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1、第二章第二章 尾矿库基础知识尾矿库基础知识 第一节第一节第一节第一节 尾矿库尾矿库尾矿库尾矿库 【条文条文条文条文】 3.1 3.1尾矿库尾矿库 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其他工业废渣的场所。后排出尾矿或其他工业废渣的场所。 【释义与知识释义与知识】 尾矿库通常有下列几种类型：尾矿库通常有下列几种类型： 1 1、山谷型尾矿库、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，如图山谷型尾矿库是在山谷谷口处筑坝形成的尾矿库，如图2-12-1所示。它的特点是初期坝相所示。它的特点是
2、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；库区纵深较较大时，排洪设较大的库容；库区纵深较较大时，排洪设 施工长，澄清距离及干滩长度易于满足设计施工长，澄清距离及干滩长度易于满足设计要求；但汇水面积程量相对较大。我国现有的大、中型尾矿库大多属于这种类型。要求；但汇水面积程量相对较大。我国现有的大、中型尾矿库大多属于这种类型。 图图图图2-1 2-1 山谷型尾矿库山谷型尾矿库山谷型尾矿库山谷型尾矿库 2 2、傍山型尾矿库、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
3、的尾矿库，如图傍山型尾矿库是在山坡脚下依山筑坝所围成的尾矿库，如图2-22-2所示。它的特点是初期坝相对较长所示。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；由于库区纵深较短，澄清距离及干滩长度受到限制，后期坝堆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，但调洪能力较小，排洪设施的进水构筑物较大；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。国内低山丘陵地区的尾矿由于尾矿水的澄清条件和防洪
4、控制条件较差。管理、维护相对比较复杂。国内低山丘陵地区的尾矿库多属于这种类型。库多属于这种类型。 图图图图2-2 2-2 傍山型尾矿库傍山型尾矿库傍山型尾矿库傍山型尾矿库 3 3、平地型尾矿库、平地型尾矿库 平地型尾矿库是在平地四面筑坝围成的尾矿库，如图平地型尾矿库是在平地四面筑坝围成的尾矿库，如图2-32-3所示。其特点是初期坝和后期尾矿堆坝工程所示。其特点是初期坝和后期尾矿堆坝工程量最大，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，因而量最大，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
5、，堆坝高度受到限制，一般不高；但汇水面积小，排澄清距离、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，排水构筑水构筑 物相对较小；国内平原或沙漠地区多采用这类尾矿库。例如金川、包钢和山东省一些金物相对较小；国内平原或沙漠地区多采用这类尾矿库。例如金川、包钢和山东省一些金矿的尾矿库。矿的尾矿库。 图图图图2-3 2-3 平地型尾矿库平地型尾矿库平地型尾矿库平地型尾矿库 4 4、截河型尾矿库、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，如图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，如图2-42-4所所示。有的在
6、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。它示。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，但库外上游的汇水面积通常很大，库内和的特点是不占农田；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。国内采用者不多。复杂。国内采用者不多。 图图图图2-4 2-4 截河型尾矿库截河型尾矿库截河型尾矿库截河型尾矿库【条文条文】3.23.2全库容 尾矿某标高顶面、
7、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等五部分。3.33.3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，即容纳尾矿的空间。3.43.4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。3.53.5总库容 设计最终堆积标高时的全库容。【释义与知识释义与知识】尾矿库的库容有全库容、总库容和有效库容之分。图尾矿库的库容有全库容、总库容和有效库容之分。图2-52-5为尾矿库典型断面示意图。为尾矿库典型断面示意图。 图2-5 尾矿库库容组
8、成图图中: H1某一坝顶标高，对应的水平面为AA； H2洪水水位，对应的水平面为BB； H3蓄水水位，对应的水平面为CC； H4正常生产的最低水位，亦可称之为死水位，对应的水平面为DD。该水位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空余库容：指水平面AA与BB之间的库容，它是为确保设计洪水位时坝体安全超高和安全滩长的空间容积，是不允许占用的，故又称安全库容； V2V2调洪库容：指水平面调洪库容：指水平面BBBB和和CCCC之间的库容，它是在暴雨期间用以调洪的库容。之间的库容，它是在暴雨期间用以调洪的库容。是设计确保最高洪水位不致超过是设计确保最高洪水位不致超过BBBB
9、水平面所需的库容，因此，这部分库容在非雨季一水平面所需的库容，因此，这部分库容在非雨季一般不宜占用，雨季绝对不许占用；般不宜占用，雨季绝对不许占用； V3V3蓄水库容：指水平面蓄水库容：指水平面CCCC和和DDDD之间的库容，供矿山生产水源紧张时使用，一之间的库容，供矿山生产水源紧张时使用，一般的尾矿库不具备蓄水条件时，此值为零，般的尾矿库不具备蓄水条件时，此值为零，CCCC和和DDDD重合；重合； V4V4澄清库容：指水平面澄清库容：指水平面DDDD和滩面和滩面DEDE之间的库容，它是保证正常生产时水量平衡之间的库容，它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
10、死库容；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； V5V5有效库容：是指滩面有效库容：是指滩面ABCDEABCDE以下沉积尾矿以及悬浮状矿泥所占用的容积。它以下沉积尾矿以及悬浮状矿泥所占用的容积。它是尾矿库实际可容纳尾矿的库容。可根据选矿厂在全部生产期限内产出的尾矿总量是尾矿库实际可容纳尾矿的库容。可根据选矿厂在全部生产期限内产出的尾矿总量W(t)W(t)和尾矿平均堆积干密度和尾矿平均堆积干密度d(tm3)d(tm3)按式按式3-13-1计算得到。计算得到。 V5 = W d V5 = W d 3-1 3-1 如果如果WW是选矿厂在全部生产期限内产出的尾矿总量，相应算出的是选矿
11、厂在全部生产期限内产出的尾矿总量，相应算出的V5V5就是该尾矿库的就是该尾矿库的总有效库容。总有效库容。 尾矿库的全库容尾矿库的全库容V V是指某坝顶标高时的各种库容之和，用是指某坝顶标高时的各种库容之和，用3-23-2式表示：式表示： V= V1+ V2+ V3+ V4+ V5V= V1+ V2+ V3+ V4+ V5 3-2 3-2 尾矿库的总库容是指尾矿堆至最终设计坝顶标高时的全库容。尾矿库的总库容是指尾矿堆至最终设计坝顶标高时的全库容。 尾矿库的库面面积、全库容、有效库容和汇水面积都将随坝体堆积高度的变化而变尾矿库的库面面积、全库容、有效库容和汇水面积都将随坝体堆积高度的变化而变化。为
12、了清楚地表示出不同堆坝高度时的具体数值，可绘制出尾矿库的性能曲线，如化。为了清楚地表示出不同堆坝高度时的具体数值，可绘制出尾矿库的性能曲线，如图图2-62-6所示；图中的所示；图中的 H HFmFm是高程库面面积曲线；是高程库面面积曲线；H HVqVq是高程全库容曲线；是高程全库容曲线；H HVyVy是高程有效是高程有效库容曲线；库容曲线；H HFhFh是高程汇水面积曲线是高程汇水面积曲线。 图图图图2-6 2-6 尾矿库性能曲线图尾矿库性能曲线图尾矿库性能曲线图尾矿库性能曲线图 设计根据全库容曲线确定各使用期的尾矿库等别；生产部门可根据有效库容曲线推算逐年坝顶所达标高，以便制定尾矿筑坝生产计
13、划；设计者根据汇水面积曲线进行各使用期尾矿库排洪验算。 第二节第二节第二节第二节 尾矿坝尾矿坝尾矿坝尾矿坝 【条文条文条文条文】 3.63.63.63.6尾矿坝尾矿坝 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。坝的总体。 【释义与知识释义与知识】 为了减少尾矿坝的建设投资，大、中型尾矿坝通常都是用当地土石料建一个较矮的坝暂时贮存尾矿。为了减少尾矿坝的建设投资，大、中型尾矿坝通常都是用当地土石料建一个较矮的坝暂时贮存尾矿。存满后，再利用粗粒尾矿本身逐级向上加高坝体。前者称初期坝，后者称后期坝（又称尾矿堆坝）。存满后，再利
14、用粗粒尾矿本身逐级向上加高坝体。前者称初期坝，后者称后期坝（又称尾矿堆坝）。对于地形不能满足尾矿堆坝要求的小库，或尾矿颗粒太细无法利用尾矿堆坝者，只好采用类似水库对于地形不能满足尾矿堆坝要求的小库，或尾矿颗粒太细无法利用尾矿堆坝者，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，或称挡水式尾矿坝。（无后期坝）的坝型作尾矿坝。习惯称之为一次建坝，或称挡水式尾矿坝。 【条文条文条文条文】 3.73.73.73.7初期坝初期坝 基建中用作支撑后期尾矿堆存体的坝。基建中用作支撑后期尾矿堆存体的坝。 【释义与知识释义与知识】 1 1、初期坝的类型、初期坝的类型 初期坝可分为不透水坝和透水
15、坝。初期坝可分为不透水坝和透水坝。 不透水初期坝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子坝坝脚或坝坡逸出，造成坝面沼泽化，不利于后期坝坝体的稳定。这种坝型适上的子坝坝脚或坝坡逸出，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。用于挡水式尾矿坝或尾矿堆坝不高的尾矿坝。 透水初期坝透水初期坝用透水性较好的材料筑成
16、的初期坝。因其透水性大于库内沉积尾矿，有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。它是比较理想的初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。它是比较理想的初期坝坝型。期坝坝型。 2 2、初期坝的坝型及其特点、初期坝的坝型及其特点 （1 1）均质土坝）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，如图均质土坝是用粘土、粉质粘土或风化土料筑成的坝，如图 2-72-7所示，所示，它像水坝一样，属它像水坝一样，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。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。用较多。若在均质土坝内坡面和坝底面铺筑可靠的排渗层，如图若在均质土坝内坡面和坝底面铺筑可靠的排渗层，如图2-82-8所示，使尾矿堆积所示，使尾矿堆积坝内的渗水通过此排渗层排
