某某尾矿库初步设计(编辑修改稿)

某某尾矿库初步设计(编辑修改稿)内容摘要：

筑坝材料取 自 附近的采石场 ， 后期堆高 18m， 总库容 万m3， 库容利用系数为 ， 有效库容 万 m3。 初期坝 结构 初期坝坝型为内坡反滤透水碾压 堆 石坝，坝高 （ 含清基 ），坝顶长 52m， 坝顶宽 ,内坡 1： ，外坡 1： ，坝顶标高 2074m，内坡 设透水反滤层厚 ， 内外坡均设置块石护坡，厚 ， 详见附图3。 初期坝下坡残积层耕植土、碎石、块石全部清除，坝基坐落 在 强风化页岩 ,设计清基深度。 初期坝材料为 取自 库区 附近的采石场。 设计施工参数 :初步确定干重 17 度γ d=，施工前，坝 体 填筑料做碾压试验 ,取样做击实试验及剪切试验，并根据实验结果对设计取值参数进行验证。 尾矿坝体技术要求 本坝体设计主要结合实地地形，根据工程勘察报告可知，持力层选强风化页岩 （其承载力 350kpa） ，设计清基深度。 筑坝 材 料要求：其软化系 数 ＞ ，容重 ＞ ，石料长短之比不大于 ，抗压强度大于 10Mpa。 坝体技术要求：坝体 碾压 前应清除料场地内的表土层和杂质，确保填料的 新鲜、干净 ， 场地整洁，碾压前做碾压试验，确定碾压厚度、密度、孔隙率、遍数及碾压机械。 本设计碾压厚度小于 3m。 积 坝 （ 1）尾矿堆积坝为上游式堆坝，堆坝高 18m，尾矿堆积坡 1：。 尾矿总库容 万 m3,有效库容 万 m3，服务年限 年。 （ 2）堆积坝筑坝方式采用水力冲积法 —— 坝顶分散放矿。 初期坝上放矿主管 D100，长 52m，主管 接 DN50 mm 支管 5 根及 5 个 DN50 矿浆闸阀，支管用 D=50mm 橡胶夹布压力胶管接到初期坝内坡脚开始放矿。 （ 3）尾矿堆坝从初期坝顶 2074m 高程开始堆坝 ,按 1: 的外坡比进行子坝垒筑，子坝尺寸为坝顶宽 ，坝高 ，子坝内外坡比均为1： ，子坝垒筑最终标高为 2092m，堆坝高 18m，共计 9 级子坝 ，详见附图 4。 18 （ 4）堆坝放矿主管放置在子坝顶上，主管为 DN100 的 PE 管，随尾矿坝的上升而抬高。 主管上每间距 设置一根支管，支管为 DN50 的PE 管，支管上接 DN50 橡胶管，每 2 根支管为一 个工作组，每 3 个工作组为一放矿区域，每一放矿区域分为干燥区、准备区、冲积区三区。 放矿时干燥区、准备区、冲积区三区交替轮流放矿，随着堆坝高度的上升，堆坝放矿区域可作适当加宽，无论在何种情况下均保证尾矿粗颗粒沉积坝前，细颗粒排向库尾，不允许矿泥沉积，不出现粗、细尾矿颗粒夹层，以免形成软弱的滑动面，威胁堆坝体的稳定安全。 （ 5）挖取离坝轴线 40m 范围内的尾砂作为堆筑子坝的材料进行堆坝，严禁在子坝附近挖坑取土堆筑子坝。 （ 6）堆坝过程中，严格控制滩面长度，正常运行期间尾矿库干滩最小保持 100m 以上 ,汛期前，雨季期间 应将库内蓄水排干，最高洪水位期间最小干滩长大于 50m，同时库内最小安全超高不小于 ，若库内存水位大于设计要求，应及时撤掉 盖板 ，增加排水 斜槽 的下泄能力，将库内集水排泄至库下游降低库水位，确保尾矿库安全运行。 在堆坝过程中堆坝外坡应及时修筑坝面排水沟排泄坝面雨水，以防雨水冲刷坝面，同时在堆坝外坡坝面上种草，防止水土流失。 （ 7）堆坝体内排渗设施 为降低浸润线，满足抗震构造要求，在尾矿堆积体中从标高 2076m开始每升高 4m 设置一层排渗盲沟， 共设置了 4 层排渗盲沟。 排渗设施由水平方向的纵、横盲沟及竖向盲沟组成。 横 向盲沟平行于坝轴线，距离 19 堆坝外坡 40m 设置横向盲沟一条与纵向盲沟相连。 纵向盲沟水平垂直于横向盲沟，每间隔 10m 设置一条，以 i＝ 的坡度延伸至堆坝外坡，纵向盲沟与横向盲沟交汇点设置竖向盲沟。 纵、横向排渗盲沟由土工布包裹碎石构成，横向盲沟与纵向排渗盲沟相连， 宽 ， 将渗水排入坝上排水沟，盲沟内设软式透水管φ 100mm，将坝体内渗透水导出坝外，过坝面及岸坡排水沟排向库下游，降低堆坝体内浸润线。 上述堆坝排渗盲沟，在实际使用中效果明显。 排洪构筑物 排洪构筑物方案 尾矿库汇雨面积为 ， 排水 设计方案采用库外截洪沟截污分流， 库内排水斜槽 、井、排水管 道 结合的方式 排洪到下游，排水斜槽延伸到库尾， 总 长 L=946m，排水管道 （ D=）与排水斜槽相连， 总长 163m。 排水斜槽与排水管道交汇处设置 接合井 （ D=）。 水文气象 XX 县位于 XX 省 中 部， 属滇中高原东南部， 距离昆明市 58km 处，县政府驻金山镇， 地跨东经 101176。 38’ 一 102176。 35’ 、北纬 24176。 51’ 一 25176。 3’ 之间。 总面积 3536km2,境内重山叠嶂，河谷纵横，海拔 13002754m，年平均气温 ，年平均 降水量 930mm，境内盛产水稻， 玉米，小麦，蚕豆，豌豆，烤烟，油菜籽等农作物，尾矿库区域 地 处滇中高原中部，属亚热带高原季风气候。 年均温 ℃ ， 最高 ℃，最低 ℃；多 20 年 年均降水量 ，降雨 80%集中在每年的 610 月。 干、雨季分明；年蒸发量 15002100mm，最强在 35 月。 水文计算 水文计算采用《 XX 省暴雨洪水图表实用手册 》选取参数计算洪峰流量和洪水总量。 （ 1）流域参数 全区汇雨面积 ，汇流长度 ，平均坡降 10%。 全区分汇水 1 区（库内区域） 、 汇 水 2 区（ 库外区域 ）， 表 25 各区流域系数 汇水面积 F(m3) 汇水长度 L(km) 平均坡度 J 汇水 1区 汇水 2区 全区 （ 2）降雨参数 该地区降雨参数选取《 XX 省暴雨洪水图表实用手册 》查得，见表 26。 表 26 降雨参数表 H1（ mm） CV1 H6(mm) CV6 H24(mm) CV24 35 55 70 (3)洪峰流 量计算 尾矿库汇雨面积属特小流域汇流时间短，降雨历时采用 24 小时，故设计采用推求公式计算洪峰流量，采用推理计算公式： FSQ n2 7  式中： Q—— 洪峰流量（ m3/s）； 21 ψ —— 洪峰径流系数； S—— 暴雨雨力（ mm/h）。 τ —— 流域汇流时间（ h）； n—— 暴雨衰减系数； F—— 汇雨面积（ km2）。 洪峰流量计算见表 27； 表 27 各区洪峰流量计算表 F L J P（ %） h1 h6 h24 汇水 1区 2 0 2 0 汇水 2区 3 0 3 0 全区 5 0 5 0 m KP H24P= n2 SP=H24p24n1 /msp1/4 τ o 汇水 1区 4 4 汇水 2区 5 5 全区 5 5 τ0n2 μ=9 ψ =*μ /Sτ 0n2 τ Qm′(m3/S) m′ θ 汇水 1 22 区 5 1 汇水 2区 6 1 全区 1 7 各区洪峰流量见表 28 表 28 各区洪峰流量计算成果表 P（ %） Q 汇水 1区 1 汇水 2区 1 全区 1 (4)洪水总量计算 库内设计洪水总量采用下式推求： WP= 式中： WP—— 设计洪水总量（万 m3）。 HTP—— 历时为 T 的设计暴雨（ mm）。 F—— 汇雨面积。 α —— 径流系数。 计算结果见表 29 表 29 各区洪水总量计算成果表 23 P（ %） WP 汇水 1区 1 汇水 2区 1 全区 1 排洪构筑物 排水斜槽 ①调洪库容计算 经在 1： 1000 地形图上 计算，最小安全超高 ，尾矿堆筑滩顶标高2092m，初期调洪水深 H 调 =，调洪库容 Vt= 万 m3。 后期 调 洪水深 H 调=，调洪库容 Vt= 万 m3。 ②下泄流量计算 下泄流量计算公式采用高切林公式： )1pWV tp  （下泄 式中： Q 下泄 —— 下泄洪水流量（ m3/s） ； QP—— 设计洪水流量（ m3/s） ； Vt—— 调洪库容（万 m3）； Wp—— 设计洪水总量（万 m3）。 计算结果： 24 初期调洪： Q 下 1%=。 Q 下 %=。 后期调洪： Q 下 1%=。 Q 下 %=。 为了降低库区水位，快速排出洪水，提高尾矿库的安全，排水斜槽设置按满足 24 小时全流域汇水量的排泄，设计选用平板嵌入斜槽，计算排水斜槽采用明渠 无 压力计算，排水斜 槽 现场浇筑而成 ，厚 300mm，盖板厚 500mm，采用 钢筋混凝土 结构，排水斜槽地基基础承载大于 160t/m2,计算采用明渠矩形断面，计算公式如下： 流量公式： Q=ω V 流速公式： IRCV  曼宁公式： 式中： Q—— 流量（ m3/s） ω —— 过水断面面积（ m2） V—— 流速（ m/s） R—— 水力半径（过水断面面积与湿周的比值）（ m） I—— 水力坡度 C—— 流速系数（谢才系数） n—— 沟壁粗糙系 数（据材料而定） 参数选取：铺设坡度 %12%，设计坡度按 10%， 粗率 n=，计算断面为明渠矩形断面，宽 ，深 ，经计算可得： 611 RnC  25 当水位深 ， 断面特性值为：断面积 A=，湿周长 X=，水力半径 R=，计算得 C= V=Q =其斜槽排泄流量为 ，大于库内正常排泄要求，故设置排水斜槽断面 ，满足减轻库区洪水压力，排水斜槽总长 946m，延伸到库尾。 排水管 排水管道设置按满足 24 小 时全流域汇水量的排泄，经计算 24 小时70mm（正常）全流域洪峰流量 ，洪水量为 万 m3。 设计选用管道为 D= 的圆形管道，在铺设坡度 10%时，管道的通过流量按以下公式计算： 流量公式： Q=ω V 流速公式： IRCV  曼宁公式： 式中： Q—— 流量（ m3/s） ω —— 过水断面面积（ m2） V—— 流速（ m/s） R—— 水力半径（过水断面面积与湿周的比值）（ m） I—— 水力坡度 C—— 流速系数（谢才系数） 611 RnC  26 n—— 沟壁粗糙系数（据材料而定） 参数选取：设计坡度按 10%， 粗率 n=，计算断面为圆形断面，直径 D=，经计算可得： 当水位深 ， 断面特性值为：断面积 ω =，湿周长 X=，水力半径 R=，计算得 C= V=Q =排水管道排泄流量为 ，大于库内正常排泄要求，满足规范要求， 满足减轻库区洪水压力，排水管道总长 163m。 在排水管道出口设置集污池 (B L H =10 20 3m),采用浆砌石结构，以达到保护环境的作用。 截 洪 沟 根据环保规范要求，为减少进库水量，达到清污分流，库区周边设置截 洪 沟，库区 周围 设置截 洪 沟（ B H= ），坡度 12%,全长2635m，按汇水 2 区百年一遇洪峰流量设置，结构采用 水泥砂浆浆砌块石，厚 250mm。 截 洪 沟水力计算： 计算公式： 流量公式： Q=ω V 27 流速公式： IRCV  曼宁公式： 式中： Q—— 流量（ m3/s） ω —— 过水断面面积（ m2） V—— 流速（ m/s） R—— 水力半径（过水断面面积与湿周的比值）（ m） I—— 水力坡度 C—— 流速系数（谢才系数） n—— 沟壁粗糙系数（据材料而定） 参数选取：坡度按 12%， 粗率 n=，计算断面为明渠矩形断面，宽 ，深 ，经计算可得： 当水位深 ， 断面特性值为：断面积 A=，湿周长 X=，水力半径 R=，计算得 C=。