尾矿库安全管理讲义.ppt

尾矿库安全管理讲义,程耀灵2007年1月,现行有关尾矿库安全国家行业法规标准,国家安全生产监督管理总局令（国家安监总局【2006】第6号）尾矿库安全监督管理规定（2006年4月21日发布）中华人民共和国安全生产行业标准尾矿库安全技术规程（AQ2006-2005）国家安全生产监督管理总局2005年12月7日发布，2006年3月1日实施）,第一章尾矿设施概述,尾矿，就是选矿厂在特定经济技术条件下，将矿石磨细、选取“有用组分”后所排放的废弃物，也就是矿石经选别出精矿后剩余的固体废料。一般是由选矿厂排放的尾矿矿浆经自然脱水后所形成的固体矿业废料，是固体工业废料的主要组成部分，其中含有一定数量的有用金属和矿物，可视为一种“复合”的硅酸盐、碳酸盐等矿物材料，并具有粒度细、数量大、成本低、可利用性大的特点。通常尾矿作为固体废料排入河沟或抛置于矿山附近筑有堤坝的尾矿库中，因此，尾矿是矿业开发、特别是金属矿业开发造成环境污染的重要来源；同时，因受选矿技术水平、生产设备的制约，也是矿业开发造成资源损失的常见途径。换言之，尾矿具有二次资源与环境污染双重特性。,一、尾矿,原矿进入选矿厂经过破碎、磨矿和选别作业后，矿石中的有用矿物分选为一种或多种精矿产品，大量的尾矿则以矿浆状态排出，其中常还含有目前技术水平暂不能回收的有用成分。浮选厂尾矿中含有大量药剂，有些甚至是剧毒物质。为了综合利用国家资源及消除对环境的污染，必须采取有效措施对尾矿进行处理，变废为宝，化害为利，这是尾矿处理的重要原则。,二、尾矿设施,选矿厂的尾矿设施一般包括尾矿输送系统、尾矿贮存系统、尾矿库排洪系统、尾矿水处理系统。,尾矿输送系统一般包括尾矿浓缩池、砂泵站、尾矿输送管道、尾矿自流沟槽、事故泵站及相应辅助设施等，用以将选矿厂排出的尾矿浆送往尾矿库堆存。,尾矿堆存系统一般包括尾矿库区、尾矿初期坝、尾矿后期坝、各种观测设施，包括浸润线观测设施、位移观测设施，变形观测设施以及排渗设施等，用以储存选矿厂储存选矿厂排出的尾矿。,尾矿库排洪系统一般包括截洪道、溢洪道、排水井、排水管、排水隧洞等构筑物，用以调蓄库内产生的水量，积蓄一部分供回水使用，并排泄多余的水量，洪水季节时排泄超标准洪水以确保尾矿库、坝体的安全。,尾矿库纵剖面示意图,尾矿水处理系统包括尾矿库回水系统及尾矿水净化系统。尾矿库回水系统（回水设施）包括回水泵站、回水管道（塔）和回水水池等，是利用库内回水管、井将澄清水引入下游回水泵站，再扬送至高位水池；也有在库内水面边缘设置活动泵站直接抽取澄清水，扬送至高位水池。用以回收尾矿库或浓缩池的澄清水，送回选矿厂生产重复利用。尾矿水净化系统包括水处理站和截渗、回收设施等，用以处理不符合重复利用或排放标准要求的尾矿水，使之达到标准。,三、尾矿设施功能,保护环境尾矿库内形成的大面积水区，有利于尾矿水的净化，堆存尾矿防止尾矿及尚未澄清的尾矿水外溢污染环境。充分利用水资源通常每处理一吨原矿需用水4～6吨，尾矿库回水利用率一般达到70～90％。保护矿产资源大量有用矿物成分，未全部选净，暂时储存在尾矿库中，待以后再回收利用。,四、尾矿设施的重要性,尾矿设施是矿山生产不可缺少的设施。尾矿库是矿山生产最大的危险源。尾矿设施投资巨大基建投资一般占矿山建设投资约10％以上，占选厂投资的20％左右，运行成本占选厂生产成本的30％以上。,第二章尾矿库,第一节基本概念术语,尾矿库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的场所。,沉积滩向尾矿库内排放尾矿由水力冲积尾矿形成的沉积体表层尾矿砂滩，常指露出水面部分。库长由滩顶（对初期坝而言为坝轴线）起，沿垂直坝轴线方向到尾矿库周边水边线的最大距离。滩顶尾矿沉积滩面与堆积坝外坡面的交线，是沉积滩的最高点。滩长自沉积滩滩顶到库内水边线的距离，也叫干滩长度，是尾矿库安全度的一个重要指标。,第二节尾矿库的类型,山谷型山谷谷沟口处筑坝形成的尾矿库。特点初期坝相对较短，坝体工程量较小；后期尾矿堆坝相对较易管理和维护，当堆坝较高时，可获得较大库容；库区纵深较长，澄清距离及干滩长度易于满足设计要求；但汇水面积较大，排水设施工程量较大。,,山谷型尾矿库,傍山型在山坡脚下依山筑坝所围成的尾矿库。特点初期坝相对较长，初期坝和后期尾矿堆坝工程量较大；由于库区纵深较短，澄清距离及干滩长度受到限制，后期堆坝高度一般不太高，故库容较小；汇水面积虽小，但调洪能力较小，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。,傍山型尾矿库,平地型在平地四面筑坝围成的尾矿库。特点初期坝和后期坝尾矿堆坝工程量大，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。,平地型尾矿库,截河型截取一段河床，在其上下游两端分别筑坝形成的尾矿库。特点不占农田，库区汇水面积不太大，但库外上游的汇水面积通常很大，库内和库区汇水面积都要设置排水系统，配置比较复杂，规模庞大。,截河型尾矿库,第三节尾矿库的库容,有全库容、总库容和有效库容之分。全库容某坝顶标高时尾矿库的全部库容，包括有效库容、澄清库容、蓄水库容、调洪库容和安全库容等五部分。,一、尾矿库库容组成,图中H1某一坝顶标高，对应水平面为AA′；H2洪水水位，对应水平面为BB′；H3蓄水水位，对应水平面为CC′；H4正常生产的最低水位，也称为死水位，对应水平面为DD′，由最小澄清距离确定；DE细颗粒尾矿沉积滩面及矿泥悬浮层面；V1安全库容V2调洪库容V3蓄水库容V4澄清库容V5有效库容,蓄水库容蓄水水位和正常生产最低水位之间的库容，供尾矿生产水源紧张时使用，尾矿库不具备蓄水条件时，此库容为零。澄清库容正常生产最低水位和滩面之间的库容，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的库容，俗称死库容。,安全库容最高洪水位、尾矿沉积滩面和地面三者以上，坝顶水平面以下区间所形成的空间占用的库容。是为防止洪水漫顶，确保坝的安全预留出的安全储备库容，这部分库容在任何时候都不允许被占用。总库容设计最终堆积标高时的全库容。,二、尾矿库性能曲线,1.H-Fm高程－库区面积曲线2.H-Vq高程－全库容曲线，确定尾矿库等别3.H-Vy高程－有效库容曲线，直接查出某坝顶标高时尾矿库堆存的尾矿量，也可推算各年坝顶所达到的标高，以便制定筑坝生产计划4.H-Fh高程－汇水面积曲线，进行各使用期尾矿库排洪验算,三、尾矿库堆积高度确定,VWρs/（2.7γdη）V所需尾矿库的全库容，m3;W选厂一定时期内排放的尾矿总量，tγd尾矿平均堆积干容重，t/m3;ρs原尾矿的干密度，t/m3;η尾矿库利用系数，与尾矿库形状、尾矿颗粒粗细和放矿方法等因素有关。粗略计算参照表1选取,表1尾矿库利用系数选取表,四、尾矿库等别划分,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2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。,尾矿库等别表2,尾矿库安全监督管理规定明确省级安全生产监督管理部门负责总库容100万立方米（含100万）以上尾矿库的安全监督管理；地（市）级安全生产监督管理部门负责总库容100万立方米以下尾矿库的安全监督管理，并可以结合实际情况委托县级安全生产监督管理部门进行监督管理。,四、尾矿库构筑物的级别,根据尾矿库等别及其重要性按表3确定。,尾矿库构筑物的级别表3,,注主要构筑物指尾矿坝、库内排水构筑物等实施后难以修复的构筑物；次要构筑物指失事后不致造成下游灾害或对尾矿库安全影响不大并易于修复的建筑物；临时构筑物指尾矿库施工期临时使用的构筑物。,第三章尾矿坝,尾矿坝贮存尾矿和水的尾矿库外围坝体构筑物，一般指初期坝和堆积坝。初期坝基建中用当地材料筑成的，作为堆积坝的排渗体和支撑体的坝。容纳选厂生产初期1～2年内排出的尾矿量并作为堆积坝的排渗及支撑棱体。,第一节基本概念术语,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。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轴线处坝底的高差。初期坝坝高初期坝坝顶与坝轴线处坝底的高差。堆坝高度或堆积高度尾矿堆积坝坝顶与初期坝坝顶的高差。,总坝高与总库容相对应的最终堆积标高时的坝高。尾矿库安全设施直接影响到尾矿库安全的设施，包括初期坝、堆积坝、副坝、排渗设施、尾矿库排水设施、尾矿库观测设施及其它影响尾矿库安全的设施。,第二节尾矿库址选择,尾矿库库址选择应遵守下列原则不宜位于工矿企业、大型水源地、水产基地和大型居民区上游。不应位于全国和省重点保护名胜古迹的上游。应避开地质构造复杂、不良地质现象严重区域。不占或少占农田，不迁或少迁村庄。不宜位于有开采价值的矿床上面。汇水面积小，纵深要长，纵坡要缓，减小排洪系统规模。有足够的库容和初、终期库长，能容纳全部生产期限内的尾矿量，确有困难时，其服务年限以不少于五年为宜。筑坝工程量小，生产管理方便。尾矿输送距离短，最好位于选厂下游方向，能自流或扬程小。,第三节初期坝,不透水初期坝用透水性较小（较库内尾矿透水性差）的坝料筑成。特点不利于坝内尾矿的排水固结，尾矿堆高后，浸润线从初期坝顶以上的堆积坝溢出，造成坝面沼泽化，不利于坝体稳定性，适用于不用尾矿堆坝或用尾矿堆坝不经济以及因环保要求不能向库外排放尾矿水的尾矿库。主要坝型有均质土坝、浆砌石坝、土石混合坝、混凝土坝以及用防渗材料作防渗层的堆石坝等。,一、初期坝坝型及特点,反滤式上游坡均质土坝示意图,透水初期坝用透水性较好（透水性较库内尾矿的透水性强）的坝料筑成的初期坝，为理想坝型。特点有利于坝内沉积尾矿的排水固结和降低坝体浸润线，因而有利于提高坝体的稳定性。主要坝型有堆石坝或在不透水坝内加设排渗通道的坝。,透水堆石坝剖面示意图,透水废石坝剖面示意图,二、初期坝坝基处理,坝基处理应满足渗流控制和静、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。,三、初期坝高度,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。HkH-e-Ht-Hj式中Hk控制水位标高，米；H初期坝坝顶高程，米；e安全超高，米，见表4Ht尾矿库调洪高度，米，由调洪演算确定；Hj尾矿回水的调节高度，米，当需用尾矿库进行迳流调节时由水量平衡计算确定。,安全超高e值表（米）表4,,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1/8,四、初期坝构造,坝顶宽度为满足敷设尾矿输送主管、放矿支管和向尾矿库内排放尾矿操作的要求，初期坝坝顶宽一般不宜小于表5所列数值，当坝顶需要行车时，还应按行车要求确定。,表5,坝坡通过坝坡稳定性计算确定，土坝的下游坡面上应种植草皮护坡，堆石坝的下游坡面应干砌大块石护面。透水堆石坝堆石体上游坡坡比不宜陡于11.6；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6确定。,初期坝下游坡坡比表6,马道坝高较高时，坝体下游每隔10～15米高度设置一宽度为1～2米的马道，以利坝体稳定，方便操作管理。排水棱体为排出土坝坝体内的渗水和保护坝体外坡脚，在土坝外坡脚处设置毛石堆成的排水棱体。排水棱体的高度为初期坝坝高的1/5～1/3，顶宽为1.5～2.0米，边坡坡比为11～11.5。,反滤层为防止渗透水将尾矿或土等细颗粒物料通过堆石体带出坝外，在土坝坝体与排水棱体接触面以及堆石坝的上游坡面处或非基岩的接触面处都须设置反滤层。早期反滤层采用砂砾料铺筑，顺水流方向由粗到细按符合粒径级配要求的砾、碎石、或卵石等层组成，再用毛石护面。目前普遍采用土工布作为反滤层，在土工布的上下用粒径符合要求的碎石层作过渡层，并用毛石护面，其施工简单，质量易保证，使用效果好，造价也不高。,排水沟为防止由坝坡或山坡坡面汇集的雨水冲刷坝体，一般在坝的马道内侧即坝面上或坝坡与山坡的交线处修筑排水沟截水及排除雨水。,一、筑坝方式,子坝在初期坝顶以上用尾砂逐层加高形成新的库容的小坝体，用以形成新的库容，并在其上敷设放矿主管和放矿支管。子坝连同子坝前的尾矿沉积体统称为尾矿堆积坝。,第四节后期坝,上游式在初期坝上游方向充填堆积尾矿的筑坝方式。特点子坝中心线位置不断向初期坝上游方向延伸，无坝面上游轮廓线，坝体与沉积滩联为一体，由流动的矿浆自然沉积而成。缺点沉积体内含细粒夹层较多，渗透性能差，浸润线位置较高，坝的抗剪强度低，抗地震液化性能较差，坝体稳定性较差。不宜在高地震烈度地区使用。优点工艺简单，管理相对较为方便，运营费用较低，且对库址地形无太特别的要求，在国内普遍采用。,上游式筑坝法坝体形成方式及剖面示意图,下游式在初期坝下游方向用旋流分级粗砂冲积尾矿的筑坝方式。特点用水力旋流器将尾矿砂分级，溢流部分（细粒尾矿）排向初期坝上游方向沉积，底流部分（粗粒尾矿）排向初期坝下游方向沉积，子坝中心线位置不断向初期坝下游方向推移，坝体具有明确的轮廓线。优点坝体由粗粒尾矿沉积而成，很少有细泥夹层，渗透性能好，抗剪强度高，抗地震液化能力较强，坝体稳定性好，适宜于高地震烈度地区筑坝。缺点分级设施费用较高，只适用于颗粒较粗的原尾矿并能分级出足够量粗颗粒尾矿的情况，另外要有比较狭窄的坝址地形，狭口足够长；在筑坝过程中坝顶与库内沉积滩面的高差保持均衡上升以满足防汛要求控制较为困难，生产管理与维护比较复杂，且成本较高。国外多使用，国内较少采用。,下游式筑坝法坝体形成方式及剖面示意图,中线式在初期坝轴线处用旋流分级粗砂冲积尾矿的筑坝方式。特点在初期坝顶用水力旋流器将尾矿分级后粗粒尾矿底流矿浆沿坝轴线方向均匀地向初期坝上下游两个方向排放，细粒溢流尾矿浆排至库内自然沉积储存。坝轴线的位置总是与初期坝轴线位置吻合，不向上下游移位，坝体有明确的轮廓线，其下游侧坝体的筑坝质量与下游式筑坝相同，而上游侧坝体与尾矿沉积滩形成垂直的锯齿形的接触面。此式筑坝优缺点介于上游式与下游式之间，抗地震液化性能优于上游式，筑坝要求的粗颗粒尾矿量比下游法少一些，坝址狭口长度也可以短一些。在筑坝过程中同样需控制坝顶与库内沉积滩的高差，保持均匀上升，以满足防洪要求，生产管理也比上游式复杂。,中线式筑坝法坝体形成方式及剖面示意图,二、尾矿坝设计及筑坝方式选择基本要求,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≥0.074mm）含量不宜少于70，否则应进行筑坝试验。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。尾矿堆积坝下游坡与两岸山坡结合处的山坡应设置截水沟。上游式尾矿坝的堆积坝下游坡面上应以土石覆盖或用其他方式植被绿化，并可结合排渗设施每隔6～10m高差设置排水沟。筑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，才可以全部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。,三、尾矿坝稳定性,1.抗滑稳定性尾矿坝（包括初期坝和后期坝）的下游坝坡抵抗滑动破坏能力。抗滑稳定性分析先拟定计算剖面。后期坝坡凭经验假定，浸润线位置由渗流分析确定；坝基土层的物理力学指标通过工程地质勘察确定，后期坝材料的物理力学指标可参照类似尾矿的指标确定，由条件者应在老尾矿坝上勘察确定。确定多个滑动面，根据滑动体的受力状态，考虑各种荷载组合，求出滑动力和抗滑力，用抗滑力和滑动力之比值计算抗滑稳定的安全系数，确保最小安全系数不小于表7数值。,坝坡抗滑稳定最小安全系数表7,正常运行是指尾矿库水位处于正常生产水位时的运行情况，洪水运行是指尾矿库水位处于最高洪水位时的运行情况，特殊运行是指尾矿库水位处于最高洪水位时，又遇到设计烈度的地震情况下运行。,尾矿坝稳定性计算的荷载分下列五类，可根据不同情况进行组合a筑坝期正常高水位的渗透压力；b坝体自重；c坝体及坝基中孔隙压力；d最高洪水位有可能形成的稳定渗透压力；e地震惯性力。影响尾矿坝抗滑稳定性的因素一般情况下，尾矿坝堆积的高度越高、下游坡越陡、坝体内浸润线的位置越浅、库内水位越高，坝基和坝体土料的抗剪强度越低，抗滑稳定的安全系数就越小；反之，安全系数就越高。,2.抗渗透稳定性渗流尾矿水在坝体、坝肩和坝基土中受重力作用总是由高处向低处渗透流动。浸润线在库水位一定时，坝体横剖面上稳定渗流的自由水面线（或渗流顶面线）。渗透坡降由于渗流受到土粒的阻力，浸润线产生的水力坡降。渗透破坏形式1管涌渗流流速较大时，将尾砂中小颗粒从孔隙中带走，并形成越来越大的孔隙或空洞。2流土土体中颗粒群体受渗透水作用同时起动而流失。,渗流分析确定浸润线位置，从而判定浸润线在坝体下游破面逸出部位的渗透坡降是否超过临界坡降，同时确定渗流量。渗透稳定安全系数为临界坡降与渗透坡降之比，目前对安全系数尚无具体规定，一般限制在2～2.5之间。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、渗透水量及其混浊度的观测设施。,3.抗震液化稳定液化饱和砂土在振动作用下抗剪强度骤然下降为零而成为粘滞液体。尾矿坝在大地震时极易发生液化，如果这种液化发生在坝体下游坡部位，则会引起边坡坍塌，即使不坍塌，其抗滑稳定安全系数也大大降低。尾矿坝的抗震计算（液化稳定分析）包括地震液化分析和稳定分析。地震设防烈度为6度及6度以下地区的5级尾矿坝，当坝外坡比小于14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。对于设计地震烈度为7度以下地区宜采用上游式筑坝，设计地震烈度为8-9度地区宜采用下游式或中线式筑坝。,第四章尾矿库排洪系统,对于一次建坝的尾矿库，可在坝顶一端的山坡上开挖溢洪道排洪；对于非一次建坝的尾矿库，排洪系统应靠尾矿库一侧山坡进行布置，选线力求短直；地基的工程条件应尽量好，最好无断层、破碎带、滑坡带基软弱岩层或结构面。进水构筑物与排矿口之间的距离应始终能满足安全排洪和尾矿水得以澄清的要求，即该距离一般不小于尾矿水最小澄清距离、调洪所需滩长和设计最小安全滩长（或最小安全超高所对应的滩长）三者之和。,一、排洪系统布置的原则,二、排洪计算,根据选定的排洪系统和布置，计算出不同库水位的泄洪流量，以确定排洪构筑物的结构尺寸。步骤1.确定防洪标准,2.洪水计算及调洪演算洪水计算确定防洪标准后，从当地水文手册查得有关降雨量等水文参数，求出尾矿库不同汇水面积的洪峰流量和洪水总量。调洪演算根据尾矿沉积滩的坡度求出不同高程的调洪库容。,三、设计要求,上游式尾矿坝沉积滩顶至最高洪水位的高差不得小于表9的最小安全超高值，同时，滩顶至最高洪水位边线距离不得小于表9的最小滩长值。,上游式尾矿坝的最小安全超高与最小滩长表9,下游式和中线式尾矿坝坝顶外缘至最高洪水位水边线的距离不宜小于表10的最小滩长值。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9的最小滩长对应的最小安全超高值。,下游式及中线式尾矿坝的最小滩长表10,尾矿库挡水坝在最高洪水位时安全超高不得小于表9的最小安全超高值、最大风涌水面高度和最大风浪爬高三者之和。最大风涌水面高度和最大风浪爬高可按碾压式土石坝设计规范推荐的方法计算。地震区尾矿坝除应符合表9规定外，尚应符合下列规定,上游式尾矿坝沉积滩顶至正常高水位的高差不得小于表9最小安全超高值与地震涌浪高度之和，滩顶至正常高水位水边线的距离不得小于表9的最小滩长值与地震涌浪高度对应滩长之和。下游式与中线式尾矿坝坝顶外边缘至正常高水位水边线的距离不宜小于表10的最小滩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9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0.5～1.5m。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。,四、排洪系统形式,井（斜槽）－管式井（斜槽）－洞式溢洪道式,五、排水构筑物,排水井有窗口式、框架式、叠圈式和砌块式几种类型1）窗口式排水量小，适用于洪水量不大的尾矿库2）框架式排水能力很大，多用于洪水量很大的尾矿库排洪3）叠圈式适用于排洪量不太大的尾矿库4）砌块式施工较为困难，适用于洪水量较大的尾矿库,排水井类型图,排水斜槽适用于排洪量中等的尾矿库排洪，断面用矩形。排水管断面用圆形排水隧洞无压隧洞用城门洞型有压隧洞宜用圆形或马蹄形。隧洞进口至排水井用一段排水管相连接，隧洞出口接消力池与排水渠相接。溢洪道施工困难，管理较复杂，适用于一次性建库或用于闭库后使用的永久排洪构筑物。排水沟在沿山坡与坝坡接合处设置或坝体下游坡面设置纵横排水沟，为辅助性排水构筑物。,排水斜槽类型图,排水管类型图,尾矿库坝端溢洪道平面示意图,设计要求1）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。2）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。排水管或隧洞中最大流速应不大于管（洞）壁材料的容许流速。3）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。4）设计排水系统时，应考虑终止使用时在井座和支洞末端进行封堵的措施。5）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。,第五章尾矿库生产运行,建立健全尾矿设施安全管理制度，对从事尾矿库作业的尾矿工进行专门的作业培训，并监督其取得特种作业人员操作资格证书和持证上岗情况；编制年、季作业计划和详细运行图表，统筹安排和实施尾矿输送、分级、筑坝和排洪的管理工作；严格按照尾矿库安全技术规程、尾矿库安全监督管理规定和设计文件的要求，做好尾矿库放矿筑坝、回水排水、防汛度汛、抗震等日常安全生产管理。,第一节安全生产管理职责,一、安全生产管理职责,做好日常巡检和观测，并进行及时、全面的记录，发现安全隐患时，应立即处理并向企业主管领导报告。对生产运行中的尾矿库，未经技术论证和安全生产监督管理部门的批准，不得对下列事项进行变更1.筑坝方式；2.坝型、坝外坡坡比、最终堆积标高和最终坝轴线的位置；3.坝体防渗、排渗及反滤层的设置；4.排洪系统的型式、布置及尺寸；5.设计以外的尾矿、废料或者废水进库等。,二、应急救援预案,应急救援预案种类a尾矿坝垮坝b洪水漫顶c水位超警戒线d排洪设施损毁、排洪系统堵塞e坝坡深层滑动f防震抗震f其他,应急救援预案主要内容a应急机构的组成和职责；b应急通讯保障；c抢险救援的人员、资金、物资准备；d应急行动；e其他,三、要求,尾矿库出现下列重大险情之一的，生产经营单位应当立即报告安全生产监督管理部门和当地政府，并启动应急预案，进行应急抢险救援，防止险情扩大，避免人员伤亡1）坝体出现严重的管涌、流土等现象，威胁坝体安全的；2）坝体出现严重裂缝、坍塌和滑动迹象，有垮坝危险的；3）库内水位超过限制的最高洪水位，有洪水漫顶危险的；4）在用排水井倒塌或者排水管（洞）坍塌堵塞，丧失或者降低排洪能力的；5）其他危及尾矿库安全的险情。,尾矿库发生坝体坍塌、洪水漫顶等事故时，生产经营单位应当启动应急预案，进行事故抢救，防止事故扩大，避免和减少人员伤亡，并立即报告安全生产监督管理部门和当地政府。,第二节尾矿排放与筑坝,冲积法采用机械或人工从库内沉积滩上取砂，分层压实堆筑子坝。该法速度快、密实度高，成本较低，操作较简单，国内采用较普遍。池填法沿坝长方向先用人工堆筑子堤，形成连续封闭的若干矩形池子（围埝），池内排放尾矿浆，池子中部埋设溢流管细粒尾矿流向库内，尾矿沉满池顶并干到可站人后，在其上继续构筑围埝，加高子坝。该法在筑坝期间细粒矿泥容易沉积在子坝前，容易抬高尾矿坝内浸润线，对坝体稳定不利，但操作较简单，成本低。,一、子坝堆筑方法,冲积法筑坝示意图,池填法筑坝示意图,渠槽法沿坝长方向用人工筑成两道平行的子堤形成一条渠槽，从槽的一端排放尾矿，尾矿在流动中沉积于渠内，细粒尾矿和水从渠槽的另一端流入库内，沉满以后，加高子堤继续排矿逐层冲积最终形成子坝。该法成本低，操作简单，但槽内尾矿一端粗，一端细，不均匀，密实度也不如压实的效果好。旋流器法利用水力旋流器将矿浆进行分级，由沉砂嘴排出的高浓度粗粒尾矿用于筑坝，由溢流口排出的低浓度细粒尾矿浆用橡胶软管引入库内，由移动的旋流器组排矿筑坝。该法堆筑的子坝质量好，物理力学强度高，但筑坝工艺较为复杂，成本较高，管理较复杂。上游式筑坝，中、粗尾矿可采用直接冲填筑坝法（冲积法），尾矿颗粒较细时宜采用旋流器分级冲填筑坝法。,渠槽法筑坝示意图,水力旋流器筑坝示意图,二、尾矿排放与筑坝要求,尾矿排放与筑坝，包括岸坡清理、尾矿排放、坝体堆筑、坝面维护和质量检测等环节，必须严格按设计要求和作业计划精心施工，并作好记录。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。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。每一期堆积坝充填作业之前必须进行岸坡处理，将树木、树根、草皮、废石、坟墓及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。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冲填筑坝。,上游式筑坝法，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（修子坝或移放矿管时除外）,应做到a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；b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；c矿浆排放不得冲刷初期坝和子坝，严禁矿浆沿子坝内坡趾流动冲刷坝体；d放矿时应有专人管理，不得离岗。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。放矿口的间距、位置、同时开放的数量、放矿时间以及水力旋流器使用台数、移动周期与距离，应按设计要求和作业计划进行操作。,为保护初期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。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。若同一座尾矿库内，建有两座以上尾矿堆积坝时，不得将细粒尾矿排至尾矿堆积坝前，以免影响尾矿堆积坝的稳定性。岩溶发育地区的尾矿库，可采用周边放矿，形成防渗垫层，减少渗漏和落水洞事故。尾矿滩面及下游坡面上不得有积水坑。,坝外坡面维护工作应按设计要求进行，或视具体情况选用以下维护措施a坡面修筑人字沟或网状排水沟；b坡面植草或灌木类植物；c采用碎石、废石或山坡土覆盖坝坡。每期子坝堆筑完毕，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a子坝剖面尺寸，长度、轴线位置及边坡坡比；b新筑子坝的坝顶及内坡趾滩面高程、库内水位；c尾矿筑坝质量。当坝坡出现冲沟、裂缝、塌坑和滑坡等现象时，应及时妥善处理。,第三节尾矿库水位控制与防汛,当运行尾矿库防洪标准低于标准要求时，应采取措施,提高尾矿库防洪能力，满足现行标准要求。控制尾矿库内水位应遵循的原则a在满足回水水质和水量要求前提下，尽量降低库内水位；b在汛期必须满足设计对库内水位控制的要求；c当尾矿库实际情况与设计不符时，应在汛前进行调洪演算，保证在最高洪水位时滩长与超高都满足设计要求；d当回水与坝体安全对滩长和超高的要求有矛盾时，必须保证坝体安全；e水边线应于坝轴线基本保持平行。,汛期前应对排洪设施进行检查、维修和疏浚，确保排洪设施畅通。根据确定的排洪底坎高程，将排洪底坎以上1.5倍调洪高度内的挡板全部打开，清除排洪口前水面漂浮物；库内设清晰醒目的水位观测标尺，标明正常运行水位和警戒水位。排出库内蓄水或大幅度降低库内水位时，应注意控制流量，非紧急情况不宜骤降。岩溶或裂隙发育地区的尾矿库，应控制库内水深，防止落水洞漏水事故。,非紧急情况，未经技术论证，不得用常规子坝挡水。洪水过后应对坝体和排洪构筑物进行全面认真的检查与清理，发现问题及时修复，同时，采取措施降低库水位，防止连续降雨后发生垮坝事故。不得在尾矿滩面或坝肩设置泄洪口，有地形条件的尾矿库，可设置非常排洪通道。尾矿库排水构筑物停用后，必须严格按设计要求及时封堵，并确保施工质量。一般情况下，必须在井内井座顶部或在隧洞支洞处封堵，严禁在排水井井筒上部封堵。,第四节尾矿库渗流控制及病害处理,尾矿库运行期间应加强观测，注意坝体浸润线埋深及其出逸点的变化情况和分布状态，严格按设计要求控制。在尾矿库运行过程中，如坝体浸润线超过控制线，应经技术论证和安全部门批准增设或更新排渗设施。上游式尾矿堆积坝可采取下列措施控制渗流a尾矿筑坝地基设置排渗褥垫、水平排渗管（沟）及排渗井等；b尾矿堆积体内设置水平排渗管（沟）或垂直排渗井等；c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；d适当降低库内水位，增大沉积滩长；e坝前均匀放矿。,一、渗流控制,二、病害治理,当坝面或坝肩出现集中渗流、流土、管涌、大面积沼泽化、渗水量增大或渗水变浑等异常现象时，可采取下列措施处理a渗流处理的原则是“内截外排”，即在坝上游封堵渗漏入口，截断渗漏途径，防止渗入，在坝下游采用导渗和滤水措施，使渗水在不带走土颗粒的前提下，安全迅速的排出。渗漏不严重时可在渗漏水部位铺设土工布或天然反滤料，其上再以堆石料压坡；b增设排渗设施，降低浸润线。坝体出现裂缝，应通过表面观测和挖深坑、槽探，查明裂缝的部位、宽度、长度、深度、错距、走向等，分析裂缝的深度，可选用以下处理措施a对于缝深小于5m的裂缝可采用开挖回填法处理。开挖深度应比裂缝尽头深0.3～0.5m，开挖长度应比缝端扩展约2m。回填土料宜与原土料相同，回填时要求分层夯实。b对于较深的裂缝可采用灌浆法处理或上部开挖回填、下部灌浆的方法处理。灌浆的浆液可采用纯粘土浆或粘土水泥浆，浆液浓度为30～50。,坝体出现滑坡，可采取“上部减载，下部压重”的处理措施a下游坡压后戗加固坝体，后戗宜采用堆石料堆筑；b放缓坝坡；c降低坝体浸润线。坝体出现塌坑，应及时查明其成因，进行处理。对于沉陷塌坑，应进行回填夯实处理；对于管涌塌坑，应首先处理管涌后再进行回填。,坝身材料碾压不实或浸润线过高引起的背水面滑坡处理,背水坡过陡或软弱夹层地基引起的滑坡处理,三、降低坝体浸润线措施,对于较矮、低等别尾矿库，只要抗滑稳定满足安全要求，允许浸润线从坝坡逸出，在出逸点范围内用加设贴坡反滤层的措施加以覆盖。对于高等别的尾矿库不允许浸润线从坝坡逸出，为此采取以下措施降低浸润线,贴坡反滤处理示意图,1）预埋盲沟排渗法造价较低，施工简单，较多采用。2）轻型井点管抽水排渗法此法容易造成大量的细沙被抽吸带出坝外，造成坝坡或坝面的塌陷，另外易产生倒流现象，应用不多3）水平滤管－塑料插板联合排渗法适用于形成较厚细泥夹层的区域，此法收效快，效果较好。4）辐射井内水平滤管排渗法施工难度大，工程费用高，但降低浸润线效果好。,予埋排渗盲沟图,轻型井点管排渗示意图,水平滤管－塑料插板排渗示意图,辐射井排渗示意图,第五节尾矿库抗震与防震,尾矿库原设计抗震标准低于现行标准时，必须进行加固处理。提高尾矿坝抗震稳定性可采取以下措施a在下游坡坡脚增设土石料压坡；b对堆积坡进行削坡；c对坝体进行加密处理；d降低库内水位或增设排渗设施，降低坝体浸润线。震前应注意库区岸坡的稳定性，防止滑坡破坏尾矿设施。尾矿坝50m内若存在活动断层，尾矿坝的防震按照同等类别提高1度。上游建有尾矿库、排土场或水库等工程设施的尾矿库，应了解上游所建工程的稳定情况，必要时应采取防范措施避免造成更大损失。震后应进行检查，对被破坏的设施及时修复。,第六节库区及周边条件,尾矿库下游不宜建设居住、生产等设施。严禁在库区和尾矿坝上进行乱采、滥挖、爆破等非法作业。,第七章尾矿库设计文件,尾矿库设计应对不良地质条件采取可靠的治理措施。对停采的露天采矿场改作尾矿库的，应对其稳定性进行专门论证；若露天采场下部有采矿活动的，不宜作为尾矿库。尾矿库施工设计文件应明确给出生产安全运行控制参数，主要是a尾矿库设计最终堆积高程、最终坝体高度、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、安全超高及干滩长度等；d尾矿坝浸润线控制。,尾矿库初步设计应列安全专篇，主要内容a尾矿库区位置安全隐患分析及相应对策，如库区汇水面积、排洪能力、最大暴雨及洪水频率，地形地貌特点，下游的居民区（位置）可能受到的危害程度分析；b尾矿库初期坝和堆积坝的稳定性分析；c尾矿坝动态监测和通讯设备配置的可靠性分析；d尾矿库安全管理要求。,第八章尾矿库闭库,闭库设计1）对停用的尾矿库应按正常库标准和闭库安全评价，进行闭库整治设计，确保尾矿库防洪能力和尾矿坝稳定性系数满足要求，维持尾矿库闭库后长期安全稳定。2）尾矿坝整治内容为a对坝体稳定性不足的，应采取削坡、压坡、降低浸润线等措施，使坝体稳定性满足尾矿库安全技术规程要求；b完善坝面排水沟和土石覆盖、坝肩截水沟、观测设施等。3）排洪系统整治内容为a根据防洪标准复核尾矿库防洪能力，当防洪能力不足时，应采取扩大调洪库容或增加排洪能力等措施；必要时，可增设永久溢洪道。b当原排洪设施结构强度不能满足要求或受损严重时，应进行加固处理；必要时，可新建永久性排洪设施，同时将原排洪设施进行封堵。,施工及验收闭库工程施工及验收执行尾矿设施施工及验收规程和其他有关规程。尾矿库闭库后的维护1）闭库后的尾矿库，必须做好坝体及排洪设施的维护。未经论证和批准，不得储水蓄洪。严禁在尾矿坝和库内进行乱采、滥挖、违章建筑和违章作业。2）闭库后的尾矿库，未经设计论证和批准，不得重新启用或改作他用。,尾矿库再利用及闭库后再利用1）在用尾矿库进行回采再利用或经批准闭库的尾矿库重新启用或移作他用时，必须按照尾矿库安全技术规程尾矿库建设的规定进行技术论证、工程设计、安全评价。2）在尾矿库再利用生产运行过程中必须尾矿库生产运行的规定确保尾矿库安全。3）对在用尾矿库或对闭库尾矿库进行回采再利用的，必须严格按照批准的设计规划在库内进行回采、排沙和排水，对于继续使用原尾矿坝和排洪设施的，不得影响尾矿坝和原排洪设施的安全。严禁在尾矿坝区域和排洪设施附近直接挖沙取土。4）尾矿库再利用生产完成后，应按规定进行闭库。,一、防洪安全检查,检查尾矿库设计的防洪标准是否符合本规程规定。当设计的防洪标准高于或等于本规程规定时，可按原设计的洪水参数进行检查；当设计的防洪标准低于本规程规定时，应重新进行洪水计算及调洪演算。尾矿库水位检测，其测量误差应小于20mm。尾矿库滩顶高程的检测，应沿坝（滩）顶方向布置测点进行实测，其测量误差应小于20mm。当滩顶一端高一端低时，应在低标高段选较低处检测1～3个点；当滩顶高低相同时，应选较低处不少于3个点；其他情况，每100m坝长选较低处检测1～2个点，但总数不少于3个点。各测点中最低点作为尾矿库滩顶标高。,第九章尾矿库安全检查,尾矿库干滩长度的测定，视坝长及水边线弯曲情况，选干滩长度较短处布置1～3个断面。测量断面应垂直于坝轴线布置，在几个测量结果中，选最小者作为该尾矿库的沉积滩干滩长度。检查尾矿库沉积滩干滩的平均坡度时，应视沉积干滩的平整情况，每100m坝长布置不少于1～3个断面。测量断面