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尾矿库基本知识二0一0年十一月尾矿库基本知识第一节概述尾矿---------金属或非金属矿山开采出的矿石，经选矿厂选出有价值的精矿产生砂一样的“废渣”，称作尾矿。尾矿处理-----将选矿厂排出的尾矿送往指定地点堆存或利用的过程称作尾矿处理。尾矿设施-----为尾矿处理所建造的设施系统称作尾矿设施。排水井堆积坝砂泵站截渗坝回水池选厂回水及污水处理站初期坝排水管尾矿库尾矿设施示意图尾矿设施重要性：1、尾矿设施是维持矿山生产的重要设施为保护环境、保护资源、节约用水、维持矿山正常生产，必须设有完善的尾矿库处理设施。尾矿库作为堆存尾矿的设施是矿山不可缺少的生产设施。2、尾矿设施是重要的污染源尾矿库堆存的尾矿和尾矿水都是重要的污染物，若得不到妥善处理，必然会对周围环境造成严重污染，因此尾矿库是矿山的重要污染源。3、尾矿设施是重要的危险源尾矿库是一个具有高势能的人造泥石流的危险源。在长达十多年甚至数十年的时间里，各种自然的和人为的不利因素都会直接威胁着它的安全。事实一再表明，尾矿库一旦失事，必将对下游人民的生命财产造成严重损失。第二节尾矿库尾矿库类型：1、山谷型尾矿库山谷型尾矿库是在山谷谷口处筑坝形成的尾矿库。它的特点是初期坝相对较短，坝体工程量较小，后期尾矿堆坝较易管理维护；库区纵深较长，尾矿水澄清距离及干滩长度易满足设计要求；我国现有的大、中型尾矿库大多属于这种类型。山谷型尾矿库示意图2、傍山型尾矿库傍山型尾矿库是在山坡脚下依山筑坝所围成的尾矿库。它的特点是初期坝相对较长,初期坝和后期尾矿堆坝工程量较大；汇水面积较小，但调洪能力较低，库区纵深较短，尾矿水澄清距离及干滩长度受到限制，堆积坝的高度和库容一般较小；国内低山丘陵地区中小矿山常选用这种类型尾矿库。傍山型尾矿库示意图3、平地型尾矿库平地型尾矿库是在平缓地形周边筑坝围成的尾矿库。其特点是初期坝和后期尾矿堆坝工程量大；堆坝高度受到限制，一般不高；但汇水面积小，排水构筑物相对较小；国内平原或沙漠戈壁地区常采用这类尾矿库。平地型尾矿库示意图4、截河型尾矿库截河型尾矿库是截取一段河床，在其上、下游两端分别筑坝形成的尾矿库。它的特点是库区汇水面积不大，但尾矿库上游的汇水面积通常很大，库内和库上游都要设置排洪系统，配置较复杂。这种类型的尾矿库维护管理比较复杂，国内采用的不多。截河型尾矿库示意图库容全库容尾矿坝某标高顶面、下游坡面及库底面所围空间的容积。有效库容某坝顶标高时，初期坝内坡面、堆积坝外坡面以里（对下游式尾矿筑坝则为坝内坡面以里），沉积滩面以下，库底以上的空间，即容纳尾矿的库容。调洪库容某坝顶标高时，沉积滩面、正常水位以上的库底、正常水位三者以上，最高洪水位以下的空间。总库容设计最终堆积标高时的全库容。堆积高程（以下为全库容）初期坝最高洪水位正常水位调洪库容有效库容尾矿库库容示意图坝高坝高对初期坝和中线式、下游式筑坝为坝顶与坝轴线处坝底的高差;对上游式筑坝则为堆积坝坝顶与初期坝坝轴线处坝底的高差。总坝高与总库容相对应的最终堆积标高时的坝高。堆坝高度（堆积高度）尾矿堆积坝坝顶与初期坝坝顶的高差。初期坝最终堆积标高尾矿堆积坝总坝高堆坝高度初期坝高坝高示意图超高、滩长沉积滩—水力冲积尾矿形成的沉积体表层，常指露出水面部分。滩顶—沉积滩面与堆积坝外坡的交线，为沉积滩的最高点。滩长—由滩顶至库内水边线的水平距离。最小干滩长度—设计洪水位时的干滩长度。上游式尾矿坝的最小干滩长度尾矿库等尾矿库等级|一|二|三|四|五|最小干滩长度(米)|150|100|70|50|40|下游式、中线式尾矿坝的最小干滩长度--------------------------------------------|尾矿库等别|一|二|三|四|五||-----------------|----|----|----|----|----||最小干滩长度(米)|100|70|50|35|25|最小安全超高—规定的安全超高最小允许值。尾矿坝的最小安全超高------------------------------------------------------|尾矿库等别|一|二|三|四|五||-----------------|------|------|------|------|------||最小安全超高(米)|1．5|1．0|0．7|0．5|0．4|------------------------------------------------------1、尾矿库基本知识滩顶最小安全超高最小干滩长度滩顶、滩长、超高示意图干滩正常水位最高洪水位初期坝堆积坝子坝尾矿库安全设施直接影响尾矿库安全的设施，包括：1、初期坝、堆积坝、副坝、排渗设施2、尾矿库排水设施；3、尾矿库监测设施；4、其他影响尾矿库安全的设施。尾矿库等别、构筑级别尾矿库根据坝高和库容的大小分为五个等别。尾矿库各使用期的设计等别应根据该期的全库容和坝高分别按表1确定。当两者的等差为一等时，以高者为准；当等差大于一等时，按高者降低一等。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。尾矿库等别等别全库容V（万m3）坝高H（m）一二等库具备提高等别条件者二三四五V≥100001000≤V＜10000100≤V＜1000V＜100H≥10060≤H＜10030≤H＜60H＜30构筑物级别尾矿库构筑物的级别等别主要构筑物次要构筑物临时构筑物一134二234三355四455五555第三节尾矿坝一、尾矿坝定义1、尾矿坝挡尾矿和水的尾矿库外围构筑物，常泛指尾矿库初期坝和堆积坝的总体。2、初期坝基建中用作支撑后期尾矿堆存体的坝。3、堆积坝生产过程中在初期坝坝顶以上用尾矿充填堆筑而成的坝。排水井堆积坝截渗坝初期坝排水管子坝尾矿库示意图二初期坝1、初期坝的类型不透水初期坝用透水性较小的材料筑成的初期坝。因其透水性差，不利于后期坝的稳定。这种坝型适用于挡水式尾矿坝或尾矿堆坝不高的尾矿坝。透水初期坝用透水性较好的材料筑成的初期坝。因其透水性强，有利于后期坝的稳定性。它是比较合理的初期坝坝型。2、初期坝的坝型（1）均质土坝（2）透水堆石坝（3）废石坝（4）砌石坝（5）混凝土坝三堆积坝1、堆积坝功能与特点实质上是尾矿沉积体，这种水力充填沉积的砂性土边坡稳定性能较差；大、中型尾矿堆积坝最终的高度往往比初期坝高得多，是尾矿坝的主体部分。堆积坝一旦失稳，灾害惨重。所以如何确保堆积坝的安全历来是设计和生产部门十分重视的一项工作，也是安全生产管理和安全监督管理工作的重点之一。初期坝子坝上游式尾矿坝特点:1.工艺简单管理方便2.费用低3.浸润线高4.上粗下细堆积坝下游挡堤②排水层①④③初期坝溢流旋流器给矿沉沙细尾砂下游式尾矿坝特点:1.粗砂筑坝,渗透性强,稳定性好2.工艺复杂,管理复杂,费用高3.实用性较差⑤下游挡堤初期坝③排水层①②④细尾砂给矿沉沙溢流特点:1.粗砂筑坝渗透性较强稳定性较好2.管理较复杂3.有一定适用性中线式尾矿坝堆积坝旋流器干式堆存（膏体堆存）1、正常情况库内无水,安全性较好2、建设费用和运营费用高一次性筑坝1、安全性能好2、管理简单3、建设费用高四、尾矿筑坝方法包括：1．冲积法；2．池填法；3．渠槽法；4．采用水力旋流器分级上游筑坝法；5．尾矿分级下游筑坝法；6．尾矿分级中线筑坝法。按施工方法分类：1．辗压法；2．水力冲填法；3．高浓度堆筑法；4．尾矿压滤滤饼干堆。尽管细颗粒尾矿的强度低，沉积密度低和内摩擦角小的物理特性给筑坝带来巨大困难，但通过生产实践和加强管理等，在筑坝方法上已所突破。近年来，细颗粒尾矿也越来越多的被用来堆筑尾矿坝。第四节尾矿库排洪设施排洪设施是尾矿库必须设置的安全设施，其功能在于将汇水面积内洪水安全地排至库外，保证尾矿库在洪水运行期的安全运行。它的安全性和可靠性直接关系到尾矿库防洪安全。排洪方式1、井(塔)—管(洞)式2、斜槽—管(洞)式3、截洪沟4、溢洪道5、截洪坝—管(洞)式排水井堆积坝初期坝排水管井(塔)--管(洞)式排洪示意图排水斜槽堆积坝初期坝排水管斜槽--管(洞)式排洪示意图截洪沟式排洪示意图98767896截洪沟截洪沟截洪沟堆积坝初期坝98767896截洪坝--管(洞)式排洪示意图初期坝堆积坝排洪隧洞截洪坝第五节排渗水设施尾矿坝体内有一条浸润线，即一个浸润曲面线，类似于地下水位线。它结坝体个坡稳定性有重要影响，一般说，随着浸润线的升高，坝坡稳定的安全系数就降低。因此，浸润线如果从坝外坡逸出来，其明显现象是坝后坡或坝趾处沼泽处、渗水量增大、渗水浑浊、出现管涌、流水和坝陷等。这些现象对坝体稳定性是极不利的。工程上要求尾矿坝坝体内设置排渗水设施，用以降低浸润线。排渗水设施包括有：1．排渗棱体；2．滤水堆石坝（初期坝）；3．排渗褥垫；4．排渗盲沟（盲管）；5．贴坡反滤体；6．排渗井管（虹吸式渗井、轻型井点、垂直及水平联合排渗体）。尾矿坝使用周期较长，坝体大部分处于浸润状态，又经常受外界各种因素影响，因此，坝体内隐患对尾矿坝安全运行关系重大，应进行经常性监测工作，据此判定它的安全状况，把坝体的隐患消灭在萌芽状态时期，或限制其进一步恶化。第六节尾矿库观测设施库水位观测坝体位移观测浸润线观测构筑物变形观测渗流水观测孔隙水坝体固结观测第七节尾矿库安全度尾矿库安全度主要根据尾矿库防洪能力和尾矿坝坝体稳定性确定，分为危库、险库、病库、正常库四级。尾矿库安全度划分的主要原则是依据尾矿库防洪能力和尾矿坝体稳定性的安全程度。1）尾矿库防洪能力的安全程度或可靠程度主要指防洪标准、调洪排洪能力及排洪设施安全可靠性是否符合安全规定及符合程度；2）尾矿坝稳定性安全程度主要指坝体在规定的工况条件下静力、动力和渗流稳定性是否符合安全规定及符合程度。尾矿库安全度是通过安全现状评价对影响尾矿库安全的各种危险有害因素进行定性、定量分析而确定的。评价报告应对尾矿库安全度作出明确结论。谢谢各位，今天的课程到此结束，课中讲到的如有不妥之处，希望批评指正。2010年11月