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xx縣中正選礦廠尾礦庫可行性研究報告目 錄1 工程概述11.1 項目名稱及建設(shè)單位11.2 地理位置及交通11.3 經(jīng)濟(jì)概況21.4 地形地貌31.5 氣候水文32 企業(yè)簡介43 設(shè)計依據(jù)43.1 國家、地方政府和主管部門的有關(guān)法律、法規(guī)43.2 主要技術(shù)規(guī)范、規(guī)程、標(biāo)準(zhǔn)53.3 其他基礎(chǔ)資料63.4 設(shè)計基本原則63.5 設(shè)計基本工藝資料74 尾礦庫主要設(shè)計方案84.1 庫址的選擇84.2 初期壩壩型94.3 庫容量及服務(wù)年限104.4 尾礦庫等別114.5 防洪標(biāo)準(zhǔn)114.6 洪水計算及調(diào)洪演算124.7 尾礦庫設(shè)計方案174.8 投資估算315 環(huán)境保護(hù)365.1 環(huán)境保護(hù)設(shè)計依據(jù)365.2 環(huán)境保護(hù)標(biāo)準(zhǔn)365.3 主要污染物及其治理措施365.4 環(huán)境保護(hù)監(jiān)測管理機(jī)構(gòu)386 水土保持386.1 編制依據(jù)386.2 工程概況386.3 水土保持現(xiàn)狀評價396.4 可能造成的水土流失及其危害396.5 水土流失防治方案396.6 投資及效益分析406.7 水土保持措施實(shí)施的保證措施417 尾礦庫的安全管理427.1 尾礦庫安全管理措施427.2防洪447.3 粉塵的防護(hù)對策457.4 尾礦庫區(qū)范圍內(nèi)安全管理457.5 垮壩后波及范圍457.6安全監(jiān)測制度及機(jī)構(gòu)458 工程建設(shè)進(jìn)度和勞動定員468.1 工程建設(shè)進(jìn)度468.2 勞動定員469 存在的問題及建議479.1 存在的問題479.2 建議48附圖1 尾礦庫平面圖 ys09zz-12 初期壩斷面示意圖圖 ys09zz-23 尾礦庫縱斷面示意圖 ys09zz-34 面積庫容曲線 ys09zz-449遼陽縣中正選礦廠尾礦庫可行性研究報告1 工程概述1.1 項目名稱及建設(shè)單位項目名稱：遼陽縣中正選礦廠尾礦庫可行性研究報告建設(shè)單位：遼陽縣中正選礦廠企業(yè)性質(zhì)：民營企業(yè)法人代表：黃河項目擬建地點(diǎn)：遼陽縣寒嶺鎮(zhèn)黃泥村1.2 地理位置及交通遼陽縣隸屬于遼寧省遼陽市，位于遼東半島中部，地處東經(jīng)12235041234100，北緯404219413632之間。東臨山城本溪、鳳城，南界鞍山、海城，西接遼中、臺安，北連燈塔。遼陽縣交通四通八達(dá)，長大鐵路、沈大高速公路縱貫?zāi)媳?，本遼遼高速公路、遼溪鐵路橫跨東西，與大連港、營口鲅魚圈港、沈陽桃仙國際機(jī)場近距直通，地理位置優(yōu)越，交通便利。遼陽縣中正選礦廠，位于遼陽縣寒嶺鎮(zhèn)黃泥村西側(cè)3km處的山坡上，在寒嶺鎮(zhèn)南側(cè)15km處，廠區(qū)門前為從寒嶺至弓長嶺公路。地理位置優(yōu)越，交通便利，運(yùn)輸條件較好，以公路運(yùn)輸為主。項目地理及交通位置圖1.1：圖1.1 地理及交通位置圖1.3 經(jīng)濟(jì)概況遼陽縣以冶金業(yè)為主體，以輕紡服裝、農(nóng)產(chǎn)品深加工和三行業(yè)為重要補(bǔ)充的工業(yè)生產(chǎn)體系進(jìn)一步完備，工業(yè)經(jīng)濟(jì)總量在全省44個縣（市）中穩(wěn)居前10位。全縣鐵精粉、鋼坯、普通線材、型材異型材、特鋼及有色金屬產(chǎn)量分別可達(dá)到210萬噸、100萬噸、105萬噸、80萬噸、50萬噸和5萬噸。遼陽縣毗鄰中國兩大鋼鐵生產(chǎn)基地（鞍山鋼鐵、本溪鋼鐵），為發(fā)展冶金業(yè)提供了廣闊的發(fā)展空間。1.4 地形地貌該區(qū)地貌類型為剝蝕丘陵，微地貌單元為丘間谷地。其中丘陵一般海拔高度在253.0361.8m，地形最大高差為108.8m，地形坡度一般在1030，丘頂多呈渾圓狀，丘坡沖溝較發(fā)育，丘麓與丘間谷地緩度相接。丘間谷地最大寬度約為150.0m，縱深長度約為1.10km，谷底與谷坡緩度接觸。區(qū)內(nèi)植被繁茂。1.5 氣候水文該區(qū)屬溫帶濕潤性季風(fēng)氣候，受海洋影響較大，全年氣候溫和、濕潤、四季分明。年平均氣溫6.08.0，夏季極端最高氣溫為38.0，冬季極端最低氣溫為-33.7；歷年平均相對濕度在63.0%左右，一晝夜最大降雨量為156.69mm，年平均降水量在800.0900.0mm之間，多集中于78月份，年平均蒸發(fā)量為1649.9mm；夏季主導(dǎo)風(fēng)向為南風(fēng)，冬季主導(dǎo)風(fēng)向為北風(fēng)；年日照時數(shù)平均值為2559.3小時左右，無霜期為140160天，最大凍結(jié)深度為1.26m。尾礦庫所在區(qū)域水資源豐富，為東北地區(qū)少有的優(yōu)質(zhì)水富成地區(qū)，全區(qū)共有大小河流86條，這些河流構(gòu)成太子河、渾河兩大水系，其中太子河總長413.0km，流域面積約為4000km2，區(qū)內(nèi)河流多為太子河支流，從北、東、南三面匯入太子河，形成向心水系。庫區(qū)生產(chǎn)和生活用水約8.5萬t/a，均有附近小河溝接引供給。2 企業(yè)簡介遼陽縣中正選礦廠屬私營企業(yè)，為礦石采、選聯(lián)合企業(yè)。企業(yè)組織執(zhí)行總經(jīng)理（廠長）負(fù)責(zé)制，實(shí)行廠部工段或班組二級管理，并實(shí)行各級經(jīng)濟(jì)責(zé)任制，貫徹科學(xué)管理，提高全員素質(zhì)。全廠定員暫定為96人，其中工人84人，工程技術(shù)及管理人員12人（包括銷售人員）。企業(yè)產(chǎn)品為鐵精粉，年產(chǎn)鐵精粉20萬噸，品位約為66%。3 設(shè)計依據(jù)3.1 國家、地方政府和主管部門的有關(guān)法律、法規(guī)（1）中華人民共和國安全生產(chǎn)法（2002年6月29日第九屆全國人民代表大會常務(wù)委員會第二十八次會議通過）；（2）中華人民共和國礦山安全法（1992年11月7日中華人民共和國主席令第六十五號公布）；（3）中華人民共和國礦山安全法實(shí)施條例（1976年10月11日經(jīng)國務(wù)院批準(zhǔn)發(fā)布）；（4）中華人民共和國礦產(chǎn)資源法（1986年3月19日第六屆全國人民代表大會常務(wù)委員會第十五次會議通過）；（5）關(guān)于開展重大危險源監(jiān)督管理工作的指導(dǎo)意見安監(jiān)督協(xié)調(diào)字200456號；（6）尾礦庫安全監(jiān)督管理規(guī)定（2006年第6號令）3.2 主要技術(shù)規(guī)范、規(guī)程、標(biāo)準(zhǔn)（1）選礦廠尾礦設(shè)施設(shè)計規(guī)范（zbj1-90）；（2）碾壓式土石壩設(shè)計規(guī)范（sl274-2001）；（3）碾壓式土石壩施工規(guī)范（dl/t5129-2001）；（4）水工建筑物抗震設(shè)計規(guī)范（sl203-97）；（5）水工混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范dl5057-1996；（6）水工混凝土施工規(guī)范dl/t5144-2001；（7）上游法尾礦堆積壩工程地質(zhì)勘察規(guī)程（ybj 11-86試行）；（8）選礦安全規(guī)程（gb18152-2002）；（9）工業(yè)企業(yè)設(shè)計衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)（gbz1-2002）（10）工作場所有害因素職業(yè)接觸限值（gbz2-2002）；（11）機(jī)械防護(hù)安全距離（gb/t2265-1997）；（12）礦山電力設(shè)計規(guī)范（gb50070-1994）；（13）冶金礦業(yè)尾礦設(shè)施管理規(guī)程（冶礦字第185-90）；（14）尾礦設(shè)施施工及驗收規(guī)程（ys5418-1995）（15）尾礦庫安全技術(shù)規(guī)程（aq2006-2005）；（16）水工混凝土施工規(guī)范dl/t5144-2001；（17）土工合成材料應(yīng)用技術(shù)規(guī)范（gb 5029098）；（18）一般工業(yè)固體廢棄物貯存、處置場污染控制標(biāo)準(zhǔn)（gb185992001）。（19）中華人民共和國環(huán)境保護(hù)法3.3 其他基礎(chǔ)資料（1）可行性研究報告編制委托書；（2）礦方提供的尾礦庫區(qū)域1：10000地形圖；（3）本區(qū)地震烈度為度；（4）選礦廠工藝資料；（5）遼陽縣中正選礦廠年產(chǎn)20萬噸鐵精礦粉項目可行性研究報告（遼陽市國際工程咨詢中心編制）。3.4 設(shè)計基本原則（1）嚴(yán)格遵循現(xiàn)行有關(guān)規(guī)范、規(guī)程和標(biāo)準(zhǔn)；（2）貫徹“環(huán)境保護(hù)、造福人民”和“安全第一，預(yù)防為主，綜合治理”的方針，滿足安全、衛(wèi)生、環(huán)境保護(hù)、節(jié)能等要求，認(rèn)真做好資源利用的工作；（3）設(shè)計力求符合實(shí)際，主體工藝設(shè)施必保，生產(chǎn)輔助設(shè)施配套，本著安全實(shí)用，技術(shù)可行，經(jīng)濟(jì)合理的原則進(jìn)行；（4）嚴(yán)格執(zhí)行國家環(huán)保法，生產(chǎn)安全和工業(yè)衛(wèi)生等規(guī)定，務(wù)使“三廢”排放達(dá)到國家標(biāo)準(zhǔn)；（5）積極慎重地采用符合國情、安全可靠、經(jīng)濟(jì)合理的新技術(shù)、新工藝、新設(shè)備和新材料，以確保設(shè)計的先進(jìn)性和經(jīng)濟(jì)性；（6）在滿足生產(chǎn)要求和確保安全的前提下，充分利用荒地和貧瘠土地，不占、少占和緩占農(nóng)田，有條件時可考慮造地還田和尾礦庫閉庫后復(fù)田；（7）充分回收利用尾礦澄清水，少向下游排放。3.5 設(shè)計基本工藝資料（1）選礦廠年處理原礦量：50104 t（約1666.7t/d）；（2）選礦廠工作制度：300d/a，3班/d，8h/班；（3）尾礦產(chǎn)率：60%；（4）尾礦真比重：3.08；（5）選礦廠年排尾礦量：30104 t/a；（6）礦漿濃度：20%；（7）尾礦平均粒度：-200目占70%；（8）選礦工藝采用二級破碎、二段磁選，循環(huán)用水生產(chǎn)工藝，是通過破碎機(jī)將鐵礦石粗破成小塊，再通過圓錐式破碎機(jī)破碎成粉末式顆粒狀，進(jìn)入一段球磨機(jī)，通過磁選分級后，再由傳送帶送入二段球磨機(jī)，進(jìn)行第二次球磨，是鐵礦石充分利用。具體見選礦技術(shù)工藝流程圖3.1：圖3.1 選礦技術(shù)工藝流程圖4 尾礦庫主要設(shè)計方案本次尾礦庫設(shè)計充分利用現(xiàn)有設(shè)施及條件，本著技術(shù)可行經(jīng)濟(jì)合理的原則，在保證壩體安全的前提下，盡可能延長尾礦庫的服務(wù)年限。4.1 庫址的選擇4.1.1 庫址選擇的原則尾礦庫庫址的選擇在很大程度上決定尾礦設(shè)施基建和經(jīng)營費(fèi)用的大小以及管理工程的繁簡程度。依據(jù)選礦廠尾礦設(shè)施設(shè)計規(guī)范（zbj1-90）和尾礦庫安全技術(shù)規(guī)程（aq2006-2005）相關(guān)條款規(guī)定，在選擇尾礦庫時應(yīng)綜合考慮下列原則：（1）不宜位于工礦企業(yè)、大型水源地、水產(chǎn)基地和大型居民區(qū)的上游；（2）不應(yīng)位于全國和省重點(diǎn)保護(hù)名勝古跡的上游；（3）應(yīng)避開地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜、不良地質(zhì)現(xiàn)象嚴(yán)重區(qū)域；（4）不宜位于有開采價值的礦床上面；（5）匯水面積小，有足夠的庫容和初、中期庫長。（6）筑壩工程量小，生產(chǎn)管理方便。4.1.2 庫址的選擇經(jīng)設(shè)計人員和業(yè)主現(xiàn)場實(shí)地調(diào)查，對選礦廠附近自然形成的溝谷，進(jìn)行對比分析論證，最終確定尾礦庫擬建選礦廠東側(cè)溝谷，該溝谷三面依山坡，一面溝口，溝口較窄，溝內(nèi)開闊，溝谷斷面呈“u”字型，溝谷匯水面積約為0.893km2，縱深長度約為1.10km，平均寬度約為150.0m。溝內(nèi)無居民居住，僅有23畝耕地，溝口附近有居民67戶（建設(shè)單位擬出資動遷、征地），溝內(nèi)無工礦企業(yè)，無大型水源地，無重要交通設(shè)施，僅有鄉(xiāng)間小道。場地工程地質(zhì)條件較好，是比較理想的尾礦庫庫址。該擬建尾礦庫設(shè)計總壩高為40.0m，垮壩后波及范圍按80倍壩高的原則進(jìn)行預(yù)測，即波及范圍約為8040=3200m，在此波及范圍內(nèi)有村莊和一條縣級公路，一旦垮壩將會造成一定的人員和財產(chǎn)損失，因此，該尾礦庫一定嚴(yán)格按照設(shè)計要求施工，并在將來的生產(chǎn)過程中一定要加強(qiáng)管理，嚴(yán)格執(zhí)行尾礦庫安全監(jiān)督管理規(guī)定（國家安全生產(chǎn)監(jiān)督管理總局第6號令）。4.2 初期壩壩型初期壩作為尾礦壩的支撐棱體壩型選擇應(yīng)考慮就地取材、施工方便、節(jié)省投資。初期壩通常選用類型有：透水堆石壩、土壩和風(fēng)化料筑壩。透水堆石壩：有較好的透水性，可有效降低尾礦壩的浸潤線，加快尾礦固結(jié)，利于尾礦壩穩(wěn)定，而且取材方便，施工簡單，成本較低。土壩：在缺少砂石料地區(qū)該壩型造價低、施工方便，但是由于土料的透水性較尾礦差，當(dāng)尾礦堆積壩達(dá)到一定高度時，浸潤線往往從堆積壩坡逸出，易造成管涌，導(dǎo)致垮壩事故。如果選擇土壩，則為了保證尾礦庫的安全，必須做好土壩的排滲設(shè)施以降低尾礦壩的浸潤線，這樣一方面增加了投資成本，另一方面也增加了施工難度。風(fēng)化料筑壩：風(fēng)化料是地表巖層風(fēng)化過程的產(chǎn)物，其耐久性較一般土料差，物理力學(xué)性質(zhì)較不穩(wěn)定，而且強(qiáng)度低，受壓易破碎，透水性很差，不利于筑壩。當(dāng)尾礦庫附近沒有足夠的筑壩石料時，可以采用庫內(nèi)開采的風(fēng)化料筑壩，但必須做好排滲設(shè)施。本設(shè)計所選尾礦庫庫址石料豐富，而且溝口較窄，采用透水堆石壩壩型有利于壩體的穩(wěn)定，而且施工工程量小，施工方便，成本較低，因此本設(shè)計選定透水堆石壩為該尾礦庫的初期壩壩型。4.3 庫容量及服務(wù)年限依據(jù)公式：式中，為所需尾礦庫有效庫容()；為尾礦庫設(shè)計年限內(nèi)需貯存的尾礦量()，當(dāng)采用上游式尾礦筑壩時，即為選礦廠排出的尾礦量；當(dāng)采用下游式尾礦筑壩時，則為選礦廠排出的尾礦量扣除筑壩用粗尾砂量；為尾礦庫內(nèi)的尾礦平均堆積干容重()，由于缺少該資料，本報告依據(jù)選礦廠尾礦設(shè)施設(shè)計規(guī)范第2.0.2條規(guī)定，選定尾礦真比重為2.7t/m3的尾礦平均堆積干容重為1.55t/m3，該選廠尾礦平均堆積干容重由d=d（2.7t/m3）來計算；g為尾礦真比重；為校正系數(shù)；d（2.7t/m3）為尾礦真比重為2.7t/m3對應(yīng)尾礦平均堆積干容重。經(jīng)計算，尾礦庫庫容計算結(jié)果表見表4-3-1表4-3-1 尾礦庫庫容計算及服務(wù)年限標(biāo)高（相對標(biāo)高）（m）面積（m2）相對庫容（m3）累計庫容（萬m3）使用年限（年）充填系數(shù)有效庫容（萬m3）10.003755.720.000.0020.008585.2061704.606.170.20.53.1030.0017669.54131273.7019.300.90.815.4440.0028797.85232336.9542.532.00.834.0250.0040598.32346980.8577.233.60.861.7860.0050991.42457948.70123.025.80.898.42根據(jù)選礦廠尾礦設(shè)施設(shè)計規(guī)范（zbj1-90），尾礦庫初期壩應(yīng)按貯存半年以上的尾礦量并滿足調(diào)蓄洪水和尾礦澄清水的要求設(shè)計。依據(jù)上述庫容計算，該尾礦庫初期壩頂標(biāo)高（相對標(biāo)高）為30.0m，壩高約為20.0m，尾礦堆積壩平均坡比按照1：4.0考慮，當(dāng)壩高達(dá)到50.0m標(biāo)高（相對標(biāo)高）時，庫容可達(dá)77.23萬m，考慮利用系數(shù)，有效庫容為61.78萬m，可服務(wù)3.6年。4.4 尾礦庫等別依據(jù)選礦廠尾礦設(shè)施設(shè)計規(guī)范（zbj90）規(guī)定，尾礦庫各使用期的設(shè)計等別應(yīng)根據(jù)該期的全庫容和總壩高分別確定，取其等級高者作為設(shè)計等級。當(dāng)按壩高確定的等級與按庫容確定的等級相差二等以上時，按最高等級降一級；尾礦庫失事將使下游重要城鎮(zhèn)、工礦企業(yè)或鐵路干線遭受嚴(yán)重災(zāi)害者，其設(shè)計等別可提高一等作為尾礦庫的設(shè)計等級。本尾礦庫設(shè)計，考慮壩高與庫容量二方面條件，按總壩高40.0m，尾礦庫等別為四等庫；按庫容量77.23104m3，尾礦庫等別為五等庫。綜合考慮，本尾礦庫等別為四等庫。 表4-4-1 尾礦庫等別等 別全庫容v（萬m3）壩高h(yuǎn)（m）一二等庫具備提高等別條件者二三四五v100001000v10000100v1000v100h10060h10030h60h304.5 防洪標(biāo)準(zhǔn)根據(jù)選礦廠尾礦設(shè)施設(shè)計規(guī)范（zbj1-90），本次設(shè)計尾礦庫相應(yīng)防洪標(biāo)準(zhǔn)（洪水重現(xiàn)期）為：初期3050年一遇洪水；中期、后期100200年一遇洪水。該尾礦庫匯水面積約f=0.893km2。表4-5-1 尾礦庫防洪標(biāo)準(zhǔn)尾礦庫等別一二三四五洪水重現(xiàn)期（年）初期1002005010030502030中、后期10002000500100020050010020050100因此，該尾礦庫防洪標(biāo)準(zhǔn)為：初期為p=2.0%（50年一遇）；中期為p=1.0%（100年一遇）；后期為p=0.5%（200年一遇）。尾礦壩的最小安全超高與最小干灘長度按表4-5-2確定。表4-5-2 上游式尾礦壩的最小安全超高與最小灘長壩的級別12345最小安全超高（m）1.51.00.70.50.4最小灘長（m）150100705040由上表可以看出該尾礦壩最小安全超高與最小干灘長度分別為0.5m和50.0m。4.6 洪水計算及調(diào)洪演算4.6.1 洪水計算（1）洪水計算參數(shù)的確定依據(jù)遼寧省水文手冊（1998年版），遼陽縣中正選礦廠尾礦庫處于4水文分區(qū)，水文參數(shù)如下：其中，分別為年最大24小時、3日、6小時和1小時暴雨均值；分別為年最大暴雨變差系數(shù)和偏態(tài)系數(shù)。根據(jù)1：10000地形圖，該尾礦庫庫區(qū)匯水面積為0.893km2，主溝長度為1.10km，平均坡降為30。（2）洪峰流量的計算依據(jù)遼寧省水文手冊（1998年版）洪峰流量按下式計算：其中：qp為設(shè)計洪峰流量，m3/s；p為設(shè)計洪峰徑流系數(shù)；ip為相對于匯流時間p的設(shè)計面暴雨強(qiáng)度，mm/h；pp為設(shè)計最大時雨量，mm，各種頻率的雨量pp面為一定頻率下p歷時的設(shè)計面暴雨量，mm；p為一定頻率下的匯流歷時，小時；np、n1p和n2p為一定頻率下p歷時暴雨指數(shù)；p為設(shè)計洪量徑流系數(shù)；x、y為地區(qū)匯流參數(shù)；j為主溝平均坡比，以計；l為控制地點(diǎn)以上的河流長度；f為匯水面積，km2。（3）洪水總量計算設(shè)計洪水總量按下列公式計算：式中：w三p、w（三-24）p和w24p分別為不同頻率的設(shè)計三日洪量、前鋒洪量和主峰洪量（即24小時洪量），萬m3；三p和（三-24）p分別不同頻率的三日洪量徑流系數(shù)和前鋒洪量徑流系數(shù)；p三p面和p24p面分別為不同頻率三日、24小時設(shè)計面暴雨量，mm；f為匯水面積，km2。（4）洪水過程線的計算根據(jù)遼寧省水文手冊當(dāng)洪水過程線形狀系數(shù)rp小于0.05時洪水過程線為以qp為高，以tt為洪水過程線的總歷時，以0為洪水上漲歷時的三角形，w調(diào)p為洪水過程線的面積。當(dāng)rp大于0.05時洪水過程線按水文手冊給定的過程線。洪水過程線形狀系數(shù)：式中：qp為洪峰流量，m3/s；w為洪水總量，萬m3；t為主峰洪水歷時，東部、區(qū)：t=51小時；西部、區(qū)t=52小時。遼陽縣中正選礦廠尾礦庫位于東部4區(qū)，故主峰洪水歷時t=51小時。對于該尾礦庫，各頻率下洪水過程線形狀系數(shù)為：則該尾礦庫的洪水過程線就是以qp為最大流量、w調(diào)p為調(diào)洪的洪量、t為洪水歷時的簡化三角形過程線，其中：（5）洪水計算結(jié)果洪水計算結(jié)果見表4-6-1、表4-6-2和圖4.6.1：表4-6-1 洪水計算結(jié)果表p(%)2.0001.0000.500p24p(mm)240.525276.975313.200kp2.6733.0783.480p三p(mm)320.700369.360417.600kp2.6733.0783.480p6p(mm)157.093179.265200.651kp2.4982.8503.190p1p(mm)78.16688.50298.838kp2.4202.7403.060p1/p60.4980.4940.493p6/p240.6530.6470.641p24p面240.525276.975313.200p三日p面320.700369.360417.600p6p面157.093179.265200.651p1p面78.16688.50298.838n1p0.6070.6040.603n2p0.6980.6870.68100.2970.2970.297pp(mm)48.59054.61261.060ip(mm/h)163.383183.633205.312p0.7600.8000.830a三p0.6100.6500.690a三-24p0.1200.1600.210qp(m3/s)30.82636.47042.305w三p(萬m3)17.46921.44025.731w（三-24）p(萬m3)0.8591.3201.958w24p(萬m3)16.61020.12023.773w調(diào)p12.22914.78217.438tt2.20571392.25350672.291823表4-6-2 尾礦庫洪水過程線2.0%1.0%0.5%t（h）q（m3/s）t（h）q（m3/s）t（h）q（m3/s）0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.29730.8260.29736.4700.29742.3052.2060.000 2.2540.000 2.2920.000 圖4.6.1 200年一遇設(shè)計洪水過程線4.6.2 調(diào)洪演算調(diào)洪計算選取最終堆積標(biāo)高進(jìn)行調(diào)洪計算，經(jīng)計算，該尾礦庫在此標(biāo)高時調(diào)洪庫容為6.48萬m。通過上述計算可以看出洪水過程線概化為三角形，排水過程線近似為直線的簡單情況，調(diào)洪庫容和泄洪流量之間的關(guān)系可按以下公式計算。q=qp（1-vt/wp）式中：q所需排水構(gòu)筑物的泄流量，m3/s；qp設(shè)計頻率的洪峰流量，m3/s；wp頻率為p的一次洪水總量，m3；vt最小調(diào)洪庫容，m3；庫區(qū)調(diào)洪后應(yīng)泄流量為：q=42.305（1-6.48/23.773）=30.77m3/s。通過以上計算得知：該尾礦庫200年一遇最大24小時降雨的洪水總量為23.773萬m3，而該尾礦庫最小調(diào)洪庫容為6.48萬m3，尾礦庫庫區(qū)調(diào)洪后排洪構(gòu)筑物應(yīng)泄流量為30.77m3/s。4.7 尾礦庫設(shè)計方案4.7.1 尾礦初期壩根據(jù)尾礦壩的使用要求以及運(yùn)行特點(diǎn)，結(jié)合壩址工程地質(zhì)、地形及當(dāng)?shù)刂尾牧系臈l件再考慮環(huán)保方面的要求，壩型為透水堆石壩壩型。該尾礦庫初期壩采用庫區(qū)石料堆筑而成，經(jīng)上述計算，初期壩高為20.0m，最大壩長約為82.6m，設(shè)計壩頂寬為3.0m，上、下游坡比均為1：2.0。為了防止初期壩發(fā)生如管涌、流沙和尾礦泄漏等滲流破壞現(xiàn)象，在初期壩上游坡鋪設(shè)無紡?fù)凉げ甲鳛榉礊V層，土工布搭接處應(yīng)焊接，并用c15混凝土將土工布鑲?cè)霚系缀桶镀?；初期壩下游采用干砌塊石護(hù)坡（見初期壩斷面圖 附圖ys09zz-2）。初期壩總方量約為37381.3m3。4.7.2 尾礦堆積壩初期壩壩頂以上采用尾礦繼續(xù)加高，經(jīng)上述庫容計算，該尾礦庫尾礦堆積壩最終堆積標(biāo)高（相對標(biāo)高）為50.0m，堆積高度為20.0m，下游坡平均坡比為1：4.0，每5.0m高設(shè)一平臺，平臺寬約3.0m（見尾礦堆積壩斷面圖 附圖ys09zz-3）。為了防止粉塵污染，在初期壩以上，在每年筑壩完成后應(yīng)在尾礦堆積壩外坡鋪0.3m厚的山皮土，并在其上種植草皮或紫穗槐、沙棘和枸棘子等灌木。為了防止汛期雨水對尾礦堆積壩的沖刷，在尾礦堆積壩外坡每一個平臺和壩坡與山體交界處均設(shè)置壩面及岸坡排水溝。4.7.3 尾礦排放方式及注意事項 尾礦排放方式：采用上游法，多支管壩前分散放礦。（1）尾礦排放與筑壩，包括岸坡清理、尾礦排放、壩體堆筑、壩面維護(hù)和質(zhì)量檢測等環(huán)節(jié)，必須嚴(yán)格按設(shè)計要求和作業(yè)計劃精心施工，做好隱蔽工程記錄（要有影像資料）；（2）尾礦壩灘頂高程必須滿足生產(chǎn)、防汛、冬季冰下放礦和回水要求。尾礦壩堆積坡比不得陡于設(shè)計規(guī)定；（3）每一期筑壩充填作業(yè)之前必須進(jìn)行岸坡處理，將樹木、樹根、草皮、廢石及其他有害構(gòu)筑物全部清除。若遇有泉眼、水井、地道或洞穴等，應(yīng)作妥善處理。清除雜物不得就地堆積，應(yīng)運(yùn)到庫外。在沉積灘內(nèi)不得埋有塊石、廢管件、支架及混凝土管墩等雜物；岸坡清理應(yīng)作隱蔽工程記錄，經(jīng)主管技術(shù)人員檢查合格后方可充填筑壩。（4）上游式筑壩法，應(yīng)于壩前分散均勻放礦，維持壩體均勻上升，不得任意在庫后或一側(cè)岸坡放礦（修子壩后移放礦管時除外）。應(yīng)做到：a）粗粒尾礦沉積于壩前，細(xì)粒尾礦排至庫內(nèi)，在沉積灘范圍內(nèi)不允許有大面積礦泥沉積；b）壩頂及沉積灘面應(yīng)均勻平整，沉積灘長度及灘頂最低高程必須滿足防洪設(shè)計要求；c）礦漿排放不得沖刷初期壩和子壩，嚴(yán)禁礦漿沿子壩內(nèi)坡趾流動沖刷壩體；d）放礦時應(yīng)有專人管理，不得離崗。（5）壩體較長時應(yīng)采用分段交替作業(yè)，使壩體均勻上升，應(yīng)避免灘面出現(xiàn)側(cè)坡、扇形坡或細(xì)粒尾礦大量集中沉積于某端或某側(cè)。（6）為保護(hù)初期壩上游坡及反濾層免受尾礦漿沖刷，應(yīng)采用多管小流量的放礦方式，以利盡快形成灘面，并采用導(dǎo)流槽或軟管將礦漿引至遠(yuǎn)離壩頂處排放。（7）冰凍期、事故期或由某種原因確需長期集中放礦時，不得出現(xiàn)影響后續(xù)堆積壩體穩(wěn)定的不利因素。（8）尾礦堆積壩時，不得將細(xì)粒尾礦排至尾礦堆積壩前，以免影響尾礦堆積壩的穩(wěn)定性。（9）尾礦灘面及下游坡面上不得有積水坑。（10）壩外坡面維護(hù)工作應(yīng)按設(shè)計要求進(jìn)行，或視具體情況選用以下維護(hù)措施：a）坡面修筑人字溝或網(wǎng)狀排水溝；b）坡面植草或灌木類植物；c）采用碎石、廢石或山坡土覆蓋壩坡。（11）每期子壩堆筑完畢，應(yīng)進(jìn)行質(zhì)量檢查，檢查記錄需經(jīng)主管技術(shù)人員簽字后存檔備查。主要檢查內(nèi)容：a）子壩剖面尺寸，長度、軸線位置及邊坡坡比；b）新筑子壩的壩頂及內(nèi)坡趾灘面高程、庫內(nèi)水位；c）尾礦筑壩質(zhì)量。（12）當(dāng)壩坡出現(xiàn)沖溝時，應(yīng)以土石及時分層夯實(shí)填平，并增設(shè)排水溝。（13）壩體出現(xiàn)裂縫，應(yīng)通過表面觀測和挖深坑、槽探，查明裂縫的部位、寬度、長度、深度、錯距、走向等，分析裂縫的深度，可選用以下處理措施：a）對于縫深小于5.0m的裂縫可采用開挖回填法處理。開挖深度應(yīng)比裂縫盡頭深0.30.5m，開挖長度應(yīng)比縫端擴(kuò)展約2.0m。回填土料宜與原土料相同，回填時要求分層夯實(shí)。b）對于較深的裂縫可采用灌漿法處理或上部開挖回填、下部灌漿的方法處理。灌漿的漿液可采用純粘土漿或粘土水泥漿，漿液濃度為3050。（14）壩體出現(xiàn)滑坡，可采取以下處理措施：a）下游坡壓后戧加固壩體，后戧宜采用堆石料堆筑；b）放緩壩坡；c）降低壩體浸潤線。（15）壩體出現(xiàn)塌坑，應(yīng)及時查明其成因，進(jìn)行處理。對于沉陷塌坑，應(yīng)進(jìn)行回填夯實(shí)處理；對于管涌塌坑，應(yīng)首先處理管涌后再進(jìn)行回填。4.7.4 尾礦壩穩(wěn)定性分析尾礦堆積壩能否穩(wěn)定需要通過尾礦堆積壩的穩(wěn)定性計算確定，由于缺少尾礦堆積壩的工程地質(zhì)勘察資料，我們采用粒度相近的尾礦壩的勘察資料，并對資料的數(shù)據(jù)進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整，在尾礦壩壩體穩(wěn)定計算中的指標(biāo)選取上，盡量力求接近本尾礦庫尾礦的物理力學(xué)性質(zhì)，并適當(dāng)留有一定的余地。（1）計算原理1）滲流計算浸潤線計算對于尾礦壩的抗滑穩(wěn)定性計算非常重要，在本次穩(wěn)定性評價中，由于尾礦庫尚未投產(chǎn)放礦，在本報告僅計算洪水運(yùn)行和特殊運(yùn)行兩種工況下的穩(wěn)定性。洪水工況和特殊工況下穩(wěn)定性計算均采用最高洪水位時設(shè)計最小干灘長度（50.0m）對應(yīng)計算浸潤線，計算浸潤線由二維滲流理論計算獲得。滲流控制方程滲流計算依據(jù)的基本定律是達(dá)西(darcy)定律，表達(dá)式為： (4.7.4.1)式中，q是斷面流速，k是材料的滲透系數(shù)，i是水力坡降。對于二維平面穩(wěn)定滲流，控制方程為： (4.7.4.2)式中，kx、ky是x，y方向的滲透系數(shù)，h是總水頭。當(dāng)材料是各向同性時，kx=ky；當(dāng)材料為各向異性時，kxky?？偹^為：， (4.7.4.3)其中孔隙水壓力，為水的重度，z是位置水頭。邊界條件已知水頭邊界條件： (4.7.4.4)其中為已知水頭值。不透水邊界： (4.7.4.5)在浸潤邊界上： (4.7.4.6)2）抗滑穩(wěn)定性計算尾礦的性態(tài)極為復(fù)雜，分析條件很少是常規(guī)的，然而，由于尾礦壩技術(shù)起步較晚，至今并未形成自身的獨(dú)立分析體系，因此，到目前為止，仍沿用基于極限平衡理論的傳統(tǒng)條分法對其進(jìn)行抗滑穩(wěn)定性分析。極限平衡法的基本思想是假定一個可能的簡單形狀的破壞面，求出沿這個面調(diào)動起來的應(yīng)力狀態(tài)和可能獲得的強(qiáng)度，將此強(qiáng)度與應(yīng)力相比較，即與沿該面引起破壞所必需的應(yīng)力相比較，求出極限平衡狀態(tài)下的安全系數(shù)。安全系數(shù)fs定義為使破壞面之上滑體處于靜平衡狀態(tài)，可獲得的抗剪強(qiáng)度應(yīng)當(dāng)除以（縮小）的系數(shù)（倍數(shù)）。目前，對于尾礦壩抗滑穩(wěn)定性評價方法中，以瑞典圓弧法最為常用，下面將其介紹如下：瑞典圓弧法：該法假設(shè)條塊之間的作用力對圓弧形滑動面上的法向應(yīng)力分布沒有影響，則作用于各垂直條塊上的力如圖4.7.4.1所示，其抗滑力與下滑力之比即為安全系數(shù)fs：式中：i為第i條塊；r為圓弧半徑；i為條塊地面中點(diǎn)切線與水平線夾角；ui是條塊地面中點(diǎn)處孔隙水壓力；wi為條塊重量；qi為作用在條塊重心處的水平向地震慣性力，q/i為作用在條塊重心處的垂向地震慣性力（向下為正），mc為qi對圓心的力矩之和；li為條塊底部長度；ci和i是條塊地面中點(diǎn)處的內(nèi)聚力和內(nèi)摩擦角。在不考慮地震影響時，公式中的qi、q/i和mc均取為零。圖4.7.4.1 瑞典圓弧法中垂直條塊受力情況示意圖（2）荷載組合及安全系數(shù)本次計算是依據(jù)選礦廠尾礦設(shè)施設(shè)計規(guī)范主要采用瑞典圓弧法進(jìn)行穩(wěn)定性計算，依據(jù)選礦廠尾礦設(shè)施設(shè)計規(guī)范和尾礦庫安全技術(shù)規(guī)程，壩體在各種運(yùn)行情況下的荷載組合及最小安全系數(shù)為：（1）正常運(yùn)行=正常水位+壩體自重，當(dāng)尾礦庫為四等庫時，瑞典圓弧法最小安全系數(shù)為1.15；（2）洪水運(yùn)行=最高洪水位+壩體自重，當(dāng)尾礦庫為四等庫時，瑞典圓弧法最小安全系數(shù)為1.05；（3）特殊運(yùn)行=最高洪水位+壩體自重+地震，當(dāng)尾礦庫為四等庫時，瑞典圓弧法最小安全系數(shù)為1.00。（2）穩(wěn)定性計算參數(shù)選取尾礦壩抗滑穩(wěn)定性分析成果的可靠性在很大程度上決定于土的抗剪強(qiáng)度指標(biāo)的選擇。本次穩(wěn)定性分析所用巖土物理力學(xué)參數(shù)是在參考遼陽縣雙合聯(lián)營選礦廠尾礦庫勘察資料的基礎(chǔ)上并結(jié)合以往經(jīng)驗綜合選取，其計算參數(shù)見表4-7-1。表4-7-4-1 尾礦壩穩(wěn)定性計算參數(shù)表項目初期壩尾細(xì)砂尾粉土基巖天然重度 （kn/ m3）21.0018.0019.0024.00內(nèi)聚力 c（kpa）0.000.009.8030.00內(nèi)摩擦角 （）33.0031.0028.0040.00滲透系數(shù) kv(cm/s)3.4010-11.3010-43.2510-5（3）穩(wěn)定性計算結(jié)果通過對該尾礦壩的二維滲流穩(wěn)定性計算，得出其在正常運(yùn)行和洪水運(yùn)行工況下的滲流計算結(jié)果如下： 圖4.7.4.2 尾礦壩洪水運(yùn)行工況下浸潤線及等勢線通過上述滲流計算可知，該尾礦壩處于洪水運(yùn)行工況下浸潤線較低，未從壩坡逸出，而且距離坡面有一段距離，不會對尾礦壩產(chǎn)生如管涌、流沙和坡表面沼澤化等滲流破壞現(xiàn)象。對于該尾礦壩，對其處于洪水和特殊工況下的抗滑穩(wěn)定性計算是在上述滲流計算的基礎(chǔ)上，采用瑞典圓弧法進(jìn)行的。其中在特殊工況下，由于地震對邊坡的破壞主要是由水平地震力引起的，因此，本次在特殊工況下尾礦壩穩(wěn)定性計算中僅考慮水平方向地震力的影響。本次計算將采用水工建筑物抗震設(shè)計規(guī)范所建議的擬靜力法來考慮地震力。地震作用下擬靜力分析法的基本思想是在靜力計算的基礎(chǔ)上再考慮地震慣性力的作用，即將地震作用采用一個附加的地震慣性力來代替。該庫區(qū)抗震設(shè)防烈度為為度，設(shè)計地震基本加速度為0.1g。抗滑穩(wěn)定性計算結(jié)果如下：圖4.7.4.3 尾礦壩洪水運(yùn)行工況下穩(wěn)定性計算結(jié)果圖4.7.4.4 尾礦壩特殊運(yùn)行工況下穩(wěn)定性計算結(jié)果表4-7-4-2 尾礦壩體穩(wěn)定性計算結(jié)果表計算方法運(yùn)行工況最危險滑弧圓心最危險滑弧半徑計算最小穩(wěn)定性系數(shù)規(guī)范要求最小安全系數(shù)瑞典圓弧法洪水運(yùn)行（125.4771，56.6401）102.982.611.10特殊運(yùn)行（125.2862，56.2157）119.371.711.00通過上述穩(wěn)定性計算結(jié)果可知，遼陽縣中正選礦廠尾礦壩在各種運(yùn)行工況下的最小穩(wěn)定性系數(shù)均大于規(guī)范要求的最小安全系數(shù)，是安全穩(wěn)定的。4.7.5 庫區(qū)排水系統(tǒng)及其水力計算（1）排水系統(tǒng)的布置考慮到本區(qū)雨量比較充沛，尤其七、八月份降雨強(qiáng)度較大，尾礦庫庫區(qū)匯水面積較小，但200年一遇最大洪峰流量q0.5%=42.305m3/s。本次設(shè)計庫內(nèi)采用“井管”排水方式。并建設(shè)截（排）洪溝渠，阻止雨、洪水進(jìn)庫，截洪溝底寬1.5m，溝深1.5m，溝壁坡比為1：0.7，溝底坡比為0.003。正常時尾礦水不外排，尾礦水全部回用，庫外回水，在初期壩外建消力池及蓄水池，并建一回水泵房回水泵設(shè)計選用兩臺，一備一用。庫內(nèi)共建4座鋼筋混凝土框架式排水井和1條預(yù)制鋼筋混凝土排水管，其中排水井內(nèi)徑為3.5m，高為12.0m，排水管長約400.0m，內(nèi)徑為1.5m。（2）排水系統(tǒng)的水力計算井管式排水系統(tǒng)：當(dāng)井排水管式排水系統(tǒng)處于自由泄流工作狀態(tài)時的泄洪量可有下式計算：式中：nc為同一個橫斷面上排水口的個數(shù)；m為堰流量系數(shù)，當(dāng)/hy0.67時，按薄壁堰計算，m=0.405+0.0027/hy，當(dāng)0.67/hyq=30.77m3/s，另有截洪溝作為輔助排洪設(shè)施，排洪系統(tǒng)完全滿足該尾礦庫的排洪要求。4.7.6 尾礦水力輸送中正選礦廠尾礦漿尾礦輸送為自流輸送。尾礦輸送管道采用高分子聚乙烯pe管（外加保溫材料），管外徑為dn1147mm，長約l=140.0m，輸送到尾礦庫壩前分散均勻放礦。4.7.7 尾礦回水礦漿帶入庫內(nèi)的水量為522.89m3/d，回水按60%考慮，則每日回水量為：313.734m3/d，庫內(nèi)澄清水通過回水泵經(jīng)加壓揚(yáng)送到選礦廠高位水池內(nèi)重復(fù)利用。設(shè)計選用泵型為（4ba6）90m3/h，揚(yáng)程91.0m，可以滿足選廠水泵站要求，共兩臺，一臺備用，一臺使用。回水管路考慮防凍要求選用d=250.0mm的焊接鋼管，管路長約為150.0m。4.7.8 觀測設(shè)施根據(jù)選礦廠尾礦設(shè)施設(shè)計規(guī)范（2bj1-90）第3.5.9條“4級及4級以上的尾礦壩，應(yīng)設(shè)置位移和壩體浸潤線的觀測設(shè)施。必要時還應(yīng)設(shè)置孔隙水壓力、滲透水量及其渾濁度的觀測設(shè)施?！痹撐驳V庫加高擴(kuò)容后為四等尾礦庫，因此應(yīng)設(shè)置位移和壩體浸潤線觀測設(shè)施。設(shè)置壩體觀測設(shè)施目的是監(jiān)測尾礦壩運(yùn)行狀態(tài)，以檢查出的各種實(shí)測數(shù)據(jù)判斷尾礦壩的工作狀態(tài)，發(fā)現(xiàn)問題及時處理。（1）位移觀測設(shè)施變形觀測設(shè)置水平位移和垂直變形觀測點(diǎn)，水平及垂直變形共用一個測點(diǎn)，觀測點(diǎn)由觀測標(biāo)點(diǎn)和工作基點(diǎn)組成。該尾礦壩長約130.0m，共設(shè)置一條觀測線，監(jiān)測斷面選擇在最大壩高斷面上，沿觀測線將觀測點(diǎn)布置在尾礦堆積壩外坡平臺上和壩坡腳上，但不少于3個，工作基點(diǎn)布設(shè)在庫兩岸基巖上，兩岸各設(shè)一個。初期使用時應(yīng)每月觀測一次，連續(xù)觀測三個月后，可逐漸為每季度觀測一次，但遇到下列情況時應(yīng)增加測次：1）地震后；2）變形量顯著增大；3）庫水位超過最高水位；4）久雨或暴雨后；5）滲透狀況顯著變壞。（2）浸潤線觀測壩體浸潤線所在位置是分析尾礦壩穩(wěn)定性的重要數(shù)據(jù)之一，也是判別尾礦壩所處安全狀態(tài)的標(biāo)志。對于本尾礦壩，在尾礦堆積壩坡面垂直于壩體軸線布置一條浸潤線觀測線，觀測點(diǎn)均設(shè)置在初期壩和尾礦堆積壩外坡平臺及尾礦沉積灘面上，觀測點(diǎn)個數(shù)不少于4個。壩體浸潤線觀測采用測壓管，測壓孔深度一般在15.020.0m。4.7.9 設(shè)計建議根據(jù)本企業(yè)組織機(jī)構(gòu)形式及項目建設(shè)的工期安排，設(shè)計建議該項目由有相應(yīng)資質(zhì)的施工單位來施工。這有利于建設(shè)工程的組織管理，有利于建設(shè)思路和目標(biāo)的統(tǒng)一；有利于進(jìn)度控制和質(zhì)量控制。只有合理組織、周密安排、精心施工才能保證建設(shè)工期目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。4.7.10 質(zhì)量控制嚴(yán)格控制工程質(zhì)量，嚴(yán)格執(zhí)行碾壓式土石壩施工技術(shù)規(guī)范及尾礦設(shè)施施工及驗收規(guī)程。初期壩施工前，將壩基范圍內(nèi)的表土、腐殖質(zhì)土等不可作為持力層的地層全部清除。排水構(gòu)筑物的排水井和排水管除應(yīng)滿足強(qiáng)度要求外，尤其應(yīng)注意排水管接頭的處理。排水構(gòu)筑物一旦出現(xiàn)問題，將會造成排水構(gòu)筑物完全報廢，因此必須保證排水構(gòu)筑物的施工質(zhì)量。4.7.11 主要工程量本工程主要工程量見表4-7-11-1、表4-7-11-2、表4-7-11-3和表4-7-11-4。表4-7-11-1 壩體工程量序號項 目單位數(shù)量備注1 清基 挖方等m371502堆石壩（尾礦庫附近?。﹎3373813反濾層（雙層土工布500 g/m2）m259304塊石 粒徑=400mm（護(hù)坡）m314835瀝青木屑板（厚30mm）m2366排水溝，m7.5砂漿砌mu30塊石m3200表4-7-11-2 尾礦輸送工程量序號項 目單位數(shù)量備注1高分子聚乙烯pe管dn1147mmm140表4-7-11-3 回水工程量序號項 目單位數(shù)量備注1回水池及消力池水工c25鋼筋319占地面積2202回水泵型號4ba-6臺23d250焊接鋼管m150表4-7-11-4 觀測設(shè)施工程量序號項 目單位數(shù)量備注1電測水位計臺42測壓管 pvc硬塑料管m603位移監(jiān)測點(diǎn)個34位移監(jiān)測基點(diǎn)個24.8 投資估算4.8.1 工程概況本工程為遼陽縣中正選礦廠配套的首選尾礦庫建設(shè)項目工程項目建設(shè)總投資為325.89萬元。4.8.2 投資范圍堆石壩、排洪系統(tǒng)、回水管道、水力輸送管道和觀測設(shè)施。4.8.3 估算費(fèi)用構(gòu)成本工程投資估算由建設(shè)項目的工程費(fèi)用、其他費(fèi)用、工程預(yù)備費(fèi)構(gòu)成。（1）工程費(fèi)用包括整個投資范圍內(nèi)項目的建筑工程費(fèi)。（2）其他費(fèi)用包括建設(shè)單位管理費(fèi)、設(shè)計費(fèi)、監(jiān)理費(fèi)等其他工程費(fèi)用。建設(shè)單位管理費(fèi)： 按建筑工程費(fèi)用2.7%計算工程監(jiān)理費(fèi)： 按建筑工程費(fèi)用2.5