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目 录
第一章 总论 ........................................................................................................1
1.1 建设单位简介 ............................................................................................1 1.2 建设项目概况 ............................................................................................1 1.3 项目建设的必要性 ...................................................................................1 1.4 可研编制依据 ............................................................................................2 1.5 可研编制的原则及范围 ...........................................................................5 第二章 区域环境与库区地质条件 ...................................................................7
2.1 自然生态环境 ............................................................................................7 2.2 社会经济环境概况 ...................................................................................9 2.3 库区地质条件 ............................................................................................9 2.4筑坝材料 ................................................................................................... 11 2.5结论及建议 .............................................................................................. 12 第三章 尾矿库库址选择 ................................................................................ 13
3.1 尾矿库库址选择..................................................................................... 13 3.2 库址特点 ................................................................................................. 14 第四章 尾矿库库容、等别及设计标准的确定 ............................................ 25
4.1 尾矿相关基础资料 ................................................................................ 25 4.2 尾矿库库容 ............................................................................................. 27 4.3 尾矿坝高度的确定 ................................................................................ 30 4.4尾矿库设计等别...................................................................................... 32 4.5 尾矿库设计标准的确定 ........................................................................ 33 第五章 拟建尾矿库工程方案 ........................................................................ 35
5.1 初期坝方案 ............................................................................................. 35 5.2后期堆积坝设计方案 ............................................................................. 50
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5.3排水及泄洪设计方案 ............................................................................. 51 5.4 观测设施 ................................................................................................. 56 5.5尾矿输送及排放...................................................................................... 59 5.6 回水系统 ................................................................................................. 60 5.7 值班房及通讯、照明设施 .................................................................... 60 5.8 供配电方案 ............................................................................................. 61 5.9其他设计要求 .......................................................................................... 62 第六章 尾矿库安全运行管理与环境保护 ....................................................
6.1 环境保护 ................................................................................................. 6.2尾矿库维护管理...................................................................................... 67 6.3尾矿排放与筑坝...................................................................................... 67 6.4尾矿排放与筑坝...................................................................................... 69 6.5尾矿库防洪与排洪 ................................................................................. 70 6.6尾矿库渡汛 .............................................................................................. 71 6.7排渗设施管理与渗流控制 ..................................................................... 71 6.8抗震 .......................................................................................................... 71 6.9建设单位安全生产管理职责 ................................................................. 72 6.10应急预案 ................................................................................................ 73 第七章 投资估算 ........................................................................................... 75
7.1 主要设施及工程..................................................................................... 75 7.2编制依据 .................................................................................................. 75 7.3定额及指标 .............................................................................................. 75 7.4其它费用 .................................................................................................. 75 7.5费用估算 .................................................................................................. 75 7.6 资金来源 ................................................................................................. 77 第八章 效益分析 ........................................................................................... 78
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8.1 经济效益分析 ......................................................................................... 78 8.2 社会效益分析 ......................................................................................... 78 第九章 结论及建议 ....................................................................................... 79
9.1 库址及尾矿库形式 ................................................................................ 79 9.2 尾矿库的等别及标准 ............................................................................ 79 9.3 尾矿库主要工程方案 ............................................................................ 79 9.4 建议 ......................................................................................................... 81 附 件
1、企业法人营业执照 2、委托书 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 图纸名称 信阳浉河区红兵选矿厂尾矿库图纸目录 总平面布置图 初期坝断面图 尾矿坝横剖面图 排水沟断面图 导排盲沟平面图及断面图 导排盲沟断面图 排水涵洞断面图及配筋图 排水斜槽断面图及配筋图 标高库容曲线图 图纸编号 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 III
第一章 总论
1.1 建设单位简介
信阳市浉河区红兵选矿厂是一家民营企业，企业法人：张红兵。该尾矿库位于信阳市浉河区游河乡境内。建设选矿厂规模为500t/d，总投资为200万元。主要从事铁粉深加工精选，劳动定员15人。
拟建选矿厂的生产工艺为筛分—磨矿分级—选别—产品处理，最终产品为铁精粉，尾矿通过输送系统输送至尾矿库堆存，澄清水回收再利用。 信阳市浉河区红兵选矿厂尾矿库为该公司选厂的配套安全生产设施，拟建尾矿库位于信阳市信阳市浉河区游河乡，尾矿库库址选择在选厂西南方方沟谷中。根据已选定的尾矿库库址分析，其尾矿库类型属山谷型尾矿库。 设计该尾矿库初期坝坝高6m，堆积坝坝高10m.，总坝高16m，总库容16.8 万m3，尾矿库的最终等别为五等库，可为信阳市浉河区红兵选矿厂选矿厂服务3年。 1.2 建设项目概况
建设项目名称：信阳市浉河区红兵选矿厂尾矿库。 建设地点：信阳市浉河区红兵选矿厂。 建设单位：信阳市浉河区红兵选矿厂。
工程性质：尾矿库工程为新建工程，是该公司规模为500t/d选矿厂的配套工程。
1.3 项目建设的必要性
尾矿库是金属非金属矿山选矿厂不可缺少的配套设施。是维持矿山生产的重要环保和安全设施。为保护环境、保护资源、节约用水、维持矿山
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安全生产，国家规定：环保和安全设施必须与主题工程同时设计、同时施工和同时投入使用。
该企业的选矿厂正在建设中，建设规模为500t/d，建成投产后要排弃大量尾矿，为此需解决尾矿的堆存问题，必须建一座尾矿库以满足选厂建成投产后的生产排尾需要。 1.4 可研编制依据
1.4.1 法律、法规及有关规定
（1）《中华人民共和全生产法》（2002.11.01）； （2）《中华人民共和国矿山安全法》（1993.5.01）； （3）《中华人民共和国劳动法》（1995.01.01）； （4）《中华人民共和国环境保》（19.12.26）； （5）《中华人民共和国水污染防治法》（1996.05.01）；
（6）《中华人民共和国固体废物污染环境防治法》（1996.04.01）； （7）《中华人民共和国职业病防治法》（2002.05.01）； （8）《中华人民共和国水土保持法》（1993.8）； （9）《河南省安全生产条例》；
（10）《非煤矿矿山建设项目安全设施设计审查与竣工验收办法》（国家局令第18号，2005.02.01）；
（11）《关于开展重大危险源监督管理工作的指导意见》（安监管协调字[2004]56号）；
（12）《关于加强建设项目安全设施“三同时”工作的通知》（国发改投资[2003]1346号）；
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（13）〈特种作业人员安全技术培训考核管理办法〉(1999年7月12日国家经贸委主任令第13号)；
（14）《关于生产经营单位主要负责人、安全生产管理人员及其他从业人员安全生产培训考核工作的意见》（安监管人字[2002]123号）；
（15）《尾矿库安全监督管理规定》（国家安监总局6号令，2006.06.01）； （16）《安全生产许可证条例》（令第397号，2004.01.13）。 1.4.2 技术标准
（1）《选矿厂尾矿设施设计规范》（ZBJ1-90）； （2）《尾矿库安全技术规程》（AQ2006-2005）； （3）《尾矿设施施工及验收规程》（YS5418-95）；
（4）《冶金矿山尾矿设施管理规程》（冶矿字第185号（90））； （5）《岩土工程勘察规范》（GB50021-2001）； （6）《建筑地基基础设计规范》（GB50007－2002）； （7）《碾压式土石坝设计规范》（SL274－2001）； （8）《碾压式土石坝施工规范》（DL/T5129-2001）； （9）《水工建筑物抗震设计规范》（DL5073-2000）； （10）《建筑抗震设计规范》（GB50011－2001）； （11）《水工混凝土结构设计规范》(SL/T191-96)； （12）《水工隧洞设计规范》（SL279－2002）； （13）《防洪标准》（GB50201-1994）；
（14）《污水综合排放标准》（GB78—1996）； （15）《建筑设计防火规范》（GB50016-2006）；
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（16）《土工合成材料应用技术规范》（GB50290－98）； （17）《生产过程安全卫生要求总则》（GB12801-1991）； （18）《企业职工伤亡事故分类》（GB41-1986）； （19）《选矿安全规程》（GB18182-2000）； （20）《高处作业分级》（GB3608-83）； （21）《矿山安全标志》（GB14161-1993）。 1.4.3 技术资料
（1）《尾矿设施设计参考资料》（冶金工业出版社）；
（2）《尾矿库安全技术与管理》（田文旗、薛剑光主编，煤炭工业出版社，2006.8）；
（3）《河南省中小流域设计暴雨洪水图集》（河南省水利勘测设计院 1984年10月编制）。
（4）《河南省暴雨参数图集》（河南省水文水资源局编制，2005.12）； 1.4.4 项目委托书及基础资料
（1）信阳市浉河区红兵选矿厂尾矿库可行性研究委托书； （2）信阳市浉河区红兵选矿厂尾矿库库区1/1000现状地形图； （3）信阳市浉河区红兵选矿厂尾矿库基本情况（栾川县金川铁选厂提供）；
（4）当地水文、气象资料；
（5）建设单位提供的尾矿工艺资料等有关资料； （6）设计人员在建设项目现场调查收集到的有关资料。
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1.5 可研编制的原则及范围
根据建设单位《设计委托书》的要求和国家关于尾矿库设计及管理方面的相关法律、法规及标准，结合企业提供的资料和现场踏察情况，对企业委托范围内的尾矿库工程进行可行性研究。 1.5.1编制原则
按照尾矿库设计的有关规范及标准和企业提供的有关资料，结合现场踏察的实际情况，在确保尾矿库安全的前提下充分利用沟内地形和筑坝材料，在满足生产需要的同时，以尽量节省投资为原则。充分体现工程与环境协调统一，适应可持续发展原则。
（1）认真执行国家的有关法律、法规和标准；
（2）坚持“安全第一，预防为主”的方针和关于建设项目“三同时”的规定；
（3）认真贯彻环境保，保护环境，消除污染；
（4）认真贯彻土地法、森林法、水资源法，少占农田和林地，节约用水，保护水资源；
（5）从实际出发，因地制宜，就地取材，节省投资； （6）易于施工，管理维护方便，易于操作；
（7）可研方案技术可行，经济合理，安全可靠，积极采用先进而实用的新工艺、新技术和新材料。 1.5.2编制范围
根据信阳市浉河区红兵选矿厂选厂可行性研究委托书的要求和国家对尾矿库设计及管理的相关法律、法规以及设计标准，结合工程组现场踏勘
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和甲方提供的各种基础资料，我院对该公司所属的栾川县金川尾矿库工程设施进行工程设计。
本可行性研究报告对拟建的尾矿库工程项目的设计和建设依据、建设条件及必要性进行了论述，设计内容包括尾矿库库址选择、尾矿库初期坝方案比较、尾矿库堆积坝、排水及排洪设施方案比较、排渗设施等工程设施的设计；初期坝、堆积坝渗流稳定分析和初期坝稳定性计算；尾矿坝堆筑工艺、尾矿输送、回水；尾矿库安全运行管理等。尾矿砂泵站及回水泵房的选择与建设，受设计阶段的，暂不考虑，在下一步初步设计时做详细设计。满足甲方提出的排尾量堆存及尾矿库安全管理和环保等要求，并为本工程项目的实施提供了可靠的、科学的设计依据。
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第二章 区域环境与库区地质条件
2.1 自然生态环境 2.1.1地理位置与交通
铁选厂生产规模为500t/d，选矿工艺为磁选法。拟建尾矿库位于位置在信阳市浉河区红兵选矿厂内，尾矿库库址选择选择在距选厂60米的山谷内，为一山谷型尾矿库。东距信阳27km，西北距游河乡19km。矿区南距312国道1km，有砂石公路和柏油尾矿库区域位置见图2-1。
图2-1 尾矿库区域位置图
2.1.2地形地貌
场地位于信阳市浉河区红兵选矿厂周围农田内，其坝肩位置基本平坦，最高点孔口高程 80.00m，最低点孔口高程79.68m，最大孔口相对高差0.32m，（高程以JK4孔口为基准点，假设高程80.00m）。拟建坝址场区地貌单元为垄岗坡地。周边为丘陵坡地，间布河谷地貌。初期坝坝址位于选矿厂正北
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方向附近。沟谷断面上游呈“V”型，沟谷利用长度约300 m，利用主沟纵坡降为5％。 2.1.3水文气象
库区地形属低山丘陵区，一般地势低缓。本区属淮河水系。本区属性温带气候，四季分明， 由当地气象站提供的气象资料：多年平均气温15.1℃，其中，一月气温最低，平均1.6℃，最低温度-12℃。七月气温最高，平均27.7℃最高温度40.4℃。信阳日照充足，年均1900-2100小时，年平均降雨量为1134.7mm，日平均降水量H24=125mm，暴雨递减指数n1=0.50，n2=0.65，无霜期长，平均220-230天；降雨丰沛，年均降雨量900-1400mm，空气湿润，相对湿度年均77%。
信阳四季分明，各具特色。春季天气多变，阴雨连绵，季降水日数多于夏季，降雨量达250-380mm，占全年降水量的26-30%，夏季高温高湿气候明显，光照充足，降水量多，暴雨常现，降水量400-600mm，占全年的42-46%。秋季凉爽，天气多晴，降水顿减，季均降水量170-270mm，占全年的18-20%。冬季气候干冷，降水量少，约80-110mm，占全年的10%；冬季在四季中历时最长（130天左右），但寒冷期短，日平均气温低于0℃的日数年平均30天左右。
尾矿库区地表水流季节性变化明显，所在沟内平时无溪流，流水浸蚀较弱。 2.1.4土壤植被
项目区所在地为中山丘陵、石山混合区域，区域地势较高，地表淋溶作用强盛，可溶性盐类基本淋失，形成了微酸性的棕壤和山地褐土。区临深山沟谷地，土地肥力一般。
项目区地处我国南北地理分界线北侧，也是黄河、长江两大水系的分水岭，气候温寒湿润，自然环境复杂，为各科植物种类繁衍生长提供了良
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好的生长场所。本区域不但是南北植物成分的交汇处，而且还有西南、华北、西北、东北的一些植物成分散生，所以本区植物种类相当丰富，全县有植物约422科，1936种。其中乔、灌木及木质藤本植物87科280种，草本植物40科158种，栽培植物26科86种，药用植物269科1402种。根据不同的海拔分布着五个不同的植物群落种类。区域生态环境较好，植物旺盛。
项目所在沟谷两侧山坡植被茂密，乔灌木相间而生，植被覆盖率达85％以上，乔木主要有针叶松、桦栎树、杨树、栗子树、刺槐等；灌木主要有荆条、鼠李、酸枣刺等；草类主要有野菊花、羊胡子草、猪耳朵草、猫耳朵草、狗尾巴草、黄、白蒿等；农作物主要以小麦、玉米为主，间种红薯、豆类和谷类作物。 2.2 社会经济环境概况
资源丰富，主要矿产资源有石灰石、蛇纹石、铁矿石、花岗岩、河沙等。蛇纹石储量达3000万立方米，居全省第一位，主要分布在卧虎村，铁矿石储量达150万吨，主要分布在乔庙村，石灰石、石英石、花岗岩主要分布在东部、南部山区一带，淮河、游河及白沙河河沙储量大，沙粒粗细适中，含泥量低，是优质的建筑原材料；全乡现有非煤矿山企业23家，大型沙场6个，年经济效益达200余万元；旅游资源有祝佛寺、大尖山景点，祝佛寺原名盘山寺，俗称摩佛寺，是信阳四大名刹之一，位于淮河与游河的交汇处，始建于公元1990——2000年间，久负盛名，祝佛寺依山傍水，自然环境得天独厚，现香火旺盛；大尖山景点自然风景条件良好，在群山之中异峰突起，林木葱郁，景色壮丽，传说是八仙之处，是有待于开发的旅
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游景点。
2.3 库区地质条件 2.3.1工程地质
拟建尾矿库区内无大的断裂通过，岩石结构稳固。库区具有良好的工程地质条件，较多地段基岩大面积出露，部分地段的主要为碎石土、变质岩等残坡积层覆盖，经过清基处理即可达到设计施工要求。
经实际工程地质调查，库区内未发现新近活动断裂，未发现溶洞发育，库区内无坍塌、崩裂、滑坡、泥石流、采空区等不良地质构造。 2.3.2水文地质
拟建场区地下水主要为种植土中的上层滞水、粘性土中的孔隙水及基岩中的少量裂隙水，施工后测得混合静止水位为1.30-1.70m，水位标高94.00-94.20m，
根据对附近拟建场地地下水水质资料的分析，该拟建坝址区地下水对钢筋混凝土结构具微腐蚀性。
2.3.3地震效应及冻土深度 2.3.3.1地震基本烈度
根据勘察资料，按照《建筑抗震设计规范》（50011-2010）表4.1.3及表4.1.6判定：场地土类型属中软场地土，场地类别为Ⅱ类。
根据《建筑抗震设计规范》（GB50011－2010）表4.1.1，判定该建筑场地为对建筑物抗震不利地段。
根据《建筑抗震设计规范》（GB50011-2010）附录A的有关规定，拟建场地的抗震设防烈度为Ⅵ度，设计基本加速度值为0.05g，设计分组为第一组，
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设计特征周期为0.35s。
2.3.3.2场地土类型和建筑场地类别
根据勘察资料，按照《建筑抗震设计规范》（50011-2010）表4.1.3及表4.1.6判定：场地土类型属中软场地土，场地类别为Ⅱ类。
2.3.2.3场地冻土深度
根据《中国季节性冻深标准冻深线图》，拟建库区标准冻深小于60cm。 2.4筑坝材料 2.4.1石料
拟建尾矿库为堆石坝，筑坝石料应为一般坚硬的花岗岩、安山岩、正长岩、辉长岩、闪长岩、斑岩、辉绿岩、石英岩、硅质灰岩、密度大的灰岩等。
库区范围内存在丰富的质地较好的岩石，强度高、致密、块状，为抗侵蚀、耐风化坚硬岩石，软化系数大于0.85，为较理想的筑坝石材。筑坝石料开采场地的选取，一般应考虑就地取材，既增大库容，运输又方便，同时以考虑开采场地对尾矿库的安全不构成威胁为准。
石料的极限抗压强度一般要求不小于400kg/cm2；石料的块度原则上介于200～550mm，堆石中小于20mm颗粒含量不大于5%；堆石孔隙率为n≤35%；软化系数不低于0.8～0.9；莫氏硬度不低于3。
筑坝石料坚硬，开挖困难，需爆破开挖，爆破后为块状，使用前须进行筛选，以确保级配效果。石料制取和运输过程中受场地，开采施工时应注意安全。
有关石料开采技术条件为：
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1、开采是采用定向爆破法，爆破安全距离应大于400m。
2、开采时采用阶梯式开采，每一阶梯深度5m，阶梯高度15m，最终边坡坡度容许值（高宽比）1：0.35。 2.4.2卵石、砂料
尾矿库坝址附近有卵石和砂料分布，可以满足本工程建设使用。 2.5结论及建议
1）库区属中低山地貌，沟谷多呈近南北展布，沟谷呈v字形，两岸谷坡陡立，植被茂密。
2）筑坝材料在制取和施工时，应进行现场石料质量的检验和测定。以防止不符合要求的石料用于工程。
3）本区地下水类别主要为裂隙水和松散地层的裂隙性潜水。水质分析试验可知，本区地下水对砼无腐蚀性，对钢筋无腐蚀性。
4）该区的抗震设防烈度为6度，地震动峰值加速度值为0.05g，动反应谱特征周期值为0.35s。本场地属Ⅱ类建筑场地。
5）施工前，应清除坝址区及筑坝材料地表植被和表层覆盖物。 6）尾矿库建成后注意坝下渗漏对坝址下游地下水及周围环境产生的影响。建议甲方在坝体下游采取地下水长期监测工作
7）施工时，地质若有异常情况，建议建设单位会同设计单位、勘察单位、监理单位、施工单位进行必要的施工验槽，发现问题应及时解决。
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第三章 尾矿库库址选择
3.1 尾矿库库址选择 3.1.1 库址选择的原则
尾矿库库址的选择是尾矿库设计的强制性约束条件，选址位置必须具有良好的地形、地质、工程条件。设计时一般须选择多个库址，进行技术经济比较予以确定。根据《尾矿库安全技术规程》（AQ2006-2005）的第5.2.1条之规定，在选择尾矿库时应综合考虑下列原则：
a）不宜位于工矿企业、大型水源地、水产基地和大型居民区的上游； b）不应位于全国和省重点保护名胜古迹的上游； c）应避开地质构造复杂、不良地质现象严重区域； d）不宜位于有开采价值的矿床上面；
e）汇水面积小，有足够的库容和初、中期库长。 3.1.2 库址的选择
经过企业相关人员和设计研究人员的多处寻找和方案论证，最后确定尾矿库选址在信阳市浉河区红兵选矿附近的沟谷。经过对建设项目现场进行踏察，并结合比例1：2000库区地形图对拟建尾矿库库址描述如下： 拟建尾矿库位于位置在信阳市浉河区游河乡宏彬选矿厂内，尾矿库库址选择在成品库西南方向60m的沟谷中。拟建坝址场区地貌单元为垄岗坡地。及周边为丘陵坡地，间布河谷地貌。初期坝坝址位于选矿厂正北方向附近。沟谷断面上游呈“V”型，沟谷利用长度约167 m，利用主沟纵坡降为4.5％。 根据已选定的尾矿库库址分析，其尾矿库类型属于山谷型尾矿库。该库址不占农田，不搬迁居民，不压矿，远离名胜古迹，尾矿输送距离短。符合
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《尾矿库安全技术规程》（AQ2006-2005）的有关要求。
经综合比较，推荐半沟为拟建尾矿库库址。 3.2 库址特点
该尾矿库库区无乱采、滥挖现象，也未发现坍塌、滑坡、泥石流等现象。库区植被茂密，两岸山体稳定，发生滑坡的可能性很小。
库区上游三面环山，植被发育，沟内没有居民住户。库区及其附近无重点文物保护点和风景名胜区。该尾矿库属于山谷型尾矿库，采用一面筑坝，三面环山。
1）拟建尾矿库与选厂距离较近，尾矿输送需采用压力输送方式； 2）初期坝坝址处沟谷较窄，初期坝建设费用相对较低； 3）汇水面积较小；
4）沟口较窄，需建较高的初期坝，才能满足初期库容要求； 5）沟底坡降较缓，调洪库容较大，排洪构筑物工程量较小； 6）沟底坡降缓，容易形成规模库容；
7）库区内沟谷较宽，尾矿堆积上升速率较慢，有利于坝体稳定。
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第四章 尾矿库库容、等别及设计标准的确定
4.1 尾矿相关基础资料 4.1.1尾矿相关指标
该公司拟建的选厂生产规模为500t/d，生产工艺为筛分—磨矿分级—选别—产品处理，最终产品为铁精矿，废弃尾矿输送至尾矿库澄清、堆存。选矿方法为浮选和磁选，相关资料如下：
1）选厂生产规模：500t/d；
（2）磨矿细度：-200目占70%； （3）排尾浓度：20～30%； （4）尾矿干容重：1.65t/m3；
（5）尾矿产率：尾矿平均产率46.8 %； （6）选厂服务年限：3年； （7）工作制度：200天/年； （8）年排尾量：4.68万t；
（9）服务年限内排尾总量为：3×4.68=14.04万t，为8.5万m³。 4.1.2尾矿的物理力学性质
尾矿矿浆浓度20％～30％，细度-200目占70％，尾矿松散系数1.，真比重2.7t/m3，干容重1.65 t/m3。
委托方没有提供尾矿方面其他相关更详细资料，参照相关标准和实地勘察情况，确定其尾矿特性如下： （1）沉积特性：
尾矿输送到尾矿库内，坝前分散放矿，易于沉降的粗砂在坝前沉降、固结，
以后按粒度分布在澄清区内各粒级依次逐渐沉淀，尾矿的沉降速度快。 （2）渗透特性：尾矿渗透性与其颗粒大小有关，坝前的粗砂具有较好的渗透性，在坝前快速沉淀，保护坝体，矿泥的渗透系数大致在3×10-4～1×10-6cm/s之间。
（3）压缩特性：尾矿的压缩特性与尾矿粒度、干容重和孔隙比有关，粒度和干容重越大，压缩系数越小；孔隙比越大，压缩系数越大。尾矿的压缩系数一般在0.028～0.010之间。
（4）固结性：该尾矿为磁选铁精矿后的尾矿，性质比较简单，固结性好。 （5）侧压力：尾矿侧压力系数在0.35～0.45之间。
（6）抗剪强度：尾矿抗剪特性主要取决于粒度的大小，其次取决于干容重和孔隙比。坝前均匀分散放矿可有效提高尾矿冲积坝的抗剪强度。
3.2尾矿库库址确定及周边环境 4.1.3 尾砂冲积坡度计算 计算为：
i=0.1C1/3(d50VB/Q)1/6
式中：i——尾砂平均冲积坡度； d50——尾砂中值粒径，0.074mm； C——矿将稠度（固液比），0.23；
V——尾矿不冲流速，一般取0.15～0.3m/s；取0.2m
B——冲击宽度（可取放矿宽度），10m；
Q——矿浆流量，0.05m3/s；
经计算，i=0.033≈2%，取i=3%
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因此该尾矿库冲积平均坡度取3%。 4.1.4尾矿澄清距离计算
在尾矿水力冲积过程中，细粒尾矿需在水中停留一定时间沉淀而澄
清尾矿水，其澄清距离计算如下： L= L1+ L2 L1= h2/i
L2= h1·Q/(h2·n·a·u)
式中：L—达到澄清距离时的水面宽度，m； Q—矿浆流量，0.005m3/s;
L1—尾矿开始沉降时的水面宽度，m； L2—颗粒沉降澄清距离，m；
h1—颗粒静水沉降深度，查表得0.8m； h2—矿浆流动平均深度，查表得0.8m； n—放矿支管个数,3个； a—支管间距，10m；
u—沉降速度，7×10-5m/s；（u取值计算如下：
首先判别所属流态， 当
式中：ρg—固体颗粒密度，1.65t/m³； v—清水运动粘滞系数，1.01×10-6㎡/s； 计算得流态粒径为8.4×10-5m ，
时，属层流区，
设计中尾矿细度取需截流的最小粒径为5×10-6m，小于判断层流流态粒径8.4×10-5m，所以沉降速度按层流计算，选用：
27
=6×10-6 m/s） i—尾矿面坡度，3%。 经计算L1=27.0m L2=27.0m L=54.0m取55.0m。 4.2 尾矿库库容 4.2.1 所需库容
（1）所需库容计算，根据企业提供的资料，尾矿库库容应满足选厂服务年限3年内总排尾量14.04万t的要求，其所需库容计算公式如下： V=WN /（γd．ηz） 式中：
V—所需尾矿库的总库容，m3；
W—每年选矿厂排出的尾矿量，4.68万t/a； γd—尾矿平均堆积干容重，1.65t/m3； N—选矿厂设计生产年限，3年； ηz—尾矿库的终期库容利用系数，取0.6。 经计算：
V=14.04/(0.6×1.65)=14.18万m3
服务年限内排尾所需库容为14.18万m3。 （2）库容计算
该尾矿库为山谷型尾矿库，终期库容利用系数取0.6。根据委托资料，由企业提供的1/1000的现状地形图上，初步绘出初期坝和后期坝的坝坡，用
28
图解求积法求出各封闭等高线的面积及容积详见表4-1。 表4-1 几何库容计算结果表 标高94 96 98 100 102 104 106 108 110 面积1491 3607 5713 9515 11054 12969 14745 16298 16613 相邻等高线2549 4660 7614 10284.5 12011.5 13861.5 15526 155.5 相邻两等2 2 2 2 2 2 2 2 相邻两等高5098 9320 15218 22569 24023 27714 31043 32911 累加库0 5098 14418 29636 52205 76228 104442 135485 有效库0 3058.8 8650.8 17781.6 31323 45736.8 62665.2 81291 168396 101037.6 所以，当尾矿库堆积标高达到110m时，尾矿库形成的总库容为16.8万m3，即可以满足选厂生产3年服务年限内排尾14.18万m³的要求。尾矿库达到服务年限后，若选厂增加服务年限，应进行扩容设计后，尾矿库可继续向上堆筑；或重新选库址，进行尾矿库设计。
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4.3 尾矿坝高度的确定 4.3.1初期坝高的确定
依据《选矿厂尾矿设施设计规范》（ZBJ1-90）第3.1.3条之规定，初期坝坝高的确定应满足下列要求：
（1）满足选厂0.5年以上的排尾要求。
（2）满足回水蓄水水深，调洪水深安全超高的要求。 （3）满足尾矿水澄清距离要求。 （4）满足坝前形成干滩距离的要求。
根据前述几何库容计算结果，结合现场地形，当标高为100m时，几何库容为3万m3，有效库容为1.8万m3，经计算可满足0.5年的排尾量。因此，初期坝高度为6m。
初期坝高度，按五等库防洪标准计算。验算如下：
1）、设计初期坝坝顶标高为100m，其尾矿水控制水位设计标高为98m，其高差2m。设计回水蓄水水深为1.0m，在保证最高洪水位时最小干滩长度40m前提下，安全超高0.4m，则留有1m可作为调洪水深，根据调洪计算所需调洪水深0.7m<1m，满足设计要求。
2）、澄清距离，在控制水位时，澄清水深最大为0.8m，则干滩面上的水面水平距离为0.8/0.03+0.7/0.122=108.2m，共计澄清距离108.2m>55m，符合设计计算的澄清距离要求。
3）、实际安全超高2m，干滩面形成3%坡度，则最高洪水位时干滩长
30
度为66m>40m（初期时尾矿库等别为五等），满足设计计算的最小干滩长度要求；
初期坝顶标高设于100m，满足以上条件，故设计确定初期坝顶标高为6m。
初期坝坝顶标高为100m，能够满足以上条件，故确定初期坝顶标高为100m，初期坝轴线处坝底标高为94m，坝高为6m合理。 4.3.2 尾砂堆积坝高的确定
最终堆积坝坝顶高度依据地形特点，在同时满足最小干滩长度和最小安全超高、调洪水深和调洪库容、澄清水深和澄清距离等条件来确定。
通过尾矿库平面布置地形图和尾矿库库容—面积曲线图，查得最终堆积坝坝顶标高110m，几何库容为10.1万m3，已大于服务年限所需的库容。
故本次可研方案依据地形特点和库容曲线图，确定最终堆积坝顶标高为110m，总坝高16m，几何库容为10.1万m3，尾矿库可满足选厂3年的排尾需要。
尾矿堆积坝高度按五等库标准验算如下：
1）、设计堆积坝坝顶标高为110m，其尾矿水控制水位设计标高为108m，其高差2m。设计回水蓄水水深为1m，在保证最高洪水位时最小干滩长度40m前提下，安全超高0.4m，则留有1.3m可作为调洪水深，根据调洪计算所需调洪水深0.8m<1m，满足设计要求。
2）、澄清距离，在控制水位时，澄清水深最大为1m，则干滩面
31
上的水面水平距离为1.00/0.03=100m，共计澄清距离66m>55m，符合设计计算的澄清距离要求。
3）、实际安全超高2m，干滩面形成3%坡度，则最高洪水位时干滩长度为66m>40m（尾矿库等别为五等），满足设计计算的最小干滩长度要求；
最终堆积坝坝顶标高定为110m时，满足以上条件，故确定最终堆积坝坝顶标高为110m，堆积坝坝高10m，总坝高16m。几何库容为10.1万m3。
4.4尾矿库设计等别
根据《选矿厂尾矿设施设计规范》和《尾矿库安全技术规程》规定的尾矿库等别划分标准确定该尾矿库等别，尾矿库等别划分标准见表4-2。
表4-2 尾矿库等别划分标准表
等 别 一 二 三 四 五 全库容V（万m3） 坝高H（m） 二等库具备提高等别条件者 V≥10000 1000≤V＜10000 100≤V＜1000 V＜100 H≥100 60≤H＜100 30≤H＜60 H＜30 注：全库容与坝高两者等差为一等时以高者为准，当等差大于一等时按高者降低一等。尾矿库失事将使下游重要城镇、工矿企业或铁路干线遭受严重灾害者，其设计等别提高一等。 将上述确定的尾矿库总库容、坝高等参数与划分标准进行对照，尾矿库等别的确定除与总坝高和总库容有关外，还与尾矿库一旦失事影响下游居民和设施程度有关。尾矿库初期坝高为6.00m，全库容为3万m3；终期
32
坝高110m，总库容为16.8万m3。对照《尾矿库安全技术规程》（AQ2006-2005）对尾矿库等别的划分标准可知，尾矿库使用初期和终期等别为五等库。
4.5 尾矿库设计标准的确定
根据《选矿厂尾矿设施设计规范》和《尾矿库安全技术规程》的规定和标准确定尾矿库设计标准，尾矿库按等别划分的有关标准见表4-3。
表4-3 尾矿库相关标准
尾矿库等别 最小安全超高m 最小干滩长度m 主要构筑物等级 防洪 标准 坝坡 稳定 系数 设计 校核 正常运行 洪水运行 特珠运行 一 1.5 150 1 1000～2000 1.3 1.2 1.1 二 1.0 100 2 100～200 500～1000 1.25 1.15 1.05 三 0.7 70 3 50～100 200～500 1.2 1.1 1.05 四 0.5 50 4 30～50 100～200 1.15 1.05 1.0 五 0.4 40 5 20～30 50～100 1.15 1.05 1.0 本次可研方案确定该尾矿库等别为五等尾矿库。
尾矿库总坝高16m，总库容为16.8万m3，服务年限3年，所以根据上述标准综合确定该尾矿库的主要构筑物等级为五级。
防洪标准初期按洪水频率为1%（100年一遇洪水重现期）设防。尾矿库使用中、后期防洪标准为100年一遇，即洪水频率为1%。尾矿库最小干滩长度40m且安全超高不小于0.4m。
五级尾矿坝抗滑稳定最小安全系数在正常运行条件下（正常库水位）
33
K≥1.15，洪水运行（最高洪水位）K≥1.05，特殊运行K≥1.0。 该区地震基本烈度为Ⅵ度区，地震加速度值为0.05g。
34
第五章 拟建尾矿库工程方案
5.1 初期坝方案 5.1.1初期坝坝型比选
在岩基上筑坝，按筑坝材料可能选择的坝型有：土石坝，混凝土坝，浆砌石坝；按结构形式可能选择的坝型有：重力坝及拱坝。
由于混凝土坝造价高，施工条件复杂，故设计不采用混凝土坝。 浆砌石重力坝与浆砌石拱坝相比较，重力坝由受力条件导致断面结构尺寸远大于浆砌石拱坝，因此导致整体工程量大，不予考虑浆砌石重力坝。而浆砌石拱坝受力条件好，超载能力强，断面结构尺寸小，整体工程量小，同时坝轴线处岩石裸露，两岸基本对称，基岩比较均匀、坚固完整、有足够的强度、岸坡稳定，没有大断裂等条件均有利于拱坝布置。故本次设计推荐使用堆石坝或浆砌石拱坝。
下面对堆石坝和浆砌石拱坝两种坝型的可行性进行分析比较： 堆石坝、拱坝两种坝型所要求的地形地质条件和各自的优缺点如下： 堆石坝主要优点是可以就地就近取材，节省大量水泥、木材和钢材，减少工地的外线运输量，对坝基工程地质条件要求不高，当质量较好的石料数量不足时，也可采用一部分较差的砂石料来筑坝。即将质量较好的石料铺筑在坝体底部及上游坡一侧（浸水饱和部位），而将质量较差的砂石料铺筑在坝体的次要部位。能适应各种不同的地形、地质和气候条件，排渗效果好，能有效降低后期坝的浸润线，对后期坝的稳定有利，施工简便。缺点是堆石坝所需的工程量大，且对于防渗材料的选择，造价相对较高。
拱坝是固定接于基岩的空间壳体结构，在平面上呈凸向上游的拱形，
35
其拱冠剖面呈竖直的或向上游凸出的曲线形，坝体结构既有拱作用又有梁作用，其所承受的水平荷载一部分通过拱的作用压向两岸，另一部分通过竖直梁的作用传到坝底基岩。坝体的稳定主要依靠两岸拱端的反力作用，并不全靠坝体自重来维持。由于拱是一种主要承受轴向压力的推力结构，拱内弯矩较小，应力分布较为均匀，有利于发挥材料的强度。拱的作用利用得愈充分，材料抗压强度高的特点就愈能充分发挥，从而坝体厚度可以减薄，节省工程量。缺点是：拱坝对地形地质条件要求比较高，施工难度较大，对坝体施工材料要求较高，且不利于尾矿坝的排渗。该尾矿库下游岸坡相对较小，不适合修建拱坝。
经过以上分析确定金川尾矿库初期坝坝型采用碾压式透水堆石坝。 5.1.2初期坝设计
初期坝坝型采用碾压式透水堆石坝，坝高6m，标高94m～100m，坝顶宽4m。为排除雨水，坝顶面向外坡倾斜，坡度采用2%。在初期坝坝顶外侧设置一条横向排水沟，矩形断面，断面尺寸B×H=0.5×0.3m。上游坡比1：2，下游坡比采用1：2，坝底宽28m，坝轴线长76m。初期坝上游坡面采用600g/m2无纺针刺纯涤纶土工布做反滤层，因停留在坝前的颗粒极易堵塞土工布的孔径，因此在土工布的上面应设反滤保护措施。采用20～80mm砂卵石保护层，其厚度为200～300mm，且应避免土工布受到尾矿压力而被堆石体顶破或撕裂，在土工布下面（即堆石体上面），要铺设200～300mm厚的砂卵石找平层。坝体在堆筑过程中应每隔0.5m进行分层碾压，碾压方向沿着坝轴线进行。
初期坝底部排渗：底部采用排渗盲沟的型式排渗，沟内设排渗管。初期
36
坝底部的排渗盲沟沿沟底开挖，断面尺寸为B×H=0.6×0.6m。排渗管采用Ф150mm的软式透水管，排渗管埋设在排渗盲沟内，周围用20～50mm的卵石充填，沟的四壁铺设400g/m2的土工布做为反滤层。
为了避免雨水冲刷等水流的破坏作用，防止钻地动物打洞造穴，必须设置上、下游面及坝顶面护坡，护坡采用干砌石护坡。要求将块石错缝竖砌，紧靠密实，塞垫稳固，大块封边，表面平整，砌石下设垫层。护坡范围自坝顶至坝坡底。
初期坝基础以及坝与两边山体接头处的基础处理：尾矿坝坝基开挖施工时，应挖去含耕植土及腐植土、微风化岩层，坝基采用500mm碎石混凝土结构铺设，以粘土层为持力层。与两侧山体交接处应除去两侧山坡上的杂草、树木、耕植土以及风化层等，坝体直接与山体基岩接触。 在开挖过程中要注意支护好坑壁，要保证坑壁的安全坡度；雨季施工时要提前施工临时导流渠，按有关规范要求进行施工，确保雨季施工安全。 在两坝肩设置坝肩排水沟，与初期坝坝前排水沟相连。坝肩排水沟采用矩形断面，断面尺寸为B×H=0.6×0.6m，坝前排水沟采用梯形断面，尺寸为B×H=（0.6～1.2）×0.6m，梯形斜边比为1：0.5。初期坝坝肩排水沟采用块石浆砌，坝前排水沟采用厚为300mm的块石浆砌。排水沟下面铺设100mm厚的砾石或碎石垫层，石料用50号水泥砂浆砌筑。随着尾矿的堆积、堆积坝的形成，坝肩排水沟沿坝体两侧向上延伸。
初期坝基础以及坝与两边山体接头处的基础处理：尾矿坝坝基开挖施工时，应挖去含耕植土及腐植土、微风化岩层，坝基采用500mm碎石混凝土结构铺设，以粘土层为持力层。与两侧山体交接处应除去两侧山坡上的
37
杂草、树木、耕植土以及风化层等，坝体直接与山体基岩接触。 在开挖过程中要注意支护好坑壁，要保证坑壁的安全坡度；雨季施工时要提前施工临时导流渠，按有关规范要求进行施工，确保雨季施工安全。 5.1.3初期坝的渗流稳定性计算分析
尾矿库正常水位4m，最高洪水位4.7m（水位高度采用相对高度，参照标高为坝底标高94m，最高洪水位的确定主要考虑地震涌浪高度、坝顶沉降超高、规范规定的最小安全超高等）。
本设计采用北京理正软件设计研究院理正渗流分析软件进行计算。 （一）计算坝体浸润线的位置（正常水位4m） 计算条件见表5-1-1
表5-1-1 计算条件表
坝顶宽度 (m) 4.00 排水棱体坝顶高度 (m) 6 排水棱体内坡比 1: m1 2 排水棱体临水坡坡率(1:m) 2 外坡比 1: m2 2 坝身渗透系数k(m/d) 50 上游水位h1(m) 4 下游水位h2(m) 0.00 高度（m） 顶部宽度（m） 1 1 中间计算结果见表5-1-2
表5-1-2 中间计算结果表
浸润线计算公式L(m) 16.000 ΔL(m) 原点(m) 1.6 24.000 标(m) 8.000 标(m) 24.878 浸润线起点x坐浸润线终点x坐最终计算结果见表7-5-3
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表5-1-3 最终计算结果表
下游出逸点高度h0(m) 0.8 计算结果及分析如下：
单位宽度渗流量q(m3/d.m) 22.576 计算结果及分析如下：
给出了设计工程渗流浸润线的计算结果。
图5-1-1 浸润线位置示意图（正常水位） 浸润线部分计算结果表 X(m) Y(m) 9.600 3.634 11.200 3.438 12.800 3.230 14.400 3.008 16.000 2.768
39
17.600 2.505 19.200 2.212 20.800 1.873 22.400 1.458 24.000 0.8 24.176 0.772 24.351 0.667 24.527 0.543 24.703 0.381 24.878 0.000
由以上计算简图和计算数据可知，坝体浸润线位置较低（相对于坝体总高度），各断面坝轴线处浸润线高程不等，渗流量较小，尾矿库排渗设施可满足尾矿库坝体的排渗要求。
（二）计算坝体浸润线的位置（洪水水位4.7m）
计算模型的选取：尾矿库最高洪水位4.7m。尾矿坝由尾矿库初期坝和后期堆积子坝组成，坝内排渗管可看做为尾矿坝的排水褥垫。内坡尾砂滩面坡比为3%。
计算条件见表5-1-4
表7-5-4 计算条件表
坝顶宽度 (m) 4.00 排水棱体坝顶高度 (m) 6 排水棱体内坡比 1: m1 2 排水棱体临外坡比 1: m2 2 坝身渗透系数k(m/d) 50 上游水位h1(m) 4.6 下游水位h2(m) 0.00
40
高度（m） 顶部宽度（m） 1 1 水坡坡率(1:m) 2 中间计算结果见表5-1-5
5-1-5中间计算结果表
浸润线计算公式L(m) 14.600 ΔL(m) 原点(m) 1.880 24.000 标(m) 9.400 标(m) 25.305 浸润线起点x坐浸润线终点x坐最终计算结果见表5-1-6
表5-1-6 最终计算结果表
下游出逸点高度h0(m) 1.417 单位宽度渗流量q(m3/d.m) 33.074 计算结果及分析如下：
给出了设计工程渗流浸润线的计算结果。
图7-5-2 浸润线位置示意图（洪水水位）
41
浸润线部分计算结果： X(m) Y(m) 10.860 4.233 12.320 4.013 13.780 3.780 15.240 3.532 16.700 3.265 18.160 2.974 19.620 2.652 21.080 2.285 22.540 1.846 24.000 1.265 24.261 1.131 24.522 0.978 24.783 0.797 25.044 0.560 25.305 0.000
由以上计算简图和计算数据可知，坝体浸润线位置较低（相对于坝体总高度），各断面坝轴线处浸润线高程不等，渗流量较小，尾矿库排渗设施可满足尾矿库坝体的排渗要求。
5.1.4初期坝的稳定性计算分析
稳定计算的目的在于校核坝体边坡的稳定性，并使其满足对安全系数
42
的要求。尾矿库所在地区抗震设防烈度为6度，由于软件提供计算最小抗震设防烈度为7度，本次计算按抗震设防烈度为7度计算。根据《尾矿库安全技术规程》（AQ2006-2005）坝体稳定计算有以下三种荷载组合：正常运行=正常水位+坝体自重；洪水运行=最高洪水位+坝体自重；特殊运行=最高洪水位+坝体自重+地震（7度）。
计算中各种计算参数参考同类选厂及企业提供数据的选取如下： 土层厚度：1.0m，重度：18kN/m3，饱和重度：20kN/m3，浮重度13kN/m3，粘聚力：10kPa，水下粘聚力8.7kPa，内摩擦角：25°，水下内摩擦角：23°。采用北京理正软件设计研究院理正边坡稳定分析软件对安全系数进行校核：
（一）正常运行=正常水位+坝体自重 圆弧稳定分析方法:瑞典条分法 [控制参数]:
采用规范: 碾压式土石坝设计规范(SL274-2001) 计算工期: 稳定渗流期 计算目标: 安全系数计算 安全系数计算目标: 圆弧滑动法 不考虑地震
坡面信息：坡面线段数5，具体控制参数见表5-2-1 表5-2-1坡面信息控制参数表
坡面线号 水平投影（m） 竖直投影（m） 1 1.8 0.4 2 1.8 0.2 3 1.8 0.2 4 1.8 0.2 5 1.8 0.2 6 1.8 0.2 7 5.4 1.3
43
[计算条件]:
圆弧稳定分析方法: 瑞典条分法
土条重切向分力与滑动方向反向时: 当下滑力对待 稳定计算目标: 自动搜索最危险滑裂面 条分法的土条宽度: 0.500m 搜索时的圆心步长: 0.500m 搜索时的半径步长: 0.300m [
计
算
简
图
]:
图5-2-1 初期坝坝体稳定性计算简图（正常运行状况）
44
[计算结果]:
总的下滑力 = 325.234 (kN) 总的抗滑力 = 528.669 (kN) 最不利滑动面:
滑动圆心 = (3.713,8.540)(m) 滑动半径 = 10.694 (m) 滑动安全系数 = 1.626
坝体稳定性计算结果表明：设计尾矿库初期坝坝体的抗滑稳定系数计算为Kmin= 1.309＞1.15，符合五等库在正常运行期的安全稳定系数值，满足规范要求，初期坝坝体稳定。采用瑞典条分法计算坝体安全稳定系数时，具体的坝坡抗滑稳定最小安全系数如表7-6-2所示
表5-2-2坝坡抗滑稳定最小安全系数 运用情况 正常运1.30 行 洪水运1.20 行 特殊运1.10 行 （二）洪水运行=最高洪水位+坝体自重 圆弧稳定分析方法:瑞典条分法
1.05 1.05 1.00 1.15 1.10 1.05 1.25 1.20 1.15 坝的等别 1 2 3 4、5
45
[控制参数]:
采用规范: 碾压式土石坝设计规范(SL274-2001) 计算工期: 稳定渗流期 计算目标: 安全系数计算 安全系数计算目标: 圆弧滑动法 不考虑地震 [计算条件]:
圆弧稳定分析方法: 瑞典条分法
土条重切向分力与滑动方向反向时: 当下滑力对待 稳定计算目标: 自动搜索最危险滑裂面 条分法的土条宽度: 0.500m 搜索时的圆心步长: 0.500m 搜索时的半径步长: 0.300m [
计
算
简
图
]:
46
图5-2-2 初期坝坝体稳定性计算简图（洪水运行状况） [计算结果]:
总的下滑力 = 342.730 (kN) 总的抗滑力 = 536.761 (kN) 最不利滑动面:
滑动圆心 = (3.913,8.480)(m) 滑动半径 = 10.784 (m) 滑动安全系数 = 1.566
坝体稳定性计算结果表明：设计尾矿库初期坝坝体的抗滑稳定系数计算为Kmin= 1.566＞1.05，符合五等库在洪水运行期的安全稳定系数值，满
47
足规范要求，初期坝坝体稳定。
（三）特殊运行=最高洪水位+坝体自重+地震（7度） 圆弧稳定分析方法:瑞典条分法 [控制参数]:
采用规范: 碾压式土石坝设计规范(SL274-2001) 计算工期: 稳定渗流期 计算目标: 安全系数计算 安全系数计算目标: 圆弧滑动法 地震烈度: 7度 水平地震系数: 0.080 地震作用综合系数: 0.150 地震作用重要性系数: 0.600 地震力作用位置: 滑弧处 水平加速度分布类型：矩形 坡面信息：同正常运行时的坡面信息 [水面信息]: 采用有效应力法
孔隙水压力采用近似方法计算 不考虑渗透力作用 考虑边坡外侧静水压力 [计算条件]:
圆弧稳定分析方法: 瑞典条分法
48
土条重切向分力与滑动方向反向时: 当下滑力对待 稳定计算目标: 自动搜索最危险滑裂面 条分法的土条宽度: 0.500m 搜索时的圆心步长: 0.500m 搜索时的半径步长: 0.300m [计算简图]:
图5-2-3初期坝坝体稳定性计算简图（特殊运行状况） [计算结果]:
总的下滑力 = 381.867 (kN)
49
总的抗滑力 = 560.533 (kN) 最不利滑动面:
滑动圆心 = (3.3,8.660)(m) 滑动半径 = 11.135 (m) 滑动安全系数 = 1.468
坝体稳定性计算结果表明：设计尾矿库初期坝坝体的抗滑稳定系数计算为Kmin= 1.468＞1.00，符合五等库在特殊运行期的安全稳定系数值，满足规范要求，初期坝坝体稳定。 5.2后期堆积坝设计方案
设计确定后期尾矿堆积坝筑坝方法采用上游式尾砂筑坝。初期坝堆满后，进行后期坝的堆筑。共堆积子坝3级，堆积坝总高10m，坝顶宽4.0m，堆积坝一、二级子坝高4m，三级子坝高2m，上游坡比1：2.5，下游坡比1：3；下游坡的总坡比为1：3.5。 5.2.1堆积坝的坝面排水
每二级堆积坝坝面上设置一坝面排水沟，断面尺寸为B×H=0.5×0.3m，底部用厚为100mm的碎石做垫层，排水沟采用厚为300～400mm的块石浆砌护理；在两坝肩与山体接触处设坝肩排水沟，浆砌石结构，断面尺寸B×H=0.6×0.6m，排水沟的坡度和堆积坝坝面以及坝坡的坡度保持一致。 5.2.2堆积坝的排渗设施设计
尾矿库开始使用、矿浆入库后，为排除坝体内的渗水，需在坝体底部设置排渗设施。尾矿库采用底部排渗设施，以降低坝体的浸润线。底部排渗采用排渗盲沟和渗水管结合的方式，应与初期坝同时施工。
50
堆积坝内部的排渗采用排渗管的形式，排渗管采用Ф100mm的PVC管，管上左右开孔，孔排距为80mm，每列中孔距为50mm，孔的直径大小为5～10mm，排渗管外包400g/m2的无纺土工布一层做反滤层，然后用尼龙绳绑扎，防止尾砂进入。排渗管垂直坝轴线布置，排渗管长为32m。排渗管每二级子坝即二个台阶铺设一层，管的铺设坡度为1%，排渗管通向坝面排水沟，出水口处标高比坝面排水沟的标高高出0.15m。排渗管间距为15.0m。
尾矿堆积坝堆筑初期时，库内排渗系统渗水效果不太明显。随着尾矿的排放，坝体逐渐上到一定高程，排渗系统开始发挥作用，至尾矿库中后期，排渗系统将对坝体浸润线的降低和坝体稳定起到至关重要的作用。 5.2.3堆积坝的护坡
为防止坝面雨水冲刷、风起扬尘，下游坡面采用植草护坡，坡面覆土厚300mm，其上植草。 5.3排水及泄洪设计方案 5.3.1排水及泄洪方案确定
排水及泄洪方案确定原则
水工隧洞是目前最安全、可靠和排水性能较好的一种泄洪建筑物。但其对尾矿库区内两侧的地质条件要求较高。泄水隧洞选择洞线的一般原则和要求为：
1、隧洞的线路应尽量避开不利的地质构造、围岩可能不稳定及地下水位高、渗水量丰富的地段，以减小作用于衬砌上的围岩压力和外水压力。
2、洞线在平面上应力求短直。
51
3、隧洞应有一定的埋藏深度，包括：洞顶覆盖厚度和傍山隧洞岸边一侧的岩体厚度。
4、隧洞的纵坡，应根据运用要求、上下游衔接、施工和检修等因素综合分析比较。
尾矿库最终总堆积高度较低，左侧山体岩石情况良好，山体高且厚，库区汇水面积较小。根据库区地形条件结合工程项目组现场堪察情况排水系统采用斜槽—排水涵洞—回水池形式。
排水斜槽直接与库内排水涵洞相连接。排水涵洞穿过初期坝底部中段外坡脚，将库内洪水及尾矿溢流水排入库外回水池。排水斜槽采用块石浆砌结构，采用厚为300mm的块石浆砌。排水斜槽断面为矩形，采用平板盖板，斜槽断面尺寸B×H=1.0×1.0m，排水涵洞采用钢筋混凝土结构圆拱直墙型，断面尺寸B×H=1.0×1.0m；盖板为预制平盖板，采用钢筋砼结构，板厚250mm，长1.0m。随着库水位的升高，逐步用平板盖板对排水斜槽进行封盖，担任排水排洪任务；初期坝外出口段排水槽至回水池之间采用明渠，断面尺寸B×H=1.0×1.0m。排水斜槽和排洪涵洞基础均坐落在库区左侧花岗岩地基上，花岗岩以上粘土层需全部清除，排水斜槽、排水涵洞的基底均用厚度为200mm的钢筋混凝土作为基础。 5.3.2排水系统水文计算
（一）尾矿库使用初期的水文计算
尾矿库使用初期为五等库，遵循国家规范要求，洪水计算按100年一遇即1%洪水频率进行设计，尾矿库使用中、后期为五等库，遵循国家规范要求，洪水计算按100年一遇即1%洪水频率进行设计。
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因此库区洪水来源主要为自然降水和尾矿水，根据信阳市历年降水资料计算、分析，按照水科院水文所计算洪峰流量，简化推理公式（见下式）。
QPASFpBCL1/3mJDF
其中：
SPH24P124H24P241n2，H24PKPH24，24
式中：Qp——设计频率2%的洪峰流量 m3/s； Sp——频率为2%时的暴雨雨力 mm/h； F——库区汇水面积 km2； m——汇流参数；
L——库区主沟长 km； J——沟内平均坡降；
μ——产流历时的平均入渗率 mm/h； A、B、C、D——最大洪峰流量计算指数；
n——暴雨递减指数（τ≤1时，n=n1；n﹥1时，n=n2）； τ——流域汇流历时 h。
查《河南省中小流域设计暴雨洪水图集》知，信阳地区年最大24小时点雨量均值即H24125mm。
洪水总量计算：
W24P100024H24PF
（1）尾矿库使用初期1%洪水频率的水文计算
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水文计算参数如下：
表5-3-1 洪水计算参数表
H24mm F（km2）125 0.018 P 1% L（km） 0.13 J 4.5% m 0.6 Cv 0.55 Cs 1.925 n1 0.50 n2 0.65 计算结果见表7-4-2 计算结果见表7-4-2
表5-3-2 洪水计算结果
KP （mm） 2.961 H24P （mm） 370.712 SP （mm） 121.71 hR （mm） 325.751 μ 汇水时洪峰流量（m3/s） 1.555 洪水总量（万m3） 0.5996 （mm/h） 间（h） 1.85 0.15 经计算流域泄流历时τ=0.15h，洪峰流量Qp=1.555m3/s，流域24小时洪水总流量W24=0.5996万m3。雨峰历时取3τ=0.45h。采用概化多峰三角形绘制洪水过程线如下：
图5-4-1 洪水过程线简图
（二）尾矿库使用中、后期1%洪水频率的水文计算
尾矿库使用终期为五等库，遵循国家规范要求，洪水计算按100年一遇即1%洪水频率进行计算设计。
水文计算参数如下：
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表5-4-1 洪水计算参数表
H24mm F（km2） 125 0.018 P 1% L（km） 0.17 J 3% m 0.6 Cv 0.55 Cs 1.925 n1 0.50 n2 0.65 计算结果见表7-4-4
表5-4-2 洪水计算结果
KP H24P SP hR μ 汇水时洪峰流量洪水总量（mm） （mm） （mm） （mm） （mm/h） 间（h） （m3/s） （万m3） 2.961 370.172 121.71 325.751 1.85 0.24 2.4 0.6130 经计算流域泄流历时τ=0.24h，洪峰流量Qp=2.4m3/s，流域24小时洪水总流量W24=0.613×104m3。雨峰历时取3τ=0.72h。
采用概化多峰三角形绘制洪水过程线如下：
图5-4-2 洪水过程线简图
5.3.3尾矿库调洪演算
对于洪水过程线可概化为三角形，且排水过程线可近似为直线的简单情况，其调洪库容和泄流量之间的关系可按下式确定。
VqQp1tWp
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式中：q——所需排水构筑物的泄流量，m3/s； Qp——设计频率p的洪峰流量，m3/s； Vt——某坝高时的调洪库容，m3； Wp——频率为p的一次洪水总量。
初期坝按照内坡坡比为1：2.0的坡比，堆积尾矿内坡坡比为1：33进行调洪深度和调洪库容的计算，最后计算得到调洪后的泄洪流量。计算结果见表5-4-5。
表7-4-5 尾矿库调洪计算表
坝顶标高H（m） 100 112 洪水标准（a） 98 100 洪峰流量Qp（m3/s） 1.555 1.23 洪水总量Wp（万m3） 0.5996 0.61 调洪高度Ht（m） 0.6 0.8 调洪库容Vt（万m3） 0.28 0.30 调洪后泄流量q（m3/s） 3.12 3.10 由以上调洪演算可知：当坝顶标高为100m时，调洪水深为0.7m，调洪库容为0.28万m3，经过调洪后尾矿库库区排水构筑物需要下泄的流量为4.07m3/s；当坝顶标高为56m时，调洪水深为0.8m，调洪库容为0.36万m3，经过调洪后尾矿库库区排水构筑物需要下泄的流量为4.02m3/s。 5.3.4尾矿库防洪、排水构筑物过水能力计算
本尾矿库为排水斜槽—排水涵洞—回水池排水系统，所以采用以下公式计算泄流量。
①当水位为自由泄流时： 水位未超过盖板上沿最高点时：
2.5QaQ20.8nm1tgctg2gHs
水位超过盖板上沿最高点时：
56
QbQ1Q2
1.5Qmb0.8Hctg2gH1tt 1②当水流为半压力流时：
Qm2wx2gHbQwc2gHy
③当水流为压力流时：
L10.9212g2cxRx12Lp123n42gc2Rgg2p2
Hs-----自由泄流水头，m，自斜槽侧壁通过水部分的最低点算起； Ht------自由泄流水头，m，自盖板上缘最高点算起；
Hb------半压力流泄流水头，m，为库水位与斜槽进口断面中心的标高差；
Hy------压力流泄流水头，m，为库水位与排水涵洞下游出口断面中心的标高差，当下游淹没时，为库水位与下游水位的标高差；
b------梯形堰的底宽；
h------平盖板的厚度或拱形盖板的外缘拱高，m； b1------斜槽的净空宽度，m； β------斜槽的倾角，度； i ------斜槽的坡度； m1------堰流量系数；
m2------孔口流量系数，平盖板m2=0.52，拱形盖板m2=0.55；
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P------堰高，m； σn------淹没系数；
hn-------斜槽进水断面处槽内水面高出溢流堰最低点的高度，m； H-------斜槽进水断面处两侧三角形断面堰的泄流水头，m； ωx------斜槽断面面积，m2； ωg------排水涵洞断面面积，m2； ωc------排水涵洞出口断面面积，m2；
ζ1------排水斜槽末端局部水头损失系数，槽与管为相同断面直接相连时，按转角考虑取ζ1=ζ4；当用井连接时，则按水流突然扩大考虑；
ζ2------排水涵洞入口局部水头损失系数，当槽与管为相同截面直接相连时，ζ2=0；用井连接时，按水流突然缩小考虑；
ζ3------排水涵洞断面变化的局部水头损失系数； ζ4-------排水涵洞转角局部水头损失系数； Rx、Cx、l------斜槽的水力半径、谢才系数、长度； Rg、Cg、L------排水涵洞的水利半径、谢才系数、长度；
ccpp12g x ，
表5-4-6 过水计算参数表
ωx（m2） 1 Rx 0.33 ωg（m2） ωc（m2） g 1 Cx 61 1 l（m） 37 9.8 Rg 0.25 Hyζ1 （m） 14.0 Cg 59 0 L（m） 138 ζ2 0 P1 1 ζ3 0 P2 1 ζ4 0 Q（m3/s） 6.87
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代入数据后，经计算得，在压力流状态下尺寸为1.0m×1.0m的泄洪构筑物的过水能力为6.87m3/s。100年一遇洪水经调洪后的最大洪峰流量是3.12m3/s，泄洪构筑物的过水能力为6.87m3/s>3.12m3/s，满足100年一遇洪水经调洪后的泄流要求。 5.4 观测设施
观测设施的功能在于监测尾矿库运行状态的各种参数，尾矿库运行状态是否正常须根据尾矿库观测设施实测数据进行定量判断。尾矿库观测设施主要有库水位观测、坝体位移观测、浸润线观测、构筑物变形监测、渗流水观测等。
《尾矿库安全技术规程》（AQ2006-2005）第5.3.26条中规定“四级以上尾矿坝应设置坝体位移和坝体浸润线观测设施。必要时还应设置空隙水压力、渗透流量及其浑浊度的观测设施”。
该尾矿库等别为五等库，堆积坝为三级不需要观测设施。 5.5尾矿输送及排放
尾矿输送方式：选厂标高为+121m，尾矿输送管道需从右侧山坡通过，山顶标高为+112m，满足自流输送。
（1）尾矿输送方式：尾矿输送管线在施工中应根据实际地形布设，且应一用一备。尾矿输送管槽线路的选择，一般应综合考虑下列原则：
①尽量不占或少占农田； ②避免通过居住区；
③结合砂泵站位置的选择，尽量自流，缩短压力管线； ④应尽量便于施工和维护。
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（2）尾矿排放方式：尾矿库采用上游法筑坝方式和后期尾砂冲积法筑坝方法的要求，尾矿排放方式应采用在尾矿坝坝顶向库内分散放矿的方式。设计在坝顶布置主管和支管。放矿主管采用Ф200超高分子量聚乙烯管道，支管采用Ф100超高分子量聚乙烯管道，支管间距10m，管道每根长为9.0m，主管与支管采用偏心底部连接方式，放矿时每组由相间隔的支管组成，每组同时开启3根支管，采用每组轮流交错放矿方式，满足冲积法筑坝要求进行放矿，使尾矿均匀沉积，严禁在非堆积区放矿，对于备用的管道，应将其内的矿浆放尽，以免剩余矿浆冻裂管道和沉积尾砂堵塞管道。 5.6 回水系统
回水池设于初期坝外东南方向，回水池处标高为95.6m，浆砌石结构，其规格为B×L×H=10×10×3m，同时起储水、消能作用。
尾矿水在尾矿库中经过长时间的澄清和降解作用，使尾矿水的水质能够达到国家有关污水排放标准后，应用泵送至选厂进行再利用。尾矿回水利用率初期为75%，中后期为85%。
回水泵房宜建在回水池旁，回水泵选用回水泵采用采用单级离心泵，型号为IS65-40-200型，Q=25m3/h，H=50，配带电机功率7.5kW。安设两台扬送水设备，其中一台作为备用。 5.7 值班房及通讯、照明设施 5.7.1劳动定员及库区值班房
尾矿库岗位定员为15人，尾矿库管理及技术人员1人，尾矿库岗位工作人员10人，水泵工4人。
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尾矿库区设立专门值班房，以便管理人员和尾矿工值班、通讯、放置工具及其物资储备。内设办公值班室1间，备品备件材料库房2间，建筑面积45m2。
值班房采用砖混结构，即砖墙承重，现浇钢筋混凝土屋面板，卷材防水；门窗采用塑钢制作，水泥砂浆地面，清水砖墙，立面不作抹灰装修。基础采用换土进行处理或建在岩石基础上。 5.7.2通讯设施配置
为了便于生产管理，在尾矿库区设立的专门值班室及泵房安装有线电话各一部，按要求应给尾矿库操作、管理人员配备移动电话，并确保畅通，以便及时与选厂联系。 5.7.3坝上照明和上坝道路
1）设置专线用于坝上照明，并保证足够的照明度。坝上配用两盏投光灯和马路灯相结合，投光灯照射范围为50m左右。投光灯位置设在初期坝一侧坝肩的山坡上，一盏照射坝上及库内，另一盏照射坝外坡及下游。
2）该尾矿库旁边应修建一条简易道路，以满足人员、运送物资车辆等上坝需要。 5.8 供配电方案 5.8.1供电范围
根据该尾矿库特点和总平面布置，供电范围有： 1）上坝道路及坝上照明； 2）回水泵供电； 3）砂泵站供配电和照明。
61
5.8.2供电及电力负荷
利用选厂变电站向泵站供电，泵站内用电设备电压为380V/220V。 砂泵站供配电控制和照明由选厂建设统一考虑。两个砂泵站设备安装功率均为P=180KW，工作功率最大为P1=90KW；照明安装功率P2=1KW；负荷P=91KW。
安装水泵功率P3=40KW，负荷P=20KW。
其它照明安装功率P3=15KW，负荷P=15KW。合计总负荷P=217KW。 5.8.3电气照明
上坝道路照明采用架空线路架设同一回路供电。路灯各光源间隔接入三相电源。
坝上配用投光灯和马路灯相结合，投光灯照射范围为50m左右。 5.8.4防雷及接地
1）低压配电系统采用TN-S接地系统。
2）在电力线路终端和T接地处安装避雷器，接地电阻≤4Ω。 3）每根线路电杆做重复接地，接地电阻≤10Ω。 4）所有电气设备外壳均做保护接地。 5.9其他设计要求
1）泵站内的地面应有不小于0.01的坡度排向排水地沟；地沟的坡度一般不小于0.02，宽度应考虑便于清理和冲洗。
2）砂泵站对供电可靠的要求，应不低于选矿厂主要车间。
3）对于需开动备用砂泵进行矿浆管道冲洗的砂泵站，应按冲洗时间同时运转的砂泵台数确定供电设备的能力。
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4）砂泵站的照明也应考虑室外矿浆仓以及泵站事故池等处的要求。 5）在库区左侧修建进入尾矿库的道路。
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第六章 尾矿库安全运行管理与环境保护
由于尾矿设施为矿山长期运营的设施，对尾矿库的维护管理尤为重要。要求在运营中加强尾矿库技术、管理档案资料保管，设立单独的尾矿工段并配备专职的尾矿管理人员，制定健全的尾矿库管理的各项规章、规程。在尾矿库专门建尾矿库值班室。
尾矿库安全运行管理应做到：
1、对已制定的各项尾矿库管理规章制度在实施中务必认真贯彻执行，同时应根据尾矿库特点、选厂排尾情况每年编制年度尾矿作业计划；
2、严格按设计要求堆筑尾矿；
3、固定专人按岗位责任制检查维护，发现沉陷、裂缝、滑坡等异常现象及时回报及时处理；
4、严禁在坝体上设置有碍安全的构筑物及破坏坝体的行为； 5、应定期细心检查坝下游坡有无渗漏、塌坑、隆起、裂缝等现象，根据发现异常现象的程度分析是否出现滑坡、管涌等险情，及时采取预防加固措施，避免重大事故的发生。 6.1 环境保护
环境保护是我国的基本国策，尾矿库是矿山企业最大的环境保护工程项目，环境污染治理是环境保护的核心。我国的环境保指出“开发矿藏，必须实行综合勘探，综合评价，综合利用，严禁乱挖乱采，妥善处理尾矿矿渣，防止破坏资源和恶化自然环境”，尾矿设施本身即为环保工程，通过回水利用、护坡处理、干滩面交替放矿等，可有效
地减少尾矿对环境的污染。 6.1.1环境保护可研依据
依据《中华人民共和国环境保》、《中华人民共和国水土保持法》以及国环字（87）第002号《建设项目环境保护设计规定》等法律和规定。
环境保护标准：
1）《地表水环境质量标准》（GHZB1-1999）； 2）《污水综合排放标准》（GB78-1996）； 3）《地下水质量标准》（GB/T14848-93）； 4）《工业企业设计卫生标准》（TJ36-79）； 5）相关安全环保的技术标准。 6.1.2尾矿水回水利用
设计确定回水利用，回水利用率初期为75%，终期为85%，对环境影响不大。尾矿澄清水可以满足《污水综合排放标准》GB78-1996的有关规定；尾矿少量排放时应进行尾水水质检测，做好记录，保证尾矿水达标排放。
尾矿回水设施是补充选矿厂正常生产用水的重要设施，同时也是防止尾矿水污染环境的有效措施。因此，必须做好下列经常性的维修工作，以保证其正常运行：
（1）严冬季节应对回水管采取防冻保护措施；
（2）冬季运行时，须采取措施防止取水设施周围结冰，影响正常取水；
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（3）坝下的回水泵站，须由专人值班管理，确保正常运行。 对回水水质的控制要求：正常情况下，生产管理应按设计规定的最小澄清距离控制水位。这样，既能确保干滩长满足安全要求，又能加速沉积尾矿的固结。 6. 1.3尾矿堆积坝
尾矿堆积坝坡，应覆土植草护坡，植草密度不小于85%；对于库内干滩面采用洒水防尘，防止扬尘污染环境；
除尾矿坝外，应在库区范围内周围山体上植树造林，以便防风及水土保持，减少地面径流，严禁滥伐、滥垦、滥牧；
服务期满前两年应进行闭库设计，服务期满后按闭库设计要求使尾砂稳定、逐步恢复土地复垦，恢复良好的生态系统和自然景观。 6.1.4 环境保护监测管理
企业应设安环职能部门，专职人员从事环保管理工作。 尾矿库建设中要考虑足够的安全及环保投资。 环境保护监测环保部门一季一次监测。
企业化验室应装备环保监测仪器设备、配专职监测员，对尾矿污水实施监测。 6.1.5 水土保持
库区植被茂盛，尾矿库工程建设过程中，对植被造成局部破坏，因此，要加强植树造林工作，做好植被保护、防止水土流失。
尾矿库用于堆存尾矿砂，其本身就是防止水土流失，是一项水土保持的工程。在尾矿库运行过程中应加强尾矿库的管理和放矿管理，避免尾矿
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流出库外，特别是汛期加强尾矿库的检测工作和安全管理，对坝体护坡、坝面覆土、种草维护，保持排洪设施畅通。尾矿库闭库后复垦还地，恢复植被或耕地造福于人类。 6.2尾矿库维护管理
（1）尾矿库运行过程中，必须按设计和有关技术规定认真做好放矿、筑坝及坝面的维护管理工作；
（2）尾矿坝滩顶高程，必须满足防汛，确保足够的安全超高； （3）库内严禁滥挖尾砂、炸鱼或其它爆炸等危害尾矿库安全的活动； （4）在尾矿库的下游，不准再建住宅和其它设施。坝面及坝顶不得建设设计中没有的其它任何设施；
（5）坝面植草，不得种植乔木和农作物；
（6）建立健全巡坝护坝制度。尾矿库面及下游坡面上，不得有积水坑存在。
6.3尾矿排放与筑坝 6.3.1尾矿子坝的维护
（1）子坝若是分层筑成的，外坡的台阶应修整拍平；
（2）在坝顶和坝坡应覆盖护坡土，厚度为300mm，种植草皮，防止坝面尾砂被大风吹走，扬尘而造成环境污染；
（3）坝肩和坝坡面需建纵、横排水沟，并应经常疏浚，保证水流畅通，以防止雨水冲刷坝坡。对降雨或漏矿造成的坝坡面冲沟，应及时回填并夯实；
（4）子坝筑好后，应及时移动安装尾矿输送管，架设照明线路，尽早
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放矿，保护坝趾；
（5）新筑的子坝坝体的密实度较差，且放矿支管的支架不牢固。因此，须勤调放矿地点，杜绝回流掏刷坝趾，造成拉坝或支架悬空；
（6）由于放矿管、三通、阀门均属易磨损件，一旦漏矿，应及时处理，否则会冲坏子坝。 6.3.2尾矿排放的操作管理
（1）初期坝筑坝及每一期堆积坝冲填作业前必须进行岸坡处理，将树木、草皮、树根、废石及风化石层等全部清除；
（2）岸坡清理应做隐蔽工程记录，经有关技术人员或工程监理人员检验合格后方可筑坝或充填；
（3）在排放尾矿作业时，应根据排放的尾矿量，开启足够的放矿支管根数，使尾矿均匀沉积；
（4）经常调整放矿地点，使滩面沿着平行坝轴线方向均匀整齐，应避免出现侧坡、扇形坡等起伏不平现象，以确保库区所有堆坝区的滩面均匀上升；
（5）放矿应于坝前分散轮流放矿，不得任意在库后或一侧岸坡放矿。严禁矿浆沿子坝内坡趾横流冲刷坝体；
（6）每期子坝堆筑完毕，应进行质量检验。检验记录与报告需经技术人员签字后存档；
（7）放矿时应有专人管理，做到常巡视、勤记录和勤汇报，不得擅自离岗。
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6.4尾矿排放与筑坝 6.4.1尾矿泵站
尾矿泵站（简称砂泵站）是输送尾矿的关键设施，应经常或定期检查维修，使泵站保持良好的运行状态，将矿浆稳定无漏损地送至尾矿库。
砂泵站常见故障的处理方法：
①矿浆浓度过高、粒度过粗。可能引起电机过载，且长时间运转易造成烧毁电机。一般采用补加清水稀释的方法解决；
②给矿不足。泵池打空泵体进气发生气蚀现象引起泵体强烈振动，严重损坏泵体及过流体。一般处理方法是调整给矿量或补加清水；
③轴承件运转不正常，引起轴承体发热。一般检查润滑的油质和油量。如油质太差，应予以更换，补加适当油量。如电机轴与泵轴不同心应予以纠正，轴承损坏应及时更换。 6.4.2尾矿输送管线的维护管理
尾矿输送管路是输送矿浆的重要通道，必须加强管理和维护，保证畅通无阻。
（1）应经常巡视检查输送线路，防止堵、漏、跑、冒；
（2）对尾矿系统，应定期检测输送矿浆的流量、流速、浓度和比重，使其各项指标符合设要求；
（3）当停产时，必须及时开启输送管路的放空阀门，排放矿浆，以免堵塞；
（4）山区管路应加强巡视，保持沿线边坡稳定。发现塌方，应及时处理；
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（5）严禁在输送线路附近（包括线路上）采石、放炮、建房或堆料等危及线路安全的活动；
（6）管道应定期翻转，延长使用年限，防止漏矿事故。备用管道应保持良好状态，能随时转换使用。 6.5尾矿库防洪与排洪 6.5.1尾矿库防洪的基本要求
（1）在满足回水水质和水量要求的前提下，应尽量降低库水位； （2）库内应在适当地点设置可靠、醒目的水位观测尺，并妥善保护； （3）水边线应与坝轴线基本平行；
（4）未经技术论证和上级主管技术部门批准，严禁用子坝抗洪挡水，更不得在尾矿坝上设置溢洪口；
（5）定期检查和清理排水构筑物及排水沟，将坝面积水坑填平以便雨水流入排水沟；
（6）应及时收集气象预报，及时了解汛期水情，汛前做好防洪的工作，加强值班和巡逻，设报警信号和组织检查队伍，了解和掌握汛期水情和气象预报。
6.5.2尾矿库排洪设施的操作管理
（1）当发现坝面局部隆起、塌陷、流土、管涌、渗水量增大或渗水混浊等异常情况，应立即采取处理措施，并及时上报有关部门；
（2）在尾矿坝运行过程中如需增设或更新排渗设施，应经技术论证，并经企业安全部门批准。
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6.6尾矿库渡汛
（1）应随时收集气象预报，了解汛期水情； （2）凡汛期前与暴雨前应做好库、坝的防汛工作；
（3）运行中在满足水质要求下，尽量降低库内水位；水边线应与坝轴线保持基本平行，与坝顶距离不能变化太大；
（4）对泄洪系统及坝体必须进行详细检查和维护，疏浚坝肩截水沟、坝顶（趾）排水沟、排水隧洞；
（5）加强值班和巡逻，设警报信号和组织检验队伍，了解和掌握讯期水情和气象预报；
（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。尤其防止连续暴雨的垮坝事故； 6.7排渗设施管理与渗流控制
（1）排渗设施为隐蔽工程，施工时必须按设计要求精心施工，仔细填写施工记录，编制竣工图；
（2）当发现坝面局部隆起，坍陷、流土、管涌、渗水量增大或渗水浑浊等异常情况时，应立即采取处理措施，并上报有关部门；
（3）运行中按设计要求制定管理、维护和运行细则，确保设施完好，充分发挥其功能。 6.8抗震
（1）抗震工作应贯彻预防为主的方针，当接到震情预报时，应根据实际情况做出防震、抗震计划和安排；做好人员、物资、交通、通讯、照明、报警，抢险和救护等工作；
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（2）震前注意尾矿坝坡及库区内岸坡稳定性，及时采取措施； （3）严格控制库水位，确保设计要求的安全滩长，满足坝体稳定要求； （4）地震后，必须对尾矿库进行巡查和检测，及时修复和加固破坏部分，确保尾矿库运行安全。 6.9建设单位安全生产管理职责
（1）设置尾矿库安全管理机构，明确管理机构负责人，设置安全环保部尾矿库安全管理部室。
（2）建立健全尾矿设施安全管理制度；对从事尾矿库作业的尾矿工进行专门的作业培训，并监督其取得作业人员操作资格证书和持证上岗的情况；
（3）建立、健全管理机构，落实管理经费；
（4）推进科学化、规范化管理，加强安全检查。建立并推进以科学技术为基础的尾矿库安全生产和安全检查制度。如：安全会议制度、安全检查制度、安全教育制度、安全交制度、安全维修制度、特种作业人员作业管理办法、事故应急处理预案、安全生产奖惩制度、尾矿坝工安全操作规程等；
（5）编制年、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、筑坝和排洪管理工作；
（6）严格按照《尾矿库安全技术规程》（AQ2006-2005）、《尾矿库安全监督管理规定》和设计文件的要求，做好尾矿库放矿筑坝、回水排水、防汛、抗震等安全生产管理；
（7）做好日常巡检和定期观测，并进行及时、全面的记录。发现安全
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隐患时，应及时处理并向企业主管领导报告。 6.10应急预案
所谓预案，就是工程失事时如何应对和组织群众向安全地点转移，减少损失的方案。
企业应编制应急救援预案，并组织演练。 （1）应急救援预案的种类如下： 1、尾矿坝跨坝； 2、洪水漫顶； 3、水位超警戒线；
4、排洪设施损坏、排洪系统堵塞； 5、坝坡深层滑动； 6、防震、抗震； 7、其他。
（2）应急救援预案的主要内容 1、应急机构的组成和职责； 2、应急通讯保障；
3、抢险救援的人员、资金、物资准备； 4、应急行动； 5、其他。
（3）编制应急救援预案应抓住的几个要点： 1、事故受害范围； 2、人员抢救与工程抢险；
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3、灾民撤离与安置； 4、医疗救护与防疫； 5、交通运输保障； 6、通信保障； 7、电力保障； 8、粮食食品物质供应； 9、基础设施应急抢险与恢复； 10、社会治安维护； 11、重要目标警卫； 12、消防； 13、应急资金； 14、呼吁与接受外援； 15、信息发布。
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第七章 投资估算
7.1 主要设施及工程
红兵尾矿库设计工程根据尾矿库建设特点分期实施。首期工程主要有：排水斜槽开挖，初期坝的坝基处理、坝体堆筑、护坡、排水井、消力池施工，沟底排渗盲沟，坝肩排水沟及坝前排水沟施工；后续工程：后期坝堆筑和护坡，后期排渗管道敷设、后期坝坝肩排水沟及坝面排水沟施工。 7.2编制依据
（1）人工工资：采用当地人工工资标准；
（2）材料价格：采用2007年版《冶金矿山概预算定额》中的“人工材料统一价格”并结合当地同类工程市场价确定。 7.3定额及指标
采用的定额、指标：根据现行工程建设“冶金矿山尾矿工程预算定额”、“施工机械台班费用定额”、“概预算费用定额”。 7.4其它费用
其它费用：采用工程建设预算定额[工程概预算费用定额]。 7.5费用估算
工程估算是根据工程设计图纸和现场实际条件确定，本设计以下所作的估算投资仅供建设单位施工时参考。
投资估算中石料取自库区内的山体，卵石或砾石取自采矿的碎石。考虑采、运、配、施工费用，钢筋砼、混凝土、尾矿输送管线及排渗管考虑材料和施工费用。结合当地施工价格，浆砌石按150元/m3计，干砌石按75元/m3计；0.6×0.6m排水沟按180元/ m计，1.0×1.0m排水沟按250元/ m
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计，（0.8～1.4）×1.2m按300元/ m计；钢筋混凝土按600元/ m3计；坝体基坑及挖土石方综合价按30元/m3计，碾压堆石按50元/ m3计；Ф150mm的软式透水管以60元/m计，加上施工费用，合计按70元/m；Ф100mm的PVC管以15元/m计；排水隧洞按1500元/m；400g/m2土工布按10.96元/m2计；600g/m2复合土工布按15元/m2计，碎石垫层及碾压均按30元/m3，基础开挖按20元/m3。
投资估算中不可预见费按工程和其它费用之和的10%计，不考虑涨价预备费及投资方向调节费。各单项及子项工程量及投资估算详见表7-1。
表7-1 工程量及投资概算表
序单项工程名称 号 建设尾矿库费用 基础开挖3360m3 坝体石方5836m3 1 初期坝 600g/m2土工布712m2 20～80mm厚的砂卵石保护层和找平层432m3 挖方25.2m3 Ф150mm软式透水管70m 2 坝底部排渗 400g/m2土工布2088m2 填方25.2m3 Ф100mmPVC管406m 3 4 5 5 堆积坝面排渗 400g/m2土工布13m2 排水斜槽 排水涵洞 排水沟 1.2×1.0 m排水斜槽长166m 1.2×1.0 m排水涵洞28m （0.6～1.2）×0.6m坝前排水沟长40m 0.0143 53.1 7.4 0.9 53.1 7.4 18.78 2.01 0.076 5.5 5.51 3.36 35.3 0.98 0.432 0.025 0.42 2.51 136.6 40 子项工程量 元） 元） 元） 造价（万合计（万总计（万
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0.5×0.3m排水沟长431m 0.6×0.6m排水沟长506m 碎石垫层58.6m3 开挖量300m3 6 7 回水池 钢筋混凝土96m3 不可预见费用 总费用 7.7 10.0 0.18 0.3 9.3 9.0 20 20 156.6 另外还有砂泵站、回水泵房等费用。因受设计阶段，无法准确计算，但粗步估算整个尾矿库的投资在156.5万元。 7.6 资金来源
全部企业自筹。
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第八章 效益分析
8.1 经济效益分析
栾川县金川铁选厂，主要从事铁粉深加工精选，选厂规模为500吨/天，可实现利润为500万元/年，该选矿厂生产能否安全运行，其配套工程尾矿库是其中一个重要环节。该尾矿库建成后，能够满足该企业选矿厂服务年限内的排尾需要，保证企业的顺利发展，使企业获得更好的经济效益。 8.2 社会效益分析
该企业新尾矿库建成后，能够满足该企业选矿厂服务年限内的排尾需要的同时，使选矿厂废弃的尾矿实现有序堆存，可避免尾矿对周围环境的污染。由于考虑了尾矿水全部回水利用，可避免尾矿水对下游水系的污染，同时还可节约大量水资源。
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第九章 结论及建议
9.1 库址及尾矿库形式
1）经过企业有关人员和设计人员的多处寻找和方案比较论证，确定在信阳浉河区红兵选矿厂附近的沟谷中建设尾矿库。
2）根据地形适合建设山谷型尾矿库。尾矿库选址可行。
3）该尾矿库主要设施包括尾矿输送、初期坝、尾砂堆积坝、防洪排水设施、排渗设施、回水设施等。 9.2 尾矿库的等别及标准
1）尾矿库总坝高16m，总库容为16.8万m3，使用年限3年，根据尾矿库的相关标准确定该尾矿库等别为五等尾矿库。
2）确定该尾矿库的主要构筑物等级为五级。
3）确定防洪标准初期按洪水频率为1%（100年一遇洪水重现期）设防，中、后期按洪水频率为1%（100年一遇洪水重现期）设防。
4）尾矿库最小干滩长度40m且安全超高不小于0.4m。
5）五级尾矿坝抗滑稳定最小安全系数在正常运行条件下（正常库水位）K≥1.15，洪水运行（最高洪水位）K≥1.05，特殊运行K≥1.0。
6）抗震设防烈度为6度，地震加速度值为0.05g。 9.3 尾矿库主要工程方案
1）初期坝
根据库区岩石情况，确定初期坝采用透水堆石坝。 坝内坡设置土工布斜卧排渗层。
确定初期坝坝高6m，坝顶宽4m，坝顶标高100.00m。确定上游坡比
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1：2，下游坡比采用1：2，坝底宽28m，坝轴线长76m，坝体下游坡脚处设置排水棱体，棱体顶宽1m，高2m，内坡比1：2，外坡比1：2。 2）后期尾砂堆积坝
设计确定后期尾矿堆积坝筑坝方法采用上游式尾砂筑坝。初期坝堆满后，进行后期坝的堆筑。共堆积子坝3级，堆积坝总高10m，坝顶宽4.0m，堆积坝一、二级子坝高4m，三级子坝高2m，上游坡比1：2.5，下游坡比1：3；下游坡的总坡比为1：3.5。
每一级堆积坝坝面上设置一坝面排水沟，断面尺寸为B×H=0.5×0.3m，底部用厚为100mm的碎石做垫层，排水沟采用厚为300～400mm的块石浆砌护理；在两坝肩与山体接触处设坝肩排水沟，浆砌石结构，断面尺寸B×H=0.6×0.6m，排水沟的坡度和堆积坝坝面以及坝坡的坡度保持一致。在尾砂堆积坝外坡每垂高2m留一条马道，预埋水平排渗管。
在尾砂堆积坝外坡覆土后300mm，并植草或灌木护坡。 3）防洪排水设施
尾矿库最终总堆积高度较低，左侧山体岩石情况良好，山体高且厚，库区汇水面积较小。根据库区地形条件结合工程项目组现场堪察情况排水系统采用斜槽—排水涵洞—回水池形式。
排水斜槽直接与库内排水涵洞相连接。排水涵洞穿过初期坝底部中段外坡脚，将库内洪水及尾矿溢流水排入库外回水池。排水斜槽采用块石浆砌结构，采用厚为300mm的块石浆砌。排水斜槽断面为矩形，采用平板盖板，斜槽断面尺寸B×H=1.0×1.0m，排水涵洞采用钢筋混凝土结构圆拱直墙型，断面尺寸B×H=1.0×1.0m；盖板为预制平盖板，采用钢筋砼结构，
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板厚250mm，长1.0m。随着库水位的升高，逐步用平板盖板对排水斜槽进行封盖，担任排水排洪任务；初期坝外出口段排水槽至回水池之间采用明渠，断面尺寸B×H=1.0×1.0m。排水斜槽和排洪涵洞基础均坐落在库区左侧花岗岩地基上，花岗岩以上粘土层需全部清除，排水斜槽、排水涵洞的基底均用厚度为200mm的钢筋混凝土作为基础。 4）防排渗设施
坝内坡设置土工布斜卧排渗层。
在尾砂堆积坝外坡每垂高2m留一条马道，预埋水平排渗管。 5）观测设施
应设置坝体位移和坝体浸润线的观测设施。 在排水构筑物上适当位置设置水位观测标尺。 6）尾矿输送
根据矿方提供的资料及建议，结合实际地形条件，经过方案比较，尾矿输送确定为压力输送。尾矿自选厂由砂泵扬送至尾矿库。 7）回水设施
回水池设于初期坝外，同时起储水、消能作用。回水泵房建在回水池旁，将澄清的尾矿水用泵送至选厂进行再利用。尾矿回水利用率初期为75%，中后期为85%。 9.4 建议
1）建设单位应抓紧办理征地及相关审批手续。
2）建议下一步初步设计时应聘请有资质的地质勘查单位对库区内的地质情况进行详细勘察并提交《岩土工程勘察报告》。
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3）隧洞的最大泄洪流量除与净断面尺寸及形状有关外，洞内壁的粗糙系数对泄洪流量影响很大。为节约建设资金，本可研采用隧洞内壁的粗糙系数不大于0.04，所以，要求隧洞施工爆破须采用光面爆破，隧洞内壁表面要经过细致处理，去掉凹凸不平。
4）尾矿库初期坝、尾矿堆积坝的排渗系统，应严格按照图纸施工，以免降低排渗系统的排渗效果。
5）尾矿库部分构筑物的施工属隐蔽工程，施工过程中要严格按照规范要求做好隐蔽工程施工纪录。
6）须请有请有相应资质的施工单位进行施工，请有相应资质的工程监理单位进行全程监理。严格执行《尾矿设施施工及验收规程》（YS5418-95）和《碾压式土石坝施工规范》（DL/T5129-2001）等相关规定和技术标准。
7）建议在组织尾矿库施工过程中，加强现场施工管理，以便针对新出现的实际情况及时采取处理措施。
8）为全面提升尾矿库安全生产工作的水平，变被动为主动，使库区安全有所保障，在下一步生产中，企业应正确处理生产和安全的关系，依据国家现有的安全标准和要求，按设计施工，只有这样，才能保持尾矿库在安全方面的长治久安。
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