尾矿库初步设计报告

1 概述

1.1 地理位置

辽宁省朝阳恒润矿业有限公司铁选厂位于辽宁省西部建平县白山乡，距建平县约为55km。该矿行政区划隶属于辽宁省建平县白山乡长汉池村。地理坐标东经119°27＇40＂，北纬41°45＇23＂，主要交通道路为建平县城至白山的县级公路，交通便利。

1.2 地形地貌

矿区属辽西低山丘陵地区，地势平缓，山形低矮，最高海拔高度834.2m，最低海拔高度530.4m，相对高差303.8m。地形属浅切割区。低洼区域植被较发育，岩石裸露较少，山体中部以上植被较少，岩石裸露较多，区西部有老哈河支流，其余为雨季时呈暴涨急消的季节性河流。

1.3 气候特征

该地区属于寒温带夏雨炎热型气候，夏季炎热，冬季寒冷，春秋两季干旱，风大，是我省西部的主要干旱地区；多年平均降雨量为445.6mm，多年平均蒸发量为1939.3mm；多年平均气温5.5 ℃，极端最高气温41.2℃，极端最低气温零下36.9℃；相对湿度在39~75%之间；最大积雪深度为21cm，最大冻土深度为183cm。，正常情况下在10月21日前后开始冻结，化冻时间为4月11日前后；多年平均风速见表1-1。

表1-1

风速表

1.4 水文特征

该尾矿库位于白山乡长汉池村，该区水文地质条件简单，无大的地表水体，地表流水主要为季节性河流，当大气降水量大时，才出现地表径流。地表第四纪覆盖较厚，以黄土为主。厂区无有河流，均为雨季冲沟，属季节性河流。春季与冬季河水断流，每逢汛期沟水猛涨，但历时较短。

2 企业简介

朝阳恒润矿业有限公司是集采矿、选矿、冶炼综合性企业，现有职工人数120人，固定资产2800万元，现有管理人员12人，其中技术人员5人。本企业隶属于中海润集团公司，该选矿厂预计年处理矿石15万吨，年可生产铁精粉5万吨。计划生产年限6年。

该企业性质为：民营企业。

3 尾矿库

3.1 设计依据

1) 库区现状资料1/10000地形图、实测1：1000地形图。

2）企业提供的现场调查资料。

3）《选矿厂尾矿设施设计规范》ZBJ1-90。

4）本区地震烈度Ⅷ度，地震动参数为0.2g。

5）选矿厂工艺资料。

3.2 其他依据资料

1）《土石坝养护修理规程》（SL210-98）

2)《尾矿设施施工及验收规程》(YS5418-95)

3)《碾压式土石坝施工技术规范》（SDLT5129-95）

4)国家安全生产监督管理总局（第6号）《尾矿库安全管理规定》

5）《尾矿库安全管理技术规程》（AQ2006-2005）

6）《开发建设项目水土保持技术规范》（SL204-98）

3.3 设计基本原则

1）认真贯彻国家基本建设的方针政策，落实国家对资源、环境、土地和水资源等有关政策法令，执行行业安全、卫生等各项法规规定。

2)设计力求符合实际，主体工艺设施与生产辅助设施配套，本着安全实用、技术可行、经济合理的原则进行。

3）严格执行国家环保法、生产安全和工业生产等规定，使“三废”排放达到国家标准。

4）设计尽可能选用新型高效节能设备；性能可靠，设备先进。

5）本着经济实用、技术可行、因地制宜、减少污染等原则，最终达到

资源开发与保护环境的良性循环，实现社会效益、经济效益、资源效益及生态环境效益的统一。

3.4 基本工艺资料

1）选矿厂年排出尾矿量10.0万t“（322t/d）

2）选矿厂工作制度为300天/年，2班/天，12小时/班。

3）尾矿比重为2.8t/m3。

4）尾矿堆积干容重：1.39 t/m3(尾矿浓度：20%)。

5）尾矿平均粒度为-200目，占总量的80%。

6）尾矿库设计服务年限：8年

7) 尾矿库回收再利用水设计。

3.5 尾矿库址

3.5.1 尾矿库容量

依据公式V=w/rd β=ρg/2.7=2.8/2.7=1.04

年排尾砂量V年=10.0/（1.39*1.04）=7万m3

服务年限内排除尾矿砂量V=7×8×104=56万m3

3.5.2 尾矿库址

尾矿库是选矿厂生产不可缺少的配套设施，经现场实测，该尾矿库选在白山乡长汉池村东山集体果园冲沟里，为沟谷形尾矿库。汇水面积0.225km2，占地面积30亩。沟内植被较好，非雨季无水，沟内无居民居住，

无建筑物，库址下游1000m以内无居民。

该尾矿库地址条件较好，出露地层单一，主要为第四系堆积物，主要以粉质粘土为主，透水性差。

本次设计库区利用长度640m,利用平均宽度30m。初期坝高24m。计算有效库容56.58万m3。可满足矿山服务年限8年堆存尾矿砂的要求。

3.5.3 洪水计算

根据《选矿厂尾矿设计规范》ZBJ1-90规定，辽宁省水文图集所载有关数据计算。

该尾矿库属沟谷形尾矿库。

尾矿库等别表

本尾矿库总有效库容为56.58万m3,初期坝高24m。因此本尾矿库属于五等库，尾矿库洪水设防标准为：初期20-30年，中后期50-100年。采用100年一遇水位设防。

3.5.4 洪峰流量计算

洪峰流量计算公式

Q p=K P P P Q C

Qc=K i P24F

K i=0.278/(241-n2T n)

T=X（L/J1/2）y

基本计算参数：

总计水面积：F=0.225km2

主沟长：L=0.85km

主沟平均坡降：J=40‰

水文分区：V2区 K i=0.519

地区参数：x=0.47 y=0.63

最大暴雨均值：P24=70mm C s=3.5C v C V=0.65

洪峰径流系数：P p=1%=0.71

短历时暴雨参数：n p=1%=0.62

模比系数：K p=1%=3.44

100年洪峰流量：Q1%=7.86m3/s

3.6 尾矿库设计方案

本次尾矿库设计充分利用现有地形及条件，本着技术可行、经济合理的原则，在保证坝体安全的前提下，尽可能延长该库的服务年限。

3.6.1 尾矿初期坝

初期坝采用原地粘土料筑坝，土料和坝体用料进行土料用量平衡计算，首先满足坝体用料，从坝内库里取料填高筑坝。坝体外坡比为1：2.5，内

坡比为1：2，考虑到通行，坝顶宽为5m 。随筑边压实，坝顶标高+580m。库底标高+560m。库底整平，粗压实。坝内坡要精心处理，达到防渗。

3.6.2 尾矿坝放矿形式

采用塑料管运输矿砂。

尾矿排放方式：采用上游法，坝前分散放矿。

尾矿最终堆积即坝顶高程为580m,总坝高24m。后期坝采用矿砂堆积外边坡为1：4。

3.6.3 库区排水

尾矿库共分两部分，一部分库区排水，走排水管路和排水陡槽，另一部分截洪沟排水。库区排水洪峰流量3.5m3/s，截洪沟排水洪峰流量4.36m3/s。

①、库区排水：洪峰流量Q I%=3.5m3/s

设计库区排水采用单孔钢筋混凝土管路排水方式，圆管直径1.0m，设平均坡度6%，排水管长750m。

排水管泄水能力校核：

Qp=wcRi

式中：过流面积：W=0.785m2

泄水系数：C=78.8

水力半径：R=0.33

水利坡降：i=0.06

过流水深：h=0.9m

计算流量：Q p=8.66m3/s

8.66m3/s>Q I%库=3.5m3/s，满足泄流量要求，也满足排气空间。

②、截洪沟排水：洪峰流量QI%=4.36m3/s

截洪沟底宽0.5m，设计坡降i=4%，挖深1.2m边坡比1：1.25。

当沟内水深1.0m时，过流量：Q=7.2m3/s

7.2m3/s>Q I%截=4.36m3/s,满足泄流量要求。

3.6.4 尾矿库运行

尾矿库洪水位运行，应符合《尾矿库安全管理技术规程》（AQ2006——2005）的规定。

上游式尾矿坝的最小安全超高与最小滩长

该尾矿坝为5级，在洪水位运行时，应保证最小干滩长度40m，最小安全超高0.4m.

尾矿库正常水位运行，设计正常水位运行时应保证干滩长度大于100m。

3.7 尾矿水力输送

尾矿水力输送根据实地现场，初期采用自流，库内堆积达到或接近达到选厂标高采用加压砂泵输送尾矿。同意业主意见，由业主自行解决，设计不再赘述。

基本数据成果表

3.8 尾矿回水

库内澄清水和部分雨洪水通过回水系统返回选矿厂高位水池重复使用。矿浆中水量66. m3/h，回水按65%考虑，则每日用水量为：66.8×0.65×24=1042 m3/日。

3.9 进度计划

3.9.1 建设进度

本项目基建期本着合理的安排施工顺序，精心组织施工的原则，设计确定基建期为1年，施工期8个月（4月~11月）完成。

设计建议：

根据本企业组织机构形式及项目建设的工期安排，设计建议该项目实施工程监理制，采取工程外包或自行施工的形式。这有利于建设工程的组织管理，有利于建设思路和目标的统一；有利于投资控制、进度控制和质量控制。只有合理组织、周密安排、精心施工才能保证建设工期目标的实现。

3.9.2 质量控制

严格控制工程质量，对照设计认真检查核对，补充完整，确保尾矿库安全运行。

1)清基时，应将坝基范围内的建筑物全部拆除，所有树木，树根、乱石以及腐植土层等均应清除。如清基后不立即筑坝时，建议预留保护层，在填筑前再行清除。坝基中的试坑、泉眼等，必须加以妥善处理。如遇岩石裂隙涌出泉水，对于水头较大的泉眼，最好采用导流的方法将水引出坝外；也可用水玻璃和水泥或水玻璃液和氯化钙等堵眼。

2）质量控制

筑坝的压实度严格按照《碾压式土石坝施工技术规范》

（SD/T5129-2001）执行。

3.9.3 尾矿施工及验收

尾矿施工及验收严格按照《尾矿设施施工及验收规程》YS5418-95为强制性行业标准。

4 环境保护

环境保护是我国的基本国策，环境污染治理是环境保护的核心。我国环境保护法指出：“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。”

4.1 环境保护设计依据

国家计委、国务院环境保护委员会（87）国环字第002号《建设项目环境保护设计规定》。

4.2 环境保护标准

《地表水环境质量标准》（GHZB1—1999）。

《污水综合排放标准》（GB8978—1996）。

《地下水质量标准》（GB/T14848—93）。

4.3 主要污染物及其治理措施

选矿厂排放之尾矿浆为主要污染物之一。生产废水随尾矿浆自流砂泵

站，压力扬送进入尾矿库，经澄清，通过回水泵经加压扬送到选厂高位水池，进入生产工艺流程重复利用。尾矿砂存留尾矿库。对尾矿砂的治理措施有：为防止粉尘污染，尾矿坝及尾矿库区植树、绿化。

1、为防止尾矿库使用期间沉积滩面尾矿飞扬，附近环境产生污染，可采取洒水喷淋或喷洒化学固结剂等措施，保持滩面湿润固结。

2、生产服务期满后，尾矿坝及尾矿库区植树、绿化。

为防止粉尘污染，设计采用覆土30mm，植树种草。

4.4 环境保护监测管理机构

矿山企业设有安环处，专职从事环保管理工作。

环保监测站、化验室装备仪器设备，配专职监测员，对尾矿污水实施监测。

5 水土保持

5.1 尾矿库概况

该尾矿库为5级库，尾矿库地处白山乡长汉池村东山果园。库址下游1000m以内无居民。本次设计库区利用长度640,利用平均宽度30m。初期坝高24m,计算有效库容56.58万m3可满足矿山服务年限8年堆存尾矿砂的要求。

5.2 可能造成的水土流失及其危害

生产过程中，尾矿的排放与堆积，地面植被土壤损失严重。由于生产

建设扰动和破坏了岩土重力平衡，使原土岩体易于失稳，排弃、堆积尾砂松散体固结力差，因而水蚀、重力侵蚀急剧增加。因此，大量的水土流失，使土地生产力下降，而且还可能阻塞排洪沟道，使河床抬高影响行洪，引起道路边坡及山体的垮塌等，将直接影响矿山的开采、危及矿工及当地农民的安全。

5.3 水土流失防治方案

1）库区排水设施

设计库区排水采用单孔排水管的排水形式，并在库区两侧设有截洪沟。

2）尾矿库的整治及土地复垦、植被恢复。

尾矿库服务期满后，坡面进行绿化和护坡，恢复土地功能。在终了坡面进行铺盖表土，并选择当地根系发达生命力强的草种，以尽快恢复植被。

3）加强对尾矿库排洪管渠的疏浚工作，保持水土。

5.4 水土保持措施实施的保证措施

1)组织机构管理措施

建设单位应设立水土保持管理机构，专人领导和负责组织项目基建期和生产期的水土保持管理工作，把水土保持管理工作融合到生产建设管理的各个环节；根据矿山实际情况，下设的管理机构人员可由环保人员兼任。

2）实施水土保持工程，要具有一定的水土保持专业技术及相应资质的施工队伍进行施工，并实施监理制。生产过程中，对水土保持设施，应安排具有水土保持专业技术人员进行管理、监督，为水土保持措施保质保量

实施提供技术保障。

3）资金来源及管理使用方法

项目的水土保持措施资金由建设单位承担，资金应加强管理，做到资金及时到位，并将资金单独拨出来专款专用；对水土保持资金落实情况进行各级部门监督管理，保证水保资金逐项完全落实。

6 尾矿库安全专篇

6.1编制依据

6.1.1建设项目依据的批准文件和相关的合法证明

1）朝阳恒润矿业有限公司选矿厂尾矿库可行性研究报告。

2）关于朝阳恒润矿业有限公司选矿厂尾矿库安全预评价报告审

核结论的意见。

6.1.2 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》（1992年11月7日全国人大常委会通过）

3）《中华人民共和国劳动法》(1994年7月5日全国人大常委会通过) 4）《建设项目（工程）劳动安全卫生监察规定》（中华人民共和国劳动部第3号令）

5）关于印发《矿山建设工程安全监督实施办法》的通知（劳矿字【1994】502号）

6）国家安全生产监督管理总局令（第6号）《尾矿库安全监督管理规定》

6.1.3 采用的主要技术规范、规程、标准

1）《土石坝养护修理规程》（SL210-98）

2）《尾矿设施施工及验收规程》（YS5418-95）

3）《碾压式土石坝施工技术规范》（SD/T5129-2001）

4）《尾矿库安全管理技术规范》（AQ2006-2005）

5）《开发建设项目水土保持技术规范》（SL204-98）

6）本区地震烈度为8度

7）金属非金属矿山建设项目初步设计《安全专篇》编写提纲

6.2 尾矿工程主要危险有害因素

6.2.1 主要危险因素

尾矿库是矿山必要的工程设施，是矿山的危险源之一，一旦失事将危机人民生命财产安全，将造成重大损失。其主要危险因素为：坝体榻滑、位移、决口、溃决，基本原因是多方面的，其一是设计和施工，设计基础资料不全，无工程地质资料，设计考虑不周，设计内容有缺陷，库区排水泄洪能力不够，施工单位没有相应的资质，技术力量不够，地基处理不好，地基沉陷，坝体纵、横向裂缝，没有严格的施工管理制度，施工质量不佳，

不按设计施工，坝体边坡过陡，施工偷工减料，缺乏严格的检查制度及相关的隐蔽工程记录。其二是日常运行管理不到位，不按设计要求排放，没有专人管理，没有健全的岗位责任制，造成堆积坝积水渗流隆起或塌滑，暴雨冲刷产生泥石流，地震震动液化等。

6.3 主要有害因素

尾矿工程主要有害因素是指主观管理不当对人体造成的伤害。主要有害因素有：1、机械伤害；2、电气伤害；3、粉尘及药物伤害。

机械及电气伤害：主要源于选矿工艺在选矿过程中机械设备的运转及用电设备的运转给人员造成的伤害以及尾矿堆存过程中的机械伤害。

粉尘及药物伤害：尾矿库设计为湿式排放，在干燥期易产生粉尘污染，尤其在春、冬季节多风干燥，尾砂堆积易扬尘污染环境，易对人们的身体健康造成伤害。

6.4 尾矿库周边环境简述

尾矿库下侧，400米内无居民居住。尾矿库一旦溃决，不会对该村庄的人员和财产造成重大危害。

6.5 尾矿库安全技术对策措施

尾矿库的安全管理必须严格按照国家安全生产监督管理总局令（第6号）《尾矿库安全监督管理规定》和《尾矿库安全管理技术规程》（AQ2006-2005）及《土石坝养护修理规程》(SL210-98)的相关规定执行。坚持“企业负责、行业管理、国家监察和群众监督”的方针，遏制尾矿库

重、特大事故的发生，保护人民生命和国家财产的安全。

尾矿设施是矿山生产不可缺少的配套设施。尾矿库又属安全设施，根据我国有关规定：安全设施必须与主体工程同时设计、同时施工和同时生产。

尾矿库是矿山生产最大的危险源，它是一个具有高势能的人造泥石流危险源。在长达十多年甚至数十年的时间里，各种天然的和人为的不利因素威胁着它的安全。事实一再表明，尾矿库一旦失事，将给工农业生产及下游人民生命财产造成巨大的灾害和损失，因此加强尾矿库管理，是非常重要的。

6.5.1 尾矿库安全管理措施

尾矿库管理工作的基本任务是：做好选矿厂尾矿的排除、输送、堆存和尾矿库的防洪排洪、回水设施的维护管理工作，确保安全运行，要认真贯彻国家关于环境保护的方针，大力开展综合利用，严防发生危害本企业和其他工农业生产及人身安全的事故。根据本次的设计意图和本单位的具体情况，制订合理的尾矿设施维护管理规章制度，并认真贯彻执行，不断总结经验，提高管理水平。

6.5.1.1尾矿库组织管理

1)对尾矿库安全事故应急救援预案进行定期演练，并做好记录，及时修订和完善应急救援预案。

2）对库内排水设施，要派专人负责仔细监察，发现问题及时解决，以防溃坝重大事故发生。

3）库区应设明显的水位标尺。依据堆坝现状确定安全防洪措施，每年汛期前，应将库内水位降低到最低，留有足够的调洪库容确保坝体安全度汛。

4）生产经管单位负责组织建立健全尾矿库安全生产责任制。制订完备的安全生产规章制度和操作规程实施安全管理。并保证尾矿坝具备安全生产条件所必须的资金投入。配备相应的安全管理机构或者安全管理人员。并配备与工作需要相适应的专业技术人员或者具有相应工作能力的人员。

5）生产经管单位应当建立尾矿库工程档案，特别是隐蔽工程的档案，并长期保管。

6）尾矿库施工应当执行有关法律法规和国家标准、行业标准的规定。严格按照设计施工。做好施工记录。确保工程质量。

7）从事尾矿库放矿、筑坝、排洪和排渗设施操作的专职工作人员必须取得特种工作人员操作资格证书，方可上岗作业。

尾矿工人数（至少3人）安全管理人数数量（至少一人）；汛期24小时巡逻值班；要有照明设施、警报器、通讯设施（固定、移动）和交通工具

6.5.1.2尾矿库的监测管理

监测是了解尾矿库运行情况的重要手段，也是尾矿库安全的指示灯，所以尾矿库的监测工作是尾矿库管理的重要内容。

应充分利用观测设施加强观测，首先应组织监测小组，并制订专门的监测制度和操作规程，进行定期观测。观测成果应及时整理、分析、归档，不断积累观测资料。

应对尾矿库进行巡回检查，巡回检查是及时发现尾矿库异常情况的重要途径，将尾矿库巡回检查纳入管理人员的岗位责任制。监察的内容包括：尾矿库边坡有无变形和异常、排水构筑物是否通畅、尾矿排放是否正常等是否符合要求等。如发现异常，应及时处理，如不能处理，应立即上报，以便进一步采取措施。

6.5.1.3尾矿库的维修管理

进行尾矿库的维修是尾矿库管理的基本任务的一部分。每年洪水期和化冰期后，应进行一次全面监察和分析，列出维修项目和补充措施项目，安排维修计划，要求按时完成。如有地震预报，应组织有关部门共同研究，提出尾矿库抗震方案，并抓紧实施。平时巡回监察发现的问题，应及时处理，如填补榻坑、冲沟，修补排水设施，清除排水设施内的淤积物等。

6.5.1.4尾矿库的事故及其处理措施

在尾矿库的生产过程中，难免会出现一些异常、事故、对这些问题，必要时首先采取应急措施，然后分析其原因，确定处理措施。

部分异常迹象的处理措施见表供参考：

尾矿库常见故障及处理措施参考表

6.5.1.5尾矿库的放矿管理

本尾矿库为湿式排放，应为外高内低，分层碾压，按设计要求堆筑坝体。

尾矿库堆积到设计最终堆积标高以后，应进行善后处理设计，未取得设计部门的加高设计，不允许继续加高使用。