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尾矿库翻译资料
位于柯贝峡谷的芒特霍普项目南部尾矿储存设施最终设计报告
目录
节页码
1简介33
1.1概述33
1.2前期工作34
1.3工作范围35
1.4该报告的使用35
2地址条件35
2.1概述35
2.2区域地理36
2.3区域地形36
2.4区域地下水36
2.5气象学37
2.5.1温度37
2.5.2沉降38
2.5.3水文暴风雨40
2.5.4蒸发41
2.6地震活动42
2.6.1引言42
2.6.2地下条件42
2.6.3历史上的地震42
2.6.4可接受的危险等级45
2.6.5设计地震级与峰值自由场水平试验场加速度45
3土工技术调查47
3.1引言47
3.2选址前调查48
3.32007土工技术调查48
3.3.1地质测量48
3.3.2实验室试验49
3.3.2.1指标特性与比重49
3.3.2.2修改的普氏击实试验49
3.3.2.3三轴剪力试验49
3.3.2.4实验室渗透率试验50
3.3.2.5线性完整性测试50
3.3.2.6接触面剪力测试50
3.3.2.7水溶硫酸盐50
3.3.2.8抵抗力和pH50
3.4现场评估51
3.5概要33
4.尾矿试验工作33
4.1实验室试验33
4.2分级分析34
4.3尾矿密度特征描述组试验34
4.4标准普氏压实试验和比重试验35
4.5三轴剪力试验35
4.6渗透性36
4.7建议36
5南部TSF的设计37
5.1概述37
5.2路堤38
5.2.1路堤地基38
5.2.2初期路堤38
5.2.3加高路堤38
5.2.4第一次加高路堤和第二次加高路堤39
5.3尾矿存放池地基39
5.4TSF土工膜39
5.5排水层和溶液收集管道结构40
5.6回收坑道41
5.7钢筋混凝土包围的管道和坑道41
5.8尾矿输送与分布系统42
5.9上清池驳船与管道系统42
5.10仪表42
5.11暗渠集水池42
5.12稳定性分析43
5.12.1概述43
5.12.2分析方法43
5.12.3材料性质43
5.12.4稳定性分析的结果45
5.12.5动态分析45
5.12.5.1地面震动参数45
5.12.5.2TSF动态响应分析46
5.12.5.3动态模式参数47
5.12.5.4变形分析结果47
5.13水平衡48
5.13.1模式输入与设想48
5.13.2模型结果52
5.14雨水管理、腐蚀和沉降控制53
5.14.1引言53
5.14.2分流槽53
5.14.3水文分析54
5.14.3.1设计暴风雨54
5.14.4分流槽尺寸54
5.14.5分水渠腐蚀控制55
5.14.6最佳管理实践（BMPs）分类55
5.14.6.1表层稳定性测量55
5.14.6.2径流控制与运输测量56
5.14.6.3沉淀阱和栅栏56
6参考文献58
目录（续）
表格
表2.1.温度统计资料
表2.2.夏季月均气温
表2.3.夏季月最高和最低温度
表2.4.尤里卡1953年1月到2005年12月的沉降统计资料
表2.5.月均沉降
表2.6.24小时降雨总量
表2.7.月平均与年平均蒸发值
表2.8.NEIC地震研究结果，USGS地震数据库
表2.9.地震逆程周期（纬度：
北纬39.72°，经度：
西经116.17°）
表2.10.芒特霍普TSF地震设计标准（纬度：
北纬39.72°，经度：
西经116.17°）
表3.1实验室试验结果（2007年12月）
表3.2实验室试验结果
表4.1尾矿密度试验概述
表4.2尾矿高级试验概述
表5.1南部TSF数据
表5.2稳定性分析的材料性质
表5.3非线性抗剪强度包线
表5.4FEM的材料的液压传导率
表5.5斜坡稳定性分析的结果
表5.6动态分析使用的地震记录
表5.7路堤响应
表5.8设计暴风雨沉降—频率—活动
表5.9使用起动机设施构建的槽
目录（续）
图
图2-1：
南部TSF矿址水平面图
图2-2：
尤里卡站的位置
图2-3：
时间段地震分布
图2-4：
地震级分布
图2-5：
地震深度部分
图2-6：
峰值水平试验场加速&地震逆程周期
图4-1：
规定并加工的等级图
图4-2：
渗透率对尾矿荷载图
图5-1：
南部TSF充水过程线
图5-2：
南部TSF开始年份曲线与路堤截面
图5-3：
最终TSF斜坡稳定性结果
图5-4：
18年（中年）TSF斜坡稳定性结果
图5-5：
TSF设计频谱
图5-6：
平均年组成
图5-7：
平均年恢复率
图5-8：
平均年水库暗渠预计水流（约6,000gpm的设计容量）
1简介
1.1概述
芒特霍普项目位于尤里卡镇以北约22千米、278国道以西的尤里卡县，属于尤里卡钼矿有限公司（EMLCC）所有，该项目包括以下内容的开发：
露天矿、贫矿石、废石处理设施、炼制厂综合设施、管理与维护设施、水源地以及尾矿储存设施（TSF）。
矿山经济寿命以内所要求的尾矿储存量为96610万吨，并将储存于两个独立的尾矿储存设施中（南部TSF和北部TSF）。
尾矿设施由带用于尾矿储存的内部盆地的填土起动机路堤。
尾矿处理技术包括将尾矿中的粗矿部分（底流或矿渣）与精矿部分（溢流或矿泥）分开的旋风分离器系统。
矿渣用于构建路堤，除了起动机路堤。
上述南部TSF位于镇区21N，Range52E和镇区22N，Range52E。
南部TSF的储存量为78980万吨，计划开采不到36年。
北部TSF的尾矿储存量约为17630万吨，在南部TSF将近开采完时，开始启用。
北部TSF的设计在本报告中未加处理，因为其不需要花上至少30年的时间来修建，而在这段时间内可能发生变化。
南部TSF路堤设计的最终下游路堤斜率为3H比1V（水平比垂直）。
设施的路堤将使用中线构建法与分离出的矿渣一起堆积成坡道，路堤最高处宽30英尺。
南部TSF设施的最大最终尾矿深度约为370英尺。
由于在分离器系统提供矿泥之前就需要探明储量，所以将为起动机设施修建含有压紧随机填料的起动机路堤，该起动机路堤将包含可挖掘8个月的矿泥。
在尾矿沉积的最初8个月中，尾矿的矿渣部分将用于修建起动机上方的路堤。
所述分离器系统可产生足够体积的矿渣，使得路堤的储量为1年，可操作3.6个月，如图5-2所示。
这就为启动和天气因素锁耗费的时间提供的缓冲期。
基于分离器模拟，矿渣将相对粗糙，并可使用普通施工设备处理。
类似的分离技术已在采矿也中使用了几十年，事实证明，只要使用得当，该技术对于施工是有效的。
为了控制渗漏并提供环境保护，起动机路堤和最终路堤的轨迹将排有60毫升双面织纹线型低密度聚乙烯（LLDPE）隔泥网膜。
另外，将在起动机路堤下游的隔泥网膜衬垫上方安装中心间距为50英尺，直径4英寸的预制波纹聚乙烯（CPe）管道构成的指状排水沟。
在指状排水沟上方将覆盖一层18英寸厚的疏水层，用于收集来自分离矿渣的处理排水。
该溶液将直接导入地下排水收集池，用作灰尘抑制和/或处理循环。
TSF盆地区域，排有60毫米LLDPE隔泥网膜，也包括网膜上方中心间距50英尺、直径4英寸，并在上方覆盖有厚18英寸的疏水层的预制CPe排水收集管道。
这些排水沟将用于收集处理溶液来减少隔泥网膜衬垫上的液压压头并提高尾矿的坚固性。
排水沟将溶液导入更大直径的CPe集流管进行收集。
沿路堤沉积的尾矿矿泥部分的旋转分布将用于将上清池中的液体导入位于盆地地形较低处的回收沟。
最小上清池深度预计为10英尺。
回收沟将储存上清溶液来重新用作循环处理水。
回收沟中的疏水层被由压载40毫米PVC隔泥网膜构成的流液抑制层覆盖。
该流液抑制层防止池中的处理溶液直接与排水层接触。
这就导致了流向地下排水收集的流液有限，并减少了回收沟中HDPE衬垫上的液压压头。
设计了包括临时和永久性分流槽的表面水分流系统来收集来自暴风雨的洪峰，包括TSF盆地周围的可能最大洪水（PMF），并安全地将其导流。
TSF轨迹中的直接沉积可容纳于沿计划的尾矿沉积的设施中。
如目前通过模拟进行模制化所示，将有足够的矿渣来修建路堤的下游部分。
起动机路堤下游的大型沙楔将进行机械操作并压紧，并产生良好的结构斜坡稳定性，且矿渣将提供具有良好排水性能的高强度材料大规模扶壁。
下游的矿渣在操作过程中应保持不饱和状态；因此，在假设的地震中，不可能发生主体液化。
将在南部TSF下游修建阴沟池。
该池将排有双隔泥网膜衬垫系统（80毫米高密度聚乙烯），在隔泥网膜之间有收集层。
较低的衬垫将置于翻松的、湿润的并为衬垫铺设滚成平滑表面的制备地基上。
由排水网和直径4英寸的CPe管道构成的溶液收集系统将置于衬垫之间来收集渗漏并将其导入回收集水坑。
基于该区域的地震条件，在第2.5.5节中概括并估计了7.2级的最大可信地震（MCE）。
这样的评估结果造成了结束后设计0.17g的地震峰值水平地面加速（PHGA）。
为了操作阶段的设计，在动态变形分析中使用了0.15g的PHGA，其中重现期为1,100年，并有4%的几率在45年的阶段中出现超过数。
因为项目经济寿命为40年，所以这对设计操作是合理的危险水平。
如上所述，在操作和关闭状态下，使用PHGA值评估路堤。
对TSF路堤的动态变形分析显示预期地震荷载会造成最低限度的变形。
在静态条件下获得的圆形和块形故障的安全系数范围为1.4到2.0。
这些安全系数符合或者超过内华达州环境保护分委会（NDEP）对该类结构静态稳定性条件的要求。
1.2前期工作
尤里卡史密斯威廉姆斯钼矿承包咨询有限公司将完成尾矿储存设施的设计。
随后，AMEC地球与环境（AMEC）分委会获得了史密斯威廉姆斯的所有权。
有关该项目的工作已通过处理研究中几个阶段不同项目的变化取得进展。
报告列表如下：
●美国爱达荷矿产公司芒特霍普项目第1阶段尾矿储存盆地可行性研究，2005年3月11日。
●美国爱达荷矿产公司芒特霍普项目第1阶段，45000万公吨的储量，日产TSF40,000公吨可行性研究，2005年4月20日。
●美国爱达荷矿产公司芒特霍普项目，92500万公吨储量第一阶段可行性研究TSF补充文件，2005年12月。
●美国爱达荷矿产公司芒特霍普项目，第2阶段柯贝TSF1-十亿公吨容量规划操作建议可行性研究，2006年9月。
●美国爱达荷矿产公司芒特霍普项目位于柯贝峡谷的南部和北部TSF可获利可行性研究，2007年8月。
●尤里卡钼矿有限公司对于位于柯贝峡谷的南部和北部尾矿储存设施设计报告，2008年4月24日。
也完成了对目前的TSF位置的可选择分析。
该工作可在上述的建议和20世纪80年代由埃克森石油公司完成的原始工作中引用。
埃克森使用五个加权抉择矩阵分类考量是个可选尾矿地址。
在史密斯威廉姆斯检查TSF的后备地址时考虑了这些地址。
所考虑的可选地址可在上述的2005年4月20日的史密斯威廉姆斯报告中引用。
在由埃克森和2005年4月史密斯威廉姆斯最新的报告中进行的检查后，事实证明，这些可选地址中由于其对于项目的花费、美感和/或对环境或者文化资源的潜在影响，没有一个是可行的。
因此，爱达荷矿产公司将放置设施的地址选在柯贝峡谷，如2008年4月24日史密斯威廉姆斯报告中所述，且如下所述。
1.3工作范围
芒特霍普TSF设计工作范围包括以下内容：
●检查地址条件，包括气象、区域地理、地形和地震危险；
●土工技术检查与实验室分析；
●开发项目设计标准；
●TSF构件（包括路堤、盆地、地下排水收集管、地下排水回收池和分流槽）的设计；
●路堤稳定性分析；
●水均衡模型；
●方法规划与细节；
●开发技术规范。
1.4该报告的使用
该报告为尤里卡钼矿有限公司关于上文所述的工作范围而专门制备。
该报告的相关设计与调查结果部分基于尤里卡钼矿有限公司提供的信息，部分基于AMEC对于类似项目的经验，以及我方对于项目要求的理解。
当所述条件下的信息、结论和建议可靠，且受到这方面的限制时，任何第三方在没有尤里卡钼矿有限公司和AMEC的书面批准时，无权使用该报告。
如果项目细节有变，应告知AMEC有关变化，以合理地检查、确认或修改报告调查结果和方案。
2地址条件
2.1概述
芒特霍普项目所在地曾今开采并炼制过锌矿。
锌铅矿石与1870年在芒特霍普发现，直到20世纪70年代之前，一直是间歇性的小型开采。
在20世纪70年代到80年代早期，若干公司调查了矿山的所有权，最新的便是埃克森矿产公司。
埃克森进行的钻探发现了地质深处储存有大量钼矿。
通用钼矿有限公司（其前身是爱达荷矿产有限公司）取得了矿山的所有权，以及标明相邻未授权的权利要求，并于2004到2007年完成了对芒特霍普矿藏开发的评估。
基于迄今为止的研究结果，由通用钼矿和韩国POS金属组成的尤里卡钼矿有限公司正在争取对芒特霍普钼矿藏的许可与开发。
将通过钻探和爆炸开采露天矿坑中的矿石和废料，然后装载并搬运至初级碎石厂。
矿石将经过处理，且通过浮选产生精矿。
处理过的矿石产生的尾矿将通过泵送储存到柯贝峡谷的TSF。
从尾矿储存过程中释放的自由水分（也叫上清液）将回收并回送至工厂在程序中重复使用。
2.2区域地理
中部内华达州是盆岭地形/构造区的一部分，特点是具有受到由第三级到最近的断层作用抬升和冲积层峡谷分隔的南北向延伸的山脉。
芒特霍普附近的山脉主要由厚厚的古生代沉积岩经过复杂的断层和折叠构成，这些古生代沉积岩最初沉积于科迪勒拉地槽。
除了古生代的岩石以外，也存在着少量中生代和新生代火成岩，以及大量的第三纪火成岩。
填充峡谷的部分物质有来自周围山脉的未固结或半固结粘土、淤泥、沙土和砂粒。
该区域中的典型峡谷有三种形式：
冲积冰川前砂粒层、峡谷地面和干盐湖。
在冲积层以下，峡谷含有与在相邻山脉中露头的岩石相同的岩石（埃克森，1983a和1983b）。
2.3区域地形
芒特霍普项目位于由冲积峡谷分隔的南北向延伸的山脉区中。
芒特霍普区域的主要山脉包括罗伯茨山脉、萨尔弗斯普林斯山脉、钻石山脉、辛普森公园山脉和科尔特斯山脉。
山脉的海拔高度从罗伯茨山脉的9,800ft以上到萨尔弗斯普林斯山脉峰顶约7,200ft。
芒特霍普区域中的主要峡谷是钻石峡谷、公园峡谷和柯贝峡谷。
钻石谷和公园峡谷南北向延伸。
柯贝峡谷在形状上是等形体的。
这些峡谷的上端性质类似，特点是有较浅的嵌入曲流河道河槽，但没有显著的泛滥平原。
峡谷较低部分具有较深的嵌入曲流河道河槽，越到下游越宽越平。
高低和山脉的坡度从陡峭到非常陡峭（超过30%），具有从浅到深、从中度碱性到中度酸性的土壤。
表面结构从鹅卵石地到细碎砂砾土壤。
基岩一般很浅，都是露出地面的岩石，或者在地下离地面18in以内。
冲积扇和河成阶地是峡谷中面积最大的区域。
山坡从光滑到起伏（0到15%），土壤厚度从浅到深，土壤酸碱度从温和到强碱性。
表层结构从沙粒到细碎砂砾土壤和粉质粘土。
残积土的渗透性有很大的变化，根据碎石和粘土含量而变化。
在某些情况下，冲积扇可呈现出塌陷可能，但是根据现场调查和测量的吹风计数，这些材料的密度有些很密，有些非常密，且不呈现出塌陷可能。
该区域的自然植被由松-桧和蒿属植物以及草皮。
松-桧位于山坡海拔较高的地段，峡谷中较低的区域主要由蒿属植物和灌木，以及常年生丛生禾草覆盖。
位于罗伯茨山脉东南部侧翼前陆的芒特霍普海拔高约8,400ft。
东部和东南部区域坡度海拔从6,800到6,200ft。
位于芒特霍普南部和东部的钻石谷海拔高约5,770ft（埃克森，1983）。
2.4区域地下水
一般来说，所述南部TSF轨迹中的地下水最小深度大于100ft。
区域潜水位由西北向东南随着深度的增加而逐渐增加，沿设施的东北和南部边缘达到200ft。
在2007年12月的土工技术调查在南部TSF轨迹区中钻了11个土工技术钻孔。
钻孔的深度从约25ft到100ft。
所钻孔中没有渗出地下水。
区域潜水位图如图2-1所示。
地下水深度数据由EMLLC收集。
2.5气象学
生态资源咨询有限公司（ERC）将气象数据分析当作芒特霍普TSF的设计过程的一部分进行。
附录A包括了完整的气象数据技术备忘录。
对芒特霍普项目的初步气象评估由JohnC.Halepaska和Associates（JCHA）咨询公司于2005年2月完成（Halepaska，2005）。
ERC的评估基于附加的数据，并包括更详细的分析；因此，作为该报告一部分获得的结果比之前的初步工作更为完备和精确。
迄今为止，已在芒特霍普项目所在地收集了有限的气象数据。
因此，在该分析中使用的数据从美国西部区域气象中心（WRCC）获得，该数据保留了芒特霍普项目所在地附近几处地方气象数据的数据库。
ERC对所讨论的矿址中的最新、完备、最近并可防卫的气象站进行了研究。
ERC选择使用尤里卡气象站的气候记录，因为该信息被认为是关于矿址最方便可用的数据。
尤里卡气象站位于距芒特霍普约20miles范围内，海拔约100ft以内的地方；因此，假定该气象站的沉降能够代表芒特霍普所在地。
图2-2表明了尤里卡的位置和芒特霍普项目所在地的位置。
2.5.1温度
矿址区域的气候条件变化很大，冬天非常冷（12月到2月），夏天又热又干（6月到9月）。
来自矿址气象站的温度数据显示了所记录年份的月平均温度、月最高温和月最低温。
由于数据的完整度、与矿址的近似度、类似海拔和记录相对长的阶段，尤里卡气象站成为了温度数据的来源。
下列表2.1、2.2和2.3显示了尤里卡气象站从1953年到2005年这段时间的温度统计资料。
表2.1.温度统计资料
统计资料
温度（℉）
冬季平均温度（12月到2月）
29.0
夏季平均温度（6月到8月）
65.8
冬季日平均最低温度
18.4
夏季日平均最低温度
82.0
年均气温
46.4
表2.2.夏季月均气温
月份
平均温度（℉）
1月
27.9
2月
30.5
3月
36.2
4月
42.4
5月
51.2
6月
60.4
7月
69.1
8月
67.7
9月
59.2
10月
48.3
11月
35.7
12月
28.4
表2.3.夏季月最高和最低温度
月份
日最高气温（℉）
日最低气温（℉）
1月
38.1
17.6
2月
41.4
19.8
3月
48.2
24.3
4月
55.9
28.9
5月
65.8
36.5
6月
84.0
44.2
7月
85.6
52.5
8月
83.7
51.8
9月
74.7
43.5
10月
62.8
34.0
11月
47.1
24.1
12月
39.0
17.8
年度
59.9
32.9
2.5.2沉降
1953年1月到1959年以及1965年到2005年的沉降数据可从尤里卡气象站获得。
1960年6月到1964年10月的沉降数据已丢失。
ERC为了完整性评估了每月的沉降数据。
缺失了5天以上数据的月份则认为是不完整的月份。
1979年到2005年间尤里卡气象站和附近的钻石谷气象站每月沉降之间的关系已确定，并用于计算10个月丢失数据的沉降值。
1960年到1964年间丢失的数据没有补充，因为附近没有气象站，所以没有在那个阶段可用的数据，用以建立月份相互关系。
表2.4显示了尤里卡气象站1953-2005年月沉降数据的统计资料。
尤里卡气象站记录的年平均沉降厚度是11.83in。
表2.4.尤里卡1953年1月到2005年12月的沉降统计资料
月份
平均厚度（In）
最小厚度（In）
最大厚度（In）
标准偏差（In）
1月
0.95
0.00
2.92
0.72
2月
1.04
0.03
3.46
0.75
3月
1.33
0.00
3.88
0.95
4月
1.25
0.00
3.68
0.98
5月
1.45
0.00
4.99
1.32
6月
0.84
0.00
4.37
0.87
7月
0.61
0.00
2.41
0.65
8月
0.84
0.00
4.42
0.98
9月
0.86
0.00
4.19
0.87
10月
0.91
0.00
4.04
0.85
11月
0.86
0.00
3.56
0.77
12月
0.90
0.00
3.65
0.77
年度总值
11.83
6.33
22.92
3.71
表2.5显示了月均值。
表2.5.月均沉降
月份
平均沉降（In）
1月
0.95
2月
1.04
3月
1.33
4月
1.25
5月
1.45
6月
0.84
7月
0.61
8月
0.84
9月
0.86
10月
0.91
11月
0.86
12月
0.90
年平均沉降
11.83
2.5.3水文暴风雨
美国国家海洋&大气管理局（NOAA，2004）发布了美国沉降频率图谱。
图谱14，第1卷，第4版提供了内华达州最新的沉降数据，在表2.6中概括如下：
表2.6.24小时降雨总量
逆程周期（年）
沉降（In）
1
0.97
2
1.22
5
1.56
10
1.83
25
2.22
50
2.52
100
2.83
芒特霍普矿址可能最大降水量（PMP）根据NOAA和美国陆军工程兵团（汉森，1984）的水文气象第49号中的方法评估。
评估了流域的一般暴风雨PMP，并与局部暴风雨PMP相对比。
由一般暴风雨产生的11.94in的总沉降超过了9.72in的局部暴风雨PMP，但局部暴风雨的密度更大。
对于设计用于储存PMP径流的设施，使用一般暴风雨更保险。
设计用于传送PMP峰值径流的设施的尺寸应根据局部暴风雨更为保险。
附录A包括了暴风雨沉降分析的详细概述。
2.5.4蒸发
潜在蒸发（PET）可从内华达州的有限数据中评估。
很少有气象站有关于诸如风速、蒸汽压和相对湿度这样的参数的充足数据，来使用像空气动力法这样的方法来评估PET。
另外，提供蒸发数据的气象站并不位于芒特霍普矿址附近的位置。
使用内华达采矿局和地理报告48中叙述的方法计算PET率，该PET率依赖于时间（月份）、纬度和海拔。
计算的PET值是潜在的蒸发皿，并假定有足够的水分可用于无阻蒸发。
该州根据纬度划分为五个区，计算了每个区的PET对海拔的线性回归。
芒特霍普位于第3区。
表2.7显示了基于这些方程的月度和年度平均蒸发计算。
一般来说，该方法低估了与测量的蒸发皿相关的PET；不论如何，计算出的PET和测量出的蒸发皿之间的最一致的时候是在夏天。
为了解释计算出的PET和测量出的蒸发皿之间的差异，计算出的PET值根据月份因数按比例增加，该月份因数根据第3区的测量出的蒸发皿与计算出的PET的月份比率产生。
最后，按月计算的PET值通过0.75蒸发皿系数而降低，来评估自由水分蒸发。
自由水分蒸发值比测量的蒸发皿蒸发值要低，部分原因在于在计算值中没有专门考虑风速，且蒸发皿测量可能受到由更高的测量PET产生的绿洲效应的影响。
使用该方法计算的蒸发率能够很好地和从4月份到10月份在露比湖气象站确定的值相比。
鉴于仔细的对比，ERC建议在条件允许时，使用来自露比湖现
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