尾矿库安全技术规程解读版

1尾矿库安全技术规程(AQ2006-2005)1范围本规程规定了尾矿库在建设、生产运行、安全检查、安全度、闭库、再利用、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金属非金属矿物选矿厂尾矿库、氧化铝厂赤泥库。其他湿式堆存工业废渣库、电厂灰渣库和干式处理的尾矿库可参照执行。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。《选矿厂尾矿设施设计规范》《尾矿设施施工及验收规程》《岩土工程勘察规范》《碾压式土石坝设计规范》《碾压式土石坝施工规范》《水工建筑物抗震设计规范》《构筑物抗震设计规范》3术语和定义下列术语和定义适用于本规程。3.1尾矿库tailingpond是指筑坝拦截谷口或围地构成的、用以贮存金属非金属矿山进行矿石选别后排出尾矿或工业废渣的场所。3.1[解读]尾矿库类型：21）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，后期尾矿堆坝相对较易管理维护，当堆坝较高时，可获得较大的库容；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；但汇水面积较大时，排洪设施工程量相对较大。我国现有的大、中型尾矿库大多属于这种类型。2）傍山型尾矿库是在山坡脚下依山筑坝所围成的尾矿库。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；由于库区纵深较短，尾矿水澄清距离及干滩长度受到限制，后期坝堆的高度一般不太高，故库容较小；汇水面积虽小，但调洪能力较低，排洪设施的进水构筑物较大；由于尾矿水的澄清条件和防洪控制条件较差，管理、维护相对比较复杂。国内低山丘陵地区中小矿山常选用这种类型尾矿库。33）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，维护管理比较麻烦；由于周边堆坝，库区面积越来越小，尾矿沉积滩坡度越来越缓，因而澄清距离、干滩长度以及调洪能力都随之减少，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。例如金川、包钢和山东省一些金矿的尾矿库。其中包钢的尾矿库坝高6m（设计总高30m），面积12km2，汇水面积只是库内本身，相对较小。44、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。有的在宽浅式河床上留出一定的流水宽度，三面筑坝围成尾矿库，也属此类。它的特点是不占农田；库区汇水面积不太大，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水系统，配置较复杂，规模庞大。这种类型的尾矿库维护管理比较复杂，国内采用的不多。排水主要有三种方法：一是在穿越整个库底预埋钢筋砼涵洞；二是在库边山体打一过水隧洞将水引至库下游；三是打一山洞将水引至其它水体。3.2全库容wholestoragecapacity尾矿坝某坝顶面、下游坡面及库底面所围成空间的容积，包括有效库容、死水库容、蓄水库容、调洪库容和安全库容5部分。3.3有效库容effectivestoragecapacity某坝顶标高时，初期坝内坡面、堆坝外坡面以里（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。3.4调洪库容floodregulationstoragecapacity某坝顶标高时，最高沉积滩面、库底、正常水位三者以上，最高洪水位以5下的空间。3.5总库容totalstoragecapacity设计最终堆积标高时的全库容。3.2~3.5[解读]H1-某一坝顶标高，对应水平面AA’H2-设计洪水位，对应水平面BB’H3-蓄水水位，对应水平面CC’H4-正常生产的最低水位（死水位），对应水平面DD’，由最小澄清距离决定DE-细颗粒尾矿沉积滩面及矿泥悬浮层面V1-安全库容（空余库容）：AA’与BB’之间的库容，是确保设计洪水位时坝体安全超高和安全滩长的空间容积，不允许占用V2-调洪库容：BB’与CC’之间的库容，是在暴雨期间用以调节洪水的库容，是设计确保最高洪水位不致超过BB’水平面所需的库容。因此该库容在非雨季可占用，而雨季绝对不允许占用。指某坝顶标高时，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。V3-蓄水库容：CC’与DD’之间的库容，供矿山生产水源紧张时蓄水使用，一般的尾矿库不具备蓄水条件时，此值为零6V4-澄清库容（死库容）：DD’与滩面DE之间的库容，是保证正常生产时水量平衡和溢流水水质得以澄清的最低水位所占用库容V5-有效库容：滩面ABCDE以下沉积尾矿以及悬浮矿泥所占用容积，是该尾矿库实际可容纳尾矿的库容，可根据选矿厂在一定生产期限内产出的尾矿总量W（t）和尾矿平均堆积干密度d（t/m3）求得：V5=W/d有效库容是指某坝顶标高时，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。若W是选矿厂全部生产期限内产出的尾矿总量，由此算出的V5就是该尾矿库的总有效库容。V-全库容：是指某坝顶标高时和各种库容之和V=V1+V2+V3+V4+V5尾矿坝某标高顶面、下游坡面及库底面所围空间的容积，包括有效库容、死水库容、蓄水库容、调洪库容和安全库容5部分。尾矿库的总库容就是指尾矿堆至最终设计坝顶标高时的全库容。3.6尾矿坝tailingdam挡尾矿和水的尾矿库外围构筑物，常泛指初期坝和堆积坝的总体。3.6[解读]①地形不能满足尾矿堆坝要求的小库或②粒度太细无法利用尾矿堆坝者，或者③废石过多或④后部放矿合理时，只好采用类似水库（无后期坝）的坝型作尾矿坝，习惯称之为一次建坝或挡水式尾矿坝，电厂灰渣库基本为此类型，虽然安全性高，但坝较高时投资太大。可分期建设，只有安全超高，没有滩长问题，最好使用坝前放矿。73.7初期坝starterdam基建中用作支撑后期尾矿堆存体的坝。3.7[解读]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。因其透水性远小于库内尾矿的透水性，不利于库内沉积尾矿的排水固结。当尾矿堆高后，浸润线往往从初期坝坝顶以上的尾矿堆积坝坝坡逸出，造成坝面沼泽化，不利于后期坝坝体的稳定。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。因其透水性大于库内沉积尾矿，有利于后期坝的排水固结，并可降低坝体浸润线，提高坝体的稳定性。它是比较合理的初期坝坝型。更安全！2、初期坝的6种坝型及其特点（1）均质土坝均质土坝是用粘土、粉质粘土或风化土料筑成的坝，如图所示，它像水坝一样，属典型的不透水坝型。在坝的外坡脚往往设有毛石堆成的排水棱体，以降低坝体浸润线。该坝型对坝基工程地质条件要求不高，施工简单，造价较低。在早期或缺少石材地区应用较多。若在均质土坝内坡面和坝底面铺筑可靠的排渗层，如图所示，使尾矿堆8积坝内的渗水通过此排渗层排到坝外。这样，便成了适用于后期尾矿堆坝要求的透水土坝。（2）透水堆石坝用堆石料堆筑成的坝，如图所示。在坝的上游坡面用天然反滤料或土工布铺设反滤层，防止尾砂流失。该坝型能有效地降低后期坝的浸润线。由于它对后期坝的稳定有利，且施工简便，成为二十世纪六十年代以后广泛采用的初期坝型。（3）砂、石透水堆石坝该坝型对坝基工程地质条件要求也不高。当质量较好的石料数量不足时，也可采用一部分较差的砂石料来筑坝。即将质量较好石料铺筑在坝体底部及上游坡一侧（浸水饱和部位），而将质量较差的砂石料铺筑在坝体的次要部位，如图所示。9（4）废石坝用采矿场剥离的废石筑坝，有两种情况：当废石质量符合强度和块度要求时，可按正常堆石坝要求筑坝；另一种是结合采矿场废石排放筑坝，废石不经挑选，用汽车或轻便轨道直接上坝卸料，下游坝坡为废石的自然安息角，为安全计，坝顶宽度较大，如图所示。在上游坡面应设置砂砾料或土工布做成的反滤层，以防止坝体土颗粒透过堆石而流失。（5）砌石坝用块石或条石砌成的坝，分干砌石坝和浆砌石坝两种。这种坝型的坝体强度较高，坝坡可做得比较陡，能节省筑坝材料，但造价较高。可用于高度不大的尾矿坝，但对坝基的工程地质条件要求较高，坝基最好是基岩，以免坝体产生不均匀沉降，导致坝体产生裂缝。非正规设计！（6）砼坝用砼浇筑成的坝。这种坝整体性好，强度高，因而坝坡可做得很陡，筑10坝工程量比其他坝型都小，但工程造价高，对坝基条件要求高，采用者比较少。一般由水利部门设计、使用，矿山尾矿库不值得花这么多钱！3.8堆积坝embankment生产过程中在初期坝坝顶以上用尾矿充填堆积而成的坝。3.8[解读]堆积坝功能与特点选矿厂投产后，在初期坝坝顶敷设放矿主管和放矿支管向库内排放尾矿，排满后再用尾砂筑成小子坝，用以形成新的库容。将放矿主管和放矿支管移升到子坝顶，继续向库内排放尾矿。如此循环，逐渐加高坝体。子坝连同尾矿沉积体统称为后期坝（也叫尾矿堆积坝）。称它是坝，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。溃坝事故多发生在初期坝与堆积坝交接处。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。3.9上游式（尾矿筑坝法）upstreamembankmentmethod在初期坝上游方向充填堆积尾矿的筑坝方式。3.9[解读]（国外规定抗震设防烈度7度以上、坝高30m以上时不得采用上游式）特点是子坝中心线位置不断向初期坝上游方向移升，坝体由流动的矿浆水力充填沉积而成。该坝型受排矿方式影响，往往含细粒夹层较多，渗透性能差，浸润线位置较高（浸润线以下是饱和状态），坝前均匀放矿，坝是建在细粒尾11砂上，故坝体稳定性较差。缺点：细粒夹层多、渗透性能差、浸潤线高、坝体稳定性差。优点：筑坝工艺简单、管理方便、运营费用低。国内外均普遍采用。3.10中线式（尾矿筑坝法）centerlineembankmentmethod在初期坝轴线处用旋流分级粗砂冲积尾矿的筑坝方式。3.10[解读]堆积过程中坝顶中心线位置始终保持不变，其优缺点介于上游式与下游式之间。德兴铜矿4号库设计为下游式，后因粗尾砂量不够，改为中线式。有的坝在加高增容时为增加坝体稳定性，将原上游法改为中线法，称作改良式中线法筑坝，如山西峨口铁矿。优点：坝体质量可控、渗透性较强、浸潤线低、坝体稳定性较好缺点：筑坝工艺较复杂、管理较复杂、受地形限制、运营费用高、国内采用少123.11下游式（尾矿筑坝法）downstreamembankmentmethod在初期坝下游方向用旋流分级粗尾砂冲积尾矿的筑坝方式。3.11[解读]在初期坝下游方向用旋流分级粗尾砂冲积尾矿的筑坝方式（粗细尾矿排放界面有另外要求）。相对于上游式坝，此类坝是座落于粗尾砂之上，更安全。特点是子坝中心线位置不断向初期坝下游方向移升。因坝体尾矿颗粒粗，抗剪强度高，渗透性能好，浸润线位置较低，故坝体稳定性较好。有些尾矿库在使用过程中须在周围多处陆续建坝，将坝基标高最低处也是最先建的坝称作主坝，后建的称1、2号副坝等，副坝类型与筑坝要求与主坝相同。较矮的副可采用挡水式坝型，勿需堆积坝；较高的副坝可采用既有初期坝又有堆积坝的坝型。要注意的是：有堆积坝时应适当提前在坝前放矿以创造堆坝条件。优点：坝体质量可控、渗透性强、浸潤线低、坝体稳定性好。缺点：筑坝工艺复杂（只适用于粗尾矿，-200目≤15%，铁矿尾矿能达到。但有色-200目60%，金矿更细，均不适用）、管理复杂、受地形限制（须有较狭窄的坝址地形）、运营费用高、国内采用少。13除以上三种外，第四种是干式堆存：浓缩机等设备脱水后再堆存。投资高，管理复杂，但较安全。有两种方式：库内无排水设施；库边截洪沟，有的仅在岸边留一道沟（必要时铺一层防水材料）。已设计未投产的最大干式坝在满州里，3亿多方，其压力机每台价值100多万。安监与环保部门正提倡干式坝。矿区若有现成的坑就很值钱了（渗坑）。优点：坝体质量可控、正常情况库内无水、安全性较好缺点：投资大、运营费用高14