新疆福海县通瑞矿业有限公司选矿厂尾矿库初步设计(代可研).doc

新疆福海县通瑞矿业有限公司选矿厂尾矿库初步设计（代可研）
第一章 总 论
1.1 项目概况
新疆福海县****有限公司成立于2010年9月，是一家股份制有限公司。公司经营范围为铁矿石、铁精粉的加工及销售。已建选矿厂规模为年产10万吨铁精粉，年处理原矿30万吨。原矿品位32%，铁精矿品为65%，为低硫、低磷优质铁精矿。2013年8月委托我公司进行福海县****有限公司选矿厂尾矿库设计工作。
1.2 地理交通位置
新疆福海县****有限公司选矿厂距阿勒泰市约90Km，自阿勒泰至红山嘴方向，可直达厂区，行政区划隶属阿勒泰地区福海县境内管辖,交通便利（见交通位置图）。

交通位置图

1.3 建设条件
1.3.1 气象条件
福海县地处亚欧大陆中心，属大陆性中温气候区，春季冷暖变幅大，夏季短促，冬季严寒且漫长。降水较少，蒸发强烈，春、冬季大风较多，无霜期短，积雪覆盖时长达5个月之久。极端最高气温41℃，极端最低气温-42.7℃，年平均降水量121毫米，年蒸发量为1844.4毫米以上，年平均相对湿度在50%-70%。
1.3.2 地形、地貌
场区属低山-丘陵地貌，地形切割不强，相对高差一般在40米左右，山势起伏不大，因此选择三面围坝尾矿库，整个勘察区内地形为东高西低。
1.3.3 供电、供水条件
项目区用电依赖当地现有的供电系统，10KV供电线路距本区域10公里,需架设输变电设备，通过“T”型接入降压后向本项目供电，可满足现有项目用电。
在厂址西侧有一条小河流，可满足项目建成后用水需要。
1.4 设计依据
1.4.1 规范规程
1、《选矿厂尾矿设施设计规范》（ZBJ 1-90）；
2、《尾矿库安全监督管理规定》（2011第38号令）；
3、《尾矿库安全技术规程》（AQ 2006-2005）；
4、《碾压式土石坝设计规范》（SL 274-2001）；
5、《土工合成材料应用技术规范》（GB 50290-98）；
6、《碾压式土石坝施工规范》(DL/T5129-2010)；
7、《水工建筑物抗震设计规范》(SL 203-97)；
8、《建筑抗震设计规范》（GB 50011-2010）；
9、《水工混凝土结构设计规范》（SL/T 191-96）；
10、《中华人民共和国消防法》（2009.05.01）；
11、《交流电气装置的接地》（DL/T 621-1997）；
12、《消防安全标志设置要求》（GB 15630-1995）；
13、《建筑设计防火规范》（GB50016-2006）。
1.4.2 基础资料
1、《新疆福海县****有限公司选矿厂尾矿库1:1000地形图》；
2、《新疆福海县****有限公司年处理10万吨铁精粉选矿厂建设项目可行性研究报告》兵团建工设计研究院 2011.4；
3、《新疆福海县****有限公司尾矿坝岩土工程勘察报告》新疆天地源工程勘察设计研究院(有限公司) 2013.7。
1.4.3 设计基本原则
1、贯彻执行国家安全生产监督管理总局令第38号《尾矿库安全监督管理规定》，确保尾矿安全运行。
2、在满足企业生产需要条件下，积极稳妥地采用可靠技术，以减少工程量，降低投资，缩短工期，方便生产和管理。
3、贯彻执行《中华人民共和国环境保护法》在生产工艺中消除污染，保护环境。
4、充分利用荒地和贫瘠土地，不占、少占和缓占农田，减少动力消耗，尽可能考虑造地还田的原则。
1.5 建设规模
1.5.1 工作制度
选矿厂工作制度每年330d，每天3班，每班8小时。
1.5.2 尾矿规模
设计选矿厂生产能力30×104t/a，日处理原矿909.09t/d。生产服务期为20年。
选矿厂年产尾矿20×104t/a，日排出尾矿量606.06t/d。
1.6 设计方案
1.6.1 尾矿库
尾矿库库型为山坡型，等别为五等库。防洪标准：设计频率P=2%，重现期50年一遇。尾矿库总库容99.79×104m3，设计服务期为5.0年，暂不能满足选矿厂生产要求。
1.6.2 尾矿坝
尾矿坝为不透水土石坝，筑坝材料为清基废料和库区周边砂石料，坝顶标高为989.0m，坝顶宽度4m，最大坝高24m，坝轴线总长598.54m，上、下游边坡比均为1：2.0。
1.6.3 尾矿库排洪设施
本工程尾矿库为五等库，尾矿坝一次堆筑，最大坝高24m。防洪标准：设计频率P=2%，重现期50年一遇。尾矿库内汇水面积0.12km2，尾矿库调洪库容22195.6m³，可以容纳一日最大洪水总量1656m³，采用库内浮船泵站排水。库外采用拦洪坝加截洪渠方式排洪。
尾矿库排洪设施采用浮船式排洪泵站，兼做回水泵站。排洪泵选用两台型号SLS65-250（I）单级离心立式离心泵，额定参数：Q=65m3/h，H=72m，N=22kw，一开一备。排洪泵兼做回水泵，雨季排洪泵将在25.5个小时内将尾矿库的洪水排向选矿厂高位水池重复使用。可以满足库内排泄降雨量的要求。
尾矿库修建处为独立的山沟，没有地表来水量，雨季洪水来源仅由暴雨造成。库外1.4km2 汇水面积产生的洪水通过泄洪渠排出，其洪峰流量Q2%=3.32m3/s，泄洪渠泄流量为19.75m3/s。泄洪能力大于Q2%，雨季洪水可以全部通过排洪系统排出库外。
1.6.4 尾矿输送
尾矿输送采用压力输送方式，尾矿浆排放浓度为33%。尾矿输送主管：采用DN100钢骨架复合管。尾矿输送支管：坝上放矿管采用DN100高密度聚乙烯（HDPE）管。尾矿输送管采用复合硅酸盐保温，厚度δ=30mm。尾矿浆采取坝顶分散均匀排放。
1.6.5 尾矿库回水利用
库内澄清水的回取，采用浮船式泵站。回水泵型号SLS65-250（I）单级离心立式离心泵，额定参数：Q=65m3/h，H=72m，N=22kw，一开一备。回水管用的DN125无缝钢管两条（一备一用），管线全长621m。管路沿尾矿库北侧向高位水池铺设，尾矿澄清水经回水管线送至选厂高位水池重复利用。
1.6.6 工程特性表
工程特性表见表1-1。
工 程 特 性 表 表 1-1

名称
单位
数量
备注
水
文
和
库
容
库区内汇水面积
km2
0.12

P=2%洪峰流量
m3/s
0.268

P=2%洪水总量
m3
1656

防洪标准重现期
a
50

总库容
104m3
99.79

服务年限
年
5

尾
矿
坝
初期坝形式

土石坝
地基特性

砂岩
尾矿坝坝顶高程
m
989.0

尾矿坝最大坝高
m
24

尾矿坝正常蓄水位
m
987.8

尾矿坝最高洪水位
m
988.0

抗震设防烈度
度
6

尾矿坝坝顶长度
m
598.54

尾砂
输送
形式

压力输送
尾矿输送管线长度
m
882m/条
DN100钢骨架复合管
回水
系统
形式

浮船式泵站
回水率
%
70

回水管线长度
m
621m
DN125无缝钢管
回水泵
台
2
SLS65-250（I）单级离心立式离心泵

第二章 工程地质
本工程尾矿库岩土工程勘察结果依据2013年7月新疆天地源工程勘察设计研究院有限公司提交的《新疆福海县****有限公司尾矿坝岩土工程勘察报告》以下简称《岩土工程勘察》。
2.1 场地工程地质条件
2.1.1 地形与地貌
拟建场区属低山-丘陵地貌，地形切割不强，相对高差一般在40米左右，山势起伏不大，因此选择三面围坝尾矿库，整个勘察区内地形为东高西低。
2.1.2 岩土特性描述
根据钻孔及探井揭露，在勘探最大深度20m范围内，揭露拟建场区地层岩性自上而下依次为冲填土、强风化砂岩：
①冲填土：灰黄色，松散，稍湿，主要成分为砾石，夹有角砾，角砾含量小于30%，该层厚度在1.4～8.3m，上部含有植物根系。
②强风化砂岩：青灰色，风化成碎块状、碎屑状，砂质结构，层状构造，上部呈强风化状态，最大可见厚度12.4m，往下风化程度逐步减弱，场地内均有分布。
③中风化砂岩：青灰色，风化成碎块状、碎屑状，砂质结构，层状构造，上部呈强风化状态，最大可见厚度12.4m，往下风化程度逐步减弱，场地内均有分布，该层未揭穿。
2.1.3 地下水
勘察期间，勘探最大深度范围内，各钻孔均未揭露地下水。根据矿区水文地质资料显示，拟建场区地下水属基岩裂隙水，地下水水位大于20
3

（GB50011-2010）划分，该地区地震动峰值加速度为0.05g，设计地震分组为第二组，特征周期0.40s，相对应的抗震设防烈度为6度。
本次勘察未实测地层波速，根据拟建场区区域地质资料，依据场区地层特点及《建筑抗震设计规范》（GB50011-2010）划分，场地土类型为中硬土，拟建场区场地类别为Ⅱ类。另据区域地质资料显示，拟建场区无活动断裂带，场地不发生地震液化及其它不良地质作用，该场地为可进行建设的一般场地。
2.4 筑坝场地及基础建议
2.4.1 场地、地基稳定性评价
根据拟建场区岩土体的特征及原位测试成果，对各类岩土体综合评价如下：
①层冲填土:该层组成成分较复杂，工程力学性质较差，不能做为天然持力层，应挖除。
②层强风化砂岩:该层场地均有分布，工程力学性质好，可作为拟建坝址的天然持力层。
2.4.2 地基稳定性评价
从坝体的布置上，坝体将直接置于②层强风化砂岩层上，岩层岩性单一，不构成坝基滑移的边界条件，因此坝基是稳定的。
2.4.3 基础开挖建议
根据场地岩土工程条件和附近的成功经验，基坑开挖应采用放坡开挖，其允许边坡值按有关规范规定选用。当放坡条件不具备时，应采取一定的支护措施。
2.5 结论与建议
1、据本次勘察，拟建场地内未发现不良工程地质现象，场地和地基土相对是稳定的，可做建筑场地。
2、在勘探深度15米范围内，②层强风化砂岩及③层中风化砂岩可作为基础持力层，地基基础方案建议采用天然地基。
3、场地内地基土承载力特征值可采用2.2.1中建议值。
4、勘察期间，各勘探点在勘探深度范围内均未遇见地下水，根据矿区水文地质资料显示，地下水水位大于20米，可不考虑地下水对坝基的影响。
5、岩土体对尾矿坝建筑材料腐蚀性综合评价为具有弱腐蚀性。基础设计施工可按照相应的有关规范《工业建筑防腐蚀设计规范》（GB50046-2008）执行。
6、按《中国地震动参数区划图》（GB18306-2001）及建筑抗震设计规范（GB50011-2010）划分，该地区地震动峰值加速度为0.05g，设计地震分组为第二组，特征周期0.40s，相对应的抗震设防烈度为6度。场地土类型为中硬土，拟建场区场地类别为Ⅱ类。
7、据区域地质资料显示，无活动断裂，无不良地质作用，综合判定拟建场地为抗震一般地段。
8、本地区标准冻结深度为2.0米。
2.6 对《岩土工程勘察》报告的评述
根据《水利水电工程地质勘察规范》、《尾矿堆积坝工程地质勘察规程》要求以及设计深度需要，新疆天地源工程勘察设计研究院有限公司提交的《岩土工程勘察》报告进行评述。
本工程地处地震区，工程区无不良地质现象，场地和地基稳定，适宜进行本工程的建设。该报告中对工程地质性质、地层、地震、地下水对本工程的影响，基本满足设计需求。
根据《岩土工程勘察》报告提出的结论和建议，本次设计按照以下原则进行。
1、设计抗震设防烈度为6度，地震加速度值为0.05g。
2、尾矿库设计中可不考虑地下水对本工程的影响。
3、尾矿坝筑坝材料采用土石料。
4、确定将筑坝基础选在冲填土以下的强风化砂岩及中风化砂岩上，作为天然基础持力层。施工前对筑坝材料进行击实试验，以确定碾压参数。

第三章 尾矿库
3.1 选矿及尾矿指标
3.1.1 选厂工艺流程
破碎工艺为三段破碎、一段闭路筛分，入筛分前抛废，细碎前预留二次抛废作业，筛分作业共三个产品，即筛下物（-13mm）入选，筛上物（+40mm）返回细碎，中间粒级（13mm～-40mm）作为入炉块矿堆存。
磨选工艺主要用于处理干抛、筛分后产生的磁铁矿沫（<13mm）。磨选流程为二段闭路磨矿，阶段磨选，一段磨矿—一段分级—一段磁选—二段磨矿—二段分级—二段磁选—三段磁选—过滤，磁选尾矿浓缩后经过底流泵至工业废弃物堆存库，经过旋流器浓缩后沉砂入工业废弃物堆存库，溢流自流回选厂，再经浓缩后底流泵至压滤车间。铁精矿经过滤机过滤后露天堆放。筛分作业中10～40mm粒级作为成品块矿单独存放，干选废石运至工业园区工业废弃物堆存。
3.1.2 尾矿主要指标
选厂规模：30×104t/a，909.09t/d
尾矿量：20×104t/a，606.06t/d
尾矿比重：2.65t/m3
尾矿干容重：1.5t/m3
尾矿排放浓度：33%
选厂工作制度：330天/年，三班生产
尾矿浆水固比：1:3.0
尾矿粒度组成：-200目占43.33%
选厂服务年限：20年
3.2 尾矿库库址选择
3.2.1 库址选择的原则
选择尾矿库是综合考虑下列原则：
1、不宜位于工矿企业、大型水源地、水产基地和大型居民区上游；
2、不宜位于大型居民区及厂区最大频率风向的上风侧；
3、不迁或少迁村庄；
4、不宜位于全国和省重点保护名胜古迹的上游；
5、不宜位于有开采价值的矿床上面；
6、避开地质构造复杂、不良地质现象严重区域；
7、筑坝工程量小、生产管理方便；
8、汇水面积小、有足够的库容库长。
3.2.2 库址的选择
尾矿库库址的选择应综合考虑地形、汇水面积、与选厂的距离、尾矿库周边环境影响及技术经济等因素。
建设单位有关人员和设计组成员赴现场踏勘，对新疆福海县****有限公司选矿厂尾矿库库址进行了比选。最终和建设单位讨论确定尾矿库库址位于选矿厂西侧原尾矿库址，设计确定新建尾矿坝位于原坝体下游。
选定尾矿库址位于选矿厂西侧，地形呈浅V型，山势起伏不大，相对高差5m左右，地势东高西低，东侧为一狭长沟谷，尾矿库区汇水面积为0.12k㎡，库外汇水面积为1.4k㎡，选厂和生活区位于尾矿库东北侧，距离尾矿坝轴线300m处有一条矿区道路，尾矿坝轴线下游500m处为当地的畜牧养护站。尾矿库三面筑坝，形成的总库容约99.79万m3，尾矿库服务年限为5.0年。
优点：
1、可利用已有尾矿库设施，避免重复投资。
2、尾矿库距离选矿厂较近，尾矿输送采用压力输送，输送距离380m。
3、尾矿库距离选厂较近，方便管理。
缺点：
1、尾矿库库容量小，不满足选矿厂20年的生产需要。
2、尾矿坝最大高度为24m，坝轴线598.54m，一次性筑坝土方量较大。
3、尾矿坝下游有条砂砾石道路，尾矿坝轴线距离该路最短距离为300.0m。
3.2.3 尾矿库安全对周边环境的影响
本工程尾矿库库型为山坡型，尾矿坝最大坝高24m，选矿工艺为磁选，选矿过程中不添加选矿药剂，尾水中不含选矿药剂残余成分。根据《岩土工程勘察报告》，尾矿库所在区域可不考虑地下水，微量渗透尾矿水不会对地下水和下游造成影响。
为提高坝体的安全度，确保下游环境安全，本次设计采取如下措施：
1、采用坝前均匀排矿，形成最小干滩长度40m，有效保护尾矿坝不受尾矿水冲刷，减小坝体渗漏量；
2、严格按规范要求设置排洪系统，充分发挥排水系统的泄流能力，有效降低雨季库内水位，确保坝体安全；
4、设计要求企业，委托具有相应资质的施工、监理和安全评价公司，做好尾矿库建设的相应工作，为尾矿库的安全管理打下坚实的基础；
5、设置安全可靠的通讯设施、设备，确保现场人员及管理人员及时获取信息；
6、组建尾矿坝事故抢险队伍，编制尾矿坝事故应急预案，尾矿库企业应建立应急救援组织；
7、设置上坝道路为安全管理提供交通条件；
8、制定尾矿坝安全管理机构和定期检查制度；
9、负责尾矿库安全的企业领导应取得培训合格证；
10、负责尾矿坝的岗位工人和其它特殊岗位工人应取得安全上岗合格证；
11、企业应取得尾矿库安全生产许可证；
12、尾矿库相关设备、工作人员、管理人员配备齐全，安全投资到位；
13、企业应按设计的要求严格管理，确保防尾矿库排洪安全，并针对尾矿库排洪安全内容编制事故应急预案；
14、及时掌握雨情、震情，为安全管理提供信息；
15、尾矿库的建设一定程度上破坏了库区周边的生态地貌，应通过植树绿化等措施改善库区周围的生态环境；
16、按规定设置坝体安全监测设施，通过定期观测，积累数据，为尾矿库安全管理提供科学依据；
17、严禁利用尾矿库蓄水，严防洪水漫顶，造成垮坝事故；
18、尾矿库严禁擅自加高和延期使用；
19、企业应对选矿厂全体员工进行安全教育，防止尾矿库淹溺等安全事故发生；
20、尾矿库周边设置警示牌和铁丝网围栏，防止非工作人员进入。
综上所述，企业应按设计施工，按设计要求严格管理，减小尾矿库事故发生的可能性，及早发现事故隐患，及时消除隐患，确保企业职工安全，确保尾矿库周边居民和财产安全。
3.3 尾矿库库容计算
依据选厂提供的1:1000地形图计算尾矿库库容，计算结果详见尾矿库库容计算表3-3及库容曲线图。

尾矿库库容计算表 表3—3
高程
面积
平均面积
高差
库容
累计库容
966
228.0553

0
967
1329.195
778.625
1
778.625
778.625
968
3031.225
2180.21
1
2180.21
2958.835
969
4162.867
3597.046
1
3597.0459
6555.8808
970
5470.184
4816.525
1
4816.5253
11372.406
971
6707.765
6088.974
1
6088.9744
17461.38
972
7956.672
7332.218
1
7332.2184
24793.599
973
8709.156
8332.914
1
8332.9139
33126.513
974
9113.074
8911.115
1
8911.1148
42037.627
975
11423.06
10268.07
1
10268.067
52305.694
976
23312.32
17367.69
1
17367.689
69673.383
977
29097.48
26204.9
1
26204.899
95878.282
978
35909.22
32503.35
1
32503.35
128381.63
979
42115.31
39012.26
1
39012.264
167393.9
980
48143.74
45129.52
1
45129.524
212523.42
981
57313.68
52728.71
1
52728.711
265252.13
982
64976.95
61145.32
1
61145.316
326397.45
983
76333.4
70655.18
1
70655.176
397052.62
984
85974.72
81154.06
1
81154.061
478206.68
985
96968.98
91471.85
1
91471.852
569678.54
986
98986.43
97977.7
1
97977.704
667656.24
987
107509.6
103248
1
103248.01
770904.25
988
114446.1
110977.9
1
110977.85
881882.1
989
117562.3
116004.2
1
116004.2
997886.31
3.4 尾矿库等级及防洪标准
3.4.1 确定尾矿库工程等别
根据中华人民共和国行业标准《选矿厂尾矿设施设计规范》ZBJ1-90的规定，由已知的坝高及其相应的库容查表3-3确定工程等别。
本工程主要建筑物为尾矿坝。尾矿坝最大坝高24m，总库容为99.79×104m3，根据坝高和库容查表3-4。确定该尾矿库等别为五等，主要构筑物级别为5级。

尾 矿 库 等 别 表 3-4
尾矿库等别
全库容V(104m3)
坝高H(m)
一
二等库具备提高等别条件者
二
V≥10000
H≥100
三
1000≤V＜10000
60≤H＜100
四
100≤V＜1000
30≤H＜60
五
V＜100
H＜30
3.4.2 确定洪水重现期
根据中华人民共和国行业标准《选矿厂尾矿设施设计规范》ZBJ1-90的规定，由已确定的建筑物等别查表3-5可确定尾矿库建筑物的防洪标准。根据本工程尾矿库为五等，则确定其防洪标准初期和中后期统一为：频率P=2%，重现期50年一遇。
尾 矿 库 防 洪 标 准 表3-5
等 别
一
二
三
四
五
重现期(a)
初期

100-200
50-100
30-50
20-30
中后期
1000-2000
500-1000
200-500
100-200
50-100
3.5 尾矿库洪水计算
3.5.1 尾矿库洪水计算
根据已确定尾矿库等别以及防洪标准进行尾矿库洪水计算。由于本工程缺乏当地水文资料，因此设计参照与本工程相邻地区水文资料以及《尾矿工程》、《选厂尾矿设施设计规范》进行尾矿库洪水推算。根据新疆年最大24小时点雨量均值等值线图查得福海县24小时最大点雨量=10mm，Cv=0.6，Cs=3.5Cv。尾矿库内汇水面积为0.12km2，库外汇水面积为1.4km2。洪水计算采用推理公式的修正简式进行计算（计算过程略），计算结果见表3-6。

洪峰流量、洪水总量计算表 表3-6
区域
尾矿等别
重现期(a)
设计
频率(%)
洪水总量
（m3）
洪峰流量
（m3/s）
库内（0.12k㎡）
5
50
2
1656
0.268
库外（1.4 k㎡）

50
2
22400
3.32
3.5.2 尾矿库调洪库容计算
1、尾矿沉积滩平均坡度计算
尾矿沉积滩平均坡度按照以下公式计算：

式中： i——尾砂冲积坡度；
d50——尾砂中值粒径，暂定0.03×10-3m；
C——矿浆固体重量比，33％；
V——尾矿不冲流速，设计取0.15m／s；
B——放矿口宽度，15m；
Q——矿浆流量，0.003m3/s。
经计算，i=0.025，取 i=2.5％。
2、调洪计算
计算调洪库容时沉积滩坡度按2.5%考虑，最小干滩长度按40m计算，调洪计算结果见表3-7。
调洪计算结果表 表3-7
坝顶标高（m）
等
别
正常高水位（m）
最高洪水位（m）
安全超高
（m）
最大泄量
（m3/s）
调洪库容
（m3）
989.0
5
987.8
988.0
1.0

22195.6
3.6 尾矿库服务期
尾矿库服务年限由公式确定。
尾矿坝坝顶标高989.0m，尾矿库的有效标高987.3m，对应的库容83.7×104m3。选厂年生产尾矿量W=20×104t，尾矿堆积的干容重γd按1.5t/m3计算，库容利用系数按照0.8计算，经计算尾矿库服务期为5.0年。
为确保尾矿库及周边设施安全，本期尾矿库服务期满后，不得继续使用，及时进行闭库设计，企业应另选库址堆存选矿厂剩余服务期内产生的尾矿。

第四章 尾矿坝
4.1 尾矿坝顶高程
本工程坝体结构级别为5级，根据上游式尾矿坝最小安全超高为0.4m，工程区地震设防烈度为6度，考虑地震涌浪高度0.5m。依据计算尾矿沉积滩平均坡比0.025，尾矿坝最终安全超高确定为1.0m。澄清水澄清深度按照0.5m计算。经调洪演算，调洪高度为0.2m。本工程尾矿坝服务年限为5.0年，所需有效库容对应的标高为987.3m，因此坝顶标高按照下式计算。
H=H有效+h澄清+h调洪+△h
式中：H—坝顶标高，m；
H有效—有效库容对应的标高987.3m；
h澄清—澄清水深度0.5m；
h调洪—调洪高度0.2m；
△h—安全超高1.0m。
计算得到尾矿坝顶高程为989.0m。
（1）尾矿坝特征水位
最高洪水位：988.0m；
正常蓄水位：987.8m；
（2）尾矿坝服务期
由已确定的有效库容对应的标高987.3m，查得有效库容83.7×104m3。本工程尾矿库为山坡型，根据库型选择尾矿库初期库容利用系数取0.8，则尾矿坝服务年限为5.0年。

4.1.2 坝体结构
1、坝型
选厂生产工艺为磁选，选矿过程中不添加选矿药剂，尾水中不含选矿药剂残余成分。根据《岩土工程勘察报告》，尾矿库所在区域可不考虑地下水，微量渗透尾矿水不会对地下水和下游造成影响。综合考虑当地筑坝材料储量和环保要求，确定尾矿坝采用土石不透水坝。
2、坝轴线布置
本工程尾矿库为山坡型，初期坝坝轴线呈“U”型，全长为598.54m，坝轴线控制参数见下表4-1。
坝轴线控制参数表 表4-1
控制点
X
Y
1
5267960.75
398682.00
2
5267906.63
398537.51
3
5267859.77
398505.04
4
5267713.70
398505.15
5
5267669.28
398532.28
6
5267585.66
398694.81
3、上、下游坝坡及护坡
坝坡的稳定性与坝高、坝壳料的物理力学性质、坝基地质条件、施工碾压质量和承受的荷载及坡面的坡度等因素有关。本工程抗震设防烈度为6度。尾矿坝筑坝材料为尾矿库周边的黏土料，尾矿坝堆筑最大坝高为24m，根据坝料的物理力学性质要求，参照其它已建工程经验，确定本工程初期坝上、下游坝坡为1：2.0，坝体下游979.0m设置一条顶宽1.5m的马道。
尾矿坝上游护坡采用碎石护坡，厚度为20cm，护坡下依次铺设细砂垫层一层，厚度20cm；0.5mm厚土工膜一层；细砂垫层一层，厚度20cm。下游护坡采用碎石护坡，碎石厚度为20cm。
下游坝坡与山体连接处修建排水沟，排水沟素混凝土结构，横断面形式为梯形。用以排泄雨季雨水对坝坡的冲刷。
4、坝顶宽度及布置
根据规范要求，与同类坝高的坝顶宽度类比，并结合施工、运行的要求，确定尾矿坝顶宽度为4.0m。
坝顶采用碎石路面，面层厚度为0.2m。为排除雨水，坝顶向坝顶排水沟倾斜，坡度为2％。
4.1.3 筑坝材料
筑坝材料取自尾矿坝周边土石料和清基废料。
筑坝材料：要求坝体筑坝材料中有机质含量不超过5%，水溶盐含量不超过3%；渗透系数不大于1×10-5cm/s。坝体填筑要求分层洒水碾压，碾压厚度不大于40cm，碾压遍数由现场实验确定，设计初步拟定最大干密度1.76～1.85g/cm3，最优含水率13～16%，压实度P=100%。
细砂垫层：两层垫层，位于土工膜上下侧，土石料筛分制备，小于5mm含量占90-95%，层厚度0.2m，等厚布置，相对密度≥0.85。
抗震措施：
1、本工程区地震烈度6度，考虑地震浪涌高度0.5m。
2、适当放缓上、下游坝坡。上、下游坝坡为1：2.0。
3、适当加宽坝顶，降低坝顶地震力作用，坝顶宽度采用4m。
4.1.4 地基处理
根据《岩土工程勘察报告》结论，该尾矿库①层冲填土:该层组成成分较复杂，工程力学性质较差，不能做为天然持力层，应挖除；②层强风化砂岩及③层中风化砂岩可作为基础持力层，地基基础方案建议采用天然地基。
本次设计筑坝基础选②层强风化砂岩及③层中风化砂岩作为基础持力层，尾矿坝基必须清除①层冲填土层，根据《福海县****有限公司尾矿坝岩土工程勘察报告》，设计确定尾矿坝桩号B0+000.00至桩号B0+214.95清基厚度为1.5m，桩号B0+214.95至桩号B0+264.95清基厚度为3.5m，桩号B0+264.95至桩号B0+361.02清基厚度为8.5m, 桩号B0+361.02至桩号B0+415.75清基厚度为3.5m，桩号B0+415.75至桩号B0+598.54清基厚度为1.5m。
清除的①层冲填土和开挖截洪渠所产生的土石方可作为坝体填筑材料，但必须清除其中所含植物根系及大块砾石等杂物。
4.1.5 渗流计算
渗流计算的主要任务，是确定坝体浸润线出逸点的位置，坝体渗流量以及坝体出逸段的水力坡降，做为坝体稳定计算和排渗设施设计的依据。
尾矿坝地基按照相对不透水地基，渗流计算采用下游无排渗计算公式：

式中q—单宽渗流量，m3/s.m；
k—筑坝材料的渗透系数，cm/s，取1.5×10-3；
H—上游水深，22.8m；
l—渗透长度，63.72m。
经计算，坝体单宽渗流量为7.2×10-5m3/s.m。本工程尾矿坝渗流计算按照坝体全水头计算，实际坝体在坝前均匀分散放矿后，坝内的浸润线远比理论计算低。
4.1.6 坝体边坡稳定计算
坝坡稳定采用瑞典圆弧法进行计算。选尾矿坝标准断面进行坝体边坡稳定计算。
1、计算工况
计算典型剖面以下三种工况，控制坝体的稳定：
（1）正常运行期：正常蓄水位（987.8m）稳定渗流期的下游边坡；
（2）非常运行期：最高洪水位（988.0m）稳定渗流期的下游边坡；
（3）特殊运行期：最高洪水位（988.0m）加6度地震烈度下游边坡。
2、参数采取
计算参数根据类似已建工程试验指标选取，计算采用瑞典圆弧法，计算坝坡稳定分析选取的计算参数详见下表4-2。
坝坡稳定分析计算参数表 表4-2
筑坝材料
φ（°）
C（Kpa）
干容重（KN/m3）
冲填土
25
12
18.0
砂岩
25
12
18.0
3、计算结果
坝坡稳定分析计算成果详见下表4-3及附图。
坝坡抗滑稳定计算最小安全系数 表4-3
计算工况
下游坝坡
规范允许值
正常运行期
1.754
1.15
非常运行期
1.687
1.05
特殊运行期
1.653
1.00
经计算坝坡抗滑稳定最小安全系数均大于规范允许值，坝坡是稳定的。

正常运行期下游坝坡稳定分析图：正常蓄水位987.8m，稳定渗流期下游坝坡，满足规范规定的稳定性要求。

洪水运行期下游坝坡稳定分析图：最高洪水位988.0m稳定渗流期下游坝坡，满足规范规定的稳定性要求。

特殊运行期下游坝坡稳定分析图：正常蓄水位988.0.m加6度地震烈度稳定渗流期下游坝坡，满足规范规定的稳定性要求。
4.2 尾矿坝观测设施
根据《选矿厂尾矿设施设计规范》规定，4级及4级以上尾矿坝应设置坝体位移和坝体浸润线观测设施。本工程尾矿库为五等库，为了尾矿库安全运行，本次设计设置尾矿坝坝体位移观测和库水位观测设施。
坝体位移观测：尾矿初期坝的外坡坡比观察点设置5处，位移标点布置于尾矿坝坝顶。工作基点和起测基点也布置于尾矿初期坝坝轴线延长线上，位移标点观测以尾矿坝顶标高为基准，尾矿工负责定期监测位移点的变化过程，并对观测数据做详细记录并存档。
库水位观测：库水位观测设施为水位标尺，水位标尺设置于库内，水位标尺两套，企业应给尾矿工配备望远镜。
尾矿坝水平距离和标高的测量误差不超过10mm。坝体水平变形观测采用视准线法。坝体变形观察主要为坝体是否产生纵向、横向裂缝，发现裂缝应查明裂缝宽度、深度、长度以及成因，判定危害程度，妥善处理。坝体渗漏观察主要为坝体是否有明显的出逸点，出逸点的位置、形态、流量以及含沙量。
尾矿库运行初期应该每周观测一次，以后逐渐减少到10天一次，最后一般每个月观测一次即可。但遇久雨之后或库内高水位，渗透情况显著变化等不利情况应增加观测次数，必要时每天观测一次，观测的可靠性可以满足要求。
4.3 尾矿安全辅助设施
尾矿库距离选矿厂较近。为防止非工作人员、牲畜进入尾矿库，避免淹溺等意外事故发生，尾矿库设置维、汉双语警示牌5个，并且设置铁丝网围栏，全长1280m。
尾矿库距离选矿厂较近，尾矿库值班室设置在选矿厂内。

第五章 排洪系统
5.1 排洪构筑物形式的选择及布置
5.1.1 排洪构筑物形式的选择
本工程尾矿库所在区域为夏季降雨量少。结合其地域气候特征以及本工程尾矿库特点选择库内联合库外的排水防洪系统形式。
1、库内防洪
尾矿库内汇水面积为0.12km2，经洪水计算日最大洪水总量为1656m3，最大降雨流量为0.268m3/s，防洪标准50年一遇。雨季降水及尾矿浆澄清水均可存储于尾矿库中，工程规模较小、夏季雨水少，从工程安全可靠性和经济合理性两方面考虑，尾矿库内可不设置专用的排洪构筑物，采用库内浮船泵站进行雨季库内排水。排洪泵安装在浮船式泵站上，浮船式泵站兼做回水泵站，以便于回水和排洪。在库内适当位置设置醒目的水位标尺。
2、库外防洪
该尾矿库位于冲沟下游，该沟无分支，沟谷内汇水沿地形排出，设计选定尾矿库址在沟谷下游，库外汇水面积为1.4k㎡。
（1）拦洪坝：库外防洪选择拦洪坝加截洪渠形式，在尾矿库上游距离尾矿坝轴线650m处设置一道拦洪坝，坝轴线长195.67m，最大坝体为11m，坝顶标高为1000.0m，坝顶宽3.0m，内外坡比均为1:1.8，外坡采用200mm厚浆砌石护坡，内坡采用200mm厚干砌石护坡，坝顶铺设200mm厚干砌石，坝体上设置两个与截洪渠对接的涵洞，涵洞尺寸宽4m，高5m。洞顶铺设0.5m厚砼盖板，洞壁采用0.3m厚C20砼砌护，涵洞进出口处八字墙按1:0.5设置。涵洞A进水口标高为992.37m，涵洞B进水口标高为991.0m。

坝轴线控制参数表 表5-1
控制点
X
Y
7
5267909.78
399141.93
8
5267715.92
399168.52
（2）截洪渠：截洪