 2