某矿可研报告尾矿.docx
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某矿可研报告尾矿
第六章尾矿库
6.1设计依据
1、《选矿厂尾矿设施设计规范》ZBJ1—90。
2、《尾矿设施设计参考资料》
3、《**省水文图集》
4、《尾矿库安全监督管理规定》（国家安全生产监督管理总局令2006年第6号）
5、《中华人民共和国安全生产法》（中华人民共和国主席令第70号）
6、《中华人民共和国矿山安全法》（1992年11月7日第七届全国人大常委会第二十八次会议通过）
7、《安全生产许可证条例》（国务院令第397号）
8、《非煤矿山企业安全生产许可证实施办法》（国家安全生产监督管理局令第9号）
9、本区地震烈度为6度。
10、选矿厂工艺资料。
11、现场调查收集到的资料。
6.2其它依据资料
1、《碾压式土石坝施工技术规范》（SDJ213－83）
2、《尾矿设施施工及验收规程》（YS5418－95）
3、《土石坝养护修理规程》（SL210-98）
4、《尾矿库安全技术规程》（AQ2006-2005）
5、《开发建设项目水土保持技术规范》（SL204-98）
6.3设计基本原则
1、认真贯彻国家基本建设的方针、政策，落实国家对资源、环境、土地和水资源等有关政策法令，执行行业安全、卫生等各项专业法规和规定。
2、设计力求符合实际，主体工艺设施必保，生产辅助设施配套，本着安全实用，技术可行，经济合理的原则进行。
3、严格执行国家环保法，生产安全和工业卫生等规定，务使“三废”排放达到国家标准。
4、设计尽可能选用新型高效节能设备;性能可靠，设备先进。
5、本着经济实用；技术可行；因地制宜，减少污染；最终达到资源开发与保护环境的良性循环，实现社会效益、经济效益、资源效
益及生态环境效益的统一。
6.4基本工艺资料
1、矿山规模30000t/d
2、选矿厂日排出尾矿量29952t/d；
3、选矿厂工作制度：
300d/a，3班/天，8小时/班；
4、矿石比重：
2.70t/m3；
5、尾矿堆积干容重：
1.40t/m3；
6、干矿量29951t/d，排尾标高620m；
尾矿细度为–0.074mm目占75%；
干矿量1248t/h，排尾标高653.0m；
尾矿细度为–0.0385mm占94.6%；
7、尾矿浆重量浓度：
25.1%；
8、尾矿库服务年限：
17.9a。
6.5尾矿库库址
6.5.1尾矿库容量
根据工艺条件，计算求得所需尾矿库库容如下：
依据公式：
V=W/rdβ＝Pg÷2.7=2.73/2.7=1.01；
年排尾砂量：
V年＝29952×300÷1.4=642×104m3；
服务年限内排出尾砂量：
V年＝17.9×642×104
＝11492×104m3；
6.5.2尾矿库址
矿区位于北寒温带，属于大陆性季风气候。
夏季短暂而凉爽多雨，冬季漫长而寒冷干燥，一年四季分明，春秋两季昼夜温差较大。
近十年（1997年～2006年）年平均气温4.2℃，年最高气温平均为31.7℃，最高气温为36.4℃（七月），最低气温平均为-28.9℃，最低气温极值为-35.7℃，平均年降水量603.7mm，6～8月份为雨季，降雨约占全年降水总量的66.8%，年平均蒸发量1091.5mm，年平均风速为2.1m/s，最大风速15.0m/s，最大冻结深度1.65m，初霜与结冰期为9月份，终霜和解冻期为5月份，近十年平均无霜期为137天。
1、尾矿库现状
该库为新建尾矿库。
2、库址方案比较
尾矿库是选矿厂不可缺少的配套设施，经现场实地踏察，尾矿库选在选矿厂东北方向3.0km的沟内，针对拟建尾矿库库容量大、起坝速度快、本地无霜期短，冬季尾矿库管理难度大等特点，进行两个库址（方案Ⅰ：
小石河沟库址方案；方案Ⅱ：
正沟库址方案；）比较，由于该库为山谷型尾矿库，故设计均采用上游法筑坝方案，各方案技术经济比较见表6-1。
尾矿库方案比较
表6-1
项目
小石河库址方案
正沟库址方案
优缺点
优缺点
坝体
基本
情况
坝高：
31m
坝长：
1006m
筑坝材料：
露采碎石
内坡1:
2.0
外坡1:
2.0
总堆高：
130m
上游法筑坝
初期坝性质：
透水堆石坝
优点：
1、距选厂近，输送距离相对较近；
2、汇水面积小，排水费用底；
3、工程造价低；
4、回水距离较近；
5、征地面积少；
缺点：
1、库容小，仅可服务8年，没有发展余地；
2、尾矿输送
要跨河翻山；
3、汇水面积大；
4、工程造价高；
坝高：
28m坝长：
733m
筑坝材料：
露采碎石
内坡1:
2.0
外坡1:
2.0
总堆高：
124m
上游法筑坝
初期坝性质：
透水堆石坝
优点：
1.库容较大，可服务18年；
2.距选厂近，输送距离近；
3.管理方便
缺点：
1.要移动3750米电线；
坝体
内设土工布反滤
内设土工布反滤
库区排水
1、排水井8座，2座直径3m，2座直径4m高20m
2、排水洞：
排水洞断面及长度如下：
断面bxh（m）长度（m）
主排水洞：
2.5x3.3812
副排水洞：
2.0x3.0623
1#排水洞：
2.5x3.3268
2#排水洞：
2.5x3.3272
3#排水洞：
2.0x3.0147
4#排水洞：
2.0x3.0119
3、消力池1座
混凝土160m3
1.排水井3座
直径4m，
高25m
2.排水洞，
长3237m
断面2.0.2.8m
3.消力池1座
混凝土260m3
尾矿输送
1.浓密机直径100m
型号：
GZN-100T1台；
2.砂泵站2座
300YTZ-6504台，两备两
用。
配套电机450/6,500/6000,转数980。
3.输送管路
长：
压力段7900m（双管）
无缝钢管D=550mm
总长：
7800m.做防寒保温。
4.砂泵站2座，每座100m2
1、浓密池直径100m
浓密机型号：
GZN-100T
4台；
2、输送管路
铸铁管管D=800mm
总长：
4100m.
双管（共长8200m）
做防寒保温。
3、自流输送
尾矿回水
1、拦水坝，6550m³（浆砌石）高5m，长156m；（不含基础防渗）。
2、回水泵型号：
四台D1100-57×6型离心排水泵，Q＝1100m3/h，H＝240m，与泵配套电机N＝1120kw，电压10000V，三用一备；
3、回水管路，长7500m，
管径500mm;
4、跨河管桥2座
各长350m，
5.回水泵站200m2。
1、环保坝，18500m³（浆砌石）
高2m，长870m；（不含基础防渗）。
2、回水泵型号：
300SMX58型水泵4台（二用二备），Q＝864m3/h，H＝58m，配电机为Y4003－4型，N＝450kw。
3、回水管路，长3800m，管径700mm;双管（共长7600m）
4、回水泵站18x36m2。
一（由五万分之一放大）图上量得。
其它
1、征地：
362ha
1、征地：
335ha
2、改动输电线路：
3750m
合计
万元
万元
从表6-1可以看出，两个方案中，小石河沟库址方案虽然库容较大，但投资也大，建设周期长，征地范围大。
正沟方案尾矿库（大沟方案）为三等库，洪水设防标准为500年一遇，洪峰流量149m3/s.汇水面积5.44km2，尾矿可以实现自流。
通过诸多因素权衡其利弊，本次设计推荐用“正沟库址方案”，小石河沟方案做为备用尾矿库址。
3、正沟尾矿库
根据以上方案比较所确定的库址方案，正沟尾矿库地处大石头河中下游，位于采矿场、选矿厂南偏东，采矿场、选矿厂及生活辅助设施均高于尾矿库。
该尾矿库的尾矿坝距上游选矿厂直线距离约2.6km，位于选矿厂南偏东，大石河林场处于该尾矿库下游侧翼2km处。
库内地形平坦，沟底平均坡度4.5%，本次设计利用长度2100m。
沟内常年流水，地表河谷滩地为沼泽湿地，两岸山坡地面坡度为10°～20°沟内植被多为柞、桦混合树木、灌木丛，无成材林，沟内无居民，无耕地。
该库建成后，当尾矿堆坝顶标高达到605.00m时，总坝高约124m，可形成总库容约14450×104m3，库容利用系数按0.8考虑，则尾矿库有效库容为11560×104m3为矿山服务约18.0a。
该尾矿库每3年需对坝体进行工程勘测，鉴定坝体的稳定状态，决定坝体是否继续加高，以满足生产需要。
尾矿库设计本着即满足生产又节约的原则，尾矿库初期坝坝型采用透水堆石坝，后期坝采用尾矿堆坝建成。
据了解尾矿库初期坝坝址处地表为腐植土，腐植土为高压缩性强冻胀土不能作为坝基，必须清除。
初期坝顶标高建到510.0m时，坝高28m，坝长约733m，考虑坝基础地质复杂，坝顶宽为4m，上游坝坡为1：
2.0，下游坝坡1：
2.0。
初期坝外坡脚设排水棱体，排水棱体顶标高350m，高9.0m，内侧加设一层土工布。
该初期坝建成后形成库容约690×104m3，可堆积选矿厂排出的11个月尾矿量。
根据长春黄金研究院编制的《大石河钼矿选矿试验研究报告》中给出的尾矿粒度组成分析，后期尾矿坝可用尾矿堆筑。
设计采用上游法筑坝，坝头均匀放矿方式。
子坝堆高95m。
（总坝高124m）。
子坝堆坡1：
4。
该库为二等库，在生产管理中，必须保持坝体安全超高在特殊情况下大于0.7m（汛期最大洪水时），干滩长度大于70m；在正常情况下干滩长度大于200m。
在初期坝（透水堆石坝）内侧，设置土工布反滤，防止尾砂从堆石坝渗出，降低浸润线。
环保坝，即在尾矿坝下游约400m处设一混凝土拦水坝，坝长约350m，地面以上约2.0m，地面以下到不透水层，坝前设一座排水泵站，由该泵将尾矿坝渗水和尾矿库澄清水返回高位水池供选矿厂重复利用。
6.6库区排洪
尾矿库总库容约14450×104m3，总坝高约124m，根据中华人民共和国国家行业标准《选矿厂尾矿设施设计规范》，该尾矿库为二等库，因尾矿库下游10km以内无工业设施及居民点，因此尾矿库按二等尾矿库设计，尾矿库防洪标准初期为100～200a一遇洪水，中后期为500～1000年一遇洪水设计。
尾矿库汇水面积较大约5.47km2，500年一遇洪峰流量（终期）Q＝149.62m3/s。
按“**省中小流域设计暴雨洪水图集”中的水文参数，采用水科院简化推理公式对库区上游拦洪坝的汇流进行计算。
1、采用简化推理公式计算
洪水设防标准：
初期100～200年，中、后期500～1000年一遇；
按500年一遇计算。
Cs=3.5CvCv=0.55
洪水计算成果表（用简化推理公式计算）
项目
n2
Kp
H24
mm
H24p
mm
Sp
mm/h
L
km
J
F
Km2
Q
m3/s
W
q
说明
终期
0.7
4.2
70
294.00
113.31
2.05
0.06
5.14
182.77
1000年一遇
终期
0.7
3.48
70
243.6
110.06
2.05
0.06
5.14
149.62
500年一遇
初期
0.7
2.79
70
195.3
88.24
2.3
0.06
5.47
118.03
100年一遇
2、调洪演算：
一次洪水总量
（1）终期：
W=1000àHF
=1000×0.7×294×5.14
=105.8×104m3
调洪库容：
800×900×1=72×104m3
调洪计算表[q=Q（1-V/W）]
水深m
水面面积m2
w×104m3
Qm3/s
1.0
800×900
105.8
58.39
1.2
850×950
105.8
43.27
1.25
800×900
105.8
27.29
（2）初期：
W=1000àHF
=1000×0.7×195.3×5.47
=74.8×104m3
调洪计算表[q=Q（1-V/W）]
平均水深m
水面面积m2
w×104m3
Qm3/s
2.0
500×600
74.8
23.35
2.2
520×610
74.8
7.91
6.7库内排水设施
500年一遇洪峰流量Q＝149.62m3/s，洪水总量W＝87.65×104m3。
进入尾矿库的洪水由调洪库容进行调节，经调洪演算，需在尾矿库内设3座钢筋混凝土排水井，井直径为φ4.0m，高H＝25m，相继与排水洞连接。
排水洞为1.8×2.4m2和2.0×2.8m2钢筋混凝土圆拱直墙式排水洞，长约为3300m，坡度分别为0.04和0.02。
在子坝外坡及初期坝外坡与山体相交部位，设置两条岸坡截水沟，以防止两侧山坡雨水下流冲刷坝面。
截水沟断面1.0×1.2m，浆砌石衬砌。
设计采用井-洞联合排水方式排泄雨洪水及尾矿澄清水。
1、4.0m直径框架式排水井流量计算
计算公式：
Q=mb√2gH03/2
H0=H+V02/2g
m=0.405+0.0027/H
HmH0bQ
2.00.406352.2046.2238.94
1.50.40681.6156.2223.74
1.00.40771.02086.2214.91
终期：
当水头1.0m时，双井泄量29.82m3/s；
双井：
Q设=29.82＞23.35m3/s,满足要求。
2、排水洞
（1）2#、3#排水洞计算：
（圆拱立墙式，喷锚衬砌）b×h=1.8×2.4m。
按明渠均匀流计算。
2#、3#排水洞计算表
b
i
m
h
n
Qm3/s
1.8
0.04
0
1.8
0.017
30.60
Q设=30.60m3/s>Q=27.29m3/s.
（2）1#主洞排水洞计算：
（圆拱立墙式，喷锚衬砌）b×h=2.0×2.8m按明渠均匀流计算。
1#主排水洞计算表
b
i
m
h
n
Qm3/s
2
0.02
0
2.2
0.017
28.40
Q设=28.40m3/s>Q=27.29m3/s.
排水洞断面及长度如下：
断面b×h（m）长度（m）
主排水洞：
2.0×2.81830
1#排水洞：
2.0×2.8515
2#排水洞：
2.0×2.8576
3#排水洞：
2.0×2.8316
6.8尾矿浓缩
大石河矿区及附近无大水系，矿区降雨量偏低，水资源宝贵，为保证矿山用水，提高工业用水的回水量，减少新水用量，尾矿回水采用厂区设浓密机回水与尾矿库回水相结合的形式。
考虑到矿区位于北寒温带，属于大陆性季风气候。
冬季漫长而寒冷干燥，一年最低气温平均为-28.9℃，最低气温极值为-35.7℃，冬季较长，冰冻期长达5个月以上，为防冻浓密机设在室内。
浓密机选型因无尾矿加药沉降试验资料，又考虑到用尾矿堆坝，为了尽量不改变或少改变原尾矿的物理力学指标，在尾矿浆浓缩过程中尽量少添加絮凝剂，以减少絮凝剂对尾矿物理力学指标的影响，暂按絮凝剂添加量8g/t，以高效浓密机生产定额6t/m2.d计，选矿厂生产规模30000t/d，产出干尾矿量29952t/d，选用φ45m深锥浓密机3台，浓密机设在选矿厂附近，浓密机生厂房保温。
浓密机进料管附近设絮凝剂制备车间，车间面积为24m×18m，内设絮凝剂制备装置、管道增压泵、螺杆泵、电控柜等设施。
浓密机进料由选矿专业供给，浓密机回水量为Q＝33766m3/d，底流排矿通过管路自流进入尾矿库。
尾矿浓度由原25.1%浓缩至35%。
6.9尾矿输送
根据选厂和尾矿库的相对位置关系，尾矿矿浆采用自流输送。
具体参数计算如下：
矿石处理量：
30000t/d
矿石比重：
3.3t/m3
矿浆浓度：
35%
矿浆流量：
1261.7m3/h最小（按双管计算）
1401.9m3/h平均（按双管计算）
1542.1m3/h最大（按双管计算）
矿浆坡降：
0.0143最小
0.0176平均
0.0214最大
自浓密机底流出口标高660m自流送至尾矿库顶部，标高510m。
输送距离3900m。
尾矿在坝头均匀排放。
输送管2条，采用管径0.8m的铸铁管。
为确保明敷的尾矿输送管道在严寒季节的安全使用，对尾矿输送管采用硅酸铝氧化铝复合保温材料进行保温处理。
6.10尾矿库回水
在尾矿库下游，尾矿库排洪洞的出口附近设尾矿回水泵站，尾矿库内澄清水通过尾矿库排洪井及排洪洞的旁通管自流进回水泵站。
泵站面积为18m×38m，内设300SM×58型水泵4台（二用二备），Q＝864m3/h，H＝58m，配电机为Y4003－4型，N＝450kw。
泵站内设LD3.2－S型电动单梁起重机，起重量G＝3.2t，配套电机功率N＝0.88kw，配电动葫芦AS416－242/1型，配套电机功率N＝7.8kw。
尾矿回水管为φ700mm×10mm无缝钢管，长L=3800m，埋设二条。
尾矿库内澄清水通过以上回水设施，回至高位水池进选矿厂重复利用。
尾矿库每日回水量为44516.00m3/d，回水率80%。
6.11需要说明的问题
1、由于地形图精度有限，以上所及土石方工程量及排水系统、输送系统标高位置，待下一步设计核准。
2、由于坝堆积较高、起坝速率过快，在施工图设计之前，建设单位需委托有关单位进行尾砂堆坝试验，以便确定合理的初期坝高。
3、无该矿尾矿浓密机浓缩试验资料，浓密机选型为设计根据经验选择，建议做浓密机浓缩试验以确定浓密机选型。
4、尾矿浆经过浓缩后尾矿输送为高浓度输送，目前我国无成熟的高浓度输送计算公式，必须做尾矿高浓度输送试验，以复核确定输送设施及输送管径。
5、方案确定以后，应尽快安排工程勘测事宜，以便作为下一步设计工作的依据。
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