日生产规模150吨尾矿库工程项目可行性研究报告.docx

1、日生产规模150吨尾矿库工程项目可行性研究报告生产规模150t/d尾矿库工程项目可行性研究报告第一章 前言1.1 项目概况=选矿厂位于某村北偏东约1000m处，生产规模150t/d，拟建尾矿库临近选厂，位于选厂东侧50m处的独立沟谷内，库区范围内没有具有开采价值的矿床，工程地质条件良好。为满足安全使用及环境保护等方面的要求，某选矿厂委托我公司对其X村尾矿库进行尾矿库可行性研究，主要内容包括：尾矿坝体、排洪系统、回水系统、输送系统、监测系统、尾矿库使用与管理系统等。1.2 交通状况=选矿厂位于=市城南25km处。矿区至=有公路相通，交通十分便利。1.3 气象 矿区位于胶东半岛西部，地处中纬度，属

2、暖温带季风气候，四季分明，冬季干燥无严寒，春夏两季以南风为主，秋冬两季以北风为主。区内年平均气温11.6，最高气温39.0，最低气温-19.6，相对湿度68，春秋两季干旱，夏季雨量多，年平均降雨量710mm，雨季主要集中在79月份，占全年降雨量的60以上，无霜期196天，冬季冰冻期短，冻土深度0.5m。 矿区所在地理范围内无大的地震、台风、水灾等大型自然灾害。1.4 区域地质库区位于中朝准地台胶辽台隆胶东隆起区中部，华北板块的东南缘。区域上主要断裂（详见胶东半岛区域构造分布图）自西向东有：玲珑断裂（NNE）、丰仪店断裂（NNE）、黄县弧形断裂（近EW）、桃村东陡山断裂（NE）、=蓬莱北断裂（N

3、WW）、俚岛海西头断裂（NW）、石沟巫山断裂（NNE）。这些断裂规模中等，走向延长在2050km，新构造时期以来，都有一定活动表现。场区地层主要代表岩性为花岗岩等，岩面埋深差异较大。1.5 库区水文地质库区地下水类型主要为第四系松散岩类孔隙潜水及基岩风化裂隙水，主要赋存于碎石土及花岗岩风化裂隙中，赋水性较差，水位埋深受地形控制，由于岩石风化程度不同，勘察深度内未见地下水。地表风化裂隙水的补给来源主要为大气降水，同时接受地表水和基岩裂隙水的补给。丰水期接受大气降水的垂直补给，枯水期主要靠基岩裂隙水径流补给。冲积层透水性较弱，流量较小。区内松散岩类孔隙潜水的排泄以蒸发、地下径流及人工排水为主。地下

4、水水位变化主要受大气降水影响，呈季节性变化。雨季时水位上升，平水期水位下降，枯水期最低。最低水位一般出现在35月，最高水位一般出现在710月集中降水后的1530天。综上所述，矿区内地下水主要赋存于第四系松散层及基岩风化层中，赋水性较弱，渗透性差，受气候影响明显，地表径流条件良好。1.6 地震及抗震效应分析（一）地震在地震活动上，#5级以上的地震主要集中在沂沭断裂带以西地区。胶东隆起区，特别是隆起区内部，5级以上地震相当少。胶东半岛地震特点是频率高、强度大、震源浅，在空间上多沿北部沿海的=蓬莱北断裂带分布（详见胶东半岛及沿海有感地震震中分布图）。半岛内陆由于地壳相对稳定，长期稳定上升，断裂规模不

5、大，活动不甚强烈，地震能量不易集中，多以群震、小震和有感地震释放，1969年7月18日北海发生一次地震，震级为里氏7.4级，自1970年胶东建立地震网以来，半岛内陆至今没发生五级以上地震，勘察场区相对较稳定。（二）场地类别划分根据钻孔揭露资料，结合本地区经验，场区土层剪切波速估值：素填土vs=120m/s；强风化花岗岩3m以上vs=400m/s；强风化花岗岩3m以下vs500m/s；以ZK4号钻孔为计算孔，根据下面公式计算，求得场区土层加权平均剪切波速sm=225m/s，根据场附近钻探资料场地覆盖层厚度dov=4.50m。sm=d/tt= (di/ vs)sm土层加权平均剪切波速（m/s）；d

6、计算深度（m），取覆盖层厚度和20m二者的较小值；t剪切波在地面至计算深度之间的传播时间；di计算深度范围内第i土层的厚度（m）；vs计算深度内第i土层的剪切波速（m/s）；n计算深度范围内土层的层数；根据建筑抗震设计规范（GB500112001）4.1规定，该拟建场地类别为类，建筑场地土类型属中软土，属可进行建设的一般场地。依据建筑抗震设计规范（GBJ112001）附录A.0.13-2条规定，本区抗震设防烈度为7度，地震分组为第一组，设计基本地震加速度值为0.10s。1.7 稳定性和适宜性评价1、由资料知，坝址区无湿陷性土存在；无溶洞、人工洞穴及泉孔存在；无砂土液化层。2、该区地形起伏较大，

7、为“U”型沟谷，第四系地层分布不连续，厚度变化大，层强风化花岗岩分布连续，地层承载力高，渗透较弱，为良好的堤坝基础持力层； 3、根据区域地质构造，场区相对较稳定，拟建坝址区无大的构造断裂通过，坝址区相对较稳定。总之，根据以上分析，场地工程地质条件较好，较稳定，无不良地质现象存在，适宜于该建筑物兴建。第二章 设计依据2.1 设计基本原则（1）认真贯彻执行国家安全生产监督管理总局令第6号尾矿库安全监督管理规定及“安全第一、预防为主、综合治理”的方针；采取切实可行的技术措施，确保尾矿设施安全运行；（2）在满足矿山企业生产需要条件下，积极稳妥地采用可靠技术，以期减少工程量，降低投资，减少污染，缩短工期

8、，方便施工和生产管理；（3）在满足生产要求和确定安全的前提下，充分利用荒地和贫瘠土地，尽量不占、少占或缓占农田和林地，有条件时可考虑造地还田和尾矿库闭库后复垦；（4）认真贯彻国家资源法及基本建设的方针、政策，贯彻中华人民共和国环境保护法，贯彻土地法、森林法、水资源法及国家现行的黄金矿山设计规范及规定，保护环境，清除污染；认真做好“三同时”,使防治污染措施与主体工程“同时设计、同时施工、同时运行”；（5）节约用水，保护水资源，有效利用尾矿回水进行再生产，使资源开发与环境保护形成良性循环。实现社会效益、经济效益、资源效益和生态环境效益的和谐统一；（6）设计中尽量选择符合国情、技术先进、高效节能、安

9、全可靠的设备；（7）设计中积极采用先进而实用的新技术、新材料。2.2 设计依据的法律法规(1)中华人民共和国安全生产法;(2)中华人民共和国矿山安全法;(3)尾矿库安全监督管理规定国家安全生产监督管理总局令第6号；(4)金属非金属矿山安全规程(GB16423-2006);(5)爆破安全规程（GB6722-2003）;(6)非煤矿山建设项目安全设施设计审查与竣工验收办法（国家安全总局18号令）；(7)关于加强金属非金属矿山尾矿库安全生产监督工作的通知（安监总管字20058号）；(8)关于加强非煤矿矿山及石油、冶金、有色、建材等相关行业建设项目安全设施“三同时”工作的通知（安监总管一字200567

10、号）;(9)建设工程勘察设计管理条例（国务院第2000293号令）；(10)尾矿库安全技术规程（AQ2006-2005）(国家安全生产监督管理总局)；(11)金属非金属矿山安全标准化规范尾矿库实施指南AQ2007.4-2006；(12)建设工程质量管理条理（国务院第279号令）；(13)安全生产许可证条例;(14)#省安全生产条例;(15)非煤矿山企业安全生产许可证实施办法;(16)生产经营单位安全培训规定(国家安全生产监督管理总局令第3号，2006);(17)安全生产事故隐患排查治理暂行规定(国家安全生产监督管理总局令第16号，2007);(18)关于开展重大危险源监督管理工作的指导意见(安

11、监管协调字200456号);(19) 关于进一步加强非煤矿山建设项目安全监管严格执行“三同时”有关规定的通知(鲁安监发200549号);(20) #省安全生产培训管理规定(试行)(鲁安监发200681号)；(21)#省工业生产建设项目安全设施监督管理办法（#省人民政府令第213号）。2.3 技术规范、规程（1）选矿厂尾矿设施设计规范（ZBJ1-90）；（2）尾矿库安全技术规程AQ（2006-2005）；（3）碾压式土石坝设计规范SL2742001；（4）碾压式土石坝施工规范DL/T5129-2001；（5）尾矿设施施工及验收规程（YS5418-95）；（6）水工建筑物抗震设计规范DL5073-

12、2000；（7）水工混凝土结构设计规范（SL/T191-2002）；（8）水工建筑物结构设计规范DL5057-1996；（9）水工混凝土施工规范DL/T5144-2001；（10）土工合成材料应用技术规范；（11）开发建设项目水土保持技术规范（SL20498）；（12）一般工业固体废物贮存、处置场污染控制标准；2.4 设计依据的相关文献及工艺资料2.4.1 设计依据的相关文献（1）#省水文手册；（2）1：10000区域地形图；（3）实测1：1000尾矿库库区地形图；（4）某选矿厂X村尾矿库岩土工程地质勘察报告；（5）设计委托书；2.4.2 设计依据的工艺资料选矿厂生产规模：150t/d；选矿厂

13、工作制度：300天/年、3班/天、8小时/班；尾矿产率：70%；年排尾矿量：3.15104t，折合成1.97104m3；尾矿平均粒度：-200目占70%；尾矿堆积干容重：1.6t/m3；尾矿比重：2.89；尾矿浓度：15。2.5 选矿工艺流程生产工艺为破碎、球磨、水力转鼓磁选、生产冶金用铁矿粉，主要有矿石破碎机、球磨机、装载机两台、共有20人。水力转鼓磁选过程中，不添加任何浮选剂。2.6 尾矿性质判别根据选矿工艺及尾矿成分，按照国家规定的GB5085鉴别标准及鉴别方法进行尾矿浸出毒性和腐蚀性鉴别试验，判定该选厂的尾矿为不具有危险性的一般工业废弃物，属第一类一般工业固体废物。2.7 尾矿库下游情

14、况介绍该尾矿库处于一独立沟谷中部，距离沟口尚有约500m距离。靠近沟口处的沟谷为北东向，X村在沟口的西南方位500m，X村没有正对尾矿库，东南方700m处为祥山铁矿，但该矿位于对面山坡上，不受该尾矿库影响。第三章 设计方案3.1 库址选择尾矿库库址选择应遵守下列原则：1、不宜位于工矿企业、大型水源地、水产基地和大型居民区上游。2、不应位于全国和省重点保护名胜古迹的上游。3、应避开地质构造复杂、不良地质现象严重区域。4、不迁或少迁村庄。5、不宜位于有开采价值的矿床上面。6、汇水面积小，有足够的库容和初、终期库长。7、筑坝工程量小，生产管理方便。8、尾矿输送距离短，能自流。根据以上原则，某选矿厂X

15、村尾矿库库址选在选矿厂东边约50m处的沟谷内，总占地约60亩，下游近距离无居民，尾矿库汇水面积约0.2km2。拟建坝址处沟口较窄，沟道坡度较小，距离选厂较近，在此建库，可形成较为理想的尾矿库。3.2 坝型选择基于安全及便于施工、管理、经济合理等因素考虑，X村尾矿库初期坝设计为碾压式土石坝坝型，后期坝采用粗尾砂“上游法”堆筑。3.3 初期坝初期坝坝型为碾压式土石坝，设计坝顶标高97.0m，最大坝高H=9.5m（清基以0.5m计算），坝顶宽B=4m，坝轴线长L=98m。内边坡坡比为1：2.0，外边坡坡比为1：2.5。下游边坡设草皮护坡，并在91.0m标高处设堆石排渗棱体，棱体顶宽2.0m，内坡坡比

16、1:1.5，外坡坡比1:1.75。为防止放矿冲刷，上游边坡设毛石护坡，并铺设土工布反滤层。3.4 后期坝后期坝采用粗尾砂“上游法”碾压堆筑，从初期坝坝顶向库内推进4.0m开始堆筑后期坝，每期堆积高度2m，分层碾压堆筑，子坝外坡坡度为1：4.0，顶宽5.0m，下一期子坝覆盖上一期子坝坝顶3.0m开始堆筑，后期坝共4期，最终堆积标高105.0m。后期坝排渗 为了使坝前尾矿尽快排水固结，降低后期坝内的浸润线，提高坝体强度，增强后期坝的稳定性，设计在97.0m高程处尾砂沉积滩上设纵向MY200塑料排渗盲沟，纵向排渗盲沟每隔20m接一条1086的UPVC管，将渗流水引入坝坡排水沟。后期坝护坡为了防止雨水

17、冲刷、渗流冲蚀、粉尘飞扬，后期坝坝外坡用山坡土石护坡，护坡厚0.3m。坝顶及坝坡排水坝顶（包括后期坝子坝）均应坡向坝外坡，坡度1%，以便排除坝顶雨水。坝外坡（包括初期坝及后期坝）上应设置纵、横向排水沟，纵向排水沟（顺坝轴线方向）设在马道内侧；横向排水沟应从坝顶到坝脚，横向排水沟每隔20m设置一条，纵横向排水沟应相互连通。纵向排水沟净断面尺寸为50cm25cm；横向排水沟净断面尺寸为50cm25cm，采用浆砌石砌筑或砖砌。后期坝采用粗尾砂“上游法”碾压堆筑，每次堆积高度2m，分层碾压，尾矿在坝前均匀堆放，保持坝体协调上升，以便增强坝体的稳定性。为防止雨水冲刷坝肩，该尾矿库两岸坝肩设有坝肩截洪沟，

18、将雨水引至下游沟道，截洪沟设计净断面尺寸为底宽0.8m，顶宽1.2m，深0.8m的倒梯形，采用浆砌石砌筑或砖砌。3.5 坝体工程量初期坝工程量为：土料：9400m3；400g/m2土工布：1600m2；棱体用石料：1000m3；坝肩截水沟：长度300m； 开挖量4250 m3；衬砌量1250 m3；3.6 库容及服务年限尾矿库初期坝坝顶标高为97.0m,后期坝采用粗尾砂上游法堆筑，坝外坡平均坡比为1：5.0,后期最终堆积坝坝顶标高为105.0m,在矿方提供的1/1000库区实测地形图上，按照“上游法”筑坝的方案量算得，尾矿库在初期坝坝顶标高97.0m时，尾矿库形成的总库容4.52104m3,有

19、效库容为1.36104m3,后期坝堆至105.0m标高时，尾矿库形成的总库容21.72104m3,有效库容为13.03104m3。库容计算表见表3-2。库容计算表 表3-2 高程(m)面积(m2)平均面积(m2)容积(m3)总库容(m3)有效库容(m3)88240.077690883.695561.88631123.7731123.7726337.1318923476.162179.9284359.8555483.62781645.088946554.2635015.21110030.4215514.05074654.2159611119.068836.66117673.3233187.373

20、59956.2129712913.2712016.1612016.1645203.538513561.069916096.4114504.8429009.6874213.220444527.9310121279.9618688.1937376.37111589.59266953.7610327374.424327.1848654.36160243.95296146.3710529630.9428502.6757005.34217249.296130349.6选厂每年排出的尾矿量为3.15104t折合成1.97104m3；该尾矿库初期坝形成的总库容为V初总=4.52104m3，有效库容为V初有效

21、=1.36104m3，初期能满足矿山0.7年的尾矿堆存；后期坝堆至105.0m标高时形成的总库容为V总=21.72104m3,有效库容为V有效=13.03104m3,尾矿库的总服务年限为6.6年。3.7 尾矿库等别尾矿库的等别根据选矿厂尾矿设施设计规范（ZBJ190）第2.0.4条的规定，应根据该期的全库容和坝高按表3-3来确定。当两者的高差为一等时，以高者为准，当两者的高差大于一等时，按高者降低一等。本尾矿库设计，考虑坝高与库容量二方面条件，初期坝高 H初=9.5m（87.5m97.0m），终期堆积坝坝顶标高105.0m，H堆=8m（105.0m197.0m），总坝高H总=H初+H堆=9.5

22、+8=17.5m，相应总库容量V总=21.72104m3。该尾矿库最大坝高为17.5m（清基0.5m计算），总库容 21.72104m3,按坝高为五等库，按库容为五等库。确定该尾矿库为五等库。尾矿库的等别见表3-3。 尾矿库的等别 表3-3等别全库容V（10000m3）坝高H（m）一二等库具备提高等别条件者二V10000H100三1000V1000060H100四100V100030H60五 V100H303.8 尾矿库的排洪系统排水构筑物是为了排泄尾矿库汇水面积内形成的洪水及尾矿澄清水而设立的，排水构筑物断面尺寸受尾矿库调蓄后的泄洪量及检修要求控制。根据水文计算结果，结合设计尾矿库的地形条件

23、，本设计尾矿库的排水设施需排出正常放矿澄清水及库区洪水。尾矿库库内布置排水斜槽排水涵管组合式排水系统，将库区内洪水和澄清水可排出库外，进入回水池，通过集水池把回水返回选厂重新利用。排水斜槽和排水涵管断面尺寸均为BH=1.2m1.8m，排水斜槽、排水涵管合计长度约350m，其中涵管设计长约140m。设计在尾矿库上有设置截洪沟，将上游洪水拦截排入西侧沟谷内，截洪沟从尾矿库东侧115.0m高程处开始，至西侧沟谷处103.0m高程，总长400m，净断面为底宽1.2m、顶宽2.4m、深1.2m的倒梯形浆砌石结构，每隔25m设一沉降缝。3.9 尾矿输送尾矿泵房设置在选厂内部，泵房内配置2台3/2C-AH型

24、渣浆泵，流量Q=39.6m3/h,扬程H=15m，配带电机型号Y132M-4，功率N=7.5kW，一用一备。尾矿输送管选用两条1087的高分子PE管，一用一备，单长200m，全长400m。3.10 尾矿回水为节约新水用量，同时减少尾矿水对下游造成的污染，该尾矿库设有回水设施。选矿厂尾矿排放量为105t/d，每天带入尾矿库的废水量为595m3，回水利用率按70%考虑，则该尾矿库每天可回水416.5m3。初期坝后建一长宽深（BLH）=12m8m3.5m回水池，回水池旁边建一回水泵房，BLH=6m6m4.5m，泵房内设置2台IS80-50-200型清水泵（Q=50m3/h，H=50m），配套电机型号

25、 Y160M1-2，功率15KW，一用一备将回水返回选厂高位水池，实现污水零排放。回水管路选用1条1084.5mm普通钢管，L=200m。3.11 尾矿堆放3.11.1 尾矿排放方式后期坝采用粗尾砂“上游法”堆筑子坝，放矿主管沿坝轴线布置于尾矿坝坝顶，放矿支管垂直坝轴线方向每隔15m布置一根，与放矿主管相连。放矿方式为坝前分区放矿。3.11.2 尾矿排放与筑坝要求（1）尾矿排放与筑坝，包括岸坡清理、坝体堆筑、尾矿排放、坝面维护和质量检测等环节，必须严格按照设计要求和作业计划精心施工并做好记录。（2）尾矿坝滩顶高程必须满足生产、防汛、冬季冰下放矿和回水要求。尾矿坝堆积坡比不得陡于设计规定。（3）

26、每期子坝堆筑前必须进行岸坡处理，将树木、树根、草皮、废石等其他有害构筑物全部清除。若遇有泉眼、水井、地道或洞穴等，应作妥善处理。清除杂物不得就地堆积，应运到库外。在沉积滩内不得埋有块石、废管件、支架及混凝土管墩等杂物。岸坡清理应作隐蔽工程记录，经主管技术人员检查合格后方可充填筑坝。（4）上游式坝法，应于坝前均匀放矿，维持坝体均匀上升，不得任意在库后或一侧岸坡放矿（修筑子坝后移放矿管时除外）。应做到：1）粗粒尾矿沉积于坝前，细粒尾矿排至库内，在沉积滩范围内不允许有大面积矿泥沉积;2)坝顶及沉积滩面应均匀平整，沉积滩长度及滩顶最低高程必须满足防洪设计要求；3) 矿浆排放不得冲刷初期坝和子坝，严禁矿

27、浆沿子坝内坡趾流动冲刷坝体；4)放矿时应有专人管理，不得离岗。（5）坝体较长时应采用分段交替作业，使坝体均匀上升，应避免滩面出现侧坡、扇形坡或细粒尾矿大量集中沉积于某端或某侧。（6）放矿口的间距、位置、同时开放的数量、移动周期与距离，应按设计要求和作业计划进行操作。（7）为保护尾矿坝上游坡及反滤层免受尾矿浆冲刷，应采用多管小流量的放矿方式，以利尽快形成滩面，并采用导流槽或软管将矿浆引至远离坝顶处排放。（8）冰冻期、事故期或由某种原因确需长期集中放矿时，不得出现影响后续堆积坝体稳定的不利因素。（9）尾矿滩面及下游坡面上不得有积水坑。（10）坝外坡面维护工作应按设计要求进行。（11）每期子坝堆筑完

28、毕，应进行质量检查，检查记录需经主管技术人员签字后存档备查。主要检查内容：1)子坝剖面尺寸，长度、轴线位置及边坡坡比；2)新筑子坝的坝顶及内坡趾滩面高程、库内水位；3)筑坝质量。（12）坝体出现冲沟、裂缝、塌坑和滑坡等现象时，应及时妥善处理。第四章 施工要求4.1 坝体施工要求4.1.1 主体填筑材料要求除地表土不宜采用外，其他均可直接作为筑坝材料，或经处理后适用于坝的不同部位。筑坝时，不可持力层全部清除，将坝体建在强风化岩的中下部。（1）筑坝土料应选用颗粒级配好的土料，要求不均匀系数处于3100的土料。（2）上坝土料的最优含水量实验确定。（3）筑坝土料中有机质含量和水溶盐含量不允许超过5%和

29、8%。4.1.2 棱体石料要求：石料块径一般不小于10cm，堆石中小于2cm的碎石不超过5%，小于20cm的小块石不超过25%。石料极限抗压强度一般要求不小于25MPa，软化系数不低于0.80.9，莫氏硬度不低于3。石料分层铺筑、碾压，铺筑厚度小于等于30 cm，振动碾碾压遍数由现场试验决定，使最终堆石孔隙率小于等于30%。靠近下游坝趾处及坝体底部尽量用较大的石块，以增强坝体稳定性。4.1.3 碾压质量控制本工程坝体施工时间短，填筑强度高，上升速度快，为保证碾压质量，提高效率，需进行试验确定碾压设备和压实参数，以确保最优含水量与最大干容重。（1）当气候干燥、土层表面水分蒸发较快时，铺料前，压实

30、表土应适当洒水湿润，严禁在表土干燥状态下，在其上铺填新土。（2）振动碾工作重量宜大于10t，振动频率20Hz30Hz，行驶速度不应超过4kmh，并应定期检查振动碾的工作性能。（3）均质坝或砂砾料坝壳，在铺筑护坡垫层料之前，应按设计断面进行整坡。（4）坝壳料的填筑应遵守下列规定：1）坝壳料宜采用进占法卸料，推土机应及时平料，铺料厚度应符合设计要求，其误差不宜超过层厚的10%。坝壳料与岸坡及刚性建筑物结合部位，宜回填一条过渡料。2）超径石宜在石料场爆破解小、填筑面上不应有超径块石和块石集中、架空。3）坝壳料应用振动平碾压实，与岸坡结合处2m宽范围内平行岸坡方向碾压，不易压实的边角部位应减薄铺料厚度，用轻型振动碾压实或用平板振动器及其他压实机械压实。（5）地基碾压要求：1）粘性土、砾质土坝基，应将其表层含水量调节至施工含水量上限范围，用于防渗土料相同的碾压参数压实，然后刨毛深35cm，在铺土压实。2）非粘性土地基应先压实，再铺第一层土料，含水量为施工含水量的上限，采用轻型机械碾压，压实表面密度可略低于设计要求。 3）岩基，应先把局部