矿业有限责任公司新建尾矿库安全预评价报告.doc

矿业有限责任公司新建尾矿库安全预评价报告

目 录
1 评价目的与依据 5
1.1 评价目的、原则 5
1.1.1评价目的 5
1.1.2评价原则 5
1.2 评价对象、范围和内容 5
1.3 评价依据 6
1.3.1法律、法规、行政规章及行业规定 6
1.3.2标准规范 7
1.3.3建设项目合法证明文件 7
1.3.4建设项目技术资料 8
1.4 评价程序 8
2 建设项目概况 10
2.1 建设单位概况 10
2.2 建设项目概况 10
2.3 地理位置及交通 10
2.4 气象、水文 10
2.5 尾矿库库区工程地质条件 11
25.1区域地质构造 11
2.5.2场地地层及岩性特征 12
2.5.3冻土 13
2.5.4库区稳定性与适宜性评价 13
2.5.5岩土工程地质评价 13
2.6 地震及场地抗灾效应 14
2.7 建设方案概况 15
2.7.1尾矿库总体布置 15
2.7.2尾矿库基础资料 15
2.7.3尾矿库简述 16
2.7.4尾矿库坝体的稳定性分析 18
2.7.5防洪系统 19
2.7.6安全监测设施 23
3 危险和有害因素辨识与分析 24
3.1 库区地质条件分析及对周边环境的影响分析 24
3.2尾矿库及尾矿坝类型分析 24
3.3尾矿库在设计、施工、运行中可能存在的潜在事故因素分析 24
3.3.1尾矿库失事原因分析 24
3.3.2尾矿库失事与坝型的关系分析 25
3.3.3尾矿库失事的危险和有害因素分析 25
3.3.4最终坝坡的稳定性分析 26
3.3.5尾矿坝发生坝坡失稳的危险性分析 27
3.3.6尾矿坝垮坝危险性分析 28
3.3.7坝体塌陷、滑坡与裂缝危害的危险性分析 29
3.3.8坝体渗漏危险性分析 29
3.3.9尾矿库坝体破坏分析 30
3.4 安全管理缺陷分析 30
3.5 工程施工期的主要危险和有害因素辨识与分析 30
3.6 其它危险和有害因素 31
3.7 重大危险源辨识 32
3.8 事故案例 32
4 评价单元划分及评价方法选择 34
4.1 评价单元划分 34
4.2 评价方法的选择及评价方法简介 34
4.2.1预先危险性分析法（PHA） 35
4.2.2安全检查表法（SCL） 36
5 定性定量评价 37
5.1 尾矿库选址单元安全评价 37
5.2 尾矿坝单元安全评价 38
5.3 防洪系统单元安全评价 41
5.4 工程施工单元安全评价 43
5.5 作业环境与职业卫生单元安全评价 45
6 安全对策措施建议 47
6.1 制定对策措施建议的基本要求和原则 47
6.2 尾矿库安全技术对策措施建议 47
6.2.1尾矿排放与筑坝对策措施建议 47
6.2.2尾矿库防汛对策措施建议 48
6.2.3渗流控制对策措施建议 48
6.2.4尾矿库的防震与抗震对策措施建议 48
6.3 尾矿库在运行中有可能出现的几种典型事故对策措施 49
6.3.1坝体出现滑坡处理措施 49
6.3.2坝体出现裂缝对策措施 49
6.3.3坝外坡面破坏对策措施 49
6.3.4堆积坝滑动塌方预防措施 49
6.3.5粉尘危害预防措施 50
6.4 尾矿库安全管理对策措施建议 50
6.5 尾矿库安全设施专项投资估算 53
6.6 尾矿库施工过程中应重视的安全管理措施 54
7 安全预评价结论及建议 57
71 安全预评价结果综述 57
7.1.1尾矿库施工、运行过程中可能存在的危险和有害因素 57
7.1.2尾矿库应重视的安全措施建议 57
7.2 安全预评价结论 58
7.3 应当注意的问题及建议 58
附件 60

60

1 评价目的与依据

1.1 评价目的、原则
1.1.1评价目的
安全评价的目的是查找、分析和预测项目存在的危险和有害因素及可能导致的危险、危害后果和程度，提出合理可行的安全对策措施建议，为危险源监控、事故预防、减少损失和投资安全提供依据。通过安全评价，提高企业贯彻“安全第一、预防为主、综合治理”安全生产方针的意识，提高尾矿库运行系统本质安全程度，为企业实现全过程的安全控制，实现安全技术、安全管理的标准化和科学化创造条件。
1.1.2评价原则
以被评价项目的具体情况为基础，以国家安全法规及有关技术标准为依据，用严肃科学的态度，认真负责的精神，全面、仔细、深入地开展工作，自始至终遵循科学性、公正性、合法性、针对性原则。
1.2 评价对象、范围和内容
本次预评价的对象为BYYS矿业有限公司新建尾矿库项目。
本次预评价范围为拟建尾矿库及库区内相关安全设施。输送系统和回水系统不在本次评价范围内。
评价的重点内容是：库址的合理性，尾矿库与周围坏境的相互影响；尾矿坝坝型选择的合理性；排洪系统布置的合理性及排洪能力的可靠性；尾矿库监测系统的完整性及可靠性；对尾矿库在建设及运行过程中可能存在的主要危险和有害因素进行辨识与分析，针对辨识与分析，遵循消除、预防、减弱、隔离、警告的顺序提出相应的安全对策措施建议。

1.3 评价依据
1.3.1法律、法规、行政规章及行业规定
1）《中华人民共和国安全生产法》（2002年国家主席令第70号）
2）《中华人民共和国矿山安全法》（1992年国家主席令第65号）
3）《中华人民共和国防洪法》（1997年国家主席令第88号）
4）《安全生产许可证条例》（2004年国务院第397号令）
5）《国务院关于进一步加强企业安全生产工作的通知》（国发〔2010〕23号）
6）《非煤矿矿山企业安全生产许可证实施办法》（2009年安监总局令20号）
7）《尾矿库安全监督管理规定》(2011年国家安监总局令第38号)
8）《安全生产事故应急预案管理办法》（2011年国家安监总局令第17号）
9）《工作场所职业卫生监督管理规定》（2012年国家安监总局令第47号）
10）《关于进一步加强中小型金属非金属矿山（尾矿库）安全基础工作改善安全生产条件的指导意见》（安监总管一[2009]44号）
11）《建设项目安全设施“三同时”监督管理暂行办法》（2010年国家安监总局令第36号）
12）《关于进一步加强尾矿库监督管理工作的指导意见》（安监总管一[2012]32号）
13）《特种作业人员安全技术培训考核管理规定》（2010年国家安监总局令第30号）
14）《关于开展重大危险源监督管理工作的指导意见》（国家安监总局 安监管协调字[2004]56号文）
15）《生产经营单位安全培训规定》（2005年国家安监总局令第3号）
16）《GS省尾矿库安全监督管理办法》（甘安监管一字[2009]47号）
17）《GS省安全生产条例》（GS人大2006年第37号公告）
18）《GS省生产经营单位安全生产主体责任规定》（2009年11月18日GS省人民政府令第61号）
19）《GS省人民政府关于进一步加强安全生产基层基础工作的意见》（甘政发【2012】114号）
1.3.2标准规范
1）《尾矿库安全技术规程》（AQ2006-2005）
2）《金属非金属矿山安全标准化规范-尾矿库实施指南》（AQ2007.4-2006）
3）《生产过程危险和危害因素分类与代码》（GB/T 13816－2009）
4）《企业职工伤亡事故分类》（GB6441-1986）
5）《用电安全导则》（GB/T13869-2008）
6）《矿山安全标志》（GB14161-2008）
7）《尾矿堆积坝岩土工程技术规范》（GB50547-2010）
8）《工作场所有害因素职业接触限值 第一部分：化学有害因素》（GBZ2.1―2007）
9）《工作场所有害因素职业接触限值 第二部分：物理因素》（GBZ2.2―2007）
10）《粉尘作业场所危害程度分级》（GB/T5817-2009）
11）《建筑抗震设计规范》（GB50011-2010）
12）《碾压式土石坝设计规范》（SL274-2001）
13）《生产经营单位事故应急预案编制导则》（AQ/T9002-2006）
14）《安全预评价导则》（AQ8002-2007）
15）《金属非金属矿山尾矿库建设项目《安全预评价报告》编写提纲：附件2》（安监总管一[2012]45号）
1.3.3建设项目合法证明文件
1）企业法人营业执照
2）安全预评价委托书
3）BY市PC区发展和改革局文件《关于GSSY矿业有限公司30万吨铁精粉选厂建设项目备案的通知》（ [2013]279号）
1.3.4建设项目技术资料
1) BYYS矿业有限责任公司低品位含铁砂岩回收利用项目尾矿坝场地岩土工程勘察报告(GS地质勘察工程公司2013.6)
2) BYYS矿业有限公司低品位含铁砂岩回收利用项目选矿厂设计(代可研)[ LZWL资源开发设计所2013.8]
3)BYYS矿业有限公司尾矿库设计（LZWL资源开发设计所2013.9）
4)相关设计图纸
14 评价程序
根据该项目的实际情况，整个评价工作分为前期准备、危险和有害因素辨识与分析、划分评价单元、选择评价方法、定性定量评价、提出安全对策措施建议、做出评价结论、编制安全预评价报告八个步骤。
具体评价程序详见图1-1。
1) 准备阶段
明确评价范围，收集相关法律法规、技术标准及矿山尾矿库相关技术资料。
2）危险和有害因素识别与分析
查勘尾矿库项目现场，调查了解拟建尾矿库所处位置的自然地理、周边环境状况以及尾矿库设计中涉及的安全设备、设施及总平面布置等，识别分析危险和有害因素，判断确定危险和有害因素存在的部位、方式及事故可能发生的途径。
3）定性、定量分析评价
在上述工作的基础上，划分评价单元，选择合理的评价方法，对该尾矿库发生事故的可能性和严重程度进行定性定量分析。
4）安全对策措施
根据定性、定量分析评价的结果，提出消除、减弱危险和有害因素的技术、管理措施及建议。
5）安全预评价结论及安全预评价报告编制
简要列出主要危险和有害因素评价结果，指出建设项目应重点防范的重大危险和有害因素，提出应重视的安全对策措施建议，对尾矿库设计的安全性作出明确结论。依据安全评价结果编制安全评价报告书。
前期准备

辨识与分析危险和有害因素
划分评价单元
选择评价方法
定性、定量评价
提出安全对策措施建议
做出评价结论
编制安全预评价报告

图1—1 安全预评价程序框图

2 建设项目概况

2.1 建设单位概况
BYYS矿业有限公司成立于2012年11月26日，注册资金2000万元，,公司类型为有限责任公司，注册地址为GS省BY市PC区共和ZHQ乡，主要经营矿产品销售。
公司投资开发建设的《BYYS矿业有限公司低品位铁砂岩回收利用项目》拟建30万吨/年铁精粉生产线及其配套工程。
2.2 建设项目概况
建设项目名称：BYYS矿业有限公司新建尾矿库项目。
建设地点：PC区HQ乡HQ村（HJW西北约2km的一废弃采矿区洼地内。
建设单位：BYYS矿业有限公司。
2.3 地理位置及交通
该矿位于PC区HQ乡HQ村（HJW）西北约2km的一废弃采矿区洼地内，行政区划隶属PC区管辖。
矿区面积为0.82km2，其地理坐标为：
东经：105°06′43″—105°07′05″
北纬：36°40′47″—36°42′57″
矿区内的公路、简易公路纵横交错。
矿区距PC区所在地55km，308国道从矿区南侧穿越，矿区道路与308国道相通，距矿区范围最近处约12.5km，交通较为便利。
2.4 气象、水文
1）气象
库区属典型的温带大陆性干旱气候，总的气候特征是气温年差较大，季节变化显著，降水稀少且分配不均，干燥多风。区内多年平均降水量250mm，最多年降水量385.8mm，最少年降水量104.1mm；降雨年内分布不均，夏季占50—61％，秋季占21—26％，春季占15—21％，冬季仅占1—5％；区内降水多集中于7、8、9三个月，其降水量约占全年降水量的61.4％以上；日最大降水量79.9mm，小时最大降水量46.0mm，10分钟最大降水量23.8mm。年蒸发量1744—1763.8mm。年平均温度7.9°—9.2°，夏季酷热，最高气温35℃—38℃，冬季严寒，最低气温-18℃—23℃，昼夜温差大。11月至次年2月为结冻期，地表冻结深度0.6—0.9m。常年多风，冬季多西北风，夏季多东南风，最大风力8级，最大风速22m/s。
2）水文
BY市PC区属HH流域，主要河流为HH干流，其主要支沟有SQ沟、石牌沟、红沟等。
PC区境内水资源总量为327.645×108m³，其中地表水327.5×108m³，地下水1449.9 m³，入境HH水全年径流量327.5×108m³。
HH干流：自南部SQ镇月河入境，于西部SQ镇野麻滩出境，境内流程32km，积水面积7.88km2，年平均流量1043.259m³/s；多年平均径流量327.5×108m³，最大瞬时流量6100m³/s，发生于1964年7月23日；最小流量300m³/s。据境内安宁渡水文站资料HH过境多年平均含沙量为101.81kg/m³，输沙量20900×104 T，侵蚀模数858 T/km2。
矿区沟谷均发源于HJW山，在矿区沟谷长度一般为2—4km，发育的主要沟谷为红水河、青石沙河、基尼沟、卞沟及八道沟等，均系洪水沟，无常年流水，遇降雨有雨洪排泄。
2.5 尾矿库库区工程地质条件
2.5.1区域地质构造
库区大地构造单元属祁连山褶皱系中间隆起带的北麓，其构造特征划分为北祁连构造分区及走廊分区；北祁连构造分区显现褶皱紧密，断裂聚集；而走廊分区在接受沉积时，其活动性相对稳定，褶皱相对开阔，断裂相对稀疏。库区处在北祁连构造分区及走廊构造分区的东段、且靠近走廊构造分区一侧；由于在海西印支构造运动期内北祁连分区相对稳定，地层发育完整，沉积厚度较大，构造运动不甚活跃；据已有资料和本次实测结果，场地位于尖山山前，新构造分为微弱上升区；场地第四系冲洪积物大于50m，场地基底稳定坚固；场地及周边无活动性断层通过；处于相对稳定地带，场地构造特征比较简单。
2.5.2场地地层及岩性特征
库区在勘探深度内的沉积地层为第四系松散坡积物，自上而下分述如下：
砾砂（Q4al+pl）：灰褐色，冲洪积成因，母岩成分以石英，长石为主，见较多变质岩砾，一般粒径约2—5mm，最大粒径约为30mm，具交错沉积层理，含块石，局部夹粉土及角砾薄层，中密-密实。砾石呈棱角状，碎片状，分选性差，中细砂及粉土充填，局部与土层混杂在一起，该层面剖面相变较大。厚度3.40—9.60m，平均厚度7.00m，层面为现地面，层面标高2023.458—2029.765m；层底深埋3.40—9.60m，层底标高2013.86—2026.37m。
粉土（Q4dl）：黄褐色，冲洪积成因，土质不均匀，较硬，含小砾石，具大孔隙，摇震反应低，无光泽，干强度高，韧性较好，稍湿，稍密—中密，局部中间夹粗砂、角砾夹层。厚度1.50—12.20m，平均厚度4.35m，层面深埋3.40—9.60m，层面标高2013.86—2026.37m；层底深埋7.80—15.60m，层底标高2011.96—2018.88m。
砾砂（Q4al+pl）：青灰色，冲洪积成因，母岩成分以石英，长石为主，见较多变质岩砾，一般粒径约2—5mm，最大粒径约为40mm，具交错沉积层理，含块石，局部夹薄层及透镜状角砾及黄褐色粉土，一般厚度约为0.20m，砾砂自上而下由中密渐变为密实。砾石呈棱角状，碎片状，分选性差，中细砂及粉土充填，全场地分布，控制厚度8.30—23.80m，控制层面深埋0—15.60m，控制层面层面标高2011.96—2018.88m；控制层底深埋8.80—25.30m，控制层底标高1999.26—2016.78m。
区测和现场调查资料，③层砾砂层厚度大于25m，该层厚度巨大，沉积稳定，为坝体坚固基底；地质构造稳定无活动性断层发育。
2.5.3冻土
库区标准冻土深度为120cm，为季节性冻土。
2.5.4库区稳定性与适宜性评价
库区内一般情况下无地表水，夏秋季节当有降水时冲沟内有洪水下泄，拟建库区可不考虑地下水对基础的腐蚀性；地层发育较单一，地质构造简单，周边地质环境较稳定，基底基岩坚固，场地稳定性好。
库区内地形不平坦，位置适中，临近选矿厂，位于低洼处，紧临G308国道约8km，为理想的建筑场地，适宜建设。
2.5.5岩土工程地质评价
根据各岩土层的厚度和分布特征及其物理力学特性，对库区岩土层的工程性能评价如下：
砾砂（Q4al+pl）：层位不稳定，结构较紧密，夹层较多，各项物理学性能好，不宜作持力层；
粉土（Q4dl）：厚度变化较大，层位不稳定，土质较均匀，仅在坝体东侧坡地发育，分布不均匀，具1级（轻微）非自重，不宜作持力层。
砾砂（Q4al+pl）：层位较稳定，结构密实，以细粒为主，埋藏适中，各项物理力学性较好，应宜选作持力层。
2.5.6结论及建议
1)本场地地形不平坦、位置适中，为理想的建筑场地。
2)场地内地层发育简单，分层明显，①层砾砂系冲洪积沉积物，层位不稳定，不宜作基础持力层；②层粉土具1级（轻微）非自重，不宜作持力层；拟选③层砾砂为持力层，全区分布，发育稳定，各项物力学理性较好。
3)场地内地下水位埋深较深，对基础无影响，地基土对混凝土结构和混凝土结构中的钢筋均具微腐蚀性。
4)本场地建筑物抗震设防烈度为8度第三组，设计基本地震加速度值为0.30g，是对抗震不利的可建设场地。
5)本场地最大冻结深度为120cm。
6)本场地冲洪积含细粒砾砂渗透力强，渗透系数大于5m/d，对地基土处理，坝底和周边、坝体的施工必须严格按照设计和有关规范执行，并应做好各类建筑物的防水设施，坝底必须进行换土夯实，严防地表水、地下水渗入地基土中，影响坝底和周边、坝体的稳定性。
7)严格按设计要求进行施工，可以基本消除坝底和周边、坝体的渗漏问题，若局部出现渗透现象，可采用低压灌浆加以处理。
8)工程竣工后及运行过程中，应定期对坝体进行变形观测，加强巡视，发现问题及时采取补救措施，防止灾害发生。
2.6 地震及场地抗灾效应
依据《建筑抗震设计规范》（GB50011-2010）拟建库区新构造运动主要表现为地壳的垂直升降运动及沿老构造线的继承性活动，该区主构造线方向呈NWW向展布。
本地区历史地震活动记录显示：库区历史上地震，一方面是在周围发生地震后波及到该区，从1709年至1927年间发生的中卫、海原、古浪大地震均波及到本区范围，虽有震感但未造成灾害。另一方面是靖远等地区发生地震，1920年12月17日发生5级地震、烈度为6度，1921年1月7日靖远县东侧发生6级地震无烈度记录，1939年3月13日发生5级地震、烈度为6度。在《GS省地震危险区划研究》中叙述：“本地区在近百年内未出现过高震级的地震，并且在未来50年、100年内，亦不会出现过高震级的危险性能量应力聚集”。所以，通过对本地区地质构造级地震危险区划依据的分析判断，现代地震活动的震中主要是在米家山至青山凹山区的两侧，西至古浪，东至海原一带。即使周边地区发生地震有波及，库区山体稳定和安全。
根据国家地震局2001年版《中国地震动峰值加速度区划图》（GB18306-2001）（1：400万），本区50年超越概率为10％时的地震动峰值加速度为0.30g，相应的地震基本烈度为8度，地震东反应谱特征周期为0.45s。
故本次设计地震按8度计算。
2.7 建设方案概况
2.7.1尾矿库总体布置
根据尾矿库所在地区的水文地质条件和地形特征，尾矿库采用平地型建坝方案，在原尾矿库上进行扩建（见附图）。
尾矿库位于选矿厂及生活区南侧，初期坝坝底标高为2036m，初期坝顶标高为2046m，初期坝高10m；最终坝顶标高为2056m。后期坝高10m，尾矿坝最终高度为20m。
2.7.2尾矿库基础资料
拟建尾矿库基础资料见表2-1
表2-1 尾矿库基础资料
1
选矿生产规模
21×104 T/a
2
尾矿排放量
63×104 T/a，折合约45×104m³/a
3
尾矿排放浓度
85％
4
尾矿密度
1.40 T/m³
5
尾矿粒度
-200目占45％
6
尾砂平均堆积干容重
2.80 T/m³
7
库区汇水面积
0.14km2
8
主沟长度
0.54km
8
主沟坡降
7％
10
生产工作制
300d/a
11
设计服务年限
N＝4.5a
12
尾矿总量
93.6×104 m³
13
选矿方式
磁选
2.7.3尾矿库简述
1)库容、等别及设计标准
拟建尾矿库的服务年限为4.5年，总坝高20m,总库容291×104m³，有效库容为203.37×104m³，依《选矿厂尾矿设施设计规范》（ZBJ1-90）、《尾矿库安全技术规程》AQ2006-2005)第2.0.4条规定，对应尾矿库等别（见表2-2）本尾矿按总坝高其等别为四等，按总库容其等别为四等。
表2-2 尾矿库等别表
等别
全库容V×104（m³）
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
2)坝体
初期坝设计为不透水土坝，根据设计规范要求和调洪计算结果，设计初期坝坝高10m，坝轴线长1583m。坝顶宽4m，上游（迎水面）坡比为1:2，下游坡比为1:2（见附图）。后期坝采用尾砂堆坝，后期坝高10m，外坡比为1:4。在下游坡底处修建0.5×0.5m的排水沟。
3)排洪
尾矿库汇水面积为0.14km2，设计洪水重现年前期为100年一遇、中后期为200年一遇。在尾矿库中间修建一个直径为一米的圆形井圈叠装式排水井，排水井由钢筋混泥土砌成，排水井随尾砂堆积的升高而用整体井圈逐层叠加加高，库内的洪水通过汇集到排水井中经由Φ300mm的加强塑料软管排至回水池内沉淀后经由泵送至选矿厂循环利用，不对外排。（见附图1、图2）
4)排渗
初期坝依靠坝体排渗管排渗，设计在底部增加排渗设施，使用直径80—100mm的钢管或朔料管，在管壁上不规则加工直径为10mm的小孔，用滤布包裹，按1％坡度埋在初期坝底部，间距5m一根；后期坝依靠排渗管排渗（见附图3、图4）。
5)排水
在下游坡底修建500×500mm的排水沟，将尾矿库下游侧降雨和排渗水汇排到回水池（见附图1、图3）。
6)坝基处理
地基清理：将坝基范围内的所有树木、树根、乱石及腐殖土层等清除干净。遇到泉眼等必须加以妥善处理，如过遇到岩石裂隙涌出泉水，或防渗墙嵌入沟内一段冒水，则由中间向两头堵，最后集中在防渗墙外泉水孔，待防渗墙填至一定高度后，再用1:3石灰黄泥或水泥黄泥封堵所留出的泉孔。对于水头较大的泉眼，最后采用导流的方法将水引出坝外，也可以用水玻璃和水泥堵眼。要求，坝基持力层为砾砂。
7)筑坝材料
使用库内的土作为筑坝材料。
要求：土中不能含树木、树根、乱石及腐殖土层等；
8)反滤层
为了防止渗透水将尾矿带走及非岩基地地基的渗流破坏，设计在初期坝的上游面设置反滤层。反滤层采用砂-土工布-砂结构（见附图3）。
9)回水
为了防止尾矿库内的水渗流到河流，污染河水，在尾矿库西北侧设计一个80×45×10m回水池，墙体使用浇注混凝土，在内侧进行防渗处理，保证水不渗流到下游去。尾矿库内的尾矿水和降雨水，汇集到排水井中后，在由Φ300mm的加强塑料软管排至回水池中沉淀，用泵送到选矿厂重复利用。实现尾矿库的所有工业用水零排放（见附图1）。
2.7.4尾矿库坝体的稳定性分析
依据《尾矿库设计方案》可知，本尾矿库堆积坝、尾矿库终期坝体在三种工况下的坝体抗滑稳定系数分别为：
尾矿库安全技术规程对坝坡抗滑稳定最小安全系数要求为：见表2-3。
运行情况
坝的级别
1
2
3
4～5
正常运行
1.30
1.25
1.20
1.15
洪水运行
1.20
1.15
1.10
1.05
特殊运行
1.10
1.05
1.05
1.00
表2-3 坝坡抗滑稳定最小安全系数
设计尾矿库为四等库,按照尾矿坝设计规范要求，设计k>1.15。
1)初期坝的稳定性分析
设计物理参数如下：
尾矿库初期坝为不透水均质土坝，其内摩擦角ψ＝20℃，单位凝聚力c＝2，湿容重为γs＝2.01 T/m³，后期坝尾矿内摩擦角ψ＝28℃，单位凝聚力c＝0，湿容重为γs＝1.40 T/m³，浮容重γf＝0.30 T/m³，饱和容重γb＝1.54 T/m³ ,使用圆弧法计算坝的稳定。圆弧半径R=19.23m，土条宽b＝2m（见附图）
计算公式使用：

式中：K——安全系数
L——滑弧总长度，m；
Mc——作用在滑体重心的地震力矩，Mc=Ea，T/m；
E——作用在动土体重心的水平地震惯性力，T；
C、Ψ——土在地震作用下的总应力抗剪强度指标，T/m³， 度；
a——土条底面中心点切线与水平的夹角，度；
R——滑弧半径，m；
Wi——计入渗透压力后的土条重量，T 。
计算得:
正常运行K=1.36>1.15，
洪水运行K=1.36>1.05，
特殊运行K=1.30>1.00，
校核结果:初期坝稳定。
2)后期坝稳定性分析
使用圆弧法计算坝的稳定。圆弧半径R=117.07m，土条宽b＝11.7m（见附图）
计算结果为：
正常运行K=1.51>1.15，
洪水运行K=1.44>1.05，
特殊运行K=111>1.00，
校核结果:后期坝稳定。
2.7.5防洪系统
根据该尾矿库设计可知，洪水计算依据GS省水文图集 （1978.3）。查得库区平均最大H24=30mm，CV=0.65，CS=3.5Cv。n1=0.60，n2=0.70，K1%=3.33，K0.5%=3.90。
库内汇水面积：F=0.14 km2；J=0.07，L=0.54km；
使用的防洪标准为：初期为100年一遇；中后期为200年一遇。
1)洪峰流量计算
使用的计算公式为：QP=A（SPF）B/（L/mj1/3）C-DμF,24h尾矿库洪峰流量计算结果见表2-4。
表2-4 洪峰流量计算表
序号
项目
单位
P=1%
P=0.5%
备注
1
Qp
m³/s
1.99
2.40
设计频率P的洪峰流量
2
Sp
mm/h
28.02
32.82
频率为P的暴雨雨力
3
F
Km²
0.14
0.14
库内的汇水面积
4
L
km
0.54
0.54
库内的主沟长度
5
m

0.9
0.9
汇流参数
6
J

0.07
0.07
主沟的平均坡降
7
u
mm/h
2.19
2.56
产流历时内流域平均入渗率
8
A

0.547
0.547
最大洪峰流量计算系数
9
B

1.176
1.176

10
C

0.707
0.707

11
D

0.327
0.327

12
n1

0.6
0.6
暴雨递减指数
13
n2

0.7
0.7

14
τ
h
0.34
0.33
流域汇流历时
15
H24p
mm
99.9
117
频率为P的24h降雨量
16
Kp

3.33
3.9
模比系数
17
H24
mm
30
30
年最大24h降雨量均值
18
x

0.186
0.186
计算系数
19
Y

2.5

2.5

20
a24

0.5
0.5
历时24h的降雨径流系数
21
hR24p

49.95
58.5

22
hR24pn1

10.45
11.49

23
tc
h
15.20
15.20
主雨峰产流历时
24
J1/3

0.41
0.41

25
Q1/4

1.19
1.24

2)洪水总量
根据该尾矿库设计可知,洪水总量计算采用公式为：
W1p=1000a24H24F
24h洪水总量计算结果见表2-5。
表2-5 洪水总量计算表
序号
项目
单位
P=1
P=0.5%
备注
1
WtP
m³
6993
8190
历时为t，频率为P的洪水总量
2
at

0.5
0.5
与历时t相应的洪量径流系数
3
HtP
mm
51.6
58.95
历时为t，频率为P的降雨量
4
F
Km²
0.14
0.14
流域汇水面积
3)调洪演算（泄洪流量）
根据该尾矿库设计可知,尾矿库进行洪水泄洪流量核算：q=QP（1-Vt/WP）
计算结果见表2-6
表2-6 泄洪流量计算表
序号
项目
单位
P=1%
P=0.5%
备注
1
q
m³/s
1.17
1.55
所需排水构筑物的泄流量
2
QP
m³/s
1.99
2.4
设计频率P的洪峰流量
3
Vt
m³
2892
2892
某坝高时的调洪库容
4
Wp
m³
6993
8190
频率为P的一次洪水总量
4)排水能力计算
根据该尾矿库设计可知,P=0.5%计算
流速：V=C（Ri）1/2
流量：Q=AV
下泄流速：V=C（Ri）1/2
下泄流量：Q =AV
=A C（Ri）1/2
=αC(βi)1/2r5/2
式中：
V—下泄流速，m／s；
C—谢才系数；
R—水力半径，m；
A—过水断面；
设计采用无压管流计算，计算结果见表2-7
表2-7 构筑物流量计算表
r
V
Q
C
R
Y
A
0.1
3.81
0.11
58.49
0.06
0.16
0.03
0.2
5.97
0.68
64.86
0.12
0.16
0.11
0.3
7.81
2.00
69.21
0.18
0.16
0.26
0.4
9.44
4.30
72.47
0.24
0.16
0.46
0.5
10.94
7.78
75.10
0.30
0.16
0.71
0.6
12.34
12.64
77.32
0.36
0.16
1.02
通过计算可以看出：尾矿库排洪构筑物的断面需要达到0.26m2，使用Φ300mm加强塑料软管与排水井联合排洪，将洪水排至库外的回水池内沉淀后经由泵送至选矿厂循环利用，不对外排。
尾矿库的调洪演算设计采用图表演算法。演算见表、库容曲线图（见附图7）
表2-8 库容计算表
序号
坝高H（m）
库容V（m³）
1
0
0
2
5
508421
3
10
1016842
4
15
1525263
5
20
2033684
表2-9 调洪库容计算表
序号
坝高H（m）
调洪库容V（m³）
1
0
1016842
2
5
18391
3
10
56885
4
15
10703
5
20
2892

2.7.6安全监测设施
观测点布置分为浸润线观测点布置和测压点布置两种：
1）测压点布置：测压点埋设在坝体表面，点的设置根据坝的重要性，有选择的布置，断面间距为50～100m，选用3个观测点。
2）浸润线观测点布置：采用50mm的铁管或塑料管，将下端封闭，并在封闭端管壁上钻孔，孔径5mm，孔间距50～100mm，每周3孔，钻孔段400mm长，用滤布包裹好。埋设到浸润线以下2m处，断面间距为50～100m，选用4个观测点，观测点要定期观测(见图5)。

3 危险和有害因素辨识与分析

危险和有害因素是指可对人造成伤亡、影响人体健康，导致疾病的因素。主要指客观存在的危险和有害物质或能量超过一定限值的设备、设施和场所等。
3.1 库区地质条件分析及对周边环境的影响分析
在原尾矿库上进行扩建，尾矿库工程周围、下游无村庄及其他工业设施，远离居民区和农牧区，不影响当地的农牧业生产和居民的日常生活。有较大的减灾空间，尾矿库一旦失事不会造成重大人员伤亡和财产损失。
本选矿厂选矿工艺采用磁选法，对周围环境造成影响较小。
另外，如果不及时对尾矿砂进行平整、碾压，可能在大风天气产生扬尘污染。
3.2尾矿库及尾矿坝类型分析
本尾矿库设计为平地型尾矿库，三面筑坝，初期坝坝体为碾压式土石坝，坝高10m，坝轴线长1583m。坝顶宽4m，上游（迎水面）坡比为1:2，下游坡比为1:2（见附图）。后期坝采用尾砂堆坝，后期坝高10m，外坡比为1:4。在下游坡底处修建0.5×0.5m的排水沟。符合《尾矿库安全技术规程》要求。
3.3尾矿库在设计、施工、运行中可能存在的潜在事故因素分析
3.3.1尾矿库失事原因分析
根据以往尾矿坝失事溃决或严重破坏的事故案例进行分析，找出事故发生的原因，为本次评价辨识危险和有害因素提供参考。
1）尾矿库调洪库容严重不足，在设计洪水位时，安全超高若不能满足设计要求，将可能出现洪水漫顶。

2）库内未设置排洪设施，在出现大暴雨时，尾矿坝面可能出现较多积水，若未在堆积坝内坡设置防洪渠道，仅设置坝面排水沟可能达不到排洪要求，另排水叠井、排水管沟堵塞和坍塌，不能及时排水或排水能力降低，也可能出现洪水漫顶。
3）坝体出现滑动迹象和排洪设施出现裂缝、腐蚀或磨损。
4）堆积坝坝坡过陡。
5）坝面出现纵向或横向裂缝；坝面未设置排水沟，冲蚀严重，形成较多或较大的冲沟。
6）坝端无排水沟，山坡雨水或洪水冲刷坝肩。
3.3.2尾矿库失事与坝型的关系分析
据有关资料记录，尾矿库的失事与坝型关系较为密切，失事尾矿库与坝型统计结果见表3-1。
表3-1 尾矿库失事与坝型统计结果表
失 事 类 型
比 例 （％）
土坝
土石混合坝
堆石坝
其他
运行中发生严重破坏、失事废弃
45
10
10
35
运行中发生破坏、经修复再次使用
60
6
0
34
运行中发生事故，经补救，阻止破坏
77
5
6
12
初期发生事故，运行前予以修复
80
7
2
11
运行前发生事故，工程竣工后发生异常现象
100
0
0
0
运行中发生事故及异常现象，但未发生重大事故
8
4
0
88
由表可知，土石混合坝、堆石坝的事故发生率较低，土坝的事故率相对较高。
3.3.3尾矿库失事的危险和有害因素分析