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尾矿库勘察与设计
浏览: 发布日期:2022年06月25日

导读:尾矿库勘察,尾矿库工程地质与水文地质勘察应符合有关及行业标准要求,查明影响尾矿库及各构筑物安全性的不利因素,并提出工程措施建议,为设计提供可靠依据。


1 尾矿库勘察

1.1 尾矿库工程地质与水文地质勘察应符合有关及行业标准要求,查明影响尾矿库及各构筑物安全性的不利因素,并提出工程措施建议,为设计提供可靠依据。

1.2 在用的上游法尾矿堆积坝的勘察应执行《岩土工程勘察规范》。

2 尾矿库设计

2.1 尾矿库库址选择应遵守下列原则:

a) 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;

b) 不应位于全国和省保护名胜古迹的上游;

c) 应避开地质构造复杂、不地质现象严重区域;

d) 不宜位于有开采的矿床上面;

e)汇水面积小,有足够的库容和初、终期库长。


2.2 尾矿库设计应对不地质条件采取可靠的治理措施。

2.3 对停采的露天采矿场改作尾矿库的,应对安全性进行专项论证;对露天采矿场下部有采矿的,不宜作为尾矿库。确须用时,应由有资质的单位进行专项论证,并提出安全技术措施,在地下采矿安全时,方可使用。

2.4 尾矿库设计文件应明确下列安全运行控制参数:

a) 尾矿库设计终堆积高程、终坝体高度、总库容;

b) 尾矿坝堆积坡比;

c) 尾矿坝不同堆积标高时,库内控制的正常水位、调洪高度、安全超高及小干滩长度等;

d) 尾矿坝浸润线控制。


2.5 尾矿库初步设计应编制安全专篇,主要内容为:

a) 尾矿库区存在的安全隐患及对策;

b) 尾矿库初期坝和堆积坝的稳定性分析;

c) 尾矿库动态监测和通讯设备配置的可靠性分析;

d) 尾矿库的安全管理要求。


3 尾矿坝设计

3.1 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,可以采用当地土石料或废石建坝。

a) 尾矿颗粒很细、粘粒含量大,不能筑坝;

b) 由尾矿库后部放矿合理;

c) 尾矿库与废石场结合考虑,用废石筑坝合理。

3.2 初期坝高度的确定除满足初期堆存尾矿、澄清尾矿水、尾矿库回水和冬季放矿要求外,还应满足初期调蓄洪水要求。

3.3 坝基处理应满足渗流控制和静力、动力稳定要求,遇有下列情况时,应进行专门研究处理:

a) 透水性较大的厚层砂砾石地基;

b) 易液化土、软粘土和湿陷性黄土地基;

c) 岩溶发育地基;

d) 采空区地基。

3.4 尾矿筑坝的方式,对于抗震设防烈度为7度及7度以下地区宜采用上游式筑坝,抗震设防烈度为8~9度地区宜采用下游式或中线式筑坝。

3.5 上游式筑坝,中、粗尾矿可采用直接冲填筑坝法,尾矿颗粒较细时宜采用分级冲填筑坝法。

3.6 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(d≥0.074 mm)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和防洪的要求。

3.7 下游式或中线式尾矿坝应设上游初期坝和下游滤水坝趾,二者之间的坝基应设置排渗设施。

3.8 尾矿库挡水坝应按水库坝的要求设计。

3.9 上游式尾矿坝沉积滩顶设计洪水位的高差不得小于表3小安全超高值,同时,滩顶设计洪水位边线距离不得小于表3小滩长值。

表 上游式尾矿坝的小安全超高与小滩长

3.10 下游式和中线式尾矿坝坝顶外缘设计洪水位水边线的距离不宜小于表4的小滩

长值。

当坝体采取防渗斜(心)墙时,坝顶设计洪水位的高差亦不得小于表3的小安全超高值。

表4下游式及中线式尾矿坝的小滩长

3.11 尾矿库挡水坝在设计洪水位时安全超高不得小于表3的小安全超高值风壅水面高度和风浪爬高三者之和。风壅水面高度和风浪爬高可按《碾压式土石坝设计规范》推荐的方法计算。

3.12 地震区尾矿坝应符合下列规定:

上游式尾矿坝沉积滩顶正常高水位的高差不得小于表3小安全超高值与地震壅浪高度之和,滩顶正常高水位水边线的距离不得小于表3的小滩长值与地震壅浪高度对应滩长之和。

下游式与中线式尾矿坝坝顶外边缘正常高水位水边线的距离不宜小于表4的小滩长值与地震壅浪高度对应滩长之和。

尾矿库挡水坝坝顶正常高水位的高差不得小于表3小安全超高值与地震壅浪高度之和。

地震壅浪高度可根据抗震设防烈度和水深确定,可采用0.5~1.5 m。

对于全部采用当地土石料或废石堆筑的尾矿坝,其安全超高按尾矿库挡水坝要求确定。

3.13 尾矿坝设计应进行渗流计算,以确定坝体浸润线、逸出坡降和渗流量。浸润线出逸的尾矿堆积坝坝坡,应设排渗设施,1、2级尾矿坝还应进行渗流稳定研究。

3.14 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维计算或由模拟试验确定;3级以下尾矿坝的渗流计算可按附录A进行。

3.15 上游式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。

3.16 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。

抗震设防烈度为6度及6度以下地区的5级尾矿坝,当坝外坡比小于1:4时,除原尾矿属尾粘土和尾粉质粘土以及软弱坝基外,可不作稳定计算。

3.17 尾矿坝稳定性计算的荷载分下列5类,可根据不同情况按表5进行组合:

一类为筑坝期正常高水位的渗透压力;

二类为坝体自重;

三类为坝体及坝基中孔隙压力;

四类为洪水位有可能形成的稳定渗透压力;

五类为地震惯性力。

表荷载的组合

 3.18 按瑞典圆弧法计算坝超抗滑稳定的安全系数不应小于表6规定的数值。

表 坝坡坑滑稳定小安全系数

3.19 当采用简化毕肖普法与瑞典圆弧法计算结果相比较时,可参照《碾压式土石坝设计规范》有关规定选用两种方法各自的小安全系数。

3.20 尾矿坝坝体材料及坝基土的抗剪强度指标类别,应视强度计算方示与土类的不同按表7选取。

表 尾矿及土的抗剪强度指标

3.21 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区。各区尾矿的物理力学指标可参考类似尾矿坝或按附录B确定,必要时通过试验研究确定。

对在用尾矿坝进行稳定计算时应根据该坝勘察报告确定概化分区及相应的物理力学指标。

3.22 上游式尾矿坝堆积1/2~2/3终设计坝高时,应对坝体进行一次全面的勘察,并进行稳定性专项评价,以验证现状及设计终坝体的稳定性,确定相应技术措施。

3.23 透水堆石坝上游坡坡比不宜陡于1:1.6;土坝上游坡坡比可略陡于或等于下游坡。初期坝下游坡比在初定时可按表8确定。

表 初期坝下游坡坡比

3.24 尾矿堆积坝下游坡与两岸山坡结合处应设置截水沟

3.25 上游式尾矿坝的堆积坝下游坡面上宜用土石覆盖或用其他方式植被绿化,并可结合排渗设施每隔6~10 m高差设置排水沟。

3.26 4级以上尾矿坝应设置坝体位移和坝体浸润线观测设施。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。


4 排洪设计

4.1 尾矿库必须设置排洪设施,并满足防洪要求。尾矿库的排洪方式,应根据地形、地质条件、洪水总量、调洪能力、回水方式、操作条件与使用等因素,经过技术比较确定。尾矿库宜采用排水井(斜槽)一排水管(隧洞)排洪系统。有条件时也可采用溢洪道或截洪沟等排洪设施。

4.2 尾矿库的防洪标准应根据各使用期库的等别,综合考虑库容、坝高、使用及对下游可能造成的危害等因素,按表9确定。

 尾矿库防洪标准

4.3 储存铀矿等有放射性和有害尾矿,失事后可能对下游环境造成严重的尾矿库,其防洪标准应予以提高,必要时其后期防洪可按可能大洪水进行设计。

4.4 尾矿库洪水计算应符合下列要求:

a) 应根据当地水文图册或有关部门建议的适用于特小汇水面积的计算公式计算。当采用全国通用的公式时,应当用当地的水文参数。有条件时应结合现场洪水调查予以验证。

b) 库内水面面积不超过流域面积的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。

4.5 设计洪水的降雨历时应采用24小时计算,经论证也可采用短历时计算。

4.6 当24小时洪水总量小于调洪库容时,洪水排出时间不宜超过72小时。

4.7 尾矿库排水构筑物的型式与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。

4.8 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的工作状态。无法避免时,应加设通气管。当设计为有压流时,排水管接缝处止水应满足工作水压的要求。

排水管或隧洞中大流速应不大于管(洞)壁材料的容许流速。

4.9 排水构筑物的基础应避免设置在工程地质条件不或需要填方的地段。无法避开时,应进行地基处理设计。

4.10 排水构筑物的设计应按《水工混凝土结构设计规范》和《水工隧洞设计规范》进行。

4.11 设计排水系统时,应考虑终止使用时在井座或支洞末端进行封堵的措施。

4.12 在排水构筑物上或尾矿库内适当地点,应设置清晰醒目的水位标尺。


5 尾矿库安全设施施工及验收

5.1 尾矿库初期坝、副坝、排洪设施、观测设施等安全设施的施工及验收可参照《尾矿设施施工及验收规程》和其他有关规程进行。

5.2 隐蔽工程必须经分段验收合格后,方可进行下一阶段施工。




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