沙岭铁矿尾矿库初步设计说明书(编辑修改稿)

沙岭铁矿尾矿库初步设计说明书(编辑修改稿)内容摘要：

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=Hehfhj 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 ； ht—— 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。 21 本尾矿库库长约 500 米，库区山谷纵坡 ，库区汇水面积为，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 ，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 247。 36000 m3= 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=5 m，此时滩长可达 160m，大于所需滩长 90m。 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： H e Ht hj 初期坝 尾矿 Hk Ls＞ Lc 初期坝坝高确定示意图 22 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) ＜ 10 10～ 20 20～ 30 ＞ 30 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:， 外坡 比 为 1:。 ②初期坝坝型 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～ 10 1:～ 1: 1:～ 1: 1:～ 1: 10～ 20 1:～ 1: 20～ 30 1:～ 1: 23 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:， 内坡比 1:， 坝顶宽 ，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 AQ20202020） 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。 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 ； b— 坝顶宽度， b 坝 =3m； m— 内、外坝坡系数之平均值， m 坝 =(m1+m2)/2=； 24 k— 系数，其取值如下表： K 坝 =， 经计算得：初期坝土石方量 V =8435m3。 尾矿库 后期 堆积坝 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 +37181。 m 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。 l/L 0 k 25 (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。 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。 子坝的断面形式 为梯形 ， 梯形顶宽 ，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 ～ ， 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 26 纵 截水沟，断面为。 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 ，且向坝肩形成 1%的水力坡度。 尾矿库 洪峰流量 洪水形成 设计的尾矿库集水面积约 ，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。 防洪标准 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～ 200 50～ 100 30～ 50 20～ 30 中后期 500～ 1000 200～ 500 100～ 200 50～ 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。 27 洪峰流量计算 本尾矿库库区集水面积为 ㎞ 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= 式中： QP— 洪水频率的暴雨径流计算量， m3/s Q1— 径流模量，河池市 Q1=20 F— 汇水面积，本尾矿库 F= m— 面积参数， Q1≥ 20 时， m= C— 校正系数， C= C1 C2 C3 C1— 主河槽坡度校正系数，当 i=0. 118/时， C1= C2— 主河槽横断面边坡坡度校正系数，当 a= 时， C2= C3— 土壤种类校正系数， C3= QP=20 =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 m ,高 m ,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= m3/S确定排水斜 槽断面为 m m= ㎟ 28 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 430 m）及后期坝 标高 441 m 设坝面横向截水沟，用 162。 125 ㎜聚氯乙烯塑料管作坝内横向排渗主管，长度分别为 180 m，180m，用 162。 75 ㎜聚氯乙烯塑料管作水平引出管， 总 长度为 1800 m， 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。 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 4BA6 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。 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， 29 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=%＞矿浆自流 最小 %， 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={[(γ g1)u]1/3pν 1/6} 式中 :D 为临界管径 ,m Q 为矿浆 重 量 , t/d（按 1000t/d 规模计算） γ g 为尾矿真比重 ,t/m3 u 为尾矿颗粒自由沉降速度， m/s pν为 尾矿体积浓度， 18% D={[ (1000 )/(24 3600 )]/{[() ]1/3}}=(m) 根据实际经验 ,选用Ф 150 ㎜ 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/=[(1000 )/(24 3600 )]/[ ] =(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， 30 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。 尾矿库观测设施 融安县桥板乡。