选矿厂尾矿库初步设计说明.docx
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选矿厂尾矿库初步设计说明
莒县棋山镇埠南头银鑫选矿厂尾矿库初步设计
1.概况
受莒县棋山镇埠南头银鑫选矿厂的委托，根据《尾矿库安全技术规程》AQ2006－2005、国家安全生产监督管理总局第6号令（2006年4月21日）公布的《尾矿库安全监督管理规定》、省安全生产监督管理局鲁安监发［2006］97号文等有关法律、法规，干舜矿冶科技为莒县棋山镇埠南头银鑫选矿厂尾矿库进行尾矿库初步设计。
莒县棋山镇埠南头银鑫选矿厂为一单一选厂，并没有自己的矿源，主要靠收购其它矿山原矿进行选矿生产活动。
因原矿石供给方面的原因，导致其生产状况主要是受矿石供给的制约。
综上所述，本选厂的生产规模为铁矿石原矿7.5万t/a，本方案是根据设计委托书的要求仅就选矿厂现有尾矿库工程做初步设计。
1.1地理交通位置及隶属关系
埠南头银鑫选矿厂位于日照市莒县埠南头村，南距莒县县城47km，隶属日照市莒县棋山镇管辖，选厂附近没有村庄。
本区以东有潍—徐公路通过，新建通车的胶—新铁路从矿区南部通过，往北有公路可达胶济铁路潍坊站，以西有青—新公路穿越。
区有高桥—莒县公路，往南经莒县县城可达日照港和岚山港，乡间公路四通八达，交通条件良好。
1.2自然地理与经济概况
本区地处鲁东南丘陵地带，区地形起伏较小，地势北高南低，东高西低，地貌上呈平缓坡状，局部沟谷发育，蜿蜒曲回。
区水系不甚发育。
该区第四系覆盖面积较小（主要分布在河流两侧），植被不发育。
本区属暖温带季风区半湿润大陆性气候，夏季高温多雨，冬春寒冷干燥。
年平均气温12.1℃，降水日数为85.9天，年平均降水量873.0mm，无霜期长，光照充足，适应农作物生长。
区经济以农业为主，工副业极少，经济欠发达。
主要粮食作物为小麦、玉米、水稻、地瓜，经济作物以棉花、烤烟为主。
区村庄多。
人口密度大，劳动力充足。
1.3尾矿库库区地质
该区地层不甚发育，仅在东边部分布有南华纪土门群佟家组、土门群浮来山组、震旦纪土门群石旺庄组和寒武纪长清群朱砂洞组以及第四纪沂河组。
该区构造不甚发育，一是单斜构造，二是断裂构造。
单斜构造主要由分布在尾矿库区东部的震旦系和寒武系地层构成。
该构造与尾矿库没有直接的关系。
该区岩浆岩比较发育，主要为傲徕山超单元条花峪单元二长花岗岩，其次为侏罗纪埠村超单元凤凰峪单元中粒含钛磁铁角闪石岩。
1.4工程地质条件
莒县地区地震动峰值加速度为0.20,属于地壳较不稳定区，沂沭断裂带从莒县境穿过，区小型次生断裂较多，由于尾矿库选址多在，地层相对稳定，岩石结构完整的花岗岩地区，因此，库区工程地质条件一般较好。
区主要分布二长花岗岩、含钛磁铁角闪石岩，属坚硬、半坚硬岩石，工程地质条件有一定差异。
二长花岗岩属元古代的岩体，地表风化较强，但风化层深度不大。
节理裂隙比较发育，地表岩石稳定性较差。
向深部岩石致密坚硬，节理裂隙不发育，抗压、抗剪、抗拉性能强。
无大构造破坏，整体稳固性好，工程地质条件简单。
1.5水文地质特征
沭河为莒县境主要河流，沭河自北向南穿过莒县境，属于淮河水系．区各乡镇多属沭河流域，沭河里于发源于沂山南麓，流域面积1718.4平方公里。
其上游的青峰岭水库为省第四大水库，位于县城西北30公里沭河上游。
流域面积770平方公里，设计水位162.9米,最大库容4.101亿立方米，为区最表水体。
库区以裂隙水为主，为地下水补给区上游地段，汇水面积小，涌水量很小，大气降水大多以地表径流的形式流出区外。
坝体地下水补给：
坝体的水体补给主要是排尾补给和大气降水补给。
从空间分布上看，大气降水属于面状补给，围普遍且较均匀，排尾补给属于线状或点状补给，局限于库区；从时间分布比较，大气降水持续时间有限，而排尾补给持续时间较长且是经常性的。
排尾量和降水量的多与少，将直接影响坝体地下水水位的变化。
坝体地下水排泄：
坝体地下水的排泄主要有地面蒸发和渗流等。
影响地面蒸发的主要因素是气候、地下水埋藏深度及地层岩性等，对该坝来说，渗流是最主要的排泄方法，因此，要保障坝体排水沟及溢洪道的畅通。
坝体地下水类型及坝体材料的透水性：
按照地下水的埋藏条件，坝体地下水主要为裂隙潜水；按含水介质类型，坝体地下水属裂隙水的畴。
1.6环境地质特征
大部分库区所选位置，地形平缓，地势开阔，沟谷上游植被良好，松散堆积物较少，发生崩塌、滑坡、泥石流等地质灾害的可能性小，库区地质环境条件良好。
主要地质环境问题为，尾矿库建成后，由于尾渣的积存，对库区下游的渣石流威胁。
本区地处鲁东南丘陵区，地形起伏不大，地势平坦，河流蜿蜒曲折，沿河两侧树林茂密，山水相依，风景秀丽，气候宜人。
区及其附近地区基本无工矿企业，不存在环境污染问题。
地表水与地下水清澈、甘纯，自然环境十分优越。
区没发现山体滑坡、崩塌、泥石流等地质灾害现象。
根据地质环境划分原则，本区应化为地质环境质量优良地区。
根据对矿石进行的化学分析结果，矿石中未发现对人体有毒有害的元素，本选厂矿石的加工及产生的尾矿，均采取了得力措施，不会影响环境。
1.7库区及坝址工程地质调查结论及建议
1.7.1岩土工程性质分析与评价
场区地层以二长花岗岩为主，表部植被稀少，局部地段岩石裸露，上部强风化岩石厚度较大，强度较高，力学性质相对较好，是较好的基础持力层，下部中风化岩石埋深大，完整性较好，强度大，是本场地较为稳定的岩石地基。
根据钻探情况并结合当地经验，综合确定各岩土层地基承载力特征值，见表1-1。
表1-1地基承载力特征值表
序号
地层名称
承载力特征值fak（kPa）
1
耕土
无工程意义
2
强风化二长花岗岩
500
3
中风化二长花岗岩
2500
4
强风化闪长岩
500
5
中风化闪长岩
2500
1.7.2场地的稳定性、适宜性分析和周边环境安全条件评价
根据勘察、现场踏勘、测量并结合收集的地质资料，尾矿库区周边山坡坡度较为平缓，坡度在25°左右，上部耕植土较薄，下部岩石地层呈块状构造，未发现构造断裂面和明显的滑移面及软弱结构面；库区周围为自然山坡，没有临空面，场地不具备滑坡、崩塌、泥石流等地质灾害的形成条件。
根据调查和已有的环境地质资料，在该区尚未发生过滑坡、崩塌、泥石流等地质灾害，场地处于相对稳定状态，适宜本工程建设，可根据场地自然条件筑坝成库。
1.7.3坝址和库区的渗漏及建库对环境的影响
根据本区域地质资料，场区上部强风化岩石风化程度高，节理和裂隙发育，但大部为泥质物充填，渗透性差，下部中风化岩石完整性较好，渗透性极小。
野外钻探时，在钻探过程中钻孔一般不漏水，库区的渗漏影响极小，可不予以考虑。
拟建库尾矿以闪长岩废料为主，水中所含物质为长石、角闪石、石英等细微颗粒的固体物质，不存在有毒物质和有害气体，在建尾矿坝时，可考虑设置蓄水池，以便对库废水进行循环利用。
本工程不会影响周围的生态环境、造成对周围环境的破坏。
1.7.4场地土类型与建筑场地类别
根据钻探并结合当地建筑经验，估算场地覆盖层深度等效剪切波速为380m/s。
场地覆盖层平均厚度dov大于3.0m，场地土为中硬土，确定场地类别为Ⅱ类。
1.7.5岩土工程结论和建议
（1）库区未发现塌陷、滑坡、滑移、坍塌、泥石流、液化等不良地质现象，也未发现大的地质构造，区域地质构造相对稳定，属抗震一般地段，场地稳定，适宜本工程建设。
（2）本工程可根据场地自然地形筑坝成库，第2层强风化花岗岩、第4层强风化闪长岩均可作基础持力层，本设计采用第2层强风化花岗岩作为基础持力层。
（3）尾矿库区位于山岭沟谷底部，为防止雨季时山洪爆发对库区的破坏，应在库岸周边设排水沟，防止洪水入库，以确保尾矿库的稳定和安全。
（4）莒县抗震设防烈度为8度，设计地震分组为第一组，设计基本地震加速度值为0.20g，特征周期0.35s。
（5）场区标准冻土深度为0.5m。
根据现场调查所了解的工程地质及水文地质条件看，拟建场地建设5级尾矿库是可行的。
第2层强风化花岗岩，属坚硬、半坚硬岩石，稳定性好，且埋藏较浅、清基量较小，适当处理后，满足坝基承载力的要求，可以作为坝基的持力层。
厂区现有供电线路及相应电气设备齐全、供水系统等外部环境条件优越，均可满足日常生产的需要。
2.基本工艺参数
（1）选矿厂生产规模:
500t/d，7.5万t/a。
（2）选矿厂工作制度:
150d/a、2班/d，8h/班。
（3）选矿工艺:
阶段磨矿、阶段选别。
（4）尾矿产率:
60％。
（5）尾矿比重:
2.7t/m3。
（6）尾矿干容重:
1.7t/m3。
（7）尾矿浓度：
60％。
（8）尾矿粒度:
－0.074mm占50％。
（9）年排尾矿量:
4.5×104t，折合2.7×104m3。
3.设计依据及数据
（1）《尾矿库安全技术规程》AQ2006-2005；
（2）国家安全生产监督管理总局第6号令（2006年4月21日）公布的《尾矿库安全监督管理规定》；
（3）《选矿厂尾矿设施设计规》ZBJ1-90；
（4）《尾矿设施施工及验收规程》YS5418-95；
（5）《碾压式土石坝设计规》SL274-2001；
（6）《碾压式土石坝施工规》DL/T5129-2001；
（7）《水工建筑物抗震设计规》SL203-97；
（8）《水工混凝土结构设计规》SL/T191-96；
（9）《土工合成材料应用技术规》GB50290-98；
（10）《水土保持综合治理技术规-沟壑治理技术》GB/T16453.3；
（11）同类矿山生产资料。
4.主要设计方案
4.1库址及型式
莒县棋山镇埠南头银鑫选矿厂尾矿库与选厂毗邻，位于选厂南边。
该库区周围无工业企业、大型水源地和水产基地，对人、畜及环境造成污染的可能性较小，石龙关庄村位于尾矿库北侧，但地势较尾矿库要高，只要尾矿库在建设和运行过程中严格按照本设计施工和使用，尾矿库对村庄影响较小。
岩体工程地质类型为坚硬岩体，因此该尾矿库围堰、地基牢固，不会造成地面沉陷，从而影响地基的整体稳定性，而造成地质灾害。
库区无耕地，地质地貌景观功能要求低，库区不在自然保护区、风景名胜保护区、城市规划区，无公路、铁路重要干线通过。
按地形划分该尾矿库为山谷型。
4.2库容计算
该选矿企业无自身采场，主要依靠买入临近有采场矿山的矿石进行选矿加工，其原料来源不稳定，因此，本次设计库容按1a进行设计。
4.2.1所需库容
利用公式：
式中Vz——所需尾矿库的总库容，m3；
W——选矿厂排出的尾矿量，4.5×104t/a；
γd——尾矿平均堆积干容重，1.7t/m3；
N——选矿厂存贮尾矿年限，1a；
ηz——尾矿库的终期库容利用系数，0.75。
得出：
Vz＝3.53×104m3。
4.2.2实际库容
根据矿方所选库址，实际库容计算如下：
4.2.2.1总库容
根据地形地质图，用求积仪剖面法量算实际总库容约为4.9×104m3，详见表4-1。
表4-1总库容计算
等高线标高m
等高线面积m2
相邻两等高线面积平均值m2
相邻两等高线的高差m
相邻两等高线间的容积m3
累加容积m3
总容积
m3
＋178
0
7000
7
49000
0
49000
＋185
14000
49000
4.2.2.2调蓄库容
经计算调蓄库容约为0.88×104m3，详见表4-2。
表4-2调蓄库容计算
等高线
标高m
等高线与沉积坡面线之间的面积m2
相邻两等高线的高差m
相邻两等高线间的容积m3
累加调蓄
容积m3
总调蓄容积m3
＋178
0
7
8820
0
8820
＋185
14000
8820
4.2.2.3有效库容
终期有效库容为4.02×104m3，有效库容详见表4-3。
表4
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