尾矿库基本知识

尾矿库综合调查金属非金属矿山尾矿库安全技术中心目

录

第一讲

尾矿库基础知识

第二讲

尾矿库综合调查

第一讲尾矿库基础知识

第一节尾矿设施的功能及组成第二节尾矿库第三节尾矿坝第四节尾矿库排洪设施第五节尾矿库监测设施第六节尾矿库安全度第一节尾矿设施的功能及组成尾矿—金属或非金属矿山开采出的矿石，经选矿厂选出有价值的精矿产生砂一样的“废渣”，称作尾矿。

尾矿处理—将选矿厂排出的尾矿送往指定地点堆存或利用的技术叫做尾矿处理。

尾矿设施—为尾矿处理所建造的设施系统称作尾矿设施。

尾矿设施组成及功能1、尾矿水力输送系统包括尾矿浓缩池、尾矿输送管槽、输送泵站和尾矿分散管槽等，用以将选矿厂排出的尾矿浆送往尾矿库堆存；2、尾矿堆存系统一般常简称为尾矿库，包括库区、尾矿坝、排洪构筑物和坝的观测设施等，用以储存选矿厂排出的尾矿；尾矿设施组成3、尾矿回水系统包括回水泵站、回水管道和回水池等，用以回收尾矿库或浓缩池的澄清水，送回选矿厂供选矿生产重复利用；4、尾矿水处理系统包括水处理站和截渗、回收设施等，用以处理不符合重复利用或排放标准要求的尾矿水，使之达到标准。

第二节尾矿库尾矿库类型：1、山谷型尾矿库山谷型尾矿库是在山谷谷口处筑坝形成的尾矿库。它的特点是初期坝相对较短，坝体工程量较小，后期尾矿堆坝相对较易管理维护，当堆坝较高时，可获得较大的库容；库区纵深较长，尾矿水澄清距离及干滩长度易满足设计要求；但汇水面积较大时，排洪设施工程量相对较大。我国现有的大、中型尾矿库大多属于这种类型。

第二节尾矿库山谷型尾矿库

第二节尾矿库

2、傍山型尾矿库

傍山型尾矿库是在山坡脚下依山筑坝所围成的尾矿库。它的特点是初期坝相对较长,初期坝和后期尾矿堆坝工程量较大；由于库区纵深较短，尾矿水澄清距离及干滩长度受到限制，后期坝堆的高度一般不太高，故库容较小；汇水面积虽小，但调洪能力较低，排洪设施的进水构筑物较大；由于尾矿水的澄清条件和防洪控制条件较差，管理、维护相对比较复杂。国内低山丘陵地区中小矿山常选用这种类型尾矿库。第二节尾矿库傍山型尾矿矿库第二节尾矿库3、平地型尾矿矿库平地型尾矿矿库是在平平缓地形周周边筑坝围围成的尾矿矿库。其特特点是初期期坝和后期期尾矿堆坝坝工程量大大，维护管管理比较麻麻烦；由于于周边堆坝坝，库区面面积越来越越小，尾矿矿沉积滩坡坡度越来越越缓，因而而澄清距离离、干滩长长度以及调调洪能力都都随之减少少，堆坝高高度受到限限制，一般般不高；但但汇水面积积小，排水水构筑物相相对较小；；国内平原原或沙漠戈戈壁地区常常采用这类类尾矿库。。例如金川川、包钢和和山东省一一些金矿的的尾矿库。。第二节尾矿库平地型尾矿矿库第二节尾矿库4、截河型尾矿矿库截河型尾矿矿库是截取取一段河床床，在其上上、下游两两端分别筑筑坝形成的的尾矿库。。有的在宽宽浅式河床床上留出一一定的流水水宽度，三三面筑坝围围成尾矿库库，也属此此类。它的的特点是不不占农田；；库区汇水水面积不太太大，但尾尾矿库上游游的汇水面面积通常很很大，库内内和库上游游都要设置置排水系统统，配置较较复杂，规规模庞大。。这种类型型的尾矿库库维护管理理比较复杂杂，国内采采用的不多多。第二节尾矿库截河型尾矿矿库第二节尾矿库库容—系指尾矿库库空间容积积第二节尾矿库全库容尾矿坝某标标高顶面、、下游坡面面及库底面面所围空间间的容积，，包括有效效库容、死死水库容、、蓄水库容容、调洪库库容和安全全库容5部分。有效库容某坝顶标高高时，初期期坝内坡面面、堆积坝坝外坡面以以里（对下下游式尾矿矿筑坝则为为坝内坡面面以里），，沉积滩面面以下，库库底以上的的空间，即即容纳尾矿矿的库容。。第二节尾矿库调洪库容某坝顶标高高时，沉积积滩面、正正常水位以以上的库底底、正常水水位三者以以上，最高高洪水位以以下的空间间。总库容设计最终堆堆积标高时时的全库容容。第二节尾矿库尾矿库等别别、构筑级级别尾矿库的等等别从高到到低分为五五等。规程程对等别不不同的尾矿矿库采用的的防洪标准准和坝体安安全系数也也是不同的的。一等最最高，五等等最低。尾矿库各使使用期的设设计等别应应根据该期期的全库容容和坝高分分别按表1确定。当两两者的等差差为一等时时，以高者者为准；当当等差大于于一等时，，按高者降降低一等。。尾矿库失失事将使下下游重要城城镇、工矿矿企业或铁铁路干线遭遭受严重灾灾害者，其其设计等别别可提高一一等。第二节尾矿库尾矿库等别别等别全库容V（万m3）坝高H（m）一二等库具备提高等别条件者二三四五V≥100001000≤V＜10000100≤V＜1000V＜100H≥10060≤H＜10030≤H＜60H＜30第二节尾矿库尾矿库等别构筑物的级别主要构筑物次要构筑物临时构筑物一134二234三355四455五

555注：主要构筑物指尾矿坝、库内排水构筑物等失事后难以修复的构筑物；次要构筑物指失事后不致造成下游灾害或对尾矿库安全影响不大并易于修复的构筑物；临时构筑物指尾矿库施工期临时使用的构筑物。构筑物物级级别第三节尾尾矿坝坝一尾矿坝定义义1.尾矿坝—挡尾矿和水水的尾矿库库外围构筑筑物，常泛泛指尾矿库初初期坝和堆堆积坝的总总体。2.初期坝—基建中用作作支撑后期期尾矿堆存存体的坝。。3.堆积坝—生产过程中中在初期坝坝坝顶以上上用尾矿充充填堆筑而成的的坝。第三节尾矿矿坝—初期坝二初期坝坝1.初期坝的类类型不透水初期期坝──用透水性较较小的材料料筑成的初初期坝。因因其透水性性远小于库库内尾矿的的透水性，，不利于库库内沉积尾尾矿的排水水固结。当当尾矿堆高高后，浸润润线往往从从初期坝坝坝顶以上的的尾矿堆积积坝坝坡逸逸出，造成成坝面沼泽泽化，不利利于后期坝坝坝体的稳稳定。这种种坝型适用用于挡水式式尾矿坝或或尾矿堆坝坝不高的尾尾矿坝。透水初期坝坝──用透水性较较好的材料料筑成的初初期坝。因因其透水性性大于库内内沉积尾矿矿，有利于于后期坝的的排水固结结，并可降降低坝体浸浸润线，提提高坝体的的稳定性。。它是比较较合理的初初期坝坝型型。2、初期坝的坝坝型及其特特点（1）均质土坝均质土坝是是用粘土、、粉质粘土土或风化土土料筑成的的坝，如图图所示，它它像水坝一一样，属典典型的不透透水坝型。。在坝的外外坡脚往往往设有毛石石堆成的排排水棱体，，以降低坝坝体浸润线线。该坝型对坝坝基工程地地质条件要求不高，，施工简单单，造价较低。在早早期或缺少少石材地区应用较多多。第三节尾矿矿坝—初期坝第三节尾矿矿坝—初期坝若在均质土土坝内坡面面和坝底面面铺筑可靠靠的排渗层层，如图所所示，使尾尾矿堆积坝坝内的渗水水通过此排排渗层排到到坝外。这这样，便成成了适用于于后期尾矿矿堆坝要求求的透水土土坝。第三节尾矿矿坝—初期坝（2）透水水堆堆石石坝坝用堆堆石石料料堆堆筑筑成成的的坝坝，，如如图图所所示示。。在在坝坝的的上上游游坡坡面面用用天天然然反反滤滤料料或或土土工工布布铺铺设设反反滤滤层层，，防防止止尾尾砂砂流流失失。。该该坝坝型型能能有有效效地地降降低低后后期期坝坝的的浸浸润润线线。。由由于于它它对对后后期期坝坝的的稳稳定定有有利利，，且且施施工工简简便便，，成成为为二二十十世世纪纪六六十十年年代代以以后后广广泛泛采采用用的的初初期期坝坝型型。。第三三节节尾尾矿矿坝坝—初期期坝坝（3）砂、、石石透透水水堆堆石石坝坝该坝坝型型对对坝坝基基工工程程地地质质条条件件要要求求也也不不高高。。当当质质量量较较好好的的石石料料数数量量不不足足时时，，也也可可采采用用一一部部分分较较差差的的砂砂石石料料来来筑筑坝坝。。即即将将质质量量较较好好石石料料铺铺筑筑在在坝坝体体底底部部及及上上游游坡坡一一侧侧（（浸浸水水饱饱和和部部位位）），，而而将将质质量量较较差差的的砂砂石石料料铺铺筑筑在在坝坝体体的的次次要要部部位位，，如如图图所所示示。。第三三节节尾尾矿矿坝坝—初期期坝坝（4）废石石坝坝用采采矿矿场场剥剥离离的的废废石石筑筑坝坝，，有有两两种种情情况况：：当当废废石石质质量量符符合合强强度度和和块块度度要要求求时时，，可可按按正正常常堆堆石石坝坝要要求求筑筑坝坝；；另另一一种种是是结结合合采采矿矿场场废废石石排排放放筑筑坝坝，，废废石石不不经经挑挑选选，，用用汽汽车车或或轻轻便便轨轨道道直直接接上上坝坝卸卸料料，，下下游游坝坝坡坡为为废废石石的的自自然然安安息息角角，，为为安安全全计计，，坝坝顶顶宽宽度度较较大大，，如如图图所所示示。。在在上上游游坡坡面面应应设设置置砂砂砾砾料料或或土土工工布布做做成成的的反反滤滤层层，，以以防防止止坝坝体体土土颗颗粒粒透透过过堆堆石石而而流流失失。。第三三节节尾尾矿矿坝坝—初期期坝坝（5）砌石石坝坝用块块石石或或条条石石砌砌成成的的坝坝，，分分干干砌砌石石坝坝和和浆浆砌砌石石坝坝两两种种。。这这种种坝坝型型的的坝坝体体强强度度较较高高，，坝坝坡坡可可做做得得比比较较陡陡，，能能节节省省筑筑坝坝材材料料，，但但造造价价较较高高。。可可用用于于高高度度不不大大的的尾尾矿矿坝坝，，但但对对坝坝基基的的工工程程地地质质条条件件要要求求较较高高，，坝坝基基最最好好是是基基岩岩，，以以免免坝坝体体产产生生不不均均匀匀沉沉降降，，导导致致坝坝体体产产生生裂裂缝缝。。（6）混凝凝土土坝坝用混混凝凝土土浇浇筑筑成成的的坝坝。。这这种种坝坝整整体体性性好好，，强强度度高高，，因因而而坝坝坡坡可可做做得得很很陡陡，，筑筑坝坝工工程程量量比比其其他他坝坝型型都都小小，，但但工工程程造造价价高高，，对对坝坝基基条条件件要要求求高高，，采采用用者者比比较较少少。。第三三节节尾尾矿矿坝坝—堆积积坝坝三堆堆积积坝坝1.堆积积坝坝功功能能与与特特点点实质质上上是是尾尾矿矿沉沉积积体体，，这这种种水水力力充充填填沉沉积积的的砂砂性性土土边边坡坡稳稳定定性性能能较较差差；；大大、、中中型型尾尾矿矿堆堆积积坝坝最最终终的的高高度度往往往往比比初初期期坝坝高高得得多多，，是是尾尾矿矿坝坝的的主主体体部部分分。。堆堆积积坝坝一一旦旦失失稳稳，，灾灾害害惨惨重重。。所所以以如如何何确确保保堆堆积积坝坝的的安安全全历历来来是是设设计计和和生生产产部部门门十十分分重重视视的的一一项项工工作作，，也也是是安安全全生生产产管管理理和和安安全全监监督督管管理理工工作作的的重重点点之之一一。。第三三节节尾尾矿矿坝坝—堆积积坝坝2.堆积积坝坝型型式式（1）上游游式式缺点点：：细细粒粒夹夹层层多多渗透透性性能能差差浸潤潤线线高高坝体体稳稳定定性性差差优点点：：筑筑坝坝工工艺艺简简单单管理理方方便便运营营费费用用国内内外外均均普普遍遍采采用用第三三节节尾尾矿矿坝坝—堆积积坝坝（2）下游游式式优点点：：坝坝体体质质量量可可控控渗透透性性强强浸潤潤线线低低坝体体稳稳定定性性好好缺点点：：筑筑坝坝工工艺艺复复杂杂管理理复复杂杂受地地形形限限制制运营营费费用用高高国内内采采用用少少第三三节节尾尾矿矿坝坝—堆积积坝坝（3）中线线式式优点点：：坝坝体体质质量量可可控控渗透透性性较较强强浸潤潤线线低低坝体体稳稳定定性性较较好好缺点点：：筑筑坝坝工工艺艺较较复复杂杂管理理较较复复杂杂受地地形形限限制制运营营费费用用高高国内内采采用用少少第三三节节尾尾矿矿坝坝—堆积积坝坝3.沉积积滩滩—水力力冲冲积积尾尾矿矿形形成成的的沉沉积积体体表表层层，，常常指指露露出出水面面部部分分滩顶顶—沉积积滩滩面面与与堆堆积积坝坝外外坡坡的的交交线线，，为为沉沉积积滩滩的的最最高高点。。滩长长—由滩滩顶顶至至库库内内水水边边线线的的水水平平距距离离。。最小小干干滩滩长长度度—设计计洪洪水水位位时时的的干干滩滩长长度度。。最小小安安全全超超高高—规定定的的安安全全超超高高最最小小允允许许值值。。第三三节节尾尾矿矿坝坝—堆积积坝坝第三三节节尾尾矿矿坝坝—堆积积坝坝4.坝高高坝高高—对初初期期坝坝和和中中线线式式、、下下游游式式筑筑坝坝为为坝坝顶顶与与坝坝轴轴线处处坝坝底底的的高高差差;对上上游游式式筑筑坝坝则则为为堆堆积积坝坝坝坝顶与与初初期期坝坝坝坝轴轴线线处处坝坝底底的的高高差差。。总坝坝高高—与总总库库容容相相对对应应的的最最终终堆堆积积标标高高时时的的坝坝高高。。堆坝坝高高度度（（堆堆积积高高度度））—尾矿矿堆堆积积坝坝坝坝顶顶与与初初期期坝坝坝顶顶的的高高差差。。第三三节节尾尾矿矿坝坝—堆积积坝坝第三三节节尾尾矿矿坝坝—堆积积坝坝第三三节节尾尾矿矿坝坝—堆积积坝坝第三三节节尾尾矿矿坝坝—堆积积坝坝第四四节节尾尾矿矿库库排排洪洪设设施施1.排洪洪设设施施的的功功能能及及组组成成排洪洪设设施施是是尾尾矿矿库库必必须须设设置置的的安安全全设设施施，，其其功功能能在在于于将将汇汇水水面面积积内内洪洪水水安安全全地地排排至至库库外外，，保保证证尾尾矿矿库库在在洪洪水水运运行行期期的的安安全全运运行行。。它它的的安安全全性性和和可可靠靠性性直直接接关关系系到到尾尾矿矿库库防防洪洪安安全全。。尾矿库库库内内排洪洪构筑筑物通通常由由进水构构筑物物和输水构构筑物物两部分分组成成。尾尾矿坝坝下游游坡面面的雨雨水用用排水水沟排排除。。排洪洪构筑筑物型型式的的选择择，应应根据据尾矿矿库排排水量量的大大小、、尾矿矿库地地形、、地质质条件件、使使用要要求以以及施施工条条件等等因素素并经经技术术经济济比较较确定定。第四节节尾矿矿库排排洪设设施2.进水构构筑物物（1）排水井井（塔塔）窗口式式—整体性性好，，堵孔孔简单单，但但进水水量小小，早早期应应用较较多。。框架式式—结构合合理，，进水水量大大，操操作也也较简简便，，广泛泛采用用。井圈叠叠装式式和砌块式式—用预制制井圈圈和预预制砌砌块逐逐层加加高，，进水水量大，，操作作要求求高，，整体体性差差，应应用不不多。。第三节节尾尾矿矿库排排洪设设施第四节节尾矿矿库排排洪设设施（2）排水斜斜槽—既是进进水构构筑物物，又又是输输水构构筑物物。随随着库库水位位的升升高，，进水水口的的位置置不断断向上上移动动。它它没有有复杂杂的排排水井井，但但毕竟竟进水水量小小，一一般在在排洪洪量较较小时时经常常采用用。（3）溢洪道道—常用于于一次次性建建库的的排洪洪进水水构筑筑物。。为减减少过过水深深度，，常采采用宽宽浅式式溢洪洪道。。（4）第四节节尾矿矿库排排洪设设施2、输水水构筑筑物（1）排水管管—埋设在在库底底部，，承受受荷载载较大大，一一般采采用钢钢筋混混凝土土结构构。第四节节尾矿矿库排排洪设设施（2）斜槽—钢筋混混凝土土或浆浆砌石石结构构。（3）隧洞—结构稳稳定性性好，，是大大、中中型尾尾矿库库常用用的输输水构构筑物物。当当排洪洪量较较大，，且地地质条条件较较好时时，隧隧洞方方案往往往比比较经经济。。（4）截洪沟沟—钢筋混混凝土土或浆浆砌石石结构构。第四节节尾矿矿库排排洪设设施3、坝坡坡排水水沟（1）截水沟沟—沿山坡坡与坝坝坡结结合部部设置置浆砌砌块石石，以以防止止山坡坡暴雨雨汇流流冲刷刷坝肩肩。（2）排水沟沟—在坝体下下游坡面面设置纵纵横，将将坝面的的雨水导导流排出出坝外，，以免雨雨水滞留留在坝面面造成坝坝面拉沟沟，影响响坝体的的安全。。第五节尾尾矿矿库观测测设施尾矿库观观测设施施主要有有库水位观观测坝体位移移观测浸润线观观测构筑物变变形观测测渗流水观观测孔隙水坝体固结结观测排水水量量及水质质监测第六节尾尾矿库库安全度度【条文】8.1尾矿库安安全度分分类尾矿库安安全度主主要根据据尾矿库库防洪能能力和尾尾矿坝坝坝体稳定定性确定定，分为为危库、、险库、、病库、、正常库库四级。。第六节尾尾矿库库安全度度【释义与知知识】尾矿库安安全度划划分的主主要原则则是依据据尾矿库库防洪能能力和尾尾矿坝体体稳定性性的安全全程度。。（1）尾矿库防防洪能力力的安全程程度或可可靠程度度主要指指防洪标标准、调调洪排洪洪能力及及排洪设设施安全全可靠性性是否符符合安全全规定及及符合程程度；（2）尾矿坝稳稳定性安全程度度主要指指坝体在在规定的的工况条条件下静静力、动动力和渗渗流稳定定性是否否符合安安全规定定及符合合程度。。尾矿库安安全度是是通过安安全评价价对影响响尾矿库库安全的的各种危危险有害害因素进进行定性性、定量量分析而而确定的的。评价价单位在在对在用用或拟闭闭库的尾尾矿库进进行安全全现状评评价时，，应对尾尾矿库安全度作出明确确结论。。第六节尾尾矿库库安全度度8.2危库危库指安全没有保障，随时可能发生垮坝事故的尾矿库。危库必须停止生产并采取应急措施。尾矿库有下列工况之一的为危库：a)尾矿库调洪库容严重不足，在设计洪水位时，安全超高和最小干滩长度都不满足设计要求，将可能出现洪水漫顶；b)排洪系统严重堵塞或坍塌，不能排水或排水能力急剧降低；c)排水井显著倾斜，有倒塌的迹象；d)坝体出现贯穿性横向裂缝，且出现较大范围管涌、流土变形，坝体出现深层滑动迹象；e)经验算，坝体抗滑稳定最小安全系数小于表6规定值的0.95；f)其他严重危及尾矿库安全运行的情况。第六节尾尾矿库库安全度度【释义与知知识】当尾矿库库防洪能能力严重重不足，，出现洪洪水漫顶顶可能，，或坝体体稳定性性严重不不足，出出现垮坝坝迹象，，或出现现其他严严重危及及尾矿库库安全运运行时都都属于危库。危库完完全不具具备安全全生产的的基本条条件，必必须停产，排除险险情，并并迅速向向安全生生产监督督管理部部门和当当地政府府报告，，启动相相应的应应急预案案，根据据险情的的实际可可采取以以下应急措施施：1、立即降降低库水水位，扩扩大调洪洪库容，，加高坝坝体，严严防洪水水漫顶；；2、为满足足汛期最最小安全全超高和和最小干干滩长度度的要求求，必要要时，可可按最小小干滩长长度为坝坝顶宽度度，用渠渠槽法抢抢筑宽顶顶子坝，，以形成成所需的的安全超超高和干干滩长度度；3、疏通、、加固或或修复排排水构筑筑物，必必要时可可另开挖挖临时排排洪通道道；4、紧急加加固坝体体。第六节尾尾矿库库安全度度【条文】8.3险库险库指安安全设施施存在严严重隐患患，若不不及时处处理将会会导致垮垮坝事故故的尾矿矿库。险险库必须须立即停停产，排排除险情情。尾矿库有有下列工工况之一一的为险险库：a)尾矿库调调洪库容容不足，，在设计计洪水位位时安全全超高和和最小干干滩长度度均不能能满足设设计要求求；b)排洪系统统部分堵堵塞或坍坍塌，排排水能力力有所降降低，达达不到设设计要求c)排水井有所倾斜；d)坝体出现浅层滑动迹象；e)经验算，坝体抗滑稳定最小安全系数小于表6规定值的0.98；f)坝体出现大面积纵向裂缝，且出现较大范围渗透水高位出逸，出现大面积沼泽化；g)其他危及尾矿库安全运行的情况。第六节尾尾矿库库安全度度【释义与知知识】当尾矿库库排洪系系统存在在严重隐隐患，防防洪能力力不足，，或坝体体存在严严重隐患患，威胁胁坝体安安全稳定定性时都都属于险库。险库不不具备安安全生产产的基本本条件，，应根据据险情实实际，采采取措施施，排除除险情。。1、降低库库水位，，扩大调调洪库容容，满足足汛期最最小安全全超高和和最小干干滩长度度的要求求；2、疏通、、加固或或修复排排水构筑筑物；3、增建或或扩建排排水系统统；4、处理