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1、某尾矿库初步设计报告目 录1 设计依据11.1 国家、地方政府和主管部门的有关安全规定11.2 采用的主要技术规范、规程、标准11.3 其它资料22 工程概况32.1 位置及交通32.2 自然地理及经济概况32.2.1 自然地理概况32.2.2 经济概况32.3 矿山设计简介43.工程地质63.1地形地貌及地质简况63.2岩土体工程地质特征63.3场地水文地质83.4场地地震效应83.5岩土参数94. 尾矿库的工程概况114.1尾矿库库容量及服务年限114.2尾矿库等级114.3初期坝124.4尾矿堆积坝134.5拦水坝154.6库区内排水系统164.7库区上游（拦水坝以上）排水系统174.8
2、排渗水设施174.9尾矿输送184.10尾矿回水184.11尾矿库的观测设施184.12值班室、供电及通讯194.13 尾矿库的破坏危害程度195 尾矿坝稳定性分析205.1尾矿坝渗流分析205.2坝体安全措施216 尾矿库洪水计算及调洪演算236.1尾矿库防洪标准236.2洪峰流量计算236.3洪水总量计算246.4 调洪演算256.5 库区泄水能力计算266.6 库区上游（拦水坝以上）排洪系统泄流能力演算317 尾矿库安全管理327.1 尾矿库管理327.2 尾矿排放与筑坝347.3 尾矿库水位控制与防汛357.4 排渗设施管理与渗流控制367.5 尾矿库防震与抗震377.6 尾矿库汛期安
3、全检查377.7 排水构筑物安全检查387.8 尾矿坝安全检查387.9 尾矿库库区安全检查397.10 尾矿库区范围内违章建设情况397.11 尾矿库的事故及其处理措施397.12 尾矿库所在区域的人文、自然地理情况407.13 人员编制417.14 应急救援预案417.15 补充建议418 尾矿库安全设施专项资金421 设计依据1.1 国家、地方政府和主管部门的有关安全规定（1）中华人民共和国安全生产法；（2）中华人民共和国矿山安全法；（3）中华人民共和国矿山安全法实施条例；（4）中华人民共和国矿山资源法；（5）建设项目（工程）劳动安全卫生监察规定；（6）尾矿库安全监督管理规定。1.2 采
4、用的主要技术规范、规程、标准（1）选矿厂尾矿设施设计规范（ZBJ1-90）；（2）碾压式土石坝设计规范（SL274-2001）；（3）水利工程水利计算规范（SL279-2004）；（4）上游法尾矿堆积坝工程地质勘察规范（YBT11-86）；（5）碾压式土石坝施工规范（DL/T5129-2001）；（6）水工建筑物抗震设计规范（SL203-97）；（7）选矿安全规程（GB18152-2002）；（8）工业企业设计卫生标准（GBZ1-2002）；（9）工作场所有害因素职业接触限值（GBz2-2002）；（10）工业企业厂界噪声标准（GB1248-90）；（11）电力装置的继电保护和自动装置设计规范
5、；（12）机械防护安全距离（GB/T2265-1997）；（13）矿山电力设计规范（GB50070-1994）；（14）冶金矿业尾矿设施管理规程（冶矿字第185-90）；（15）尾矿设施施工及验收规程（YS5418-1995）（16）尾矿库安全技术规程（AQ2006-2005）；1.3 其它资料（1）xxxx水文手册；（2）矿方提供的尾矿库库区1/1000地形图；（3）xxxxxxxxx（尾矿库）岩土工程勘察报告；（4）xxxxxxxxxxxxxxxxxxx尾矿库安全预评价报告；2 工程概况2.1 位置及交通xxxxxxxxxxxx矿位于xxxxxxxxxxxxxxx相距22km，隶属风埔乡管
6、辖。矿区有简易公路与xxx公路相接，距xxxx城38km，县城距xxxx市70km，交通较方便。2.2 自然地理及经济概况 2.2.1 自然地理概况矿区属中低山地貌，主要山脊走向呈北西向至南北向延伸，海拔标高最高点1113.8m,最低标高725m，相对高差388.8m，地势西北高，东西低，地形切割剧烈，坡度较大，呈“V”字型山谷，悬崖峭壁，植被发育。本区属亚热带暖湿季风气候，雨量充沛，年降雨量1634mm，年平均气温18.5oC，无霜期276天。矿区水系呈树枝状发育，由大小众多冲沟汇集成2条山涧溪流，一条由南向北，另一条由西向东，在矿区东部汇合后经西溪注入xxxxx溪（闽江支流）。2.2.2
7、经济概况区内森林资源丰富，以松、杉、竹为主，农业种植以水稻为主，及菌菇类种植，尚有竹木初加工，经济不甚发达。2.3 矿山设计简介设计矿区范围内资源量为：矿石量17663373.15吨，xxxxx金属资源量33968.48吨。设计主要采矿方法为盘区房柱采矿法，占80%。对厚度小于3m的矿体，采用全面采矿法，占20%。设计选矿工艺为：磨矿采用阶段全闭路磨矿分级工艺，浮选采用二段浮选工艺，即浮选尾矿再磨再选。一段磨矿分级溢流进入一段浮选系统，一段浮选采用一粗三扫五精工艺流程，浮选精矿进入精矿脱水系统，浮选尾矿进入二段磨矿分级系统，二段磨矿分级溢流进入二段浮选系统，二段浮选采用一粗二扫六精工艺流程，浮
8、选精矿和一段浮选精矿混合进入精矿脱水系统，扫选尾矿为最终尾矿。基本工艺资料：选矿厂生产规模：3000t/d。选矿厂工作制度：330天/年、3班/天、8小时/班。年排尾矿量：90.72104t/年 折合69.78104m3/年。尾矿真比重：2.62 t/m3。尾矿堆积容重：1.3 t/m3。尾矿浆排出浓度：20%。尾矿平均粒度：-200目占80%。尾矿库服务年限：9年。考虑到环保和安全生产等要求，急需要建设一座环保安全型尾矿库，以满足矿山生产和持续发展的需要。3.工程地质 3.1地形地貌及地质简况库区属中山-低山地貌类型，主要山脊走向呈北西向至近南北向延伸，海拔标高最高点为1113.8m，最低标
9、高725m，相对高差388.8m。地势西北高，东南低，受流水强烈侵蚀，切割强烈，坡度较大，呈现“V”字型和“U”字型山谷，悬崖峭壁林立，植被极为发育。场地内河谷地带多见基岩出露，局部见第四系冲洪积卵石层，两侧山坡表层多为坡积粉质粘土或含碎石粉质粘土，呈可-硬塑状，下伏燕山晚期入侵花岗岩及其风化层。初期坝及拦洪坝均位于两个山体之间（两山夹一沟地段），周边山体边坡植被发育，稳定性较好，区域构造稳定。自上而下，库区内岩土层主要有素填土（）、含碎石粉质粘土（）、碎石（）、卵石（）、强风化花岗岩（）、中风化花岗、中风化花岗岩（）。水系呈树枝状发育，由大小不一的冲沟水汇集成两条涧溪流，一条由北向南，另一条
10、由西向东在工作区东部汇合后经西溪注入xxxxx溪（闽江支流）。本区属亚热带暖湿季风气候，雨量充沛，年降雨量1634mm，年平均气温18.5oC，无霜期276天。3.2岩土体工程地质特征场地岩土层可划分为6层，其工程地质特征自上而下分述如下：1、素填土（）Q4me：揭示于JK2孔，顶板高程797.88m，层厚0.30m，土层呈灰色，填料主要为碎石，含少量粘性土，新近人工堆填，压实性差。松散，湿。2、含碎石粉质粘土（）Q4dl：揭示于JK3、JK4、JK5、JK6、JK7、JK8、JK9、JK10、KT8、KT9、KT10、KT11孔，顶板标高794.19m857.78m，钻孔揭示层厚0.80m1
11、0.80m，顶板坡度一般小于16，最大坡度约为36。土层呈黄灰色，主要成分粘性土，碎石含量约20，粒径2060mm，岩性以强风化花岗岩为主，含少量砂粒，土体粘性一般，具砂感，坡积成因。可塑-硬塑，湿。3、碎石（）Q4dl：揭示于JK3、JK4、JK7孔，顶板标高798.21m823.11m，钻孔揭示层厚1.00m3.10m，顶板坡度小于32。土层呈灰色，碎石含量约55，粒径2070mm，棱角状，岩性以中强风化花岗岩为主，重锤击可碎，粘性土及砂粒充填，胶结程度一般，坡积成因。稍密，湿。4、卵石（）Q4al-pl：揭示于JK1、JK5、JK8孔，顶板标高792.59m800.36m，钻孔揭示层厚1
12、.20m5.90m，土层呈灰色，卵石含量约55，粒径30100mm，夹杂漂石，粒径可达200mm以上，次圆状，岩性以中风化花岗岩为主，粗砂充填，胶结程度差，冲洪积成因。中密，饱和。5、强风化花岗岩（）r53c：揭示于JK8孔，顶板标高789.89m，层厚1.00m，灰黄色，花岗结构，块状构造，主要矿物为长石、石英及云母，母岩矿物风化强烈，岩芯多呈碎块状，夹少量砂土状，碎块风化裂隙发育，锤击易碎。6、中风化花岗岩（）r53c：分布广泛，各孔均有揭示，均未揭穿，顶板标高788.89m890.00m，层厚大于0.70m，顶板坡度一般小于13，最大坡度约为32。灰白色，灰黄色，花岗结构，块状构造，主要
13、矿物为长石、石英及云母，岩芯呈短柱状、柱状，少量呈碎块状，节长在518mm之间，风化裂隙发育一般，岩性坚硬，锤击不易碎，RQD约43。3.3场地水文地质拟建库区内水文地质条件简单，库区两侧均为山体，地表水体主要为一流经坝体中部的小溪流，溪面最宽处约3m，最深约0.7m，水量主要受大气降水及森林侧向补给影响。拟建初期坝及排水沟场地地下水以孔隙潜水为主，主要赋存于含碎石粉质粘土及卵石层中，其中含碎石粉质粘土富水性一般较弱，卵石层则富水性较好，施工期间初见水位埋深2.20-6.50m，稳定水位埋深1.70-5.30m，年变化幅度约为1.50m，顺坡向以地下径流或泉的方式排泄，受地形、地貌影响，补给条
14、件一般，呈就地补给、就地排泄形式；拟建拦洪坝场地未见地下水发育；排水涵洞场地地下水为孔隙潜水及下部基岩裂隙水相结合，大气降水垂向补给和地表水侧向补给。3.4场地地震效应根据国标建筑抗震设计规范（GB500112001）规定和附录A，xxxxx县抗震设防烈度VI度，属设计地震分组第一组，设计地震基本加速度值为0.05g。1、场地土类型和场地类别初期坝场地土类型为中硬场地土，对照规范分类表，建筑场地类别为类，反应谱特征周期0.35S，处于建筑一般地段。拦洪坝、排水井及排水沟场地基岩出露，场地土类型为坚硬土，对照规范分类表，场地类别为I类，处于抗震有利地段。排水涵洞场地覆盖层厚度约0.80-3.40
15、m，含碎石粉质粘土，场地土类型为中软场地土，对照规范分类表，建筑场地类别为类。处于抗震一般地段。2、砂土液化判定本场地抗震设防烈度属VI度区，按国标建筑抗震设计规范（GB500112001）第4.3.2条规定，本场地可不考虑砂土液化问题。3、场地稳定性及适宜性拟建库区内未发现不良地质作用、湿陷性土、溶洞、人工洞穴及泉孔；未发现埋藏的河道、沟滨、孤石等对工程不利的埋藏物；库区内河谷两侧山坡植被发育，未发现滑坡、坍塌及泥石流等地质灾害。场地稳定性较好，适宜建筑。排水涵洞进出洞口围岩主要为中风化花岗岩，围岩级别为级，稳定性一般，开挖时应做好防护措施。洞身围岩主要为中风化花岗岩，岩层完整性一般，进出洞
16、口岩体裂隙发育，围岩级别以级为主。洞身完整性一般，围岩级别为级，开挖时应及时支护，尤其是加强拱部的支护衬砌。3.5岩土参数根据工程勘察报告提供的统计成果，岩石抗压强度试验成果及各岩土层主要性能参数见表3-1： 各岩土层主要性能参数表表3-1 土层名称天然密度o(g/cm3)凝聚力CkPa内摩擦角()压缩模量Es1-2MPa承载力特征值fak承载力修正系数bd含碎石粉质粘土（）1.95*5*25*12*18001.0碎石（）2.00*0*28*24*2503.04.4卵石（）2.10*0*30*30*3503.04.4强风化花岗岩（）-5003.04.4中风化花岗岩（）-18003.04.4注：
17、带*号为经验值4. 尾矿库的工程概况 4.1尾矿库库容量及服务年限初期坝坝顶标高+825m，初期形成库容量V初=77104m3，相应有效库容V有效=34.6104m3，终期尾矿堆积坝坝顶标高+880m，相应总库容量V总=843104m3 ，相应有效库容量V有效=632104m3。按生产规模3000t/d计，年排尾矿量90.7104t/a，折合69.78104m3/a，尾矿库初期坝可服务半年，尾矿库终期可服务9年。4.2尾矿库等级按照选矿厂尾矿设施设计规范规定，尾矿库各使用期的设计等别应根据该期的全库容及坝高两方面条件确定。当两者的等别差为一等时，以高者为准；当等差大于一等时，按高者降低一等。尾
18、矿库等级见下表：尾矿库等级表表4-1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V100001000V10000100V1000V100H10060H10030H60H30设计初期坝坝高H初=26m（标高+799m+825m），尾矿后期堆积坝坝高H终=55m（标高+825m+880m），总坝高H总=H初+H终=26+55=81m，相应总库容量V终=843104m3。考虑坝高与全库容两个条件，当两者等差大于一等时，按高者降低一等。本次设计尾矿坝H总=81m，而相应库容量较小V终=843104m3，介于三等别和四等别之间，设计确定本尾矿库为三等别库，主要建筑物均为3级建筑
19、物、次要建筑物均为5级建筑物。4.3初期坝根据尾矿坝的使用要求以及运行特点，结合坝址工程地质、地形及当地筑坝材料的条件再考虑环保方面的要求，采用当地石料碾压堆筑初期坝，坝型为碾压堆石坝。尾矿库初期坝形成的库容应能贮存选矿厂半年以上的尾矿量，同时应能满足尾矿澄清水及调蓄洪水的要求。据以上各方面因素确定该尾矿库初期坝坝型为透水碾压堆石坝，坝顶标高825m，最大坝高H初=26m（799m825m），最大坝长L=110.5m，坝顶宽B=4m，在坝内、外坡标高815m处各设一处马道，马道宽b=2m。初期坝内、外坡坡比均为1：2，下游马道和坝顶处各设一测压管，直径为80mm，深度为12m。初期坝坝内坡设置
20、块石护坡碎石粗砂垫层土工布粗砂碎石垫层等作为坝体反滤层，坝外坡设置块石护坡。坝基设置排水盲沟，坝外坡脚设置块石排水棱体，棱体顶标高801m，棱体顶宽2m，棱体外坡脚布置截渗齿墙及集水池，坝基设置排渗钢管（DN200），一侧伸入盲沟，一侧穿过齿墙伸出坝外，钢管以1%的坡度坡向下游，管身钻孔，孔径15，梅花布孔，包滤布。其次，坝基穿齿墙另布设3根排渗管。设计上为确定坝体稳定安全，采用TGSG-30型土工格栅作加筋层，层距2米，幅宽30米。加筋层可增加坝体整体性，上、下层咬合及抗滑剪切性等，因而可大幅度提高坝体抗滑稳定性。同时，初期坝坝外坡设置纵向、横向排水沟及边沟，横向排水沟从坝顶至坝脚，每隔20
21、m设一条，纵向排水沟分别位于坝顶和马道内侧，排水沟采用浆砌石砌筑，纵、横排水沟尺寸均为BH=0.40.4m2；排水边沟尺寸为BH=0.60.6m2。筑坝石料要求：可以采用的岩石有：花岗岩、砂岩、石灰岩等，泥质砂岩、叶岩、泥质砾岩等不能用作筑坝石料。砌体石料要求新鲜、完整，风化、有裂隙、易于风化、软化的石料不能使用，石料的外形力求完整，其饱和极限抗压强度不能低于Mu40。该尾矿库筑坝材料可取坝基库区开采的花岗岩石料，根据坝体的高度和受力状况对坝体进行分区，采用分层铺筑堆石并加压实方法进行施工，将库区盲沟内渗流水导向坝外集水池。4.4尾矿堆积坝后期坝采用粗尾砂上游法堆筑子坝。影响尾矿沉积和形成尾矿
22、堆积坝的因素包括尾矿粒度、流速、排放浓度、流量、药剂等，对于上游法堆筑，尾矿坝采用自然、分散、分区、轮换放矿、人工或机械堆诸子坝外，设计上推荐有条件时采用水力旋流器分级尾矿上游筑坝方法，尾矿分级是为了获得浓度大、粒度粗的尾矿用于堆筑子坝。该尾矿坝设计每次堆积高度2m，分层碾压，尾矿在坝前均匀堆放，保持坝体协调上升，以便增强坝体的稳定性。每年汛季之前必须提前筑好子坝，确保所需的调洪库容。尾矿堆积坝外坡比1：4（每期筑子坝高h=2m，外坡比1：2，平台宽4m），终期堆积坝坝顶标高880m。尾矿堆积坝外坡设置纵向、横向排水沟和排水边沟（坝坡与两岸山体交界处）断面尺寸BH=0.40.4m2与BH=0.
23、60.6m2，定期予埋排渗水PVC管D=150mm，管长L16m，上下层垂直层距H=6m，水平间距L=20m，管内端2m段钻梅花孔，孔径30，孔距80mm，外包土工布滤水，以期降低坝内浸润线。汛期控制干滩长度L汛70m和安全超高H0.7m。尾矿排放与筑坝要求：1、尾矿排放与筑坝，包括岸坡清理、尾矿排放、坝体堆筑、坝面维护和质量检测等环节，必须严格按照设计要求和作业计划精心施工，并做好记录。2、尾矿坝滩顶高程必须满足生产、防汛、冬季冰下放矿和回水要求。尾矿坝堆积坡比不得陡于设计规定。3、每期子坝堆筑前必须进行岸坡处理，将树木、树根、草皮、废石、坟墓及其他有害构筑物全部清除。若遇有泉眼、水井、地道
24、或洞穴等，应作妥善处理。清除杂物不得就地堆积，应运到库外。岸坡清理应做隐蔽工程记录，经主管技术人员检查合格后方可充填筑坝。4、上游式筑坝法，应于坝前均匀放矿，维持坝体均匀上升，不得任意在库后或一侧岸坡放矿。应做到：a）粗粒尾矿沉积于坝前，细粒尾砂排至库内，在沉积滩范围内不允许有大面积矿泥沉积；b）坝顶沉积滩面应均匀平整，沉积滩长度及滩顶最低高程必须满足防洪设计要求；c）矿浆排放不得冲刷初期坝和子坝，严禁矿浆沿子坝内坡趾流动冲刷坝体；d）放矿时应有专人管理，不得离岗。5、坝体较长时应采取分段交替作业，使坝体均匀上升，应避免滩面出现侧坡、扇形坡或细粒尾矿大量沉积于某端或某侧。6、放矿口的间距、位置
25、、同时开放的数量、移动周期与距离，应按设计要求和作业计划进行操作。7、为保护初期坝上游坡及反滤层免受尾矿浆冲刷，应采用多管小流量的放矿方式，以利于尽快形成滩面，并采用导流槽或软管将矿浆引至远离坝顶处排放。8、冰冻期、事故期或由某种原因确需长期集中放矿时，不得出现影响后续堆积坝体稳定的不利因素。9、尾矿坝下游坝坡面上不得有积水坑。10、每期子坝堆筑完毕，应进行质量检查，检查记录需经主管技术人员签字后存档备查。11、坝体出现冲沟、裂缝、塌坑和滑坡等现象时，应及时妥善处理。4.5拦水坝考虑到库区上游汇水面积F上=6.53km2较大，为避免洪水进入库区，给安全生产带来困难，及遵照清浊分流的设计原则，设
26、计在尾矿库库区上游山谷狭窄处建设一座拦水坝。拦水坝坝型为浆砌石重力坝，坝顶标高为890m，坝基标高为874.5m，最大坝高Hmax=15.5 m，最大坝长L=33.62m，内坡比（上游）1：0.1，外坡比（下游）1：0.7，坝顶宽B=3m，上游坝面和下游部分坝面（最高为尾水位以下）浇筑厚50cm的混凝土用于防渗。开挖坝基时，应将坝踵高程降低，使坝基面倾向上游，或将坝基开挖成齿槽形式。坝基座落在基岩上，并以0.6m厚细石混凝土C20座垫与坝体浆砌石110o相接。严格执行浆砌石坝设计规范（SL25-91）。4.6库区内排水系统尾矿库库区内排水系统由排水井排水涵管排水涵洞明渠消力池等组成。3#排水井
27、井径D=4.5m，井高H3=21 m（标高861882m），钢筋混凝土结构，下接排水涵管，涵管钢筋混凝土结构，断面尺寸BH=2.22.2m2，长L3=82.3m。2#排水井井径D=4.5m，井高H3=24 m（标高838862m），钢筋混凝土结构，下接排水涵管，涵管钢筋混凝土结构，断面尺寸BH=2.22.2m2，长L2=264.75m。1#排水井井径D=4.5m，井高H3=18m（标高821839m），钢筋混凝土结构，下接长7.79m的连接排水涵管，钢筋混凝土结构，断面尺寸BH=2.22.2 m2。涵管接排水涵洞，进口底标高818 m，出口底标高807.7m，全长L涵=461.938 m，下接
28、明渠，明渠段长L=37 m，末端接消力池，钢筋混凝土结构，BLH=482.5m。排水井均为框架式混凝土结构，涵管与涵洞均为圆拱直墙型的（城门洞型），断面尺寸BH=2.22.2 m2，圆拱直墙式，直墙段高1.1m，涵管为钢筋混凝土结构，涵洞进出口采用钢筋混凝土支护，洞内视岩石情况，如新鲜坚硬岩石可以不支护，涵管、涵洞均每间隔L=15m 设置伸缩缝（沉降缝），沥青木板，并采用HZ1-300型止水带做好止水，工程地质地形变化处增加伸缩缝。经计算，库区排水系统泄流能力可以达到：q初泄=21.09m3/sq初应=18.45m3/sq中后泄=52.26m3/sq中后应=23.81m3/s，故满足库区防洪泄
29、流要求。4.7库区上游（拦水坝以上）排水系统库区上游排水系统由大口井隧洞消力池陡渠组成。大口井为钢筋混凝土结构，内径D=8m，井高H=5m，壁厚0.4m，大口井侧壁洞口通过钢筋混凝土短管与隧洞进口相接。隧洞断面为圆拱直墙式（断面尺寸隧洞），衬砌壁厚=250mm，BH=3.63.6m2，进出口段支护L=20m2，采用钢筋混凝土支护，壁厚350 mm。隧洞内如岩石新鲜，坚硬完整，可不支护，隧洞全长L隧=1040.7m。隧洞出口接回水池，钢筋混凝土结构BLH=6123 m3，隧洞排水系统泄水能力可达：Q隧泄=176.53m3/sQ应=129.25m3/s，满足相应防洪要求。回水池下游接陡渠，陡渠L渠
30、=191m，末端接消力池。4.8排渗水设施为降低尾矿堆积坝坝体内浸润线，尾矿库设计中采用以下排渗水设施。1、初期坝内坡设置反滤层及滤水体，并通过予埋导渗管将渗水导向坝外坡脚的集水池。2、库区内设置排渗水盲沟，将库基渗水集中汇流导出库区，库区内排渗水盲沟断面尺寸BLH=31000.8 m3。3、尾矿堆积坝子坝平台预埋排渗水PVC管，管径150mm，并与外坡面排水沟相接，可大幅度降低浸润线。4.9尾矿输送尾矿浆自选矿厂尾矿泵房尾矿浆排出口至尾矿库输送距离1600m，选择压力输送，输送管采用耐磨钢管三根（两用一备），管径D=250mm，单根长L=1600m。尾矿泵房站内设置8台渣浆泵，两泵一串连，共
31、四个系列（两用两备）。尾矿泵房内渣浆泵采用125ZBS-750-CR(ZBS180-100-750)型，Q=259.88m3/h，扬程H=57.44m，配套电机为Y315L1-6功率P=110kw。有条件时可采用水力旋流器，坝头尾矿分级放矿。4.10尾矿回水尾矿库库区排水涵洞出口设置回水池（消力池），回水池尺寸为BLH=482.5 m3，并架设回水管至选厂水池，管径D300mm，全长L=1600 m，可自流返回选厂实现再循环利用。4.11尾矿库的观测设施对尾矿坝和排水涵洞进行经常观测，掌握其工作状态，以确保运行安全。为此，设计上埋设必要的观测设备。4.12值班室、供电及通讯尾矿库值班室为选矿厂
32、统一管理。在初期坝西端坝顶标高以上附近设置值班室，建筑面积72m2。坝上照明及临时供电由选矿厂统一供电（可低压电缆供电，如有动力，可采用380V架空，再在值班室附近设50KV的变压器）。值班室内设置一部电话机。4.13 尾矿库的破坏危害程度尾矿库的初期坝及后期坝下游在尾矿库殃及范围内没有大的居民区，重要的交通设施距离尾矿库较远，但尾矿库位于天然河道，所以尾矿库上游拦水坝的设置必须保证整个河道的安全泄洪，并确保尾矿库的安全，最终确保尾矿库周围的环境不被破坏和污染。针对以上问题设计中为保证河道泄洪要求及尾矿库周边环境保护要求，在对上游拦水坝各项技术指标、设施计算确定时，严格按照水库坝设计标准为依据
33、，充分核算、论证以确保整套设施从方案布置、结构选择及规格尺寸等方面均能满足水库坝设计要求。确保河道泄洪及尾矿库周边环境的安全。5 尾矿坝稳定性分析5.1尾矿坝渗流分析尾矿坝渗流计算的主要任务，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溢段的水力坡降，做为坝体稳定计算和排渗设施设计的依据。尾矿初期坝坝高25m(不计清基深度)，坝顶宽4m，上、下游边坡均为1：2，其上游面过渡层依次为干砌块石护面厚0.3m，碎石粗砂垫层厚0.2m，土工布（500g/cm2），粗砂碎石垫层厚0.2m；上游水深H=17m，下游水深h0=0m，ln=104m，堆石渗透系数K=0.23m/s；坝体单宽流量：q坝的
34、单宽渗流量，；K堆石的渗透系数，； 堆石平均粒度为10cm，取K=0.23m/s；H上游水深，取H=17m；L渗径，取L=104m；浸润线方程： 浸润线出溢高度：计算结果： q=0.36 a0=0.72 m出溢点在初期坝内，不会发生渗透破坏。尾矿库后期堆积坝在生产运行中采用排渗水管排污水，可大幅度降低浸润线，排渗管与坝外纵向排水沟相连接，确保后期坝渗流稳定。5.2坝体安全措施初期坝为碾压堆石坝，取库区内石料风化料及基建剥离废石筑坝，逐层碾压筑成，设计上为确定坝体稳定安全，采用TGSG-30型土工格栅作加筋层，使坝体增加整体性，上下层咬合及抗滑剪切性等，因而大幅度提高坝体抗滑稳定性。铺设加筋层的
35、尾矿坝稳定性分析采用瑞典圆弧法计算，求出安全系数最小值，并满足设计规范相应规定。规范规定坝坡抗滑稳定最小安全系数K值表5-1坝等别正常运行洪水运行特殊运行三1.201.101.05计算公式为:式中：Wi-第i土条重；C9i，9i-第i土条底粘聚力（KPA）和内摩擦角；TGCi-第i条土工网抗拉强度（KN/m）；Gi-第i土条受地震水平力（KN/m）；Qi-第i土条底弧切线与水平线夹角（KN/m）；Li-第i土条底弧长；R-最危险滑动面半径；Yi-第层加筋方向与滑弧圆心距离；加筋体抗拉力由筋体强度决定，能否发挥抗拉力，取决于锚固长度L，土工网伸入土体长度不得小于最小锚固长度Lm。Lm=TGcFm
36、/2FGS式中：Lm-最小锚固长度； TGci-土工网抗拉强度（KN/m）； Fm-锚固安全系数（无粘性土Fm=1.5，粘性土Fm=2.0）； -作用于筋材上的复压力（Kpa）按自重应力计； FGS-土与塑网摩擦系数（土工织物FGS=0.667tgg，土工网FGS=0.9tgg）； g-无粘性土取快剪内摩擦角；粘性土取土体综合内摩擦角。经验算初期安全系数K=1.38K规=1.20尾矿堆积坝在生产运行中采取预埋排渗水管方式降低坝体浸润线高度。另外，初期坝内坡滤水层及坝基排渗盲沟等为降低浸润线起到积极的作用。经验算，堆积坝安全系数K=1.31K规=1.20。因此，尾矿坝能够满足安全稳定要求，并为企
37、业生产、渡汛、堆存尾矿及回水等奠定了坚实地基础。6 尾矿库洪水计算及调洪演算6.1尾矿库防洪标准xxxxxxxxxxxxxxxxxxx尾矿库为三等级尾矿库，主要建筑物均为3级建筑物、次要建筑物均为5级建筑物。尾矿库防洪标准表表6-1尾矿库等别一二三四五洪水重现期（a）初 期1002005010030502030中后期10002000500100020050010020050100三等尾矿库防洪标准：尾矿库使用初期为50100年一遇；中后期为200500年一遇。xxxxxxxxxxxxxxxxxxx尾矿库设计采用防洪标准为：初期100年一遇，中、后期500年一遇。6.2洪峰流量计算按xxxx水文
38、图集及特小流域汇水面积洪水计算公式：洪峰流量计算按简化推理公式： Qp=-DF式中：Qp-设计频率P的洪峰流量，m3/s； Sp-频率为P的暴雨雨力，mm/h； F -坝址以上汇水面积，km2； L -由坝址至分水岭主沟长，km；m -汇流参数；j -主河槽平均坡降；-产流历时内平均渗率，mm/h；A、B、C、D-计算指数，据n值查表；n-暴雨递减指数（1时，n=n1，1时n=n2，查xxxxx省水文手册）-流域产流历时，小时。计算结果：拦水坝以上上游汇水面积：F上=6.53km2最大洪峰流量： Q1% =95.56 m3/s Q0.5%=109.89 m3/s Q0.2%=131.87 m3
39、/s库区内汇水面积：F库=1.67 km2最大洪峰流量：Q1%=22.06 m3/sQ0.5%=25.37m3/sQ0.2%=30.44 m3/s6.3洪水总量计算洪水总量按公式计： Wtp=1000tH24pF式中：Wtp-历时t，频率P的洪水总量，m3； H24p-历时t，频率P的降雨量，mm；t-与历时t相应的洪量径流系数； F- 汇水面积，km2；拦水坝以上，上游汇水面积：F上=6.53 km2最大一次洪水总量：W1%=525000 m3W0.5%=604000 m3W0.2%=726000 m3库区内汇水面积：F库=1.67 km2最大一次洪水总量：W1%=110000 m3W0.5
40、%=127000 m3W0.2%=153000 m36.4 调洪演算洪水过程线按概化三角形公式：Q=Qp(1-Vt/Wtp)式中：q-排水系统应泄流量，m3/s； Vt -某标高的调洪库容，m3； Wtp -频率p是洪水总量，m3； Qp -频率p时洪峰流量，m3/s。库区内调洪库容：初期：V初=8.6104m3后期：V后=15.8104m3应泄流量为：q初=18.45m3/s q后=23.81m3/s库区上游拦水坝以上来水（拦水坝拦截后，进入大口井隧洞排洪系统）,应泄流量为：q泄=129.15 m3/s。6.5 库区泄水能力计算尾矿库库区内排水系统由排水井排水涵管排水涵洞明渠消力池等组成。1
41、#排水井井径D=4.5m，井高H3=18m（标高821839m）；2#排水井井径D=4.5m，井高H3=24 m（标高838862m）；3#排水井井径D=4.5m，井高H3=21 m（标高861882m）。排水井均为钢筋混凝土结构，采用排水涵管相连接，涵管钢筋混凝土结构，断面尺寸BH=2.22.2m2，圆拱直墙式，直墙段高1.1m。1、排水井泄流能力计算A、自由泄流设计1#井18m（821.00839.00），现对第一层窗口泄流能力进行演算。水位在834.00以下（未淹没第一层圈梁时）水位在824.00以上时（淹没第一层圈梁时）式中：Hi第i层全淹没工作窗口的泄流计算水头，米；H0最上层未淹没
42、工作窗口的泄流水头，米；HZ计算水头，为库水位与排水管下游出口断面中心标高之差，米，当下游有水时，为库水位与下游水位的高差；Hy溢流堰泄流水头，米；Hj井口泄流水头，米；一个排水窗口的面积，米2；井口水流收缩断面面积，米2，框架立柱和圈梁之间的过水净空总面积，米2；井口深范围内的窗口总面积，米2；排水井井筒横断面面积，米2；排水井窗口总面积，米2；排水井井筒外壁表面积，米2；排水管下游出口断面面积，米2；排水管计算管段断面面积，米2；排水管入口局部水头损失系数，直角入口=0.5，圆角或斜角入口=0.20.5，喇叭口入口=0.10.2排水井进口局部水头损失系数，查图4-8框架局部水头损失系数，为
43、立柱、横梁的局部水头损失系数之和，即；梁、柱有效断面系数，可按其净空间距与中心间距的比值由图4-9查取；侧向收缩系数，；排水管计算管段的内径，米，对于非圆形井取排水管计算管段的长度（断面无变化时，即为管道的全长），米；系数，根据由图4-10查取；排水管计算管段的水力半径，米；排水井井筒断面的水力半径，米；排水窗口直径，米；堰顶宽，米；一个排水口的宽度，米；同一个横断面上排水口的个数，排水井沿程水头损失系数，；排水管沿程水头损失系数，；谢才系数，根据n、R查附录。经计算，水位在821824m时：计算结果见下表5-2：不同库水位时的自由泄流量计算表表6-2库水位（m）计算项目821.00821.2
44、0821.50822.00822.50823.00823.60Hy=库水位-821.000.20.51.01.52.02.6Qc（m3/s）3.077.2413.5317.7721.8229.39当Hy0.53m时，m0.66 按薄壁堰考虑，取m=0.405+0.0027/Hy；当0.14Hy0.53米时，按实用堰考虑，取m=0.36+0.1（ ）。经计算，水位在824.00以上（即淹没第一层窗口）时：计算结果（第一层至第二层窗口之间）见下表5-3：表5-3库水位（m）计算项目824.00824.50824.70825.00825.30825.50Hy=库水位-824.000.50.71.01.31.5Q31.4737.2715.6556.0361.9868.56B、压力流当洪水量较大，水头增大，排水管（涵洞）呈満管流时，即处于压力流状态，排水井
