沙岭铁矿尾矿库初步设计说明书

1、广西融安桥板乡沙岭铁矿尾矿库初步设计说明书广西贺州市平桂设计院有限责任公司工程设计资质 建设部 冶金行业 乙级 证书编号 202034-sy 广西融安桥板乡沙岭铁矿尾矿库初步设计说明书院 长：叶 飞项目负责：欧祁桂技术负责：严励加审 核：齐立民设 计：赵武柏 吴树云广西贺州市平桂设计院有限责任公司二八年六月目 录第一章 概述41.1企业基本情况41.2项目提出的背景41.3设计目的51.4设计范围51.5工程所在地简介5第二章 尾矿库设计依据及标准72.1 设计依据的法规文件72.2 设计的技术规程与标准72.3 尾矿库设计的基础资料82.4设计的基本原则12第三章 尾矿库设计133.1选矿厂

2、及尾矿库的运行流程133.2 选矿厂尾矿库设计133.3 尾矿库尾矿浆输送系统183.4 尾矿库初期坝183.5 尾矿库后期堆积坝243.6尾矿库洪峰流量263.7排渗设施283.8尾矿水沉淀、回水设施283.9尾矿输送计算293.10尾矿库观测设施30第四章 尾矿库排水构造设施设计314.1概述314.2排水系统的选择及布置314.3澄清距离的计算324.4排水系统的水力计算33第五章 安全专篇365.1危害程度分析365.2初期坝的稳定性分析445.3后期坝稳定分析475.4尾矿库的安全管理及动态监测、通迅设备可靠性分析505.5尾矿库主要危险因素及防治措施51第六章 环保专篇566.1尾

3、矿水的排放566.2尾矿水中公害成分576.3尾矿水排放标准586.4尾矿水净化596.5 “防渗”设计606.6“防扬”设计606.7尾矿闭库生态环境恢复60第七章 尾矿库的维护管理627.1尾矿库管理627.2尾矿坝维护63第八章 尾矿库施工顺序与工程投资668.1施工顺序668.2工程投资66附图:1-1、苍梧县利升矿业有限公司新地尾矿地质地形平面图1-2、苍梧县利升矿业有限公司新地尾矿库平面布置图1-3、苍梧县利升矿业有限公司新地尾矿库标高-库容曲线图1-4、苍梧县利升矿业有限公司新地尾矿库库区aa纵剖面、坝体纵剖面图1-5、苍梧县利升矿业有限公司新地尾矿库bb纵剖面、排水系统图1-6

4、、苍梧县利升矿业有限公司新地尾矿库坝体变形观测桩布置示意图1-7、苍梧县利升矿业有限公司新地尾矿库排渗设施布置示意图1-8、苍梧县利升矿业有限公司新地尾矿库三级沉淀池平剖图1-9、苍梧县利升矿业有限公司新地尾矿库坝体抗滑稳定分析示意图第一章 概述1.1企业基本情况(1)企业权人: 桥板乡企业办公室(2)企业名称: 融安县桥板乡沙岭铁矿(3)企业性质: 集体企业(4)尾矿库位置: 该尾矿库位于广西融安桥板乡沙岭铁矿矿区选矿厂及生活区下方。1.2项目提出的背景融安县桥板乡沙岭铁矿尾矿库位于融安桥板乡沙岭铁矿矿区生活区下方。融安县桥板乡沙岭铁矿选矿厂主要选别铁及铅锌矿，矿石主要来源于桥板乡沙岭铁矿矿

5、区。选矿厂按两期工程建设，最终规模为1000t/d，年工作日为200天。计划2008年12月2010年底为一期工程，生产规模为300t/d；从2010年起为二期工程，生产规模为1000 t/d。选矿生产用水大部分为尾矿库外经沉淀后的选矿废水（库外回水），不足部分从附近河流中取水补充。选矿厂分设两个处理流程。即1：处理铁矿石流程；2：处理铅锌矿石流程。尾矿排入选矿厂下方尾矿库内储存。由于选矿厂即将动工建设，而作为选矿生产的配套工程尾矿库也应同期兴建。为了实现尾矿库的规范建设，企业权人特委托我院对该尾矿库做初步设计，并对相应的安全、环保、生产的相关问题进行技术论证。1.3设计目的该尾矿库是桥板乡沙

6、岭铁矿选矿厂的配套工程，为确保选矿厂的顺利试产、投产，其尾矿库既要同期建设，还要确保其运行安全可靠，环境达标。此为本次设计之目的。1.4设计范围(1)尾矿库的形式； (2)尾矿库库容计算； (3)尾矿库的洪水计算； (4)尾矿坝设计； (5)排水构造设施设计； (6)安全专篇； (7)环保专篇； (8)工程量概算。1.5工程所在地简介选矿厂及尾矿库区位于广西融安桥板乡沙岭铁矿矿区。桥板乡沙岭铁矿矿区位于融安县桥板乡南部约10km，属桥板乡管辖，离鹿寨屯秋铁矿约50km，有公路相通，距209国道及枝州铁路浮石火车站50km，经泗顶镇可达桂林、柳州、融安等地，交通较为方便。矿区地理坐标：东经109

7、34491093450，北纬24521424526。矿区范围由以下11个坐标点圈定，各拐点北京直角坐标为： 拐点编号 x y l 2753105 37356875 2 2752700 37357025 3 2752630 37357325 4 2752495 37357490 5 2752270 37357500 6 2752040 37357350 7 2751795 37356955 8 2752250 37356527 9 2752452 37356635 10 2752560 37356340 11 2752830 37356465 开采深度为：+560至+400m标高 矿区面积： 0

8、.78km2尾矿库设定于生活区下方450米沟谷中。拟在冲沟相对狭窄出口处筑尾矿坝（初期坝），初期坝高5m，坝底标高为425m，坝顶标高为430m，坝顶轴线长约134m。后期尾砂堆坝18m，最终坝高约28m（坝顶高程为453m），估算成库库容约69.4万m3。选矿厂尾矿排出点标高约+475 m，与拟建尾矿库主坝中心直距约450m。该库区内有少量旱地， 1000m范围内无村庄和重要建筑物、构筑物及自然保护区。本次设计选择此地作为新建尾矿库，可以充分利用山槽有利地形，是一个比较理想的尾矿库址。第二章 尾矿库设计依据及标准2.1 设计依据的法规文件1）中华人民共和国安全生产法(2002.11)；2）中

9、华人民共和国环境保护法（1989.12）；3）中华人民共和国矿山安全法（1993.5）；4）中华人民共和国矿山安全法实施条例(2006.10.30)；4）中华人民共和国固体废物污染环境防治法(1995.10)；5）中华人民共和国大气污染防治法(200.4)；6）我院与苍梧县利升矿业有限公司签订的设计合同。2.2 设计的技术规程与标准1）选矿厂尾矿设施设计规范（zbj1-90）；2）一般工业固体废物贮存、处置场污染控制标准（gb18599-2001，i类场）；3）污水综合排放标准（gb8978-1996，一级、二级）；4）地表水环境质量标准（gb3838-2002，类）；5）环境空气质量标准（g

10、b3095-26，二级）；6）土壤环境质量标准（gb15618-95，二级）；7）尾矿库安全技术规程（aq2006-2005）；8）尾矿库安全监督管理规定（国家安监总局2006年第6号令）；9）冶金矿山尾矿设计管理规程冶金部（90）冶矿字第185号；10）选矿安全规程（gb18152-2000）；11）尾矿设施施工及验收规程（ys5418-95）；12）防洪标准（gb50201-94）；13）碾压式土石坝设计规范（sl274-2001）；14）碾压式土石坝施工技术规范（sdj213-83）；15）水工建筑物抗震设计规范（sl203-97）；16）砌石坝设计规范（sl25-2006）；17）浆砌

11、石坝施工技术规定（sd120-84）；18）广西小流域暴雨流量计算表（广西林业局）。2.3 尾矿库设计的基础资料1）尾矿量和尾矿的理化性质资料：（见下表）序号名称单位数量备注1选厂规模（日处理量）a：一期 b：二期t/d30010002选厂年工作天数d2003选矿方式及主要矿种磁选铁矿、浮选铅锌矿4尾矿产率%90.005年排出尾矿体积a：一期（总尾矿体积） b：二期（总尾矿体积）万m37.2036.006年排出尾矿重量a：一期（总尾矿重量） b：二期（总尾矿重量）万t10.8054.007尾矿真比重t/m32.78尾矿假比重t/m31.59尾矿浓度%约2510尾矿浆容重t/m3t/m3.151

12、1尾矿平均粒径mm0.07512水固比3:113选厂生产年限a52）尾矿水力输送：当尾矿平均粒径为0.050.25mm，尾矿浓度2328%时，用d100150mm聚乙烯管自流输送时其纵向坡度不宜小于6.5%。拟建选厂尾矿浆排放点与拟建尾矿库最终坝高高差为+22m，直距约330m，尾矿浆输送坡度可达到22/330=6.7%左右，符合尾矿浆自流输送要求，不需要采用矿浆泵加压输送尾矿浆。3）气象及水文资料：年平均气温 18.1最高气温(7月) 31.9 最低气温(元月) 5.2年平均降雨量 1906.8mm年最大24小时雨量均值 231mm年平均蒸发量 1365.9mm最大24小时暴雨变差系数 cv

13、24=0.50最大24小时暴雨偏差系数 cs=3.5cv24地震设防烈度 级设计基本地震加速度值 0.05g尾矿库上游汇水面积 0.28km24）尾矿库库区测量、工程地质资料：业主提供的1/5000地形地质图；融安县桥板沙岭铁矿尾矿库工程地质勘察工作；现场收集的其它资料。5）其它资料：根据中国地震烈度区划图（1990），划定本区地震基本烈度为度以下，据国家质量技术监督局2001年2月发布的中国地震参数区划图（18306-2001），本设计工程区基本地震加速度值为0.05，反应谱特征周期0.35，根据建筑抗震设计规范（gb50011-2001），融安县建筑抗震设防烈度为6度。本尾矿库应按6度抗震

14、设防。2.4设计的基本原则(1)认真贯彻国家资源法及基本建设的方针、政策，贯彻环境保护法，贯彻土地法、森林法、水资源法及国家现行的冶金矿山设计规范及规定，保护环境，消除污染。(2)在满足生产要求和确保安全的前提下，充分利用荒地和贫瘠土地，尽量不占或少占、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田。(3)节约用水,保护水资源,充分回收利用尾矿澄清水，少向下游排放尾矿水，达到资源开发与保护环境的良性循环，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。(4)设计中结合现场情况,力求切合实际，设计方案合理，在确保矿山生产安全前提下，满足工艺和生产要求；在达到安全生产的条件下，

15、因地制宜，减少污染，施工简捷，管理方便，经济合理。(5)设计中尽量选用符合国情，技术先进、高效节能、安全可靠的设备。 (6)设计中积极采用先进而实用的新技术和新材料。(7)贯彻技术经济相结合的原则,力求在技术可靠的前提下经济合理，在经济合理前提下技术先进。第三章 尾矿库设计3.1选矿厂及尾矿库的运行流程选矿厂原矿汽车运输 选厂矿仓 选厂高位水池 选矿厂 选矿流程 尾矿输送 精矿产品 尾矿库 回水泵站 产品销售 沉淀池、回水池 选矿厂及尾矿库运行流程图3.2 选矿厂尾矿库设计3.2.1 尾矿库址选择尾矿库的选择在很大程度上决定尾矿设施基建费和经营费用的多寡以及管理工作的繁简。由此，在选择尾矿库时

16、应综合考虑下列原则：(1)不占或少占耕地，不拆迁或少拆迁居民住宅；(2)距选矿厂近，尾矿输送距离短,尽可能自流输送尾矿；(3)有足够的库容(一般应满足储存选厂在设计年限内排出的尾矿量，当一个尾矿库不能满足要求时，应分选几个，每个尾矿库使用年限不应少于五年)；(4)汇雨面积小(如较大时，坝址附近或库岸要有适宜开挖溢洪沟道的有利地形)；(5)坝址及库区工程地质条件良好，筑坝工程量少；(6)处于厂区和大的居民点的下游，并最好位于下风向；(7)不在有开采价值的矿床上面或矿体开采的陷落区之内;(8)库区附近有足够的筑坝材料。该库区所在地为低山丘陵地带,库区位于选厂东北侧约300m的山谷内，附近地表以下无

17、矿源，不会影响矿体的开采；库区内无基本农田，仅在坝址下游有少量旱地；库区周围山坡上森林多为天然林，仅少量人工林，覆盖程度一般。，无饮用水源；尾矿库上游汇水面积约为0.28km2，相对尾矿库来说不太大，可以不沿库区周围开挖防洪沟；库区与选矿厂靠近且有一定高差，利于尾矿浆自流入库。根据以上原则及库区地形特征，本次设计的库址选择是合理的。其尾矿库的型式为山谷型上游式尾矿库。坝址工程地质条件一般，主要岩性为表耕土、粘性土、砂粘性土，表耕土、上部粘性土承受力低，筑坝时应全部剔除。下部粘性土、砂粘性土容许承载力在200kpa以上,比重1.82.0t/m3,可作为坝基承力层。坝基应挖到地表以下下部粘性土层或

18、砂粘性土层处；库区附近有足够的筑坝石料，为降低工程造价，本尾矿库初期坝设计为透水堆石坝。3.2.2 尾矿库库容计算(1)所需库容:按下列公式计算：vz=w*n /d*z式中:vz所需尾矿库几何总库容,m3； w选矿厂排出尾矿总量, w1 =64.8万t ； d尾矿平均干容重, d =1.5t/m3；z尾矿库的终期库容利用系数，z=0.8； n选厂生产年限，取n=5年。经计算得:v=54.0万m3(2)尾矿库总库容计算在地形图上定出初期坝的位置，按设计的初期坝上游坡坡度画出初期坝上游坡面线，然后量出各等高线和相应的坝高线所围的面积。以相邻两等高线的面积平均值乘以等高距即得二等高线之间的容积。将各

19、层容积累加即得不同堆坝高程时的库容以及最终堆坝高程时的总库容。尾矿库总库容计算表等高线高程h（m）等高线面积（m2）相邻两等高线面积平均值（）相邻两等高线高差（m）相邻两等高线间容积（m3）累加容积（m3）425692500004301162592755463754637543518375150005750001213754402265020512.55102562223937445333502800051400003639374504277538062.551903125542494535030046537.53139612693861本次设计终期坝面标高+453m，坝体基础标高+425m，

20、总坝高28m时的几何总库容为69.3861万m3。当尾矿库堆积坝到达闭库标高453 m时，尾矿库实际可容纳选矿厂生产6.28年排出的尾矿量。因本选厂按两期工程逐步建设达产1000t/d规模,即其生产规模从300t/d到1000t/d时需要一定建设和达产时间，并且选厂生产受矿源供应的限制,生产能力波动较大，所以本设计的尾矿库对选矿厂的实际服务年限会超过6.28年。 (3)调蓄库容计算在地形图上，按设计的尾矿沉积坡坡度画出某坝高时的尾矿沉积坡面线，然后量出各等高线和相应的沉积坡面线所围的面积。以相邻两等高线的面积平均值乘以等高距即得二等高线之间的容积。将各层容积累计，即得此坝高时的调蓄库容。其它坝

21、高时的调蓄库容可重复上法计算。按上方法计算本尾矿库调蓄库容为: v调蓄=15245m3。3.2.3 尾矿库设计等级标准根据zbj190选矿厂尾矿设施设计规范第2.0.4条“表2.0.4尾矿库等别”:全库容v（10000m3）或总坝高h（m）尾矿库等别构筑物级别主要的次要的临时的v10000 或 h1002341000v100003或60h100355100v1000 或30h60455v100 或 h30555本尾矿库总坝高28m，几何总库容69.4万m3，是一个小型尾矿库，其尾矿库等别应为五级库。根据设计规范尾矿库构筑物的级别：主要构筑物-尾矿坝和库内排水构筑物、次要构筑物-库外排水构筑物和

22、临时构筑物其级别均为五级。3.2.4尾矿库的防洪标准 根据尾矿库安全技术规程(aq2006-2005)的规定，尾矿库必需设置排洪设施，并满足防洪要求。尾矿库的排洪方式，应根据地形、地质条件、洪水总量、调洪能力、回水方式、操作条件与使用年限等因素确定。尾矿库宜采用排水井（斜槽）排水管（隧洞）排洪系统，有条件时也可采用溢洪道或截洪沟等排洪设施。尾矿库的防洪标准应根据各使用期库的等别，综合考虑库容、坝高、使用年限及对下游可能造成的危害等因素，按下表确定。表3-4 尾矿库防洪标准尾矿库等别一二三四五洪水重现期（）初期1002005010030502030中、后期10002000500100020050

23、010020050100注：初期指尾矿库启用后的头35年。 融安县桥板乡沙岭铁矿尾矿库等别为五等库，该库按洪水重现期50年设防，尾矿库采用排水斜槽排水沟排洪系统。3.2.5 抗震设防按gb500112001建筑防震设计规范及中国地震烈度区划图(1990)，库址所在地融安县地区抗震烈度为度以下。在设计时本尾矿库按度抗震设防。3.3 尾矿库尾矿浆输送系统选矿厂尾矿水力输送根据总图所布置的地形，选矿厂矿浆排放口标高为475m，到拟设计的尾矿库终期坝面标高453m，其高差约22m，从选矿厂排浆口到尾矿库终期坝面尾砂排放点之间的距离（管道长）约330m，其管道坡度约为6.7%。因此，该选矿厂尾矿浆完全可

24、以自流输送到库内。本设计使用石料修筑初期坝，以形成初期库容，而后将选厂排出的尾矿浆经输送系统送到初期坝处，再由分散排放管向库内均匀放矿，使粗粒尾砂自然沉淀于坝前，形成坚固的坝壳；细粒尾砂及矿泥远离坝前而沉淀于库区内，并形成一定长度的干滩。在尾矿排放时，为了使库区内均匀堆放尾砂，应根据库内尾砂堆积的实际情况，不断沿库区周围移动矿浆输送管道。3.4 尾矿库初期坝初期坝作为尾矿坝的支撑棱体，应具有较好的透水性，以便使尾矿堆积迅速排水，加快固结，有利于稳定。坝型选择应考虑就地取材、施工方便、节省投资。3.4.1坝址选择原则(1)坝轴线短，土石方工程量少，后期尾矿堆坝工作量小。(2)坝基处理简单，两岸山

25、坡稳定，尽量避开溶洞、泉眼、淤泥、活断层、滑坡等不良地质构造。(3)最小的坝高能获得较大的库容。该库所选择的主初期坝址完全符合上述原则要求，考虑到当地的石料丰富，故设计尾矿库初期坝为透水堆石坝。3.4.2初期坝高确定初期坝坝高可根据下述原则确定：初期坝所形成的库容可容纳选厂初期生产规模半年到一年以上的尾矿量；有足够的调洪库容；虑及到后期筑坝时，尾矿库整体排水的要求；有足够的安全高度以防止洪水漫顶，其中包括风浪爬高及安全超高；库内水面长度应能满足尾矿水质澄清距离的要求。初期坝所形成的库容一般可贮存选厂初期生产规模半年到一年的尾矿量，并按初期坝装满尾矿且库水位降低到控制水位hk时的水面长度ls应大

26、于排水系统布置时要求的澄清距离lc的条件进行复核。控制水位按下公式确定: hk=h-e-hf-hj式中 hk控制水位标高，m；h初期坝坝顶高程，m；e安全超高，米，五级库取0.5m； ht尾矿库调洪高度，m，由调洪演算确定,； hj尾矿回水的调节高度，m；当需用尾矿库进行迳流调节时由水量平衡计算确定。 h e ht hj 初期坝 尾矿 hk lslc 初期坝坝高确定示意图 本尾矿库库长约500米，库区山谷纵坡0.118，库区汇水面积为0.28km2，库内排水由排水斜槽全泄，调洪高度hf=0，回水不在库内，而在库外沉淀池回水，回水调节高度hj=0，因此选择初期坝高时，只需满足澄清距离和安全超高即

27、可。澄清距离lc取50m，安全超高0.4m，折算成滩长40m，所需滩长为90m。从总库容计算表可知，标高为430m时，库容为46375m3，可储存约1年的尾矿量（46375m30.8036000 m3=1.03年）；从总平面布置图可知，当标高为430m时，滩长可达160m。根据以上计算，确定初期坝地面以上高度为：坝顶标高430m-地面标高425m=5 m，此时滩长可达160m，大于所需滩长90m。3.4.3初期坝型选择坝坡与坝顶宽度的确定坝坡取决于坝高、坝的等级，坝体及坝基材料的性质、承受的荷载、施工和适用条件等因素。初期坝坡取值参考表如下：坝高(m)土坝下游坡比透水堆石坝下游坡比岩基非岩基（

28、软基除外）5101:1.751:2.01:1.5 1:1.751:1.75 1:2.010201:2.01:2.520301:2.51:3.0注：初期坝上游坡比可以略小于下游坡比。上游式尾矿筑坝初期坝坝顶最小宽度如下表：坝高（m）坝顶最小宽度(m)102.510203.020303.5304.0 按照上面两表要求，结合类似尾矿库经验，本设计初期坝的内坡比为1:1.6，外坡比为1:1.8。初期坝坝型在尾矿坝中，土石类的坝型是最主要的坝型，但应综合考虑坝址处的地质条件及尾矿坝附近现有的筑坝材料等技术经济因素。库区附近的石料丰富，可作为筑坝材料，故设计尾矿库初期坝为透水堆石坝。初期坝的坝基标高为+4

29、25m，坝顶标高为+430m，坝高5m，外坡比1:1.8，内坡比1:1.6，坝顶宽3.0m，坝顶面轴线长134m。初期坝坡的护理初期坝的管理要严格按尾矿库安全技术规程（中华人民共和国安全生产行业标准aq2006-2005）和有关尾矿库操作规程执行。初期坝面排水本尾矿库初期坝体不高，坝轴线短，设计采用最简单的表面式排水设施即在坝肩设纵截水沟、在初期坝顶设横截水沟，横截水沟向坝肩形成1%的水力坡度且与坝肩纵截沟连通。3.4.4坝体工程量估算坝址处河谷断面形状为梯形断面，尾矿坝坝体工程量按下式计算：v=1/2（l+l）h(b+mkh)式中v坝体工程量，m3； l、 l坝体纵断面上、下底宽，l坝=13

30、4m, l坝=56m； h坝高，h坝=5m,基础平均深取1.8m； b坝顶宽度，b坝=3m； m内、外坝坡系数之平均值，m坝=(m1+m2)/2=1.7；l/l00.10.20.30.40.50.60.70.80.91.0k0.670.730.780.820.860.890.920.940.960.981.00 k系数，其取值如下表：k坝=0.87，经计算得：初期坝土石方量v =8435m3; 3.5 尾矿库后期堆积坝3.5.1后期坝的堆积从经济的角度考虑，尾矿库后期坝设计采用尾矿水力冲积筑坝。冲积法筑坝方法为采用斜管分散放矿，用人工或机械筑子坝并向坝内冲填。冲积法筑坝一般可分为冲积段、准备段

31、、干燥段交替进行。筑坝尾矿选用中、粗颗粒的尾砂进行堆坝，可用于筑坝的尾砂粒径小于+37m含量应不超过30%。为使尾矿冲积坝有较高的强度，要求各放矿口冲积粒度一致，并使冲积滩上无矿泥夹层。为此必须做到：(1)筑坝期间一般采用分散放矿：矿浆管沿坝轴线敷设，放矿支管沿坝坡敷设，随筑坝增高而加长。在库内设集中放矿口，以用作在不筑坝期间、冰冻期和汛期向库内排放尾砂。(2)在冰冻期一般采用库内冰下集中放矿，以避免在尾矿冲积坝内（特别是边棱体）有冰夹层或尾矿冰冻层存在而影响坝体强度。(3)每年筑坝高度要适应库容的要求，充分利用筑坝季节，严格控制干滩长度，以保证边棱体长度符合要求。(4)尾矿冲积坝的高程，除满

32、足蓄水和冰下放矿要求外，还应有必要的安全超高。3.5.2尾矿堆坝的构造子坝：尾矿堆积子坝的作用，主要是阻止为固结的矿浆向外流淌，同时为放矿作业创造一个工作条件。子坝坝顶可以安装放矿管道。子坝坝顶的宽度应根据筑坝机械、管道设备及操作要求确定，一般为23m。本设计坝顶宽取2.0m。子坝的断面形式为梯形，梯形顶宽2.0m，底宽5m，外坡1:2，内坡1:1，子坝的材料采用粗粒尾矿。子坝的高度根据坝的上升速度来确定，一般为15m，本设计取1m；子坝下面褥垫龙须草、茅草类，增加子坝的稳固性。坝坡：五级尾矿冲积坝外坡可由稳定计算确定，也可根据经验确定，参考类似尾矿库筑坝经验，本尾矿堆积坝整体坝坡设计为1:4

33、。马道:当尾矿坝高度较大时，每1015m 设置马道一条，以便人员、机械设备的通行及截水沟的布置，同时可降低堆积坝的整体外坡，增加坝体稳定，马道的宽度视需要而定，一般为25m。本设计在后期坝外坡面441m标高处设置一条马道，其宽度为2m。护坡：为防止雨水、渗流冲蚀坝坡面上的尾矿以及粉尘飞扬，可在坝坡上覆盖山坡土0.20.3m，也可种植草或灌木。截水沟：为防止山坡和坝坡雨水对坝肩及坝面的冲刷，应设截流沟。通常在坝体与两岸的交接处、坝体马道上设置截水沟。截水沟的断面应根据控制的流域面积确定，对本尾矿库而言，坝肩处设置浆砌毛石纵截水沟，断面为0.40.3m。在马道上、初期坝顶上设置浆砌毛石横截水沟并与

34、坝肩纵截水沟连通，断面为0.30.2m，且向坝肩形成1%的水力坡度。3.6尾矿库洪峰流量3.6.1洪水形成设计的尾矿库集水面积约0.28km2，入库洪水主要是集水面积内降雨产生的地面径流形成的。由于降雨时间、降雨量分布和土地垫层情况不同，流域各处汇流开始时间并不一致。首先在透水性差或前期土壤潮湿地区开始形成坡地漫流。然后漫流范围扩大，并流入河网，形成河网汇流。产流过程与汇流过程交织在一起进行，一次入库洪水量过程是降雨、产流、汇流过程的综合结果。3.6.2防洪标准尾矿库的防洪标准应根据各使用期的库容、坝高、使用年限及对下游可能造成的危害等因素按下表确定：尾矿库等别二三四五洪水重现期（a）初期10

35、02005010030502030中后期500100020050010020050100本设计尾矿库为五级库，其设计选用50年一遇、设计洪水频率为2%的防洪标准。3.6.3洪峰流量计算本尾矿库库区集水面积为0.282，库长？ m，考虑溢流沟与排洪沟合并即库内排水斜槽排洪系统。排水斜槽除满足排洪外，一般宜能适应检修要求，因此不考虑调洪库容，洪水计算按全泄50年一遇洪水考虑。设计按规程要求洪水频率为p=2%进行。查广西小流域暴雨流量计算表进行计算。洪水频率p=2%。其设计洪峰流量公式qp=q1.fm.c式中：qp洪水频率的暴雨径流计算量，m3/s q1径流模量，河池市q1=20 f汇水面积，本尾矿

36、库f=0.28km2 m面积参数， q120时，m=0.86 c校正系数，c= c1 c2 c3 c1主河槽坡度校正系数，当i=0. 118/时，c1=1.4 c2主河槽横断面边坡坡度校正系数，当a=0.53时， c2=0.67 c3土壤种类校正系数，c3=0.86 qp=200.280.861.40.670.86 =5.40m3/s 该尾矿库采用排水斜槽连接排水暗沟排水系统, 断面尺寸宽0.8 m ,高1.1 m ,查给水排水设计手册,计算该尾矿库排水系统采用无压流排放,当排水纵向平均坡度i=10%时其通过流量：q=8.70 m3/s5.40m3/s确定排水斜槽断面为0.8 m1.1 m=0

37、.883.7排渗设施本尾矿库初期坝为透水堆石坝，库底不需要设排渗系统。后期坝坝坡在初期坝坝顶（标高430 m）及后期坝标高441 m设坝面横向截水沟，用125聚氯乙烯塑料管作坝内横向排渗主管，长度分别为180 m，180m，用75聚氯乙烯塑料管作水平引出管，总长度为1800 m，坡度i=1%，水平引出管（排渗支管）将坝内渗水排至坝面横向截水沟，然后流至库边截水沟，再排至库下游，降低坝坡浸润线标高，保证坝坡的稳定性及抗滑安全。3.8尾矿水沉淀、回水设施为降低选矿厂生产供水系统的基建经营费用，减少废水对下游的影响，解决尾矿库地处山区水源较紧张、与农田争水的矛盾。本设计设置回水系统，严禁尾矿废水外排

38、。尾矿水经库内沉积后沿排水斜槽流入库外沉淀池中和沉淀处理后，澄清水由回水泵抽水送选矿厂高位水池，供选厂重复使用。不是连续暴雨季节无尾矿水外排。回水泵采用型号为4ba-6清水泵共两台（一用一备），回水管用直径d=100mm钢管，总长约700m。为了人、畜安全，尾矿库区及沉淀池的周围必须设置安全警戒标志。3.9尾矿输送计算选矿厂离尾矿库较近,约70m450m，选厂矿浆排放口标高+475m，比尾矿库终期坝面高出约22m,矿浆输送管道最长为500m,矿浆管铺设坡度为（475430）/500=9.0%矿浆自流最小6.5%，因此，尾矿浆可以自流输送到库内。由于库区地形为狭长型山槽，不宜用沟道输送尾矿浆，而

39、选用高强度聚乙烯管作尾矿浆输送管。在尾矿排放时，为了使库区内均匀堆放尾砂，应根据库内尾砂堆积的实际情况，不断移动尾矿浆输送管道。选择高强度聚乙烯管作输送管道，其接口少、输送阻力小，使用寿命长、便于管理。尾矿浆输送临界管径计算如下：d=0.0626q/(g-1)u1/3p1/60.43式中:d为临界管径,m q为矿浆重量, t/d（按1000t/d规模计算） g为尾矿真比重,t/m3 u为尾矿颗粒自由沉降速度，m/sp为尾矿体积浓度，18%d=0.0626(10000.90)/(2436000.251.15)/(2.7-1)0.0751/30.181/60.43=0.111(m)根据实际经验,选

40、用150高强度聚乙烯管输送尾矿浆，此时矿浆在管内的实际流速为：v=q/0.6a=(10000.90)/(2436000.251.15)/0.63.140.0752 =3.42(m/s)式中：a为输送矿浆管断面，m2 为确保尾矿浆输送可靠，铺设输送管两条，总长约5002100m，一备一用，在输送管道铺设时应注意保持平均坡度，做好局部架空段的支撑，防止局部凹下形成倒“u”字型而发生尾砂沉积堵塞管道。3.10尾矿库观测设施融安县桥板乡沙岭铁矿尾矿库在初期坝面标高430 m，后期坝标高441m、453m共设置三排坝体变形观测桩，监控坝体水平及垂直位移变形，进行尾矿库运行工况时的动态监测。每排坝体变形观

41、测桩中，坝体上三条为观测桩，坝岸两条为基准桩。第五章 安全专篇 本尾矿库的尾矿设施设计均符合工程建筑强制性条文和行业技术规范，对尾矿设施的安全，稳定是有保证的。该尾矿库几何库容约为35.2万m3，主坝总坝高为29.5m，是个较小的五等库，初期坝体设计为有排渗管网的不透水坝，有利于降低浸润线，提高尾矿库的安全性。5.1危害程度分析尾矿库区工程地质、周边情况、防洪能力、下游区可能受到的危害程度等分析。5.1.1气象水文、地形地貌、周边环境、区域地质及地震苍梧县位于北回归线上，属亚热带季风型气候区，多年平均气温 21.1c，多年平均降雨量1489.12毫米。受东南季风、台风和地形影响，降水量在时间上

42、分配不均，其中49月份为雨季，降雨量占年降雨量的79.28%，11月次年的2月降雨量占年降雨量的10.79%；瞬时最大风速为29.9m/s。本选矿厂及尾矿库区位于苍梧县南面约20km的新地镇富四村孟索冲一带，库区中心座标：东经1111l04，北纬231507，属丘陵地貌，总体地势东高西低。尾矿库所处的孟索冲呈喇叭状由东向西平缓发展，冲沟长约360m，沟谷横向宽5090m，冲沟走向与坡向相同，沟内常年有小股山泉流动。冲沟南、北两侧山坡坡角2035，高程介于111.0147.5m之间，植被发育一般，以低矮灌木丛为主，少量湿地松林及速生桉林，选矿厂设定于冲沟北侧的山坡上。拟在冲沟相对狭窄出口处筑尾矿

43、坝（初期坝），坝长约40.5m，坝高7.5m；后期尾砂堆坝22m，总坝高29.5m计，成库库容约35.2万m3。岑溪至苍梧二级公路建设时曾在冲沟尾部开过石场，现已废弃。库区沟谷内局部种植黄豆、花生等，无其它工业污染源，亦无风景区及自然保护区，环境总体状况良好或一般，库区内及其下游1km范围内无居民点分布。尾矿坝坝址下游约60m处有国道207线苍梧至岑溪段呈北南向通过，坝址下游（西面）约120m有上小河（罗苍江）自南向北流过。据现场勘察及区域地质图(1:20万罗定幅)地质资料显示，新地镇区出露的地层主要有奥陶系（o2w）砾岩、石英砂岩砂质页岩及第四系（q）冲积粘土层、砂砾石层，而尾矿库区所处的镇

44、区北部属丘陵地貌貌，侵入岩主要为燕山期晚侏罗世花岗岩（52（3）a）。根据建筑抗震设计规范（gb50011-2001），苍梧县建筑抗震设防烈度为6度。根据苍梧县志记载，苍梧县自明万历三十三年（1605年）至今，有记录的地震共有次，其中震中在县境内的有次，震中在广东阳江境内的次，地震破坏烈度最大度。勘察场地内无影响场地稳定性的地质构造带通过，亦无新构造活动迹象。5.1.2 水文地质条件 1 、地表水及地下水苍梧县属珠江流域地区，境内溪河纵横，大小河流共107条，主要有浔江、桂江、东安河、思良江、龙江河、安平河、上小河、下小河等河流，河流总长度744.85公里，年平均径流总量30.55亿立方米。尾

45、矿库区场地附近地表水系主要为上小河（罗苍江），于尾矿坝址下游约120m处呈南北向经过，流经古令、新圩、大同、保村等村落，于北部19km外的新安村汇入西江（浔江）。该水系是当地农业生产灌溉用水的主要水源之一，河水水位受雨讯影响显著，平水期和洪、枯水期水文要素差值大。据走访调查，流域周边居民生活饮用水一般采用井水、山冲水或自来水。尾矿库区所处的孟索冲主要接受大气降水补给，按业主提供的地形图估算汇水面积约0.21km2，冲沟内平时流量5080m3/d，雨季流量可达300m3/d以上，其迳流方向与地形倾向一致，水力坡度38%，最终汇入上小河。勘察施工时上小河（孟索冲段）水面高程约50.2m，而尾矿库区

46、高程在62m以上，两者在地形上无分水岭相隔，有地面水力联系，但从地层岩性上看两者有地下隔水层相隔，为不同的水文地质单元，其地下水水力联系差。库区场地为非洪水淹没区。根据“中华人民共和国区域水文地质普查报告（1:20万罗定幅）”资料，尾矿库区地下水为含风化带裂隙水类型，水量中等，平均径流模数3.412.0l/s.km2，地下水为hco3cana、hco3naca型，ph值6.28.0，矿化度0.0190.089克升。 2 、场地地下水特征根据勘察结果， 场地地下水主要为上层滞水和基岩裂隙水类型。上层滞水分布在上覆土层孔隙、裂隙中，其补给条件主要来源于大气降水垂向入渗补给，水量小，不具统一水位；裂

47、隙水分布在花岗岩的风化裂隙中，水量较少、埋藏较深，开采利用价值不大。 本场地地下水主要受地形及岩性控制，以周边山坡的分水岭为界线，形成一个水文地质（有补给、迳流、排泄）独立单元，其地下水获得雨水补给后赋存并迳流于渗透性相对较强的上部土层中，受阻于下部为相对隔水层的花岗岩层，以渗透方式顺层向低处排泄，并在冲沟下部以下降泉的形式出露，汇集成溪，并沿着地形倾向最终排入上小河。 3、 岩土层的渗透性等级与分布库区岩土层的渗透等级共分为3个，分述如下： （1）中等透水土体 主要由库区山坡、冲沟中层松散状表耕土及层坡洪积粘性土组成。渗透系数值k=9.8310-3cm/s。 （2）弱透水土体 分布在库区山坡

48、、冲沟表部土层中，主要由层坡洪积粘性土组成。渗透系数值k=4.5710-5cm/s。 （3）微透水土体 分布在库区山坡、冲沟下部土层中，主要由层残积砂质粘性土组成，渗透系数k=9.3810-6cm/s。 （4）相对隔水层岩体 花岗岩岩体，为本场地基岩，局部沟谷地段有出露。5.1.3 工程地质条件 库区上覆土层主要为表土、坡洪积粘性土及残积砂质粘性土，下伏基岩燕山期花岗岩（52（3）a），本次钻探未揭示。根据勘探揭示自上而下分层简述如下： 1 表耕土（q4ml）第层：灰黑、灰黄等色，以粘性土为主，含少量石英砂粒、植物根系及有机质等，湿很湿，松散状。该层分布于场地表部，层厚1.502.10m。 2

49、 粘性土（q4dl+pl）第层：灰黄、红黄等色，土呈稍湿很湿、可塑状，局部软塑状，含少量石英砂粒，局部见中等风化状花岗岩角砾、碎屑，土体切面稍有光泽，韧性中等，干强度中等，无摇震反应。该层土主要分布于沟谷地带的上部土层中，上层面埋深1.502.10m、层厚0.90 2.40m。 3 砂质粘性土（qel）第层：红黄、黄白、棕黄等斑色，呈稍湿、硬塑坚硬状，为花岗岩风化残积土，原岩结构已经破坏，母岩矿物中除云母外大都风化成土状，约含10%石英砂粒、粒径0.52.5mm，局部裂隙较发育。土体切面无光滑，韧性低，干强度中等，轻微摇震反应，具遇水易软化、崩解特点。该层土广泛分布于库区下部土层中，上层面埋深

50、 2.403.90m，揭露层厚3.605.10m。场地下伏基为岩燕山期晚侏罗世花岗岩，局部在丘坡及冲沟尾部处出露，岩层风化程度往深部逐渐减弱。在冲沟尾部旧石场处岩石露头处测得一组岩层节理产状：24382。5.1.4 水文地质评价 尾矿库区位于低山谷地，为半封闭冲沟地形，筑坝后形成封闭库区，库区及周边山丘基岩为花岗岩，透水性能很弱，属相对隔水层，在地形上有分水岭相隔，不存在邻谷渗漏问题；而地下水以渗透形式下渗，水量亦很小，以渗透方式顺层向低洼处排泄。场区地下水（地表水）主要沿冲谷坡向及地形倾向最终以地表迳流形式向下游排泄，汇入上小河。因尾矿库区内的地下水（地表水）与其下游的河流等水系相连，尾矿库启用后若有未达到排放标准的污水排放或渗漏，可能将会给相关水系、环境造成污染，应做好废水沉淀、防漏及渗滤液的收集及处理工作。场区水文地质条件较简单，主要水源是大气降水，要做好截水、溢洪设施，防止因暴雨、山洪等而导致漫顶而造成各种危害。5.1