沙岭铁矿尾矿库初步设计说明

..;;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二〇〇八年六月目录TOC\o"1-2"\h\z\u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A—A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B—B纵剖面、排水系统图1-6、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1000t/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°34′49″～109°34′50″，北纬24°52′14″～24°52′6″。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XYl275310537356875227527003735702532752630373573254275249537357490527522703735750062752040373573507275179537356955827522503735652792752452373566351027525603735634011275283037356465开采深度为：+560至+400m标高矿区面积：0.78km2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+475m，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，Ⅲ类）；5）《环境空气质量标准》（GB3095-26，二级）；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/m3１.1511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0.05～0.25mm，尾矿浓度23～28%时，用D100～150mm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CV24=0.50最大24小时暴雨偏差系数CS=3.5CV24地震设防烈度Ⅵ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Ⅵ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0.05ｇ，反应谱特征周期0.35ｓ，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，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1.8～2.0t/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(1)所需库容:按下列公式计算：Vz=W*N/γd*ηz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；γd—尾矿平均干容重,γd=1.5t/m3；ηz—尾矿库的终期库容利用系数，ηz=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，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453m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尾矿库设计根据《ZBJ1—90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）或总尾矿库等别构筑物级别主要的次要的临时的V≥10000或H≥100Ⅱ2341000≤V＜100003或60≤H＜100Ⅲ355100≤V＜1000或30≤H＜60Ⅳ455V＜100或H＜30Ⅴ555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-库外排水构筑物和临时构筑物其级别均为五级。3.2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（а）初期100～20050～10030～5020～30中、后期1000～2000500～1000200～500100～20050～100注：初期指尾矿库启用后的头3～5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按《GB50011—2001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Ⅵ度以下。在设计时本尾矿库按Ⅵ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：①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；②有足够的调洪库容；③虑及到后期筑坝时，尾矿库整体排水的要求；④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；⑤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0.5ht——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。HeHthj初期坝尾矿Hk Ls＞Lc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（46375m3×0.80÷36000m3=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=5m，此时滩长可达160m，大于所需滩长90m。3.4.3初期坝型选择①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（软基除外）5～101:1.75～1:2.01:1.5～1:1.751:1.75～1:2.010～201:2.0～1:2.520～301:2.5～1:3.0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)＜102.510～203.020～303.5＞304.0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。②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+425m，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。③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。④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+m·k·H)式中V—坝体工程量，m3；L、l—坝体纵断面上、下底宽，L坝=134m,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/L00.10.20.30.40.50.60.70.80.91.0k0.670.730.780.820.860.890.920.940.960.981.00k—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、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+37µm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①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2～3m。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1～5m，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。②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。③马道:当尾矿坝高度较大时，每10～15m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2～5m。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。④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0.2～0.3m，也可种植草或灌木⑤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0.4×0.3m。在马道上、初期坝顶上设置浆砌毛石横截水沟并与坝肩纵截水沟连通，断面为0.3×3.6尾矿库洪峰流量3.6.1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100～20050～10030～5020～30中后期500～1000200～500100～20050～100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本尾矿库库区集水面积为0.28㎞2，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/sQ1—径流模量，河池市Q1=20F—汇水面积，本尾矿库F=0.28km2m—面积参数，Q1≥20时，m=0.86C—校正系数，C=C1×C2×C3C1—主河槽坡度校正系数，当i=0.118/时，C1=1.4C2—主河槽横断面边坡坡度校正系数，当a=0.53时，C2=0.67C3—土壤种类校正系数，C3=0.86QP=20×0.280.86×1.4×0.67×0.86=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0.8m,高1.1m,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=8.70m3/S>5.40m3/s确定排水斜槽断面为0.8m×1.1m=0.88㎡3.7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430m）及后期坝标高441m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180m，180m，用¢75㎜聚氯乙烯塑料管作水平引出管，总长度为1800m，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。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70m～450m，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（475－430）/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/[(γg-1)u]1/3pν1/6}0.43式中:D为临界管径,mQ为矿浆重量,t/d（按1000t/d规模计算）γg为尾矿真比重,t/m3u为尾矿颗粒自由沉降速度，m/spν为尾矿体积浓度，18%D={[0.0626×(1000×0.90)/(24×3600×0.25×1.15)]/{[(2.7-1)×0.075]1/3×0.181/6}}0.43=0.111(m)根据实际经验,选用Ф150㎜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=[(1000×0.90)/(24×3600×0.25×1.15)]/[0.6×3.14×0.0752]=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500×2＝100m，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430m，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、区域地质及地震尾矿库区位于东经111°1l′04″，北纬23°15′07″，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50～90m，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20°～35°，高程介于111.0～147.5m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（γ52（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９次，其中震中在县境内的有８次，震中在广东阳江境内的１次，地震破坏烈度最大６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、地表水及地下水尾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50～80m3/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3～8%，勘察施工时上小河（孟索冲段）水面高程约50.2m，而尾矿库区高程在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3.4～12.0L/S.km2，地下水为HCO3－Ca－Na、HCO3－Na－Ca型，PH值6.2～8.0，矿化度0.019～0.089克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①层松散状表耕土及②层坡洪积粘性土组成。渗透系数值K=9.83×10-3cm/s（2）弱透水土体分布在库区山坡、冲沟表部土层中，主要由②层坡洪积粘性土组成。渗透系数值K=4.57×10-5cm/s（3）微透水土体分布在库区山坡、冲沟下部土层中，主要由③层残积砂质粘性土组成，渗透系数K=9.38×10-6cm/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（γ52（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①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1.50～2.10m。2粘性土（Q4dl+pl）第②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1.50～2.10m、层厚0.90～2.40m3砂质粘性土（Qel）第③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0.5～2.5mm，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2.40～3.90m，揭露层厚3.60～5.10m。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：243°∠82°。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。5.1.5岩土工程评价（一）岩土层物理力学指标的取值如下表：层序号含水量ω（％）天然重度γ(kN/m3)凝聚力C(KPa)内摩擦角Φ(度)压缩模量Es(MPa)承载力特征值fak(KPa)土对坝体基底摩擦系数μ剪切波速经验值Vs(m/s)①表耕土35.017.20120②粘性土32.017.801512.05.01350.20190③砂粘性土28.018.303020.08.52100.30260基岩(中等风化花岗岩)25000.55500（二）场地岩土层及地基均匀性评价：２、②层可塑状局部软塑状粘性土力学性能一般、承载能力相对较低，压缩性中等偏高，主要分布于库区浅部土层中，筑坝后将长期处于地下水位或湿润线以下，其力学性能还可能有所降低，建议挖除或经碾压处理后方可作为尾矿坝体的基础持力层。３、③层硬塑局部坚硬状砂质粘性土土力学性能较好，承载力较大，分布连续，适宜作为一般建（构）筑物天然地基持力层，该层局部埋深较大。(三)场地稳定性评价：根据勘察结果及区域地质资料，库区附近无区域性大断裂带通过，区域稳定性好。尾矿库地处中低山沟谷区,远离居民集中居住地，植被发育较好或一般，拟建坝基、坝肩、库岸所在的各自然山坡（边坡）坡体稳定，目前尚未发现洞（四）地震评价：场地等效剪切波速Vse建议按230m/s取值，尾矿库将贮存的是颗粒较小、处于饱和状态的尾矿砂，在自然堆积条件下孔隙比较大，存在地震液化的可能性。拟建尾矿坝属乙类建筑，按规范要求应按抗震设防烈度6度进行抗震设防。筑坝施工及尾矿库使用过程中应做好排渗、降低库区浸润线及控制尾矿堆积高度等相关工作，以提高尾矿砂的抗液化能力，确保尾矿坝的长期安全。（五）筑坝土源土料调查：场区位于丘陵地带，土源丰富，库区挖坑、降坡出的粘性土等均可用作筑坝土料。由于库区上覆土层主要由坡洪积及残积（砂质）粘性土组成，局部含少量花岗岩强风化硬块及碎屑，粘结性相对较差，筑坝施工中应注意分层压实。5.1.6库区评价结论与建议（一）主要结论：1、2、拟建尾矿库场区远离市区（居民区），对周边环境影响较小，适宜相应工程建设。3、场区水文地质工程地质条件较简单，位于中低山沟谷地带，为半封闭冲沟地形，无邻谷渗漏问题；主要水源是大气降水，地表水（地下水）主要沿冲谷坡向及地形倾向以地表迳流形式向下游排泄，大部分排入上小河，少量以蒸发形式排泄。4、尾矿库区位于沟谷下部，有一定的汇水面积及地表水水力坡度，要做好截水、排水、排渗及溢洪等设施，以确保尾矿坝的安全。因尾矿库区内的地下水（地表水）与其下游的上小河等水系及相关设施有补排关系，尾矿库启用后若有未达到排放标准的污水排放或矿泥泄漏，将会给相关水系、环境造成污染、淤积河道或阻塞公路，应做好废水沉淀、防漏等工作。5拟建坝址上分布的②、③层土均具有一定的承载能力，可作为拟建尾矿坝及相关建（构）筑物的天然地基持力层。（二）主要建议:1、建议以③层砂质粘性土作为拟建尾矿坝的基础持力层；当以②土层作持力层时应先对其进行分层压实处理。2、坝基开挖后应加强验槽工作，若基槽开挖时发现土质变化较大，而本设计未考虑的异常情况，应会同有关部门研究解决。3、尾矿坝施工等应严格按现行的有关技术规范进行工作。本设计为不具透水性的土坝，筑坝施工中应注意分层碾压，每次分层碾压土层厚度不大于0.5m。4、建议在尾矿坝下游设置水质监测点，定期抽取水样以便了解库下游水质变化情况。5.2初期坝的稳定性分析因尾矿坝下游有田地、有公路，为防止初期坝体土石料下滑及洪水冲刷坝脚,设计时在初期坝外坡脚处浆砌片石坝作挡土墙,其挡土墙高2.5m，上宽1m，下宽2.5m，墙顶轴线长约28.5m，内坡比1:0.6，外坡比1:0，基础深2.5～3m；挡土墙宽高比为2.5/2.5=1＞0.8,符合规范要求，墙体稳固。作为挡土墙来使用，有如此大的宽高比，可以不单独作稳定性验算。在尾矿库初期坝的稳定性分析时，尾矿库的初期土石坝与挡土墙可列为一个整体进行抗滑稳定分析计算，使计算过程趋于简化。5.2.1浸润线计算在初期坝体内坡面上设计有排渗管网(土工布的渗透系数取K1=5×10-2㎝/s)，坝体土质属粘性土壤，其渗透系数取K2=2×10-4㎝/s，尾砂沉积滩的渗透系数K3=1.5×10-3㎝/s，因为K1≈250K2≈33K3，排渗管网的排渗能力远大于初期坝体的渗透能力，浸润线在初期坝体处逸出高度很小，故不需要浸润线计算。5.2.2初期坝的稳定性计算：该初期坝体材料为粘性土、砂粘性土壤，经分层碾压综合后，内摩擦角φ=18°,单位凝聚力C=25.0kPa=2.5t/m2，饱和容重γb=1.32t/m3，湿容重γs=1.05t/m3,浮容重γs=0.32t/m3,坝基为砂粘性土层，其内摩擦角为φ=20°，凝聚力C1=30kPa=3t/m2。初期坝为不透水坝但设置了排渗系统,渗滤水从坝内排水涵管预留口排出，按总应力法计算（不考虑地震力影响）时,其土条块重量均按湿容重计算：最危险滑弧（R=14.4m)计算表土条编号土条断面土条重量W=bhv(t/m)asinacosa滑动力滑弧上法向分力(Wb+Ws)(Wf+Ws)·cosabh(m2)·sinaWfWbWs坝体坝体坝基82.182.28956.60.8350.5501.9111.26075.856.142546.90.7300.6834.4854.19767.768.14838.80.6270.7795.1066.35058.739.166531.50.5220.8534.7897.81649.149.59724.50.4150.9103.9808.73338.919.355518.20.3120.9502.9228.88728.368.77812.10.2100.9781.8408.58317.47.7760.1050.9950.8127.72706.66.9300.0001.0000.0006.930-15.335.5965-6-0.1050.995-0.5855.566-23.864.053-12.4-0.2150.9767-0.8703.958-32.822.961-18.2-0.3120.950-0.9252.813合计23.46572.821K=[ΣWicosαitgφ+cl]/ΣWisinαi用作图法求得：ω2=30.6°，R=14.4m;l=AC弧长=(п/180)Rω2=(3.14/180)×14.4×30.6=7.69(m)K=[72.821×tg18+2.5×7.69]/23.465=1.82＞1.15运行库别一级二级三级四、五级正常运行1.301.251.21.15洪水运行1.201.151.101.05特殊运行1.101.051.051.00尾矿库坝坡抗滑稳定最小安全系数表如下:根据以上计算，其初期坝最大危险滑弧的最小抗滑稳定安全系数大于五级尾矿库抗滑稳定安全系数规范值1.15，满足五级坝校核标准要求。5.3后期坝稳定分析5.3.1尾矿坝的渗流计算尾矿坝渗流计算的任务是确定坝体浸润线的位置，坝体和坝基的渗流量以及坝体出逸段的水力坡降，作为坝体稳定计算和排渗设施设计的依据。后期尾砂坝体土质属尾中砂与尾粉砂,其渗透系数k2=2×10-4cm/s；尾砂沉积滩的渗透系数k3=1.5×10-3cm/s。因k3≈7.5k2，故按棱体排渗的透水坝进行计算。下游无水情况下，棱体排渗渗流计算公式为：坝体单宽流量：q=k[(l2+H2)1/2-l]浸润线方程及浸润线在Y轴上的截距a1:y=(a12+2a1x)1/2a1=q/k=(l2+H2)-l浸润线在棱体处逸出高度：a=q/[2k(1+m1)1/2]式中：q—单宽渗流量，m3/s·m;K—尾矿的渗透系数，K3=1.5×10-3ml—化引渗透长度，m,l=l1+⊿l=89.8m；其中：l1=76.2m(从图上量取)⊿l=m0H/(2m0+1)=50×27.5/(2×50+1)=13.6m;其中:m0—沉积滩边坡系数，m0=50；H—上游水深，H=28.5m。单宽渗流量q=k[(l2+H2)1/2-l]=1.5×10-3{(89.82＋28.52)1/2-89.8}=6.18×10-3m3/sYY1:mH1：m0后期堆积坝a11:m1a0XO⊿ll1l坡体排渗计算图浸润线在y轴上的截距a1=q/k=6.17×10-3/1.5×10-3=4.12m；浸润线方程y=(a12+2a1x)1/2=(16.97＋8.24x)1/2；浸润线在棱体处逸出高度：a=q/[2k(1+m1)1/2]=1.2m，其中:初期坝内坡系数m1=1.6。5.3.2尾矿堆积坝的稳定计算坝坡稳定性的计算方法，当不计地震力时按静力法计算，本设计采用静力圆弧法分析坝坡的稳定性。坝坡稳定计算公式：式中:K—安全系数；Wi—计入渗透力后的土条重量,t；с—尾砂坝的总应力综合抗剪强度指标，c=0.9t/m2；φ—尾砂坝内摩擦角，α=30°最危险滑弧（R=92.5m)计算表土条编号土条断面土条重量W=bhv(t/m)asinacosa滑动力滑弧上法向分力(Wb+Ws)(Wf+Ws)·cosabh上(m2)bh下(m2)·sinaWfWbWs坝体坝基738.4346.98156240.35242.90.6810.73369.68240.57659.468.3121.990.262.3735.70.5840.81289.01368.40553.37103.333.113656.03929.10.4860.87493.58177.85449.77128.941.217052.25922.90.3890.92186.53386.13342.03140.945.118644.132170.2920.95667.26185.31241.76143.545.918943.84811.20.1940.98145.29888.05142.2113743.818144.3215.60.0980.99521.96987.73041.49120.438.515943.56500.0001.0000.00082.09-151.8485.2327.311354.432-5.6-0.0980.995-16.29081.32-2104.2000109.43-11.2-0.1940.981-21.255107.35-362.2800065.394-17-0.2920.956-19.11962.54合计416.674867.330用作图法求得:最危险滑弧半径R=92.5m,ω2=34.8º因浸润线把土条块分作上下两部分。在浸润线以上,滑动力与抗滑力均用湿容重计算；在浸润线以下，其滑动力用饱和容重算，抗滑力用浮容重计算。计算得:l=AC弧长=(п/180)Rω2=(3.14/180)×34.8×92.5=56.2(m)抗滑系数K=[867.33×tg30+0.9×56.2]/416.674=1.32＞1.15最终计算得K=1.32＞1.15，基本符合五级库坝坡抗滑稳定的最小安全系数指标要求。5.4尾矿库的安全管理及动态监测、通迅设备可靠性分析1、尾矿的安全管理和通迅设备可靠性分析该尾矿库为新建库，尾矿库的施工必须要具备有相应资质的施工单位进行建设，同时聘请有资质的监理单位进行监理并作好隐避工程记录，严格执行《尾矿库安全技术规程》、《尾矿设施施工及验收规范》及其他法律法规，确保施工质量。尾矿库的生产运行和维护管理必需严格遵照《安全生产法》、《矿山安全法》、和《尾矿库安全管理规定》等法规的有关规定，企业主要负责人对尾矿库的安全负全责。企业应设置安全生产管理机构和配备专职安全生产管理人员，建立健全的安全生产责任制，建立完善的安全管理规章制度和操作规程，安全生产管理人员和尾矿库操作人员必须经考核合格，持证上岗，对于尾矿库操作人员经培训考取上岗证。企业需对生产人员作教育培训，建立事故应急救援组织，配备必要的应急救援器械、设备及必要的通信工具。其应急救援预案应报安全生产监督管理部门和有关部门备案。企业需按有关规定提取销售额２％以上的安全技术措施专项经费，高度重视对尾矿库的生产运行和维护管理，结合自己矿山的实际情况，建立一整套尾矿库安全管理规章制度并严格执行。特别要加强汛期的尾矿库安全管理，确保尾矿库安全渡汛。本尾矿库离选矿厂较近，只在尾矿库回水泵站设立值班室，回水泵站应有对外联系固定电话，各级管理人员均有移动电话，通讯设备可靠、快速、方便。2、尾矿库运行动态监测本尾矿库在初期坝顶面上设有一排坝体变形观测桩，用于尾矿库运行动态监测。坝体变形观测桩一排５条，岸基两条（长1000㎜），坝面三条（长1500㎜），初期坝上三条桩中心线应在同一直线和同一标高上，岸基两条沿库边山坡线布设并高于坝内三根的标高，但两条岸基桩标应设在同一标高的稳固岸基上，观测桩按上要求埋设后用经纬仪校准桩标的平面位置及标高用1:2水泥砂浆充填牢固，要求桩标直线误差在1mm以内，应同时测量桩标的水平移及降位移的原始数据并做好记录，放入尾矿库管理档案，尾矿库投入生产运行后坝体变形观测村桩平时每季度观测一次，讯期（４－９月）每月一次，并做好记录，以监控尾矿库生产运行时坝体变形情况，当发现积累变形，垂直位移(沉降)超过55mm，或水平位移越过25mm时，作为坝体出现险情处理，应立即停止尾矿库生产运行，排干库内存水，报告上报有关部门，并立即采取措施排除险情。考虑到该尾矿库容为五级库，故不设置其它专门观测设施，但必须加强日常的检查和维护，特别要加强汛期的管理，发现不安全隐患并及时处理，防止发生溃坝等事故。5.5尾矿库主要危险因素及防治措施5.5.1尾矿库主要危险因素分为安全管理系统与生产系统两大部分1、安全管理系统主要是企业是否建立和健全了各级各岗位人员安全生产责任制，建立各项安全生产管理规章制度，制定各工工种岗位安全操作规程，主要管理人员和操作人员是否持证上岗，人员是否得到培训，是否有应急救缓预案。该尾矿库在安全管理方面有健全的安全生产责任制和安全生产管理规章制度，制定了各工工种岗位安全操作规程，主要管理人员和操作人员都经过培训持证上岗。2、生产系统的主要危险因素1）尾矿坝滑坡危险；2）漫堤溃坝；3）排水构筑物破坏；4）渗漏破坏；5）淹溺；6）高处附落与物体打击；7）粉尘危害；8）其它。本尾矿库存在的主要危险因素有尾矿坝滑坡、漫堤溃坝、排水构筑物破坏、渗漏破坏。5.5.2安全对策措施1）对涉及尾矿库库址、等别、排洪方式等重大设计方案变更时，应当报经尾矿库建设项目安全设施设计的原审批部门批准。2）施工中需要对设计进行局部修改的，应当经原设计单位认可；对设计进行重大修改的，应当由原设计单位重新设计，并报尾矿库建设项目安全设施设计的原审批部门批准。3）尾矿库应当每三年至少进行一次安全评价。安全评价包括现场调查、收集资料、危险因素识别、相关安全性验算和编写安全评价报告。4）未经尾矿库管理部门同意、技术论证及原尾矿库建设审批的安全生产监督管理部门批准，任何单位与个人不得在库区从事爆破、采石、采砂等危害尾矿库安全的活动。5）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。6）洪水过后应对坝体和排洪构筑物进行全面认真的检查与清理，发现问题及时修复；同时，采取措施降低库水位，防止连续降雨后发生垮坝事故。7）尾矿库下游不宜建设居住、厂房等设施。8）严禁在库区和尾矿坝上进行乱采、滥挖、爆破等非法作业。9）尾矿库库区安全检查的主要内容：周边山体稳定性、违章建筑、违章施工和违章采选作业等情况。10）检查周边山体滑坡、塌方和泥石流等情况时，应详细观察周边山体有无异常和急变，并根据工程地质勘察报告，分析周边山体发生滑坡的可能性。11）对停用的尾矿库应按正常库标准，进行闭库整治设计，确保尾矿库防洪能力和尾矿坝稳定性系数满足本规程要求，维持尾矿库闭库后长期安全稳定。12）建立健全尾矿库安全管理制度，对从事尾矿库作业的尾矿工进行专门的作业培训，并监督其取得特种作业人员操作资格证书和持证上岗情况。13）编写年、季作业计划和详细运行图表，统筹安排和实施尾矿输送、分级、筑坝和排洪的管理工作。14）做好日常巡检和定期观测工作，并进行及时、全面的记录，发现安全隐患时，应及时处理并向企业主管领导和上级主管部门报告。15）企业应编制应急救缓预案，并组织演练。16）检修电气机械必须严格执行断电挂“禁止合闸”警示牌和专人监护的制度。机械断电后，必须确认设备已完全放电且其惯性运动已彻底停止才可进行工作。机械检修完毕，在试运转前，必须对现场进行细致检查，确认危险范围内所有人员全部撤离后方可拆牌合闸。17）人手直接频繁接触的机械，必须有完好的紧急制动装置，该制动装置按扭位置必须使操作者在机械作业活动范围内随时可触及到，机械设备各运动部位必须有可靠的安全防护装置，各入孔、投料口、螺旋输送机等必须有盖板、护栏和警示牌，作业环境保持整洁卫生。18）各电气开关布局必须合理，必须符合：便于操作者紧急停车，避免误开动其它设备。19）在库区周围与沉淀池周围设置护栏或安全警示牌，防止人畜误入，而发生淹溺事故，严禁人员在库内或池内游