尾矿库设计规范.docx

1、尾矿库设计规范 Company Document number：WTUT-WT88Y-W8BBGB-BWYTT-19998尾矿库设计规范选矿厂尾矿设施设计规范关于发布行业标准选矿厂尾矿设施设计规范的通知(90)建标字第695号根据原国家计委计标发198628号文的通知，同中国有色金属工业总公司北京有色冶金设计研究总院主编的选矿厂尾矿设施规范已经有关部门会审，现批准为行业标准，编号为ZBJ1-90，自1991年7月1日起施行。中华人民共和国建设部1990年12月30日选矿厂尾矿设施设计规范第一章 总 则第1.0.1条 为使我国选矿厂尾矿设施设计符合国家的有关方针、政策和法令，达到妥善贮存尾矿和保

2、护环境的要求，特制定本规范。第1.0.2条 本规范适用于新建、扩建和改建的选矿厂尾矿设施设计。第1.0.3条 选矿厂必须有完善的尾矿设施，严禁尾矿排入江、河、湖、海。第1.0.4条 尾矿设施设计除应遵守本规范的规定外，尚应符合国家现行有关标准、规范的规定。第1.0.5条 尾矿设施设计应符合下列要求：一、符合企业建设的总体规划，尾矿库使用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，应制定出分期建库规划，确保后期库的竣工投产时间比前期库的闭库时间提前1年，每期尾矿库的使用年限，小型选矿厂不宜少于5年，大、中型选矿厂不宜少于10年；二、在满足生产要求和确保安全的前提下，充分利用荒地和贫瘠

3、土地，不占、少占和缓占农田，有条件时可考虑造地还田和尾矿库闭库后复田；三、对有现实利用价值的尾矿考虑综合利用的要求；四、采用符合国情、安全可靠、经济合理的新技术、新工艺、新设备、新材料；五、充分回收利用尾矿澄清水，少向下游排放；六、供电的负荷等级与选矿厂一致；七、提交的最终设计文件中有专供厂矿生产管理使用的设计要点说明及有关的主要图纸。第1.0.6条 尾矿设施设计视其工程规模、设计阶段、项目组成和重要性等因素，应具有下列相应的基础资料： 选矿工艺资料； 尾矿量和尾矿的物理、化学性质资料； 尾矿浆的沉降和浓缩试验资料； 尾矿水水质分析和水处理试验资料； 尾矿水力输送试验或流变学试验资料； 尾矿土

4、力学试验资料； 尾矿堆坝试验及渗流试验资料； 气象及水文资料； 尾矿库库区、坝址、排水构筑物沿线、筑坝材料场地和输送管槽线路等的测量、工程地质与水文地质勘察资料； 尾矿库上、下游居民区工农业经济调查资料； 尾矿库占用土地、房屋和其它设施拆迁及管道穿越铁路、公路、通航河流等的协议文件； 环保资料。第二章 尾矿库第2.0.1条 尾矿库库址的选择应经多方案技术经济比较综合考虑，并遵守下列原则：一、不宜位于工业企业、大型水源地、水产基地和大居民区的上游；二、不宜位于大居民区及厂区最大频率风向的上风侧；三、不迁或少迁村庄；四、不应位于全国和省重点保护名胜古迹上游；五、不宜位于有开采价值的矿床上面；六、汇

5、水面积小，有足够库容和初、终期库长；七、筑坝工程最小，生产管理方便；八、工程、水文地质条件好；九、尾矿输送距离短，能自流或扬程小。第2.0.2条g为m3Vy=W/d (2.0.2-1)=g/ (2.0.2-2)式中，Vy为所需尾矿库有的效库容(m3)；W为尾矿库设计年限内需贮存的尾矿量(t)。当采用上游式尾矿筑坝时，即为选矿厂排出的尾矿量，当采用下游式尾矿筑坝时，则为选矿厂排出的尾矿量扣除筑坝用粗尾砂量；d为尾矿库内的尾矿平均堆积干容量(t/m3)。尾矿平均堆积干容量 表2.0.2原尾矿名称尾粗砂尾中砂尾细砂尾粉砂尾粉土尾粉质粘土尾粘土平均堆积干容重(t/m3)第2.0.3条 尾矿库的有效库容

6、和调洪库容应按不同坡度的尾矿沉积滩面和库底地形计算确定。尾矿沉积滩的坡度it可按尾矿物理性质及放矿条件类似的其它尾矿库实测资料或由试验确定。当缺少该资料时可按附录二计算。计算有效库容时可取较大值；计算调洪库容时可取较小值 it)。第2.0.4条尾矿库的等别 表2.0.4等别全库容V(万m3)坝高H(m)一二等库具备提高等别条件者二V10000H100三1000V1000060H100四100V100030H60五V100H30尾矿库失事将使下游重要城镇、工矿企业或铁路干线遭受严重灾害者，其设计等别可提高一等。第2.0.5条尾矿库构筑物的级别 表2.0.5尾矿库等别构筑物的级别主要构筑物次要构筑

7、物临时构筑物一134二234三355四455五555注：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；次要构筑物指库外排水构筑物；临时构筑物指尾矿库施工期临时使用的构筑物。第2.0.6条 尾矿库的设计应视其筑坝工程量、排水构筑物型式和操作要求以及库区距矿区的距离等因素配备筑坝机械、工作船、工程车等必要的装备和交通工具，并需设置值班室、材料库(棚)、通讯和照明设施。必要时可设置宿舍和库区简易气象水文观测点。第三章 尾 矿 坝第一节 一般规定第3.1.1条 尾矿坝的选择应以筑(堆)坝工程量小，形成的库容大和避免不良的工程、水文地质条件为原则，并结合筑坝材料来源、施工条件与排水构筑物的

8、布置等因素综合考虑确定。下游式尾矿筑坝宜选择具有一定长度的狭窄谷口作为筑坝坝址。第3.1.2条 尾矿坝宜以滤水坝为初期坝，利用尾矿筑坝。当遇有下列条件之一时，才可全部采用当地土石料或废石建坝。一、尾矿颗粒很细，粘粒含量大，排水固结不易；二、由尾矿库后部放矿合理；三、尾矿库与废石场结合考虑，用废石筑坝合理。第3.1.3条 初期坝坝高的确定应满足下列要求，并符合本章第二节的规定。一、贮存选矿厂投产后半年以上的尾矿量；二、澄清尾矿水；三、调蓄洪水；四、利用尾矿库调蓄生产供水时，贮存所需的调蓄水量；五、冰冻地区容纳冰层和冰下排矿的容积。第3.1.4条 坝基处理应满足渗流控制和静、动力稳定要求。遇有下列

9、情况，应进行专门研究处理：一、透水性较大的厚层砂砾石地基；二、易液化土、软粘土和湿陷性黄土地基；三、溶岩发育地基。第3.1.5条 尾矿筑坝的方式，对于设计地震烈度为7度及7度以下的地区宜采用上游式筑坝，设计地震烈度为89度的地区宜采用下游式或中线式筑坝。第3.1.6条 上游式尾矿筑坝，中、粗尾矿可采用直接冲积筑坝法，尾矿颗粒较细时宜采用分级冲积筑坝法。 下游式或中线式尾矿筑坝分级后用于筑坝的尾矿，其粗颗粒(d0.074mm)含量不宜少于70%，否则应进行筑坝试验。筑坝上升速度应满足库内沉积滩面上升速度的要求。 下游式或中线式尾矿坝应设上游初期坝，下游可设置滤水坝址，二者之间的坝基应设置排渗褥垫

10、或排渗盲沟。第3.1.9条尾矿库挡水坝应按水库坝要求设计。第二节 沉积滩的最小安全超高和最小滩长第3.2.1条上游式尾矿坝最小安全超高与最小滩长 表3.2.1坝的级别12345最小安全超高(m)最小滩长(m)150100705040第3.2.2条 当坝体采取防渗斜(心)墙时，坝顶至最高洪水位的高差亦不得小于表3.2.1的最小安全超高值。第3.2.3条下游式及中线式尾矿坝最小滩长 表3.2.2坝的级别12345最小滩长(m)10070503525第3.2.4条上游式尾矿坝沉积滩顶至正常高水位的高差不得小于表3.2.1下游式与中线式尾矿坝坝顶外缘至正常高水位水边线的距离不宜小于表3.2.2的最小滩

11、长值与地震涌浪高度对应滩长之和。尾矿库挡水坝坝顶至正常高水位的高差不得小于表3.2.1最小安全超高值与地震涌浪高度之和。地震涌浪高度可根据设计地震烈度和水深确定，可采用1.5m。第三节 渗流计算与渗流控制第3.3.1条 尾矿坝设计应进行渗流计算，以确定坝体浸润线和渗流量。浸润线出逸的尾矿堆积坝坝坡，应设反滤保护，1、2级尾矿坝还应进行渗流稳定研究。第3.3.2条 上游式尾矿坝的渗流计算应考虑尾矿筑坝放矿水的影响。1、2级山谷型尾矿坝的渗流应按三向计算或由模拟试验确定；3级及3级以下尾矿坝的渗流计算可按附录三进行。第3.3.3条 上游式尾矿坝的初期透水堆石坝坝高与总坝高之比值宜采用1/41/6。

12、8度地震区的尾矿坝，该比值应适当提高。第3.3.4条 上游式尾矿堆积坝可采取下列措施控制渗流：一、尾矿筑坝地基设置排排褥垫，水平排渗管(沟)及排渗井等；二、尾矿堆积体内设置水平排渗管(沟)或垂直排渗井等；三、与山坡接触的尾矿堆积坡脚处设置贴坡排渗或排渗管(沟)等；四、适当降低库内水位，增大沉积滩长；五、坝前均匀放矿。第四节 稳定计算与稳定措施第3.4.1条 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。计算方法宜采用瑞典圆弧法。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的有关规定进行计算。非

13、地震区的5级尾矿坝，当坝坡取1415时，除原尾矿属尾粘土和尾粉质粘土以及软弱坝基外，可不做稳定计算。第3.4.2条荷载的组合 表3.4.2荷载类别荷载组合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一、筑坝期正常高水位的渗透压力；二、坝体自重；三、坝体及坝基中的孔隙压力；四、最高洪水位有可能形成的稳定渗透压力；五、地震荷载。第3.4.3条坝坡抗滑稳定最小安全系数 表3.4.3坝的级别 运用情况123正常运行洪水运行特殊运行第3.4.4条第3.4.5条 上游式尾矿坝的计算断面应考虑到尾矿沉积规律，根据颗粒粗细程度概化分

14、区。各区尾矿的物理力学指标可参考类似尾矿坝的勘察资料或按附录四确定。必要时通过试验研究确定。 上游式尾矿坝堆积至1/22/3最终设计坝高时，宜对坝体进行一次全面的勘察，以验证最终设计坝体的稳定性和确定后期的处理措施。尾矿及土的抗剪强度指标类别 表3.4.4强度计算方法土的类别强度指标类别使用仪器试样起始状态试验方法强度指标总应力法无粘性土固结不排水剪Cu、u三轴仪一、坝体材料1、含水量及密度与原状一致；2、浸润线以下和水下要预先饱和；3、试验应力与坝体实际应力相一致。二、坝基用原状土少粘性土固结快剪直剪仪固结不排水剪三轴仪粘性土固结快剪直剪仪固结不排水剪三轴仪有效应力法无粘性土慢剪C，、直剪仪

15、固结排水剪三轴仪粘性土慢剪直剪仪固结不排水剪、测孔压三轴仪注：少粘性土-指粘粒含量小于15%的尾矿。软弱尾粘土类粘性土采用固结快剪指标时，应根据其固结程度确定；当采用十字板抗剪强度指标时，应考虑土体固结后强度的增长。第3.4.7条一、坝下游坡脚加反压平台；二、处理软弱土层；三、放缓尾矿堆积坝的下游坝坡；四、提高坝体的密实度。第五节 构造要求第3.5.1条 初期坝坝顶最小宽度 表3.5.1坝高(m)坝顶最小宽度(m)101020203030第3.5.2条下游式、中线式尾矿筑坝坝顶最小宽度 表3.5.2坝高(m)坝顶最小宽度(m)3051030601015601520 第3.5.3条初期坝下游坡坡

16、比 表3.5.3坝高(m)土坝下游坡坡比透水堆石坝下游坡坡比岩基非岩基(除软基)5101:1:1:1:1:1:10201:1:20301:1:30第3.5.4条 尾矿坝设计应有防止初期放矿直接冲刷初期坝上游坡面的措施。第3.5.5条 上游式尾矿坝的初期坝下游坡面，应沿高程每隔1015m设一马道，其宽度不宜小于1.2m。尾矿堆积坝有行车要求时，也应沿下游坝坡每隔1015m高设一马道，其宽度不小于5m。第3.5.6条 尾矿堆积坝下游坡与两岸山坡结合处的山坡上应设置截水沟。第3.5.7条 上游式尾矿坝的堆积坝下游坡面上，可结合排渗设施每隔610m高差设置排水沟。第3.5.8条 透水初期坝上游坡面采用

17、土工布组合反滤层时，土工布嵌入坝工及坝肩的深度不得小于0.5m，并需用土料填塞密实。第3.5.9条 4级及4级以上的尾矿坝，应设置坝体位移和坝体浸润线的观测设施。必要时还宜设置孔隙水压力、渗透水量及其浑浊度的观测设施。第四章 尾矿库排洪第一节 一般规定第4.1.1条 尾矿库的排洪方式，应根据地形、地质条件、洪水量、调洪能力、回水方式、操作条件与使用年限等因素，经过技术经济比较确定。宜采用排水井(或斜槽)排水管(或隧洞)系统。有条件时也可采用溢洪道或截洪沟等排洪设施。第4.1.2条尾矿库防洪标准 表4.1.2等别一二三四五洪水重现期(a)初期1002005010030502030中、后期1000

18、200050010002005001002005010注：初期指尾矿库启用后的头35年。当确定库等别的库容或坝高偏于该等下限，尾矿库使用年限较短或失事后对下游不会造成严重危害者宜取下限；反之应取上限。第4.1.3条 贮存轴矿等有放射性或有害尾矿，失事后可能对下游环境造成极其严重危害的尾矿库，其防洪标准应予以提高，必要时其后期防洪可按可能最大洪水进行设计。第二节 水文及高调洪计算第4.2.1条 尾矿库洪水计算应符合下列要求：一、应根据当地水文图册或有关部门建议的适用于特小汇雨面积的计算公式进行计算。当采用全国通用的公式时，应采用当地的水文参数。有条件时应结合现场洪水调查予以验证。二、库内水面面积

19、不超过流域面积的10%，则可按全面积陆面汇流计算。否则，水面和陆面面积的汇流应分别计算。第4.2.2条 设计洪水的降雨历时应采用24h计算，经论证也可采用短历时计算。第4.2.3条 当一日洪水总量小于调洪库容时，洪水排出时间不宜超过72h。第三节 排水构筑物第4.3.1条 尾矿库排水构筑物的形式及尺寸应根据水力计算及调洪计算确定。对一、二等尾矿库及特别复杂的排水构筑物，还应通过水工模型试验验证。第4.3.2条 尾矿库排洪构筑物宜控制常年洪水(多年平均值)不产生无压与有压流交替工作状态。无法避免时，应加设通气管。当设计为有压流时，排水管接缝处的止水应满足工作水压的要求。排水管或隧洞中的最大流速应

20、不大于管(洞)壁材料的容许流速。第4.3.3条 排水构筑物的基础应避免设置在工程地质条件不良或需要填方的地段。无法避开时，应进行地基处理设计。第4.3.4条 排水构筑物的进水构筑物位置，应根据回水和排放的水质要求经计算或参考类似尾矿库的实际运行经验确定。进水构筑物的形式应根据排水量大小，尾矿库的地形条件和是否兼作回水设施等因素确定。当排水量较小时，宜采用窗口式排水井或斜槽，否则宜采用框架式、砌块式排水井。当采用排水井时，其内径不宜小于1.2m。第4.3.5条 排水井井底应设置消力坑。排水管或隧洞变坡、转弯和出口处，应视具体情况采取消能防冲措施。第4.3.6条 排水管或斜槽的净高不宜小于0.8m

21、。对于小型工程其净高不宜小于0.5m。隧洞的净高不小于1.8m。净宽不小于1.5m。排水管或隧洞的最小设计坡度不宜小于。排水隧洞的最大坡度(短距离的斜井除外)，当为轻便铁轨矿车出渣时，不宜大于，当为手推车出渣时，不宜大于。第4.3.7条 排水构筑物可采用钢筋混凝土和砌石结构。排水构筑物的结构设计应按水工结构设计规范和水工隧洞设计规范进行。第4.3.8条 排水构筑物应按岩土压力、自重、内外水压力、弹性抗力、风荷载、地震力和施工吊装等荷载的最不利组合进行设计。第4.3.9条 排水管应根据地基和气温条件确定分缝长度。建在岩基上的排水管，宜每隔1525m设一条温度缝，在岩性变化或断层处应设沉降缝；建在

22、土基上的排水管，宜每隔48m设一条沉降缝。接缝处可采用橡胶或塑料止水带，无压管亦可采用反滤接头。当排水管的地基为软弱土层或沉陷量过大时，应进行地基加固处理。第条 排水管通过土坝地段，宜每隔1015m设一道截水环。管道两侧及管顶以上0.5m的回填土应人工夯实，其密实度不应低于坝体的填筑标准。排水管道过堆石坝地段，应在管周围填筑级配良好的碎石过渡层。厚度不小于0.5m。第条 尾矿库库区内的沟埋式和平埋式管段可就地取土回填，管道两侧回填土必须夯实，管顶部应松填，其厚度不小于0.5m。第条 设计排水系统时，应考虑终止使用时在井座上或支洞末端进行封堵的措施，并做出封堵设计。第条 在排水构筑物上或尾矿库内

23、适当地点，应设立清晰醒目的水位标尺。第五章 尾矿库回水第5.0.1条 当回收尾矿水供选矿厂生产复用时，回水量应结合生产供水要求，通过尾矿库水量平衡计算确定。回水设计保证率应与新水水源的设计保证率相同。第5.0.2条尾矿库渗透损失水量 表5.0.2水文地质条件渗透损失水层厚度(m)年月渗漏较小(不透水地层)中等渗漏1渗漏较大(不含水透水层)12第5.0.3条 尾矿库回水设计应充分利用库中水的位能以节约能源。有条件时应采用静压回水方式。对于尾矿坝较高，回水率和回水均衡性要求较高以及水面结冰期较短的尾矿库，宜采用库内缆车或囤船式回水泵站回水。第5.0.4条 回水泵站的设计应留有富裕能力，以增大回水量

24、。第5.0.5条 尾矿库内回水取水点距尾矿沉积滩水边线的距离，在尾矿库全部使用期间均应满足不小于澄清距离的要求。澄清距离可参照类似尾矿库实测数据或通过计算确定。第5.0.6条 尾矿回水水池的容积，对于中、小型选矿厂不宜少于68h的回水供水量，大型选矿厂不宜少于34h的回水供水量。第六章 尾矿浓缩第6.0.1条 尾矿流量较大、浓度较低的尾矿输送系统宜考虑尾矿浓缩，并结合地形条件通过技术经济比较确定。第6.0.2条第6.0.3条 当一段浓缩满足不了溢流水水质或排矿浓度的要求时，可采用多段浓缩、分流浓缩或投加絮凝剂等处理方式。第6.0.4条 浓缩池所需面积和深度，应视要求的溢流水悬浮物含量和排矿浓度

25、，根据有代表性矿样的静态沉降试验成果或参照似尾矿浓缩的实际运行资料，经计算确定。必要时还应通过半工业性或工业性试验验证。第6.0.5条 浓缩池规格和数量的选择应根据选矿厂生产规模、系列数、投产过程及地形条件等因素确定，以直径大、数量少为宜，并不设备用。第6.0.6条 浓缩池的布置应结合选矿厂及尾矿设施总体考虑，做到布置紧凑，管槽线路短，工程量少，管理方便。第6.0.7条 在有可能出现冰冻的地区，周边传动浓缩机应采用齿轮传动。严寒地区浓缩池的防冻措施，应通过热工计算并参考类似生产实例确定。第6.0.8条 浓缩池给矿口前应设置拦污格栅。栅条净距宜采用1525mm。第6.0.9条 浓缩池级矿管(槽)

26、应安装在桁架上，并留有便于检修的人行通道。通道宽度不应小于0.5m。第条 溢流堰形式可采用孔口、三角或平顶堰，但应满足均匀出水要求。当浓缩池直径较大或地基条件较差时，不宜采用平顶堰，宜采用可调式溢流堰。当矿浆中含有泡沫或漂浮物时，在溢流堰前应设置挡板，必要时尚应设置清除装置。第条 浓缩池周边溢流槽和排水口的断面应通过水力计算确定，但槽宽不得小于0.2m。第条 浓缩池底部排矿口不宜少于2个，其上应设置双阀门。阀门之间应装设清堵水管，其水压不应小于300kPa。排矿管穿过池壁处应设置填料式穿墙套管。第条 浓缩池底部通廊内排矿管、槽断面及水力坡降应通过水力计算确定。管道水力计算时的静压头可按浓缩池溢

27、流液面减2m计算。压力管道应设备用。第条 底部通廊的净空高度不宜低于2m，人行道宽度不宜小于0.7m。通廊内应设有排水边沟，地坪的纵、横方向应有不小于的坡度。通廊内应有安全照明、并应考虑通风要求。当自然通风无法满足时，应设置机械通风。第条 浓缩机应装设过载报警及必要的保护装置。有条件还应考虑必要的计量、检测仪表。浓缩池需操作、检修的部位应设有照明设施。第条 浓缩池可不设事故排矿设施。第七章 尾矿管槽第一节 一般规定第7.1.1条 尾矿水力输送可根据地形条件采用无压自流输送、静压自流输送和加压输送等方式，也可以采用几种形式联合的输送方式。第7.1.2条 尾矿输送管槽线路的选择和设计，应综合考虑并

28、符合下列原则：一、符合企业及线路通过地区总体布置要求；二、尽量自流或局部自流输送；三、不占或少占农田；四、线路短，土石方及构筑物工程量小；五、减少及减小平面与纵断面上的转角，避免形成V形管段；六、避免穿过居民住宅区、铁路及公路；七、避开不良工程地质地段和洪水淹没区。不得通过陷(崩)落区、爆破危险区和废石堆放区；八、邻近道路、水源和电源，便于施工及维修。第7.1.3条 尾矿管槽的输送能力应与选矿厂排出尾矿量相适应。当选矿厂各期尾矿量变化较大，设置一条工作管道不经济合理时，可分期敷设多条工作管道。第7.1.4条 无压自流输送管槽可不用设备。静压自流和加压输送管道应用设备，但矿浆对管道磨蚀较轻或采用

29、耐磨管材及管件时也可不用设备。第7.1.5条 寒冷地区的输送管槽经热工计算矿闪有可能冻结时，应采取防冻措施。第二节 水力计算第7.2.1条Qk=W(1/g+m/s)1/86400 (7.2.1-1)m=1/P-1 (7.2.1-2)式中，Qk为尾矿义正常流量(m3/s)；W为尾矿固体量(t/d)；g为尾矿颗粒密度(t/m3)；s为水的密度(t/m3)；m为矿浆中水重与尾矿固体重的比值(水固比)；P矿浆的重量浓度。 第7.2.2条 厂区不设浓缩池或其它流量调节装置时，尾矿输送管槽的设计流量应在正常流量的基础上考虑一定的波动范围。选矿工艺提供不出确切数据时，波动范围可取10%，即上限流量Qmax= ，下限流量Qmin= 。第7.2.3条 尾矿输送管槽的临界流速(临界管径或断面)及摩阻损失(水力坡降)，可根据计算或经验数据确定。但对线路较长，矿浆浓度较高，固体密度较大的输送管槽宜通过试验确定。尾矿自