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1、尾矿库安全技术管理尾矿库安全技术管理金属非金属矿山尾矿库安全培训金属非金属矿山尾矿库安全培训 1、范围、范围 尾矿库安全技术管理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。2、安全技术管理相关定义、安全技术管理相关定义 安全技术管理：它是必需掌握的基础知识和基本技能，能从事安全设计、评价、监督与技术管理工作的高级技术应用性。 要有可靠性理论、安全系统工程、安全人机工程、系统工程、安全信息与微机管理、认识实习、专业综合实训、实践环节。 尾矿库安全技术管理,它是涉及到生产工艺、生产安全、综合利用和环境保护的一系列问题,所以一个尾矿库的管理从选址、规划、设
2、计、施工、运行、到终期闭库都应坚持安全第一、预防为主、防重于抢、有备无患”的方针,严格按照“尾矿库安全监督管理规定”进行实施和管理。 尾矿库安全技术管理的重点内容是：认真做好尾矿库的日常检查、沉积干滩、安全超高、调洪高度、坝体浸润线等内容,确保尾矿库在正常状态下安全运行,给企业的生产及当地居民的生产生活创造良好的环境。 3、术语解释、术语解释 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或工业废渣的场所。全库容： 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。有效库容： 某坝顶标高时，初期
3、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。尾矿库剖面图 库容 系指尾矿库空间容积 调洪库容： 某坝顶标高时，最高沉积滩面、库底、正常水位三者以上，最高洪水位以下的空间。 总库容： 设计最终堆积标高时的全库容。 尾矿坝 ： 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。 初期坝： 基建中用作支撑后期尾矿堆存体的坝。 堆积坝： 生产过程中在初期坝坝顶以上用尾矿充填堆积而成的坝。尾矿坝初期坝 1. 初期坝的类型初期坝的类型 a不透水初期坝不透水初期坝 、 b透水初期坝透水初期坝 2、初期坝的坝型初期坝的坝型 a均质土坝均
4、质土坝 、b透水堆石坝、透水堆石坝、c砂、石透水砂、石透水堆石坝、堆石坝、d废石坝、废石坝、e砌石坝、砌石坝、f混凝土坝混凝土坝 上游式（尾矿筑坝法）： 在初期坝上游方向充填堆积尾矿的筑坝方式。 中线式（尾矿筑坝法）： 在初期坝轴线处用旋流分级粗砂冲积尾矿的筑坝方式。 下游式（尾矿筑坝法）： 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。 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。尾矿坝堆积坝 堆积坝堆积坝 a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
5、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。、 b堆积坝型式 上游式 缺点： 细粒夹层多 优点：筑坝工艺简单 渗透性能差 管理方便 浸润线高 运营费用低 坝体稳定性差 国内外均普遍采用 下游式 优点：坝体质量可控 缺点：筑坝工艺复杂 渗透性强 管理复杂 浸润线低 受地形限制 坝体稳定性好 运营费用高 国内采用少 中线式 优点：坝体质量可控 缺点：筑坝工艺较复杂 渗透性较强 管理较复杂 浸润线低 受地形限制 坝体稳定性较好
6、 运营费用高 国内采用少 最小干滩长度：最小干滩长度： 设计洪水位时的干滩长度。设计洪水位时的干滩长度。 安全超高安全超高 ： 尾矿坝沉积滩顶至设计洪水位的高差。也是尾矿坝沉积滩顶至设计洪水位的高差。也是规定的安规定的安全超高最小值。全超高最小值。 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。处坝底的高差。 总坝高：总坝高： 与总库容相对应的最终堆积标高时的坝高。与总库容相对应的最终堆积标高时的坝高。 堆坝高度或堆积高度
7、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。尾矿堆积坝坝顶与初期坝坝顶的高差。 尾矿库挡水坝尾矿库挡水坝 ： 长期或较长期挡水的尾矿坝，包括不用尾矿堆坝的主长期或较长期挡水的尾矿坝，包括不用尾矿堆坝的主坝及坝及尾矿库侧、后部的副坝。尾矿库侧、后部的副坝。 尾矿库安全设施：尾矿库安全设施： 直接影响尾矿库安全的设施，包括初期坝、副坝、排直接影响尾矿库安全的设施，包括初期坝、副坝、排渗设施、尾矿库排水设施、尾矿库观测设施及其他影响尾渗设施、尾矿库排水设施、尾矿库观测设施及其他影响尾矿库安全的设施。矿库安全的设施。 4 4、尾矿库等别及构筑物级别、尾矿库等别及构筑物级别 尾矿库各使用期
8、的设计等别应根据该期的全库容和坝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高分别按表1确定。当两者的等差为一等时，以高者为准；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。计等别可提高一等。表表1 1 尾矿库等别尾矿库等别 尾矿库构筑物的级别是根据尾矿库等别及其重要性确尾矿库构筑物的级别是根据尾矿库等别及其重要性确定的。定的。 、5 5 、尾矿库建设、尾矿库建设 a a
9、尾矿库勘察尾矿库勘察 尾矿库工程地质与水文地质勘查应符合有关国家及尾矿库工程地质与水文地质勘查应符合有关国家及行业标准要求，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。因素，并提出工程措施建议，为设计提供可靠依据。 在用的上游法尾矿堆积坝的勘察应执行岩土工程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。勘察规范。 b b尾矿库设计尾矿库设计 尾矿库库址选择应遵守下列原则：尾矿库库址选择应遵守下列原则： a) a)不宜位于工矿企业、大型水源地、水产基地和大型不宜位于工矿企业、大型水源地、水产基地和大型居
10、民区上游。居民区上游。 b) b)不应位于全国和省重点保护名胜古迹的上游。不应位于全国和省重点保护名胜古迹的上游。 c) c)应避开地质构造复杂、不良地质现象严重区域。应避开地质构造复杂、不良地质现象严重区域。 d) d)不宜位于有开采价值的矿床上面。不宜位于有开采价值的矿床上面。 e) e)汇水面积小，有足够的库容和初、终期库长。汇水面积小，有足够的库容和初、终期库长。 尾矿库设计应对不良地质条件采取可靠的治理措施。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，应对其稳定性对停采的露天采矿场改作尾矿库的，应对其稳定性进行专项论证；对露天采矿场下部有采矿活动的
11、，不宜作进行专项论证；对露天采矿场下部有采矿活动的，不宜作尾矿库。确须用时，应由有资质的单位进行专项论证，并尾矿库。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，在保证地下采矿安全时，方可使用。提出安全技术措施，在保证地下采矿安全时，方可使用。 尾矿库施工设计文件应给出生产运行安全控制参数：尾矿库施工设计文件应给出生产运行安全控制参数： a) a)尾矿库设计最终堆积高程、最终坝体高度、总库容；尾矿库设计最终堆积高程、最终坝体高度、总库容；b)b)尾矿坝堆积坡比；尾矿坝堆积坡比；c)尾矿坝不同堆积标高时，库内控制的正尾矿坝不同堆积标高时，库内控制的正常水位、调洪高度、安全超高及最小
12、干滩长度等；常水位、调洪高度、安全超高及最小干滩长度等；d)尾矿坝浸润线尾矿坝浸润线控制。控制。 尾矿库初部设计应编制安全专篇，主要内容有：尾矿库初部设计应编制安全专篇，主要内容有： a) a)尾矿库库区存在的安全隐患及对策；尾矿库库区存在的安全隐患及对策；b)b)尾矿库初级尾矿库初级坝及堆积坝的稳定性分析；坝及堆积坝的稳定性分析；c)c)尾矿库动态监测和通讯设备尾矿库动态监测和通讯设备配置的可靠性分析；配置的可靠性分析；d)d)尾矿库的安全管理要求。尾矿库的安全管理要求。 c c尾矿坝设计尾矿坝设计 尾矿坝宜以滤水坝为初期坝，利用尾矿筑坝。尾矿坝宜以滤水坝为初期坝，利用尾矿筑坝。 当遇有下列
13、条件之一时，可以采用当地土石料或废石当遇有下列条件之一时，可以采用当地土石料或废石建坝。建坝。 a) a)尾矿颗粒很细、粘粒含量大，不能筑坝。尾矿颗粒很细、粘粒含量大，不能筑坝。 b) b)由尾矿库后部放矿合理。由尾矿库后部放矿合理。 c) c)尾矿库与废石场结合考虑，用废石筑坝合理。尾矿库与废石场结合考虑，用废石筑坝合理。 初期坝高度的确定除满足初期堆存尾矿、澄清尾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。蓄洪水要求。 坝基处理应满足渗流控制和静、动力稳定要求。坝基处理应满足渗流控制和
14、静、动力稳定要求。 遇有下列情况时，应进行专门研究处理：遇有下列情况时，应进行专门研究处理： a) a)透水性较大的厚层砂砾石地基；透水性较大的厚层砂砾石地基； b) b)易液化土、软粘土和湿陷性黄土地基；易液化土、软粘土和湿陷性黄土地基； c) c)岩溶发育地基。岩溶发育地基。 d) d)采空区地基。采空区地基。 尾矿筑坝的方式，对于抗震设防烈度为尾矿筑坝的方式，对于抗震设防烈度为7 7度及度及7 7度度以下地区宜采用上游式筑坝，抗震设防烈度为以下地区宜采用上游式筑坝，抗震设防烈度为8-98-9度地区度地区宜采用下游式或中线式筑坝。宜采用下游式或中线式筑坝。 上游式筑坝，中、粗尾矿可采用直接
15、冲填筑坝法，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。尾矿颗粒较细时宜采用分级冲填筑坝法。 下游式或中线式尾矿筑坝分级后用于筑坝的尾矿，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（其粗颗粒（d0.074mmd0.074mm）含量不宜少于）含量不宜少于70%70%，否则应进行，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。防洪的要求。 下游式或中线式尾矿坝应设上游初期坝和下游滤水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。坝趾，二者之间的
16、坝基应设置排渗设施。 尾矿库挡水坝应按水库坝的要求设计。尾矿库挡水坝应按水库坝的要求设计。 上游式尾矿坝沉积滩顶至最高洪水位的高差不得小上游式尾矿坝沉积滩顶至最高洪水位的高差不得小于表于表3 3的最小安全超高值，同时，滩顶至设计最高洪水位的最小安全超高值，同时，滩顶至设计最高洪水位边线距离不得小于表边线距离不得小于表3 3的最小滩长值。的最小滩长值。表表3 3 上游式尾矿坝的最小安全超高与最小滩长上游式尾矿坝的最小安全超高与最小滩长 下游式和中线式尾矿坝坝顶外缘至最高洪水位水边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线的距离不宜小于表4 4的最小滩长值。的最小滩长值。 当
17、坝体采取防渗斜（心）墙时，坝顶至设计洪水位的当坝体采取防渗斜（心）墙时，坝顶至设计洪水位的高差亦不得小于表高差亦不得小于表3 3的最小安全超高值。的最小安全超高值。 表表4 4 下游式及中线式尾矿坝的最小滩长下游式及中线式尾矿坝的最小滩长 11 11 尾矿库挡水坝在最高洪水位时安全超高不得小于表尾矿库挡水坝在最高洪水位时安全超高不得小于表3 3的最小安全超高值、最大风壅水面高度和最大风浪爬高的最小安全超高值、最大风壅水面高度和最大风浪爬高三者之和。最大风壅水面高度和最大风浪爬高可按碾压三者之和。最大风壅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。式土石坝设计规范推荐的方法计算
18、。 12 12 地震区尾矿坝除应符合下列规定：地震区尾矿坝除应符合下列规定：上游式尾矿坝沉积滩顶至正常高水位的高差不得小于表上游式尾矿坝沉积滩顶至正常高水位的高差不得小于表3 3最小安全超高值与地震壅浪高度之和，滩顶至正常高水位最小安全超高值与地震壅浪高度之和，滩顶至正常高水位水边线的距离不得小于表水边线的距离不得小于表3 3的最小滩长值与地震壅浪高度的最小滩长值与地震壅浪高度对应滩长之和。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线的距离不宜小于表4 4的最小滩长值与地震壅浪高度对应的最小滩长值与地震壅浪高度
19、对应滩长之和。滩长之和。 尾矿库挡水坝正常高水位的高差不得小于表3最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0.51.5m。 对于全部采用当地土石料和废石筑坝的尾矿坝，其安对于全部采用当地土石料和废石筑坝的尾矿坝，其安全超高按尾矿库挡水坝要求确定。全超高按尾矿库挡水坝要求确定。 13 13 尾矿坝设计应进行渗流计算，以确定坝体浸润线、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，排渗设施，1 1、2 2级尾矿坝还应进行渗流稳定研究。级尾矿坝还应进
20、行渗流稳定研究。 14 14 上游式尾矿坝的渗流计算应考虑尾矿筑坝放矿水上游式尾矿坝的渗流计算应考虑尾矿筑坝放矿水的影响。的影响。1 1、2 2级山谷型尾矿坝的渗流应按三维计算或由模级山谷型尾矿坝的渗流应按三维计算或由模拟试验确定；拟试验确定；3 3级以下尾矿坝的渗流计算可按附录级以下尾矿坝的渗流计算可按附录A A进行。进行。 15 15 上游式尾矿堆积坝的初期透水堆石坝坝高与总坝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高之比值不宜小于1/81/8。 16 16 尾矿初期坝与堆积坝坝坡的抗滑稳定性应根据坝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
21、，考虑各种荷载组合，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，可采用改良圆弧法。考虑内存在软弱土层时，可采用改良圆弧法。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。规定进行计算。 抗震设防烈度划分为抗震设防烈度划分为6 6度及度及6 6度以下地区的度以下地区的5 5级尾矿坝，级尾矿坝，当坝外坡比小于当坝外坡比小于1:41:4时，除原尾矿属尾粘土和尾粉质粘土时，除原尾矿属尾粘土和尾粉质粘土以及软弱坝基外，可不作
22、稳定计算。以及软弱坝基外，可不作稳定计算。 17 17 尾矿坝稳定性计算的荷载分下列五类，可根据不尾矿坝稳定性计算的荷载分下列五类，可根据不同情况按表同情况按表5 5进行组合：进行组合：一类为筑坝期正常高水位的渗透压力；一类为筑坝期正常高水位的渗透压力；二类为坝体自重；二类为坝体自重；三类为坝体及坝基中孔隙压力；三类为坝体及坝基中孔隙压力；四类为最高洪水位有可能形成的稳定渗透压力；四类为最高洪水位有可能形成的稳定渗透压力；五类为地震惯性力。五类为地震惯性力。 表5 荷载的组合 1818 按瑞典圆弧法计算坝坡抗滑稳定的安全系数不应按瑞典圆弧法计算坝坡抗滑稳定的安全系数不应小于表小于表6 6规定的
23、数值。规定的数值。表表6 6 坝坡抗滑稳定最小安全系数坝坡抗滑稳定最小安全系数 19 19 当采用简化毕晓普法与瑞典圆弧法计算结果相比较当采用简化毕晓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最小安全系数。方法各自的最小安全系数。 20 20 尾矿坝坝体材料及坝基土的抗剪强度指标类别，应尾矿坝坝体材料及坝基土的抗剪强度指标类别，应视强度计算方法与土类的不同按表视强度计算方法与土类的不同按表7 7选取。选取。、表、表7 7 尾矿及土的抗剪强度指标尾矿及土的抗剪强度指标 21 21 上游式尾矿坝的计算断面应考
24、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。 22 22 上游式尾矿坝堆积至1/22/3最终设计坝高时，应对坝体进行一次全面的勘察，并进行稳定性专项评价，以验证现状及设计最终坝体的稳定性，确定后期处理措施。 23 23 透水堆石坝堆石体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。 24 24 尾矿堆积坝下游坡与两岸山坡结合处应设置截水沟。 25 25 上游式尾矿坝的堆积坝下游坡
25、面上应以土石覆盖或以其他方式植被绿化，并可结合排渗设施每隔610m高差设置排水沟。 26 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、渗透水量及其混浊度的观测设施。表表8 初期坝下游坡坡比初期坝下游坡坡比 d d排洪设计排洪设计 1 1 尾矿库必须设置排洪设施，并满足防洪要求。尾矿库排洪方式，应根据地形、地质条件、洪水量总量、调洪能力、回水方式、操作条件与使用年限等因素，经过技术比较确定。尾矿库宜采用排水井（斜槽）-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。 2 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、使用年
26、限及对下游可能造成的危害等因素，分别按表9确定。 表表9 尾矿库防洪标准尾矿库防洪标准 3 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极其严重危害的尾矿库，其防洪标准应予以提高，必要时其后期防洪可按可能最大洪水进行设计。 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。 5 设计洪水的降雨历时应采用24h计算，经论证也可采用短历时
27、计算。 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。 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。 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。 9 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。 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。 11 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。 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。 e e 库安全设施施工及验收库安全设施施工及验收 1 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应按尾矿设施施工及验收规程和其他有关规程进行。 2 2 隐蔽工程必须经分段验收合格后，方得进行下一阶段施工。 山谷型尾矿库山谷型尾矿库 傍山型尾矿库傍山型尾矿库 平地型尾矿库平地型尾矿库 截河型尾矿库截河型尾矿库 谢 谢 ！ 2013年8月27日
