尾矿干式堆存安全技术.docx

1、尾矿干式堆存安全技术尾矿干式堆存安全技术1 适用范围本规程规定了干式尾矿建设、生产运行、安全检查、安全度、闭库、回采、安全评价等方面的安全要求。本规程适用于在中华人民共和国境内金属非金属矿物选矿厂干式尾矿处理系统，不适用氧化铝厂的赤泥库、锰生产企业的锰渣库和膏体排放的尾矿库。有色金属冶炼厂的废渣库可参照执行。2 规范性引用文件下列文件中的条款通过本规程的引用而成为本规程的条款。引用文件最新版本，以及其后修订版均适用于本规程。尾矿设施设计规范（GB50863）尾矿设施施工及验收规范（GB50864）岩土工程勘察规范（GB50021）碾压式土石坝设计规范（SL274）碾压式土石坝施工规范（DL/T

2、5129）水工建筑物抗震设计规范（SL203）构筑物抗震设计规范（GB50191）3 术语和定义下列术语和定义适用于本规程。3.1尾矿 tailings金属或非金属矿石经工艺处理后排出的工业固体废弃物。3.2砂性尾矿 cohesionless tailings不含（或含量低）粘土矿物的尾矿，包括：尾砾砂、尾粗砂、尾中砂、尾细砂、尾粉砂、尾粉土。3.3粘性尾矿 cohesive tailings粘土矿物含量较高，塑性指数大于IP10的尾矿。3.4干式尾矿 dry tailings选矿厂排出的尾矿浆经脱水处理满足干式堆存要求的固态尾矿。3.5尾矿脱水系统 dewatering system将尾矿浆

3、脱水处理成为干式尾矿的工艺流程的统称。常用的尾矿脱水流程有：分级、浓缩、过滤（或压滤）及其组合流程。尾矿脱水系统的场所称作尾矿脱水车间。3.6干式尾矿库dry tailings pond筑坝形成或利用露天废弃采坑、凹地等天然场地贮存干式尾矿或废渣的场所。3.7全库容 whole storage capacity库前、库周排矿时为坝顶标高平面以下、库底面以上所围成的空间的容积（不含非尾矿构筑的坝体体积）；库尾、库中排矿时为堆积体体积。3.8有效库容 effective storage capacity堆积体表面以下、库底以上用于贮存尾矿（含蠕动状态尾矿）的空间容积。3.9调洪库容 flood r

4、egulation storage capacity调洪起始水位以上、设计洪水位以下可蓄积洪水的容积。3.10总库容 total storage capacity设计终了状态时的全库容。3.11尾矿排放方式 discharge method指入库尾矿总体推进方式，包括库前、库尾、库中、周边排矿等方式。3.12库前排矿 downstream discharge入库尾矿自拦挡坝前向库尾推进的排放方式。尾矿排放过程中，应边排放边碾压并修整边坡，库区顶面始终坡向库内的排水设施。3.13库尾排矿 upstream discharge入库尾矿自库区尾部（上游）向库区前部（下游）推进的排放方式。排矿时，应自

5、下而上分层碾压并设置台阶，台阶高度与堆积坝最终外坡设置的台阶高度一致，分层碾压顶面应保持1%2%坡度，坡向下游拦挡坝方向。3.14库中排矿 central discharge入库尾矿自库区中部向库尾和库前推进的排放方式。3.15周边排矿 surrounding discharge入库尾矿自库周向库中间推进的排放方式。排矿时始终保持库周高、库中低，边堆放、边碾压、边修整边坡。3.16分层法 stratification method库尾排矿时，入库尾矿由台阶底部自下而上，分层摊平、碾压、堆筑的作业方式。3.17推进法 move forword method库尾排矿时，始终在台阶顶面排矿，边排矿、

6、边压实并向库前推进的排矿作业方式。3.18台阶 step干式尾矿库中，尾矿堆体边坡通常按一定高度错台堆置，相邻平台间的堆积体为一个台阶，也称阶段。3.19台阶高 step height尾矿堆体台阶坡顶线至坡底线的间的垂直距离，也称为阶段高。3.20尾矿坝 tailings dam拦挡尾矿和水的尾矿库外围构筑物。通常指初期坝和尾矿堆积坝的总合。3.21初期坝 starter dam库前、库周排矿时，用土、石等材料筑成，作为尾矿堆积坝的排渗或支撑体的坝。3.22尾矿堆积坝 embankment生产过程中用尾矿堆积而成的坝体。3.23拦挡坝 environmental protection dam库

7、尾排矿方式中，建在尾矿库下游用以拦截雨水及挟带泥沙的（环保）坝体。3.24挡砂坝 sand dam库尾、库中排矿时，用土、石材料等筑成，用作拦截雨水及挟带泥沙并作为尾矿堆积体边坡支撑体的坝体。3.25滩顶 beach crest库前、库周排矿时，堆积体顶面与子坝外坡面的交线。3.26防洪宽度 beach width用于挡水的尾矿堆体宽度，亦指干滩长度。3.27安全超高 free height库前、库周排矿时，为滩顶标高与设计洪水位的高差。库尾、库中排矿时，库内无集水区的不考虑安全超高；库内有集水区者，安全超高为集水区周边溢流最低点标高至最高洪水位的高差。3.28 调洪高度 flood regu

8、lation height指正常泄洪起始水位与设计洪水位的高差。3.29 尾矿坝高 tailings dam height库前、库周排矿为堆积坝坝顶标高与初期坝坝轴线处原地面标高的差值。库尾、库中排矿为堆体表面最高点标高与最低点标高的差值；当坡脚处有挡砂坝时，为堆体表面最高点标高与挡砂坝坝轴线处最低点标高差值。3.30总坝高 total dam height设计最终状态时的坝高。3.31集水区 water accumulated area干式尾矿库中，用于汇集渗滤液及洪水的区域。3.32堆坝高度或堆积高度 embankment height or accumulation height库前、周

9、边排矿时，为尾矿堆积坝坝顶与初期坝坝顶的高差；库尾、库中排矿为尾矿堆积体表面最高点标高与最低点标高的差值。3.33干式尾矿系统安全设施 safety facilities of dry tailings pond直接影响干式尾矿库安全的设施，包括：尾矿脱水设备、初期坝、挡砂坝、拦挡坝、副坝、堆积坝、坝体防（排）渗设施、防排洪设施、监测设施、库区道路、照明、通讯、警示标识和管理站等。4 干式尾矿库等别及构筑物级别4.1 干式尾矿库等别干式尾矿库等别应根据尾矿库的总库容及总坝高按表4.1确定。尾矿库各使用期的等别应根据该期的全库容和坝高分别按表4-1确定。当按尾矿库的全库容和坝高分别确定尾矿库等别

10、的等差为一等时，应以高者为准；当等差大于一等时，应按高者降一等。露天废弃采坑或凹地储存干式尾矿的，且周边未建尾矿坝时，可不定等别；建尾矿坝时，应根据坝高及其对应的库容确定尾矿库的等别。除一等库外，尾矿库失事将使下游重要城镇、工矿企业、铁路干线或高速公路等遭受严重灾害者，经充分论证后，其设计等别可提高一等。表4.1 干式尾矿库等别划分表等别全库容V（10000m3）坝高H(m)一二三四五V5000010000V500001000V10000100V1000V100H200100H20060H10030H60H304.2 干式尾矿库构筑物的级别干式尾矿库构筑物的级别根据干式尾矿库的等别及其重要性按

11、表4.2确定。表4.2 干式尾矿库构筑物的级别干式尾矿库等别构筑物的级别主要构筑物次要构筑物临时构筑物一二三四五123453355544555注：1 主要构筑物指尾矿坝、库内排水构筑物等失事后难以修复的构筑物；2 次要构筑物系指除主要构筑物外的永久性构筑物；3 临时构筑物系指施工期临时使用的构筑物。5 干式尾矿库建设5.1 干式尾矿库选址5.1.1 干式尾矿库不应位于下列区域：1) 风景名胜区、自然保护区、饮用水源保护区；2) 国家法律禁止的矿产开采区域。5.1.2 干式尾矿库的选址应经过多方案技术经济比较综合确定，并应符合下列要求：1）所选库址应符合当地城乡建设总体规划要求；2）不宜位于大型

12、工矿企业、大型水源地、重要的铁路和公路、水产基地和大型居民区上游；3）不宜位于居民集中区主导风向的上风侧；4）应不占或少占农田，并应不迁或少迁居民；5）不宜位于有开采价值矿床上；6）汇水面积小，有足够的库容；7）有必要的初、终期库长；8）地势开阔平坦，便于干式尾矿库的排矿管理；9）应避开地质构造复杂、不良地质现象严重区域；10）尾矿浆输送距离短，能耗低。5.1.3 尾矿库的选址遇到以下情况时，应进行专题安全论证：1）存在不良地质条件的；2）废弃的露天采坑储存尾矿，且露天采坑下部仍有采矿活动的；3）同一沟谷内建设两座或两座以上尾矿库时，后建库设计应充分论证各尾矿库之间的相互关系与影响。5.2 干

13、式尾矿库勘察5.2.1 尾矿库工程地质与水文地质勘察应按国家及行业有关标准进行，并符合下列要求：1）查明影响尾矿库及各构筑物安全性的不利因素；2）进行必要的试验，给出满足设计要求的相关物理力学指标；3）提出工程措施建议，为设计提供可靠依据。5.2.2 在用的尾矿库的勘察应根据工程特性执行相应标准。5.3 干式尾矿系统设计5.3.1 干式尾矿库的设计应有总体规划设计内容，主要应包括：1）尾矿脱水指标、脱水工艺及设备；2）干式尾矿库入库尾矿含水率、最终堆积标高、排放方式、分期堆积规划及对应的服务年限等；3）干式尾矿库的初期坝、拦挡坝、拦砂坝、堆积坝、截洪沟、拦洪坝、排水设施、尾矿脱水车间、尾矿运输

14、道路或皮带传输机、管理站等设施的平面布置；4）尾矿运输车辆、机械设备的选取，库区防渗及排渗设施设计，以及尾矿库施工、运行、管理的措施要求等。5.3.2 干式尾矿库的设计应符合企业的总体规划，尾矿库的服务年限与选矿厂的生产年限相适应；当采用多库分期建设合理时，应制定分期建库规划，确保后期库的竣工投产时间比前期库的闭库时间提前0.5年1年。5.3.3 正常运行时，干式尾矿库内不应积存雨水，严禁干、湿尾矿混排。5.3.4 尾矿的堆存工艺和筑坝方式应结合尾矿库的地形、地质、水文、气象及周边环境等因素综合考虑，选择合理可行的堆存方案。5.3.5 尾矿脱水车间宜结合库区地形、地质条件和尾矿排放、运输方式等

15、合理布局。库尾排矿宜布置在库区尾部或库区中部偏上的位置；采用其他排放方式时宜布置在距离终期堆体中心最近岸边。脱水车间的地面标高宜与干式尾矿库最终堆积标高相适应。5.3.6 严寒地区的尾矿脱水及运输系统应采取防冻措施。5.3.7 干式尾矿库设计应给出下列生产运行安全控制参数：1）入库尾矿脱水标准；2）主要脱水设备型号；3）初期坝、拦挡坝、挡砂坝的坝型、坝高、坝顶宽度、上下游坡比、库容；4）尾矿堆存工艺（排放方式、台阶高、布料范围、尾矿压实要求）；5）尾矿库设计最终堆积标高、总坝高、堆积坡比、总库容；6）子坝的筑坝材料、坝顶宽度、上下游坡比；7）尾矿坝不同堆积标高（各特征标高）时，调洪起始水位、调

16、洪高度、安全超高及最小防洪宽度等；8）排洪构筑物的主要参数；9）尾矿库防渗、排渗要求及其结构型式；10）尾矿坝控制浸润线埋深；11）尾矿场外运输方式，运输机械、道路布置。12）堆积坝的筑坝碾压要求；13）提出各项指标的试验检测要求；5.3.8 干式尾矿库建设项目的初步设计应编制安全专篇，主要内容为：1）设计依据；2）工程概述；3）工程地质与水文地质；4）尾矿库周边环境及相互影响分析；5）坝体安全；6）防洪安全；7）安全监测、通讯和照明；8）安全管理；9）安全预评价报告对策措施采纳情况；10）存在问题及建议；11）附件与附图。5.4 尾矿脱水要求5.4.1 选厂排出尾矿须经机械脱水处理后、满足干

17、式尾矿的运输、筑坝和排放等要求方可入库，未达标准的尾矿禁止入库。尾矿脱水标准宜满足下述要求：1）粘土类尾矿（10H100100H6060H30H30浸润线最小埋深（m）10886644225.8.12 尾矿堆积坝，设计时须用拟合法确定各使用期、各运行条件下的控制浸润线的埋深，以此作为设置浸润线观测装置和安全运行管理的依据。尾矿坝的渗流控制措施应确保浸润线的埋深低于控制浸润线。5.8.13 上游式干式尾矿库尾矿堆积坝的初期透水堆石坝坝高与总坝高之比值不宜小于1/8。5.8.14 尾矿初期坝与堆积坝坝坡的抗滑稳定性应根据坝体材料及坝基岩土的物理力学性质，考虑各种荷载组合，经计算确定。计算方法应采用

18、毕肖普法或瑞典圆弧法。当坝基或坝体内存在软弱土层时，可采用改良圆弧法。考虑地震荷载时，应按水工建筑物抗震设计规范SL203的有关规定进行计算。5.8.15 尾矿坝稳定性计算的荷载分下列五类，可根据不同情况按表5.3进行组合：表5.3 荷载的组合 荷 载 组 合荷 载 类 别12345正常运行总应力法有有有效应力法有有有洪水运行总应力法有有有效应力法有有有特殊运行总应力法有有有有效应力法有有有有注：荷载类别1系指运行期正常库水位时的稳定渗透压力；荷载类别2系指坝体自重；荷载类别3系指坝体及坝基中孔隙压力；荷载类别4系指设计洪水位时有可能形成的稳定渗透压力；荷载类别5系指地震荷载。5.8.16 坝

19、坡抗滑稳定的安全系数不应小于表5.4规定的数值。表5.4 坝坡抗滑稳定的最小安全系数计算方法运行条件坝的级别1234、5简化毕肖普法正常运行1.51.351.31.25洪水运行1.31.251.21.15特殊运行1.21.151.151.1瑞典圆弧法正常运行1.31.251.21.15洪水运行1.21.151.11.05特殊运行1.11.051.0515.8.17 干式尾矿坝的计算断面应按库区尾矿碾压密实度进行分区。新建尾矿库的物理力学指标应根据全尾矿的特性，参照以往类似工程资料取值。对在用尾矿坝进行稳定计算时，库内尾矿的物理力学指标，应根据该尾矿库勘察报告的相应的物理力学指标确定。5.8.18 3级及3级以下尾矿坝的地震设防烈度可根据现行国家标准中国地震动参数区划图GB18306确定，1级和2级尾矿坝的设防烈度应按批准的场地危险性分析结果确定。考虑地震荷载时，按现行行业标准水工建筑物抗震设计规范（SL 203）的有关规定进行计算。5.8.19 除1级和2级尾矿坝外，场地设计基本地震加速度应按表5.5采用。