DB41T-41975-2014赤泥干式堆存安全技术规范

DBT41DB41/T41975—2014FORMTEXT赤泥干式堆存安全技术规范FORMTEXTSafetytechnicalspecificationsfordryredmudyard2013-11-30发布2014-12-30实施FORMTEXT河南省质量技术监督局   发布ICS73—010D01前  言本标准按照GB/T1.1－2009给出的规则起草。本标准由河南省安全生产监督管理局提出并归口。本标准起草单位：河南中美铝业有限公司、河南省冶金研究所有限责任公司。本标准主要起草人：范颂歌、罗春祥、黄绍胜、张保、李峰杰、张珉、李尉卿。本标准参加起草人：李静、许小菊、冯颖、魏未、聂玉岭、朱丽娟、刘保华、黄家敏、杨保宇、李鹏举、许国锋、陈湘根、田朝辉、赵海峰、邵国斌。目  次TOC\o"1-2"\h\z\u1范围12规范性引用文件13术语和定义14堆存库24.1选址24.2库容34.3等别和构筑物级别34.4辅助设施45赤泥坝45.1一般规定45.2稳定性计算45.3坝体构造66防渗77排渗与回水77.1一般规定77.2排渗竖井及排渗管87.3回水88排水泄洪88.1一般规定88.2水文计算及调洪演算98.3排洪构筑物设置98.4排洪构筑物的要求99堆存作业99.1一般规定99.2堆存工艺910监测要求1010.1安全监测1010.2环境监测1011闭库1112安全管理1112.1基本要求1112.2安全度分类1212.3安全程序要求12赤泥干式堆存安全技术规范范围本标准规定了赤泥干式堆存安全技术的术语和定义、堆存库、赤泥坝、防渗、排渗与回水、排水泄洪、堆存作业、监测要求、闭库和安全管理。本标准适用于赤泥干式堆存库的建设及管理。其它冶炼尾渣(包括硫石膏、磷石膏)干式堆存库的建设及管理可参照执行。本标准不适用于有毒有害固体废弃物的填埋和堆存以及湿法排放、干湿混合排放的赤泥堆存。规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。GB12349社会生活环境噪声排放标准GB18306中国地震动参数区划图GB50863尾矿设施设计规范GB/T14848地下水质量标准GBJ22厂矿道路设计规范DL5073水工建筑物抗震设计规范SL/T231聚乙烯（PE）土工膜防渗工程技术规范SL279水工隧洞设计规范术语和定义下列术语和定义适用于本文件。3.1干式堆存dryheapstorage赤泥经压滤脱水后，将含水率不大于38%的赤泥由运输工具输送到堆存库进行堆存的工艺。3.2堆存库placeofstockpiling筑坝形成贮存干式赤泥的特定场所。3.3赤泥坝damofredmud堆存库中拦挡赤泥和水的构筑物。通常指初期坝和赤泥堆积坝的总体。3.4初期坝starterdam赤泥坝施工时的第一期坝体。3.5子坝subdam生产过程中在初期坝坝顶以上用赤泥堆筑而成的坝体。3.6截洪沟cut-offditch在赤泥堆存库外围沿等高线开挖的水沟。3.7溢洪道spillway堆存库防洪排水设施。3.8渗滤液leachate赤泥在堆存过程中，由于赤泥本身含有的水分及进入堆存库的降水，在渗流作用下产生的渗水。3.9闭库closureplaceofredmud堆存库作业至设计最终标高或停止使用后，对堆存库坝体整治、排洪系统整治、周边环境整治、库面覆土、绿化或复耕等工程的实施过程。3.10总坝高totaldamheight设计最终堆积标高时的坝高。3.11子坝高subdamheight上下两级子坝坝顶高程之差。3.12总库容totalstoragecapacity最终坝高时，库底面以上，坝顶标高平面以下所围成的空间容积。3.13台阶step赤泥堆体边坡通常按一定高度错台堆置，相邻平台间的堆积体为一个台阶，也称阶段。3.14台阶高stepheight赤泥堆体台阶坡顶线至坡底线之间的垂直距离，也称为阶段高。3.15排水棱体prismdrainage初期坝坝趾处用块石和碎石砌成棱形体的渗水设施。堆存库4.1选址4.1.1堆存库的选址应符合国家法律、法规和标准、规范a）不宜位于大型工矿企业、大型水源地、重要铁路和公路、水产基地和大型居民区上游；b）不宜位于居民集中区主导风向的上风侧；c）不占或少占农田，不迁或少迁居民；d）不宜位于有开采价值的矿床上面；e）汇水面积小，有足够的库容；f）筑坝工程量小，生产管理方便；g）应避开地质构造复杂、不良地质现象严重区域。4.1.2a）风景名胜区、自然保护区、文物保护区、饮用水源保护区；b）国家法律禁止的矿产开采区域。4.2库容4.2.1堆存库的服务年限按下列公式计算式中：T——堆存库服务年限，a；——堆存库的总库容，m3；η——终期库容利用系数，0.75～0.90；——赤泥堆积的干密度，t/m3；G——全年排出的赤泥量，t/a。等别和构筑物级别4.3.1堆存库的等别应根据堆存库的总库容及最终坝高按表1确定。当两者有等差时，以高者为准。除一等堆存库外，当堆存库失事将使下游居民区表1堆存库的等别等别总库容V/104m3最终坝高H/m一V≥50000H≥200二10000≤V＜50000100≤H＜200三1000≤V＜1000060≤H＜100四100≤V＜100030≤H＜60五V＜100H＜304.3.2堆存库构筑物的级别可根据堆存库的等别及其重要性按表2确定表2堆存库构筑物的级别堆存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：主要构筑物指赤泥坝、库内排水构筑物等失事后难以修复的构筑物；次要构筑物指除主要构筑物外的永久性构筑物；临时构筑物指施工期间临时使用的构筑物。4.4辅助设施.24.赤泥坝5.1一般规定5.1.1坝址选择a）山谷型堆存库赤泥坝坝址应根据坝址区域的地形、地质条件，并考虑后期子坝加高、排水系统、施工条件和环境影响等因素，通过安全技术论证确定。b）平地型堆存库赤泥坝坝址应考虑堆存年限、地形、地质、占地范围、后期子坝加高、施工条件和环境影响等因素。5.1.2a）赤泥筑坝的条件；b）堆存库下游环境条件及环境保护要求；c）工程量、工期与总造价。5.1.3初期坝坝型宜优先选用不透水坝型，5.1.4a）优先选用赤泥筑坝；b）充分利用当地材料，当选用湿陷性黄土进行筑坝需进行安全技术论证；c）坝体填筑应保证筑坝材料的密实度和均匀性，不得出现填筑不均和碾压不均的现象。5.1.5初期坝坝高应满足下列要求a）初期坝可分层建设，第一分层不宜超过10m，形成的库容应满足储存一次洪水冲刷挟带的泥沙量；b）上游式堆存库初期坝高与总坝高之比值宜采用1/8～1/4，并不小于5m。5.1.6a）易产生赤泥渗漏的砂砾石地基；b）易液化土、软黏土、湿陷性黄土地基；c）涌泉、矿山井洞。5.2稳定性计算5.2.1a）堆存库初期坝与子坝的抗滑稳定性应根据坝体材料及坝基的物理力学性质，考虑各种荷载组合，经计算确定；b）计算方法应采用瑞典圆弧法或简化毕肖普法，地震荷载按拟静力法计算；c）新建堆存库坝体在可行性研究阶段可不进行坝体稳定计算，扩建或加高的赤泥坝在可行性研究阶段应进行坝体稳定计算。在初步设计阶段应对坝体进行稳定计算；d）坝体加高前进行静动力分析时，应获取堆存库赤泥堆积体的物理、静力及动力特性试验资料，综合判断赤泥的工程性质；e）三等及三等以上堆存库在堆至1/2最终设计总坝高时，应对坝体进行全面工程地质和水文地质勘察；根据勘察和工程分析结果，进行论证以验证最终坝体的稳定性；f）扩建、改建及需要中期论证的堆存库应进行工程勘察。5.2.2坝坡抗滑稳定性计算安全系数不应小于表3表3坝坡抗滑稳定最小安全系数计算方法运行条件坝的级别1234、5瑞典圆弧法正常运行1.305洪水运行01.05特殊运行1.101.051.051.00简化毕肖普法正常运行1.501.351.301.25洪水运行1.305特殊运行坝体抗滑稳定计算应采用总应力法，考虑孔隙水压力消散和强度增长时，可采用有效应力法。坝体材料及坝基的抗剪强度指标类别，应按强度计算方法和材料的性质，表4给出了抗剪切强度指标试验方法表4赤泥坝坝体材料及坝基上的抗剪切强度指标试验方法计算方法材料类别使用仪器试验方法强度指标试样起始状态总应力法无粘性土三轴仪固结不排水剪（CU）CwΦu一、坝体材料：1.含水量及密度与原状一致；2.浸润线以下和水下要预先饱和；3.试验压力与坝体应力相一致。二、赤泥：取原状赤泥样，其他同坝体材料。三、坝基土：坝基土试样用原状土。粘性土直剪仪固结快剪（CQ）三轴仪固结不排水剪（CU）赤泥直剪仪固结快剪（CQ）三轴仪固结不排水剪(CU)有效应力法无粘性土直剪仪慢剪（S）C′Φ′三轴仪固结排水剪(CD)粘性土饱和度小于80%直剪仪慢剪(S)三轴仪不排水剪测孔压（）饱和度大于80%直剪仪慢剪(S)三轴仪固结不排水剪测孔压（）赤泥直剪仪慢剪(S)三轴仪固结排水剪(CD)5.2.4堆存库坝体稳定计算的荷载分为五类，可根据不同工况按表5表5堆存库坝体稳定计算的荷载组合运行条件计算方法荷载类别12345正常运行总应力法有有———有效应力法有有有——洪水运行总应力法—有—有—有效应力法—有有有—特殊运行总应力法有有——有有效应力法有有有—有注：荷载类别：1－运行期正常库水位时的稳定渗透压力；2－坝体自重；3－坝体及坝基中的孔隙压力；4－设计洪水位时有可能形成的稳定渗透压力；5－地震荷载。5.2.5坝体稳定计算工况应符合表6所列要求。表6坝体边坡抗滑稳定计算工况计算工况运行条件正常运行处于正常水位洪水运行处于最高洪水位特殊运行正常水位运行条件下加上设计烈度的地震.5.2.8三等及三等以下的赤泥坝可采用GB18306的地震基本烈度作为地震设计烈度，当赤泥坝溃坝产生严重次生灾害时，赤泥坝的地震设防标准应提高一档。一等和二5.3坝体构造5.3.1无行车要求时，初期坝坝顶最小宽度应符合表７规定；当有行车要求时，坝顶宽度及路面构造应符合GBJ22的表7初期坝坝顶最小宽度坝体高度（m）＜1010～2020～30＞30坝顶最小宽度（m）2.53.03.54.05.3.2初期坝上游坡坡比不宜陡于1：1.6，土坝上游坡坡比可略陡于下游坡，当筑坝材料为赤泥时，可参照土坝的相关要求。初期坝下游坡坡比可按表8确定表8初期坝下游坡坡比坝高（m）土坝透水堆石坝岩基非岩基5～101：2.01：1.6～1：1.751：1.75～1：2.010～201：2.520～301：3.05.3.3上游式赤泥坝的初期坝下游坡面应沿标高每隔10m～15m设一条马道，其宽度不宜小于1.5m。子坝有行车要求时，也应沿下游坡面每隔10m～15m设一条马道，其宽度不宜小于5m5.3.4赤泥坝下游坡与两岸山坡结合处的山坡上应设置坝肩截水沟，并宜在初期坝下游坡面设置踏步，踏步宽度不宜小于1.0m5.3.5a）采用碎石、废石或山坡土覆盖坡面；b）坡面植草或种植灌木类植物；c）坡面修筑人字沟或网状排水沟；d）堆积坝坝轴线较长时，应设上坝踏步。防渗6.1在地形、地貌和水文地质条件达不到自然防渗要求的场地，应采取水平防渗和垂直防渗措施。选用的防渗材料应具有抗腐蚀性。可采用天然衬层、人工衬层或复合衬层作为其防渗层。6.2当天然基础层饱和渗透系数小于1.0×10-7cm/s，且厚度大于5m时，可以选用天然衬层。天然衬层材料可选用黏土、膨润土等。天然衬层材料经过机械压实后，其饱和渗透系数不应大于1.0×10-7cm/s，厚度不应小于6.3当天然基础层饱和渗透系数大于1.0×10-6cm/s时，则应选用双人工衬层。人工衬层可选用高密度聚乙烯（HDPE）土工膜。衬层在铺设时应满足下列要求：对人工合成材料应检查指标合格后才可铺设，铺设时应平坦，无皱折；在保证质量条件下，焊缝尽量少；在坡面上铺设衬层，不得出现水平焊缝；衬层应避免埋设垂直穿孔的管道或其它构筑物；边坡应锚固，锚固形式和设计6.4当天然基础层饱和渗透系数小于1.0×10-6cm/s时，可以选用复合衬层。复合衬层材料可选用水泥、三合土或赤泥与人工衬层的混合体，复合衬层应满足下列要求：天然材料衬层经过机械压实后的饱和渗透系数不应大于1.0×10-7cm/s，厚度应满足表9所列指标，坡面天然材料衬层厚度应比表9所列指标大10％；人工合成材料衬层可以采用高密度聚乙烯土工膜，其渗透系数不大于1.0×10-12cm/s，厚度不小于1.5mm表9复合衬层下衬层厚度设计要求基础层条件下衬层厚度/m渗透系数≤1.0×10-7cm/s，厚度≥3m厚度≥0.5渗透系数≤1.0×10-6cm/s，厚度≥6m厚度≥0.5渗透系数≤1.0×10-6cm/s，厚度≥3m厚度≥1.06.5库底设置人工衬层时，应对土工膜设置保护层，保护层的饱和渗透系数不应大于1.0×10-5cm/s，保护层可选用赤泥、黏土、沙土等，压实后的厚度宜为0.3m～06.6堆存库基础应是具有承载能力的自然土层或经过碾压、夯实的平稳层，并且不能因赤泥的堆储量的增加使库底产生变形或防渗膜破裂。6.7防渗系统施工完成后，应进行渗漏检查。排渗与回水7.1一般规定7.1.1初期坝为不透水坝或透水坝均应在库内或库外设回水设施a）初期坝坝体为不透水坝时，库内应设置渗滤液及淋滤液的回水设施，及时排出坝前积液。b）初期坝坝体为透水坝时，其渗滤液及淋滤液可在库内回水，也可通过该排渗设施排至库外回水池回水。7.1.2堆存库宜设置排渗竖井、水平排渗层、排渗盲沟、排渗管等排渗设施7.2排渗竖井及排渗管7.2.1排渗竖井可采用外包滤层的钢管井、钢筋混凝土管井、无砂混凝土管井、碎石盲井、袋装砂井或塑料插板等结构。7.2.2排渗管可采用钢管、7.3回水7.3.1表10堆存库渗透损失水量估算表水文地质条件渗透损失水层厚度/m年月渗透较小（不透水地层）0.50.04中等渗透0.5～1.00.04～0.08渗透较大（不含水的透水层）1.0～2.00.08～回水池结构设计应考虑抗渗措施并方便清淤，应充分利用库中水的位能以节约能源。回水池的容积不宜少于4h～7.3.3进入回水池的水，当PH值>9时，不得外排；若要外排，则应将PH值稀释至7.3.4渗滤液应返回到氧化铝厂重新利用。回水泵站的设计宜留有富排水泄洪8.1一般规定..4堆存库各使用期的防洪标准应根据其等别、库容、坝高、使用年限及对下游可能造成的危害程度等因素按表11表11堆存库防洪标准堆存库等别一二三四五洪水重现年限（年）1000～5000或PMF500～1000200～500100～200100注1：PMF为可能最大洪水。注2：当确定的堆存库等别的库容或坝高偏于该等别下限，堆存库使用年限较短或失事后对下游不会造成严重危害的可取下限。当总坝高大于100m或堆存库下游有重要居民点时，防洪标准提高一等。8.1.5当山谷型堆存库汇水面积较大时，应在库的上游设拦洪设施.7堆存库宜8.1.8溢洪道排水口应高于泥沙淤积高0.5m～1.0m以上，随着泥沙淤积及时加高初期坝。8.2水文计算及调洪演算8.2.1堆存库洪水计算应根据河南省水文图册或有关部门建议的适用于特小汇水面积的计算公式进行计算。当采用全国通用公式时，应采用当地的水文参数。有条件时应结合现场洪水调查予以验证。对于三等以上堆存库宜按两种以上方法计算，宜以河南8.2.2设计洪水的降雨历时应采用24h8.2.3一次洪水排出时间不宜超过72h8.3排洪构筑物设置8.3.1堆存库排洪构筑物的位置根据库形条件和堆放方式可设置在库前、库中或库尾，并根据设计滩面坡度、设计洪水量、排洪构筑物排洪能力进行调洪演算8.3.2堆存库采用自库尾堆放的堆放工艺时，可不做调洪演算8.4排洪构筑物的要求8.4.1堆存库排洪构筑物的型式应根据排水量的大小、库区的地形条件和是否兼作回水设施、水力计算及调洪计算等因素确定。当赤泥堆存方式采用库尾堆放工艺时，可采用排水明渠作为排水设施，其方式应根据地形、地质、.3堆存库内的沟埋式和平埋式管段可就地取土回填，管道两侧回填土应夯实，管顶部应松填，其厚度不小于排水井应考虑终止使用时在井座上部、井座和支洞进口或支洞内进行封堵的措施。堆存作业9.1一般规定.29.1.3堆存的赤泥含水率应不大于38%，赤泥附液含碱量不高于5g/L9.2堆存工艺9.2.1堆存库的道路应能全天候通行，并应符合GBJ229.2.2堆存作业应按地形、地质情况采用一种或两种以上的作业方法。赤泥晾晒应根据季节、赤泥含水率的不同，确定分层分区域的大小。堆存作业应实行分区、分层循环作业，每区9.2.3a）库前、库尾、库中和周边堆放，堆放时自上而下，应按设计要求设置台阶并碾压，台阶高度与子坝最终外坡面设置的台阶高度一致。最终堆积平台应保持0.3%～1%的坡度坡向初期坝方向，并应在平台上修建永久性纵、横向排水沟；b）堆放时应随堆放进程及时加高坝体，排放台阶高度和宽度应满足设计要求；c）周边堆放时，应始终保持库周高、库中低，并及时清除库内积水。9.2.4a）库内台阶应设置卸料场地，卸料场地应满足运输车辆回转的需要；b）赤泥堆存不得在堆存边缘直接进行倾卸作业，倾卸作业时应根据运输车辆的宽度设置移动式安全车档；未设安全车档的，应结合推平、碾压设备进行倾卸作业；c）应随堆存库面的上升，库内运输道路及台阶可采用碾压后的干赤泥逐级加高，台阶高度不宜超过10m。d）汽车不得直接行驶在防渗膜上。确需在库内行驶时，防渗膜上应采取有效保护措施；e）当遭到雨雪、凝冻等不良天气时，应采取相应的安全措施方可库内作业。9.2.5a）皮带的长度和数量应满足在采用机械摊平的条件下，将赤泥均匀堆放在整个库区的需要；b）皮带的末端应具有一定仰角和高度，满足机械作业的安全距离；c）皮带输送机基础设置不应影响防渗层的完整性。监测要求10.1安全监测10.1.1堆存库应根据设计等别、赤泥坝筑坝方式、堆存工艺、坝高、坝型、地形地质条件及地理环境等因素，设置必要的安全监测设施。三等及以上堆存库的监测还.a）坝体位移监测、沉降监测；b）堆存库的视频监控。10.2环境监测10.2.1环镜10.2.2a）入库赤泥的量、成分、pH值、含碱量；b）回水及周边环境水体的pH值、悬浮物、含碱量；c）粉尘、噪声。10.2.3堆存库环境监测设施a）赤泥、水样品采集设备；b）PH值、悬浮物和样品含碱量的监测设备；c）粉尘监测设备；d）噪声监测设备。10.2.4堆存库环境监测点位的设置要求：a）堆存库周边至少设置三口地下水质监控井。一口沿地下水流向设在库上游，作为对照井（本底井），第二口沿地下水流向设在库下游，作为污染监视监测井，第三口井设在最可能受到扩散影响的库周边，作为污染扩散监测井。当地质和水文地质资料表明地下水含水层埋藏较深，经论证认定地下水不会污染时，可以不设地下水质监测井；b）回水水质监测可在回水池直接取样，赤泥成分分析可随机采取库区新旧赤泥；c）粉尘监测点应设置在库区道路两旁和库区距敏感点较近的地方；d）噪声监测按GB12349规定执行。10.2.5赤泥、水体、粉尘、噪声监测频率为每月一次，特殊情况可适当增加。周边地下水水质监测，堆存库运行的第一年，应每月至少取样一次。运行一年以后，在正常情况下，每季度取样一次，每年至少进行一次地下水全分析。发现地下水质出现变坏现象时，应加大取样频率，并根据实际情况增加监测项目10.2.6堆存库周边地下水水质监测应满足下列要求：a）监测项目应根据渗滤液所含主要污染物确定；b）监测井深度应足以采取具有代表性的样品；c）地下水监测评价标准按GB/T14848Ⅲ类标准评价，并与对照点比对评价。10.2.7使用汽车运输赤泥的道路，应定期在道路表面铺设新鲜赤泥或清除道路表面尘土后再铺设一层新鲜赤泥，并应定期洒水抑尘。10.2.8堆存库在建设施工期间应加大对粉尘、噪声的监测频率。闭库11.1应在初步设计时，同时设计闭库工程；堆存库达到设计最终堆积高度时，应按初步设计要求，完成相关闭库工程的施工。11.2未达到设计堆积高度，提前停止使用确需闭库的堆存库，应重新进行闭库设计。闭库前应进行安全现状评价，对各种安全隐患提出可行的整治措施，包括坝体整治、库面整治、排洪系统整治、周边环境整治、完善监测设施、闭库后管理的要求。11.3堆存库闭库后，未经设计论证和批准，不得重新启用或改作它用。11.4堆存库的最终覆盖层宜为多层结构，自下而上分为防渗层、保护层、耕植层。11.4.1天然材料防渗层厚度不应小于50cm，渗透系数不大于10-7cm/s；若采用复合防渗层，人工合成材料层厚度不应小于1.5mm，11.4.2保护层厚度不应小于20cm，由砾石或碎石组成，也可选用灰渣作为保护层。11.4.3耕植层厚度不应小于30cm，由黄土或耕植土组成，也可选用铝土矿洗泥尾矿作为耕植层11.5闭库作业应考虑库面有一定的坡度倾向，坡度应维持在0.3%～1%，以排除降雨。11.6闭库时注明赤泥库闭库的基本情况，以及使用该土地时应注意的事项。11.7闭库后渗滤液及其处理后的排放水的监测系统应继续维持正常运转，直至水质稳定为止，地下水监测系统应继续维持正常运转。安全管理12.1基本要求12.1.1生产经营单位应当建立健全安全生产责任制，建立安全生产规章制度和安全技术操作规程，对堆存实施有效的安全管理。12.1.2生产经营单位应当保证堆存库具备安全生产条件所必需的资金投入，建立相应的安全管理机构，配备相应的专职安全管理人员。12.1.3生产经营单位主要负责人和安全管理人员，应当由主管的负有安全生产监督管理职责的部门对其安全生产知识和管理能力考核合格。堆存库所有作业人员必须按照国家有关规定经专门的安全作业培训，取得相应资格，方可上岗作业。12.1.4生产经营单位应编制堆存库生产安全事故应急预案，并定期组织演练。12.1.5堆存库正常运行期间应该进行下列安全检查：a）入库赤泥特性及指标安全检查；b）防洪安全检查；c）赤泥坝安全检查；d）监测设施安全检查；e）库区安全检查；f）作业安全检查。12.1.6堆存库应当建立下列工程档案：a）工程批准文件档案；b）测绘资料档案；c）工勘资料档案；d）设计及设计变更档案；e）安全评价报告档案；f）施工及监理资料档案；g）试运行情况资料档案；h）竣工验收资料档案；i）生产运行及安全检查档案；j）闭库档案；k）其