四川省西昌市XX矿业公司XX选矿厂废石场工程初步设计.doc
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四川省西昌市XX矿业公司XX选矿厂废石场工程初步设计
目录
1总论 1
1.1概述 1
1.2设计依据 4
1.3设计内容 4
1.4设计指导思想及原则 5
1.5设计项目在建与拟建条件 5
1.5.1地形地质条件 5
1.5.1.1地形地貌 5
1.5.1.2地震烈度 5
1.5.1.3堆场水文地质条件 5
1.5.2供电条件 6
2废矿堆积场设计 8
3排洪（水）系统设计 12
4环境保护、安全与工业卫生 16
5企业组织、劳动定员与职工培训 20
6工程投资概算 22
附图目录：
图纸目录……………………………………………ZC1－WCS3－1
废石场平面布置图及总说明………………………ZC1－WCS3－2
废石场平、剖面图…………………………………ZC1－WCS3－3
废石场排洪系统平、剖面图………………………ZC1－WCS3－4
排洪系统断面、配筋、大样图……………………ZC1－WCS3－5
排渗系统大样图集水渠断面图…………………ZC1－WCS3－6
四川省XX市XX矿业公司XX选矿厂废石场工程初步设计
1总论
1.1概述
XX县XX金矿（原名XX村金矿）位于XX县城南西的牦牛山中西部，隶属於XX县XX乡所辖。
地理坐标为：
东经101°55′52″—101°56′26″，北纬28°13′01″—28°14′09″，北起陡岩子，南至木切沟，西靠XX沟，东至牦牛山。
南北长2.1公里，东西宽1公里。
海拔标高2300---3594米，相对高差1294米。
矿区经XX乡至里庄区有28—30公里（不同矿段）乡村公路，里庄区至XX县城约70公里，XX县城至泸沽火车站32公里。
外部交通方便。
矿区属高山竣岭地带，山脉趋向近于南北。
最高为牦牛山，最低为雅砻江。
海拔标高2300—3594米。
相对高差1294米。
区内森林茂密，山区性河流发育。
区内气候寒暑差异不大，干湿季节明显。
每年11月至次年4月为干季，5-10月为雨季，尤以6-9月为雨季集中期。
年平均气温14.1℃，一月平均气温5.7℃，七月平均气温21.2℃。
冰雹和山洪是区内主要自然灾害。
区内居民以彝族为主，汉、藏族次之。
农业以玉米、土豆为主，粮食自给有余，工业较为落后。
XX金矿于1963年就由四川省地质矿产勘查开发局403地质队进行过踏勘检查；1971—1974年四川省地质矿产勘查开发局一区测队在开展1：
20万金矿幅区域地质测量时，对区内地层、构造、矿产特征作了较系统的归纳，并将XX（原名箐水村）金矿定为67号脉金矿化点。
1985年、1987年攀西地质五队两次对该点进行了踏勘检查，圈出矿化破碎带14条。
1994年，攀西地质大队开展西昌菜子地外围金矿普查时在“里庄---大沟”和“牦牛山---木里乡”韧性剪切带内寻找花岗岩内外接触带及碳酸盐岩中的破碎蚀变带中之金矿时。
将箐水村、机器房、大杉树金矿床及羊坪子金矿点及化探异常确定为产于花岗岩内外接触带的石英脉或破碎蚀变岩型金（铜）矿。
矿区内以近东西向的陡崖沟为界，以北至陡崖子为北矿段。
以南至木切沟为南矿段。
全矿区共圈出金矿体五个。
Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ号矿体分布在北矿段，Ⅳ、Ⅴ号矿体分布在南矿段。
Ⅰ号矿体工程实控长度为230米。
矿体水平厚度2.46—5.36米，平均水平厚度4.28米。
厚度变化系数38%。
矿体平均金品位3.5×10-6。
品位变化系数13%.属于厚度变化较小，有用组分分布均匀，品位变化较小的矿体。
Ⅱ号矿体工程控制矿体长度为145米。
矿体水平厚度1.78—9.03米，矿体水平平均厚度3.77米。
品位2.77—5.48×10-6，属于厚度变化偏大，有用组分分布不均匀，品位变化稍大的矿体。
Ⅲ号矿体工程实控长度为330米。
矿体水平厚度3.78—4.43米，厚度变化系数60%。
块段平均品位4.35-13.52×10-6，品位变化系数57%。
属于厚度变化中等，有用组分分布较均匀，品位变化较大的矿体。
Ⅳ号矿体北段走向西南，南段走向转向东南，长750米，水平平均厚度3.85米,品位4.30—4.57×10-6,倾向250—270°，倾角55—70°。
有用组分分布较均匀。
Ⅴ号矿体走向近南北，长近500米，位于38—60线。
水平平均厚度2.87—3.69米，品位4.46—5.12×10-6,倾向255—268°，倾角52—70°。
有用组分分布较均匀。
通过对5条矿脉进行资源量估算后的结果统计，仅在以上矿脉的最低开采坑道的基础上向下外推四分之一工程间距80米（分二段下推，一段紧靠坑道下推40米为333，再外推40米为334）即求获15150.37公斤金资源量。
XX金矿有益组份主要为金和铜，是选矿回收的有用成分，矿床平均金品位4.67克/吨，铜平均0.25%，铜精矿含铜18.27%，铜回收率83.20%；含金82.9克/吨，金回收率20.24%；金精矿含金68.39克/吨，金回收率72.33%；铜总回收率83.20%，金总回收率92.57%；矿石可选性非常好。
四川富泽矿业有限公司已合法取得该矿的采矿证及规划、开发权，该公司属于外商独资企业，拟按照国家的相关法规合理地开发利用该金矿资源，XX金矿选矿厂的建设是其中的一个组成部分。
1.2设计依据
四川富泽矿业有限公司新建废石场工程是根据以下资料进行：
（1）四川富泽矿业有限公司的任务委托书；
（2）1/1000地形图；
（3）四川省地矿局攀西地质队《四川省XX县XX金矿资源量远景预估报告》；
（4）《四川省凉山州XX金矿选矿试验报告》；
（5）关于电源电力相关资料。
（6）关于水源、供水接点资料。
（7）工程经济资料、生产成本和消耗指标技术经济报表和资料。
（8）《四川省水文手册》；
（9）《碾压式土石坝设计规范》（SL274－2001）；《混凝土结构设计规范》（GB50010－2002）。
1.3设计内容
（1）排洪系统及相应配套设施的设计；
（2）工程概预算、综合效益及环境评价。
1.4设计指导思想及原则
①积极贯彻执行国家基本建设方针、政策，严格执行标准、规范和规程，使设计切合实际、技术先进、经济合理、安全实用；
②坚持科学态度，重视方案优化，确保工程安全可靠，并尽量降低工程投资及生产成本；
③坚持以人为本，重视环保，避免环保项目再产生新的环境污染。
1.5设计项目在建与拟建条件
1.5.1地形地质条件
1.5.1.1地形地貌
废石场位于XX乡浸水村一组属高山竣岭地带，山脉趋向近于南北。
最高为牦牛山，最低为雅砻江。
海拔标高2300—3594米。
相对高差1294米。
区内森林茂密，山区性河流发育。
废石场均位于XX乡浸水村峡谷地带。
废石场峡谷最窄部位。
坝轴线处沟谷东西两侧地形平均坡度分别约为30°和20°，沟谷底宽约20m，顶宽约150m。
1.5.1.2地震烈度
根据国家地震局1990年出版的“中国地震烈度区划图”，县的地震基本烈度为7度。
因此，工程建设必须考虑地震设防。
按《建筑抗震设计规范》GB50011～2001的有关规定，设计基本地震加速度值为0.10g。
1.5.1.3堆场水文地质条件
废石场所处区域属于亚热带河谷季风气候区，雨、旱季明显。
多年平均降雨量将近1000mm，空气干燥，大气降水集中在每年的5～10月，约占全年降雨总量的90%以上。
多年平均气温在17.3°C，多年蒸发量约在2400mm、多年平均径流深在430m左右。
废石场区内地下水主要受大气降水补给，在发生降雨时，由于废石场区及以上地形坡度较大，植被一般，大部分降水会形成坡面面流直接汇集于废石场区经下游沟谷而排泄，在汇流过程中部份降水会沿途补给地下水，使地下水水位有所抬高，但由于该区地下水的径流与排泄条件较好，地下水位抬高的幅度有限。
场地内地下水类型为河水渗透补给的孔隙型潜水，埋深约为数米；由于场地内地层由第四系坡残积土、强风化基岩构成，均属于弱～中等透水层，因此，对废石场区渗透影响较小。
1.5.2供电条件
在选矿厂处新建一处10kV总配电室以满足供电要求。
所需10kV电源由用户提供。
在选矿厂考虑1#、2#、3#号3个电磁站，满足选厂、废矿、新水的低压供电。
球磨高压电机由选厂10kV总配电室供电。
废矿回水的2个泵站，由选厂10kV总配电室引1回10kV专线供电。
废石场用电由选厂10kV总配电室引低压专线供电。
1.5.3交通条件
废石场紧邻选矿厂，选矿厂已有公路与外界相通，选矿厂与废石场坝址区之间也已有简易公路相通，因此，交通条件较为方便。
1.6设计目的
为保证整个废矿场的安全运行，本次设计充分按照委托方的要求，一是合理采用必要的工程措施；二是充分利用废石场较为有利的地形地质条件，采用上游法废矿堆积修筑方案；三是适时地设计排洪、排渗系统，使废石场系统功能完备，自成一体。
1.7主要技术经济指标
废矿场经设计处理后，主要技术经济指标详见表1—1。
表1—1主要技术经济指标一览表
指标名称
指标值
设计废石年排放量（万t/a）
10.7
矿浆比重（t/m3）
2.54
废石场总容量（万m3）
21.76
废石场有效容量（万m3）
17.41
堆场高（m）
10.00
废石场最终堆积标高（m）
2457.00
工程总投资
总造价（万元）
170.38（包括沉沙池造价）
建安费用（万元）
158.49
设备费用（万元）
0
其他费用（万元）
11.89
1.8几点说明及建议
（1）废石场排渗系统、废石堆场及覆土压实施工必须严格按设计要求进行，施工中要组织专人监理和监测，施工后要组织人力定期维护、保养；
（2）废石排放管理中，废矿沙堆筑的分层内的排放一定要保证废矿沿坝内坡均匀分散排放和堆积，不得采用集中放矿方式而致废矿沙堆积面向一侧倾斜；若出现向一侧倾斜的情况，废矿沙堆积面也要实施人工修筑；
（3）要派专人巡视整个废石场区，负责监视和搜集废矿堆场堆场坡有无局部塌方、堆场体浸润线位置、堆积场前放矿的均匀性、废矿沙的沉积状况、排水系统是否畅通、废矿场水位及干滩长度的变化、回水系统工况等信息，并做好记录与分析工作，异常时及时汇报和处理，巡视的密度在雨季、地震或发生渗漏等时期要加密；
（4）废石场运行期要严禁废矿浆经过排洪系统外排，否则废矿沙可能会堵塞排水系统的通道或在堆积场前沉积而堵塞排洪系统的出口，污染环境；
（5）本设计中各子项工程投资均按一次性投入考虑；废石场工程配套的公路改道、值班房、输送系统及回水系统由业主自主完善；
（6）本次设计的废石场可满足选矿厂4年服务年限；
（7）建议业主委托有关单位进行废矿粒度分析、沉降试验和有关物理力学指标试验工作，以便为堆场体稳定性分析和废矿场的后期管理提供依据；同时，鉴于该废石场建设的重要性，建议废石场的有关工作应由具备相应资质单位进行，并对该项目进行安全预评价和环境影响评价工作；
（8）建议业主在废石场施工前要进一步完善该堆场的地质勘察报告，若发现岩土工程指标与本设计所选指标有较大出入，当及时与设计单位及其人员取得联系，共同研究处理办法。
2废矿堆积场设计
2.1修筑方法的优化
本设计采用上游式废矿沙直接充填修筑法修筑。
由于业主在委托我院进行废矿堆场设计时未提供任何废矿物理力学指标试验数据，故本设计仅能参照类似废矿场生产数据进行设计。
数据选取如表2－1：
表2－1类似废矿场废矿沙的物理力学指标参数
废矿沙名称
平均粒径
有效粒径
不均匀系数
天然
重度
孔隙比
压缩
系数
渗透系数
抗剪强度
Dp
D10
（D60/D10）
γ
e
a1-2
k
c
φ
mm
mm
KN/m3
%
1/KPa
cm/s
KPa
°
废中沙
0.35
0.10
3.0
18
0.8
1.7×10-4
1.5×10-3
7.84
34
废细沙
0.20
0.07
3.0
18.5
0.9
1.7×10-4
1.3×10-3
7.84
33
废粉沙
0.075
0.02
4.0
19
0.9
1.6×10-4
3.75×10-4
9.80
30
废粉土
0.05
0.01
6.0
20
0.95
2.1×10-4
1.25×10-4
9.80
28
废粉质粘土
0.035
0.003
10.0
19.5
1.0
4.1×10-4
3.0×10-6
10.78
16
废粘土
＜0.02
0.002
5.0
18
1.4
9.2×10-4
2.0×10-7
13.72
8
类似废矿场废矿的沉积规律为：
粒径大于0.037mm的沉沙质在动水中沉积较快，形成了冲积滩的主要部分；粒径介于0.037mm～0.019mm的推移质在动水中沉积较慢，是形成冲积滩的次要部分，是水下沉积坡的主要部分；粒径介于0.019mm～0.005mm的流动质在静水中沉积也很慢，为矿泥沉积区的主要部分；粒径小于0.005mm的流动质在静水中也很不容易沉积，形成了水中的悬浮物。
从类似废矿场废矿的物理力学指标参数和沉积规律看，粗粒废矿始终沉积于堆积场前，且渗透性能相对较好、力学强度指标也相对较高，有利于渗流的控制和沙废的稳定；因此，只要采用堆积场前均匀放矿，使粗粒级废矿尽量沉积于堆积场前，就完全可用堆积场前的废矿沙来实施修筑；本设计即采用此方法修筑，从许多大型废矿场采用此修筑法修筑多年的效果看，此修筑方式具有了较高的经济性和可操作性。
2.2废矿入场和放矿方式选择
对于废矿入场方式的选择，由于向该废矿场抛尾的选厂位置标高高于废矿场的位置标高，且距离较近，这就具备了废矿浆自流入场的条件。
业主可选择较为经济的、底坡大于5%（不於堵最小坡比）的放矿明沟，实现废矿浆的自流入场。
但需注意：
由于选厂至废矿场堆积场前沿途地面坡度较大，明沟内废矿浆的流速势必较大，为减小废矿浆对放矿明沟的冲刷，沟底要设置消力坎。
对于废矿放矿方式，必须于堆积场前均匀分散放矿，必要时采用移动放矿管均匀放矿，以保持沉积滩顶的均匀平整，不得使放矿矿浆冲刷堆场坡，严禁矿浆沿分层内坡趾横向流动冲刷堆场体。
根据类似废矿场废矿沉积百米滩长平均坡度（i100）资料显示：
i100的大小与废矿的平均粒径Dp和放矿流量Q（L/S）的大小有关，i100一般在2.13%；由此确定初期放矿参数为：
沉清距离100m，放矿口间距6m，放矿口个数根据具体运行时段的堆积场长而定，放矿口应全部同时开放，分散放矿支管或导流槽应伸入场内10m。
2.3废矿堆积场构造与材料设计
本设计在废堆场前设置了反滤层和压坡块石，就使堆场体的稳定性得到了提高，为废矿沙的沉积固结创造了良好条件，更有效地保证了堆积场前具备沉积良好的废矿沉积干滩。
废矿堆积坡比为1：
2，下游坡面外覆0.5m厚的沙质土护坡，外覆沙土约需549m3。
在废矿堆积坝下游坡面的间留2m宽的马道。
覆土要用人工或机械夯实。
废矿最终堆积的标高2467m，堆场体随时要保持至少0.4m的安全超高。
废矿场沉积废矿沙是分层堆积的场地基，也是整个废矿堆积场地基的一部分，修筑前应在场地基处对沉积的粗粒废矿沙进行夯实，以增加废矿沙的密实度（要求密实度不得小于95%、承载力不得小于0.1MPa、含水率要小于17%），并确认堆积场前沉积的废矿沙是粗、中粒沙并有足够的干滩长度及场地基废矿沙是非饱和的方可修筑。
若不能达到上述条件，则必须对场地基进行处理，处理措施应当根据废矿沙沉积特性、修筑高度、地震烈度等结合施工条件决定，可采用填块石碾压加固、铺设加筋布、排水沙井、碎石振冲桩等方式处理措施。
在废矿场使用初期和利用废矿沙修筑时，废石场内最小干滩长度不得小于30m，在废矿场使用中后期或终了，废石场内最小干滩长度不得小于30m，任何时候都不得因任何原因而侵占废矿沉积干滩，如出现沉积滩面不规则，则要按向堆积场尾1%坡降人工修筑废石场内滩面。
不属于正常选厂废沙的物料（比如：
原矿冲洗时产生的废料）和废水不得排入场内。
分层堆积的填筑过程中，必须按设计要求设置排渗系统，否则，废矿场安全没有保证。
2.4废矿场实有容量计算
容量计算方法采用等高线法，在地形图上圈定出废矿堆积坡线，然后量出各等高线与相应的堆积场高线所围面积，以相邻两等高线的面积平均值乘以等高距得两等线之间的容积，各层容积累加即可得到不同堆积高程时的容量以及最终堆积堆积场高时的总容量。
按废矿沉积规律和调洪需求，首先当根据不同堆积场高时容量利用系数的不同而选取不同的值，然后再用相应的总容量乘以利用系数即可得出有效容量。
由此计算出废矿场修筑分层堆积标高的容量。
见表2—2。
表2—2废矿场容量计算表
标高
面积
容量
有效容量累加
利用系数
2447
547.19
2467
20356.92
217615.48
174092.38
0.8
由表2—2可知，当废矿堆积至最终标高2467m时：
全容量为21.76万m3，有效容量为17.41万m3。
3排洪（水）系统设计
3.1洪水标准确定
根据该废矿场设计后的全容量及堆场高，相应的洪水重现期初期当按30～50年考虑，中后期则按50～100年考虑，再结合该废矿场的运行年限及对下游可能造成的危险等因素，综合分析确定该废矿场洪水标准采用50、100年。
3.2洪水量计算
洪水量计算包括洪峰流量及洪水总量。
其中：
洪峰流量采用水科院水文所推理公式计算，其公式的形式为：
Qm=0.278ψ（A/τn）F，并按《四川省水文手册》查取有关参数计算；洪水总量为流域汇流时间内的洪峰流量总和。
计算的有关参数及结果如表3－1。
表3－1洪峰流量及洪水总量计算表
流域特征
汇水面积F（km2）
流域长度L（km）
河谷平均坡度J
3.83
1.78
12.75
重现期（a）
50
100
年最大24小时降雨量均值H24（mm）
模比系数Kp
频率为P的24小时降雨量H24,P（mm）
暴雨递减指数n1
暴雨递减指数n2
频率为P的暴雨雨力A1（mm/h）
频率为P的暴雨雨力A2（mm/h）
汇流参数m
历时24小时的降雨迳流深hR24（mm）
产流历时内流域平均入渗率μ（mm/h）
82
2.35
192.70
0.45
0.72
38.56
82.56
0.313
111.89
7.54
82
2.65
217.30
0.45
0.72
40.84
92.35
0.313
129.56
8.98
洪峰流量汇流时间τ0（h）
流域汇流时间τ（h）
径流系数ψ
1.7941
1.8408
0.927
1.2796
1.7694
0.932
洪峰流量Qp（m3/s）
洪水总量（万m3）
39.65
26.2755
41.60
26.4985
3.4排洪（水）系统设计
3.4.1排洪系统泄洪标准的采用
根据废矿场的规模大小，受淹后的损失和修复难易等因素，综合确定该系统的设计重现期为100a。
3.4.2排洪系统的水力计算
排洪系统水力计算的目的，在于验证已建排洪涵沟的泄洪能力是否足够，该系统是否需要整改。
已建排洪系统过水断面为圆形+城门拱形型式，则有：
流量公式：
Q=ω·V
流速公式：
V=
曼宁公式：
C=
式中：
Q——流量（m3/S）
ω——过水断面面积（m2）
V——流速（m/s）
R——水力半径（过水断面面积与湿周的比值）（m）
I——水力坡度
C——流速系数（谢才系数）
n——沟壁粗糙系数（据材料而定）
考虑到排洪涵洞埋设在废矿砂下将承受一定的压力，因此，n取0.025；最小纵向坡度I值为0.035，充满度按全高的70%。
则：
ω=3.06+5.25（m2）=8.31（m2）
R=8.31/7.96=1.04
C=（1/0.025）×1.041/6=40
V=40×（1.04×0.035）1/2=7.632（m/s）
Q=ω·V=8.31×7.632=63.42（m3/s）
此断面最小坡度的排洪构筑物已满足了排除洪峰流量41.60m3/s的要求，且最大设计流速为7.632m/s，并不大。
因此，该排洪构筑物的断面及坡度可行，流速适宜。
排洪涵洞每隔5m必须设置一道贯通性沉降缝，缝宽为20mm，缝间填塞沥青麻丝；为增强系统的水密性。
由于排洪系统基本处于废矿场浸润线以下，因此，排洪涵洞混凝土均为防水混凝土。
其抗渗等级为大于P12级。
其粗骨料采用连续级配，最大粒径不大于40mm，含泥量不大于1.0%，泥块含量不大于0.5%；细骨料的含泥量不大于3.0%，泥块含量不大于1.0%；水泥等级不小于325级，品种为硅酸盐水泥。
混凝土的配合比应通过试验确定，胶凝材料用量不小于320kg/m3，沙（中沙）率为35～45%，水灰比为0.50，灰沙比为1：
2。
排洪涵洞的入口处要修筑毛石挡水墙，并在入口处设置钢筋栅栏，一是可将堆场上游洪水导入涵洞，避免堆场上游洪水进入并毁损废石场内设施；二是可拦截上游洪水带来的卵石和树枝等杂物，避免杂物堵塞和毁损涵洞。
由于本设计未考虑排洪系统施工时的临时排水设施，因此，排洪系统施工要抢在旱季进行并完成。
排洪系统的施工要严格按设计给出的控制坐标表坐标放点施工，当给出的高程低于地面标高时，要对地面实施放坡开挖（坡比为1：
0.2～0.5）；当高程略高于地面标高时，也要对地面实施适量开挖后回填碎石，碎石垫层加厚；当地形有较大差异时，允许有少量挪动。
排洪系统必须按设计要求精心选料、精心施工，详细填写工程施工记录、验收记录，并绘制竣工图；在排洪涵洞系统使用中，要根据废石场内废矿的堆积，汛期前必须疏通废矿场内排洪管道，确定排洪口底坎高程，以确保洪水能被及时排泄。
本设计根据该库等别和工程的重要程度，按《废矿设施设计规范》的规定，防（排）洪标准采用了100年一遇，但废矿场实际情况与设计要求不符时，应在汛期前进行调洪演算；废石场内应设置清晰醒目的水位观测标尺，标明正常水位和警戒水位；洪水过后应及时对堆场体和排洪构筑物进行全面的检查、清理与修复。
现场施工和使用中出现问题时，必须及时与设计单位联系，共同研究处理措施。
4环境保护、安全与工业卫生
本工程为四川省西昌市锦博矿业公司XX选矿厂废矿场工程，其本身是一个环保工程。
废矿场的建设符合国家建设项目“三同时”的要求，也是该项目改善和治理环境必须采取的技术措施。
4.1环境保护
4.1.1设计依据和采用的标准
1）环境质量标准
①《环境空气质量标准》GB3.95-1996二级；
②《地面水环境质量标准》GB3838-2002Ⅲ类；
③《地下水环境质量标准》GB/T14848－93Ⅲ类。
2）污染物排放标准
①《大气污染物综合排放标准》GB16297-1996二级；
②《污水综合排放标准》GB8978-1996一级；
③《工业企业厂界噪声标准》GB12348-90Ⅱ类；
④《一般工业废物贮存、处置场污染控制标准》GB18599-2001；
⑤国环字（86）第003号文《建设项目环境保护管理办法》；
⑥国环字（87）第002号文《建设项目环境保护设计规定》；
⑦国家环保总局1992年10月《防止废矿污染环境管理规定》。
4.1.2环境现
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