尾矿库的选择与库容等计算
尾矿库的选址、计算
尾矿库的选址、计算(一)尾矿库址的选择尾矿库址选择的基本原则为：(1)不占或少占耕地，不拆迁或少拆迁居民住宅。
(2)选择有利地形、天然洼地、修筑较短的坝堤(指坝的轴线短)即可形成足够的库容(一般应满足贮存设计年限内的尾矿量)。
当一个库容不能满足要求时，应分选几个，每个库容年限不应低于5年。
(3)尾矿库地址应尽可能选择近于和低于选矿厂，尽量做到尾矿自流输送，尾矿堆置应位于厂区、居民区的主导风向的下风向。
(4)汇雨面积应当小，如若较大，在坝址附近或库岸应具有适宜开挖溢洪道的有利地形。
(5)坝址和库区应具有较好的工程地质条件，坝基处理简单，两岸山坡稳定，避开溶洞、泉眼、淤泥、活断层、滑坡等不良地质构造。
(6)库区附近需有足够的筑坝材料。
(7)库址、尾矿输送和储存方式、设施的确定，应进行方案比较。
(二)尾矿库的型式尾矿库是堆存尾矿的场所，多由堤坝和山谷围截而成。
按照地形条件及建筑方式，尾矿库可分为山谷型、山坡型、平地型3种；按筑坝的方式划分，可分为一次筑坝型(包括废石筑坝)和尾矿堆坝型两种。
(1)河谷型的尾矿库。
此种尾矿库系由封闭河谷口而成。
其优点是坝身短，初期坝工程量较小，生产期间用尾矿堆坝也容易。
缺点是积水面积大，因而流入尾矿库内的洪水量大，使排水构筑物复杂。
(2)河滩型和坡地型的尾矿库。
利用河滩或坡地筑成的尾矿库，通常是由三面围筑而成。
其优点是积水面积小，排水构筑物简单。
缺点是三面筑坝，坝身较长，初期坝工程量较大，生产期间用尾矿堆坝也较不便。
(3)平地型的尾矿库。
此种尾矿库系利用平坦地段由四面围坝而成。
其优点是积水面积小，排水构筑物简单。
缺点是四面筑坝，坝身长，初期坝工程量大，生产期间操作管理不便。
这类尾矿库通常是在当地缺乏适当的河谷、河滩、坡地或在上述两类尾矿库都不合适时才采用。
(三)尾矿库等级的划分尾矿库的等级根据其总库容的大小和坝高按表2-1确定。
表2-1尾矿库等级表注：1．库容系指校核洪水位以下尾矿库的容积；2．坝高系指尾矿堆积标高与初期坝轴线处坝底标高的高差；3．坝高与库容分级指标分属不同的级别时，以其中高的级别为准，当级差大于或等于两级时可降低一级。
尾矿库的选择与计
(1)满足回水蓄水水深hi,调洪水深ht,安全超高P的 要求：
式中Hm——尾矿库最终堆积标高，m； Hk——尾矿池控制水位，m； hj——回水蓄水水深，m； h1——调洪水深，m； e——尾矿库防洪安全超高，m。
(2)满足尾矿水澄清距离要求。控制水位时，沉积滩 水边线至溢水口的最小距离Lk应为：
(1)几何库容的计算。
在地形图上绘出初期坝坝坡和堆积坝坝坡，用求积仪测量出各封闭等高 线的面积，按式(2—1)计算：
式中v——几何容积，m3； i——i=0、1、2、3，…，n，标高线序号； j——用求积仪测量封闭等高线3次，每次求积仪读数序号； k——求积仪的面积系数，与地形图的比例有关，求积仪说明书中给 出； xij——第i个标高第J次求积仪读数； H——第i条等高线的标高，rn。
3．最终堆积标高的确定
确定尾矿库最终堆积标高的最主要因素是选矿厂在生产服务年限内 排出的总尾矿量，或按矿山原矿储量计算的总尾矿量所需要的库容。由 几何库容曲线初定尾矿库的最终堆积标高，并给出堆积平面图，见图 2—4，随后进行调洪计算、渗流计算和澄清距离计算，若满足下述3个 条件的要求，初定标高满足要求。
(三)尾矿库等级的划分
尾矿库的等级根据其总库容的大小和坝高按表2-1确定。 库容V／亿m3 坝高／m 工程规模 二等库具备提高等别条件者 >1．O >100 大型 1.0～0.1 100～60 中型 O．1～O．01 60～30 小一型 <0.0l <30 小二型
级 别 一 二 三 四 五
(四)尾矿场的计算
1．库容计算 为明确起见，先说明各种库容名称的含义， 由图2—2可以看出：
尾矿库的选址要求及相关规定
尾矿库的选址要求及相关规定一、尾矿库的原则1. 保护环境选矿厂产生的尾矿不仅数量大，颗粒细，且尾矿水中往往含有多种药剂，如不加处理，则必造成选厂周围环境严重污染。
将尾矿妥善贮存在尾矿库内，尾矿水在库内澄清后回收循环利用，可有效地保护环境。
2. 充分利用水资源选矿厂生产是用水大户，通常每处理一吨原矿需用水4～6吨；有些重力选矿甚至高达10～20吨。
这些水随尾矿排入尾矿库内，经过澄清和自然净化后，大部分的水可供选矿生产重复利用，起到平衡枯水季节水源不足的供水补给作用。
一般回水利用率达70％～90％。
3. 保护矿产资源有些尾矿还含有大量有用矿物成份，甚至是稀有和贵重金属成份，由于种种原因，一时无法全部选净，将其暂贮存于尾矿库中，可待将来再进行回收利用。
二、特点1. 尾矿库是矿山选矿厂生产不可缺少的设施尾矿库是矿山企业最大的环境保护工程项目。
可以防止尾矿向江、河、湖、海沙漠及草原等处任意排放。
一个矿山的选矿厂只要有尾矿产生，就必须建有尾矿库。
所以说尾矿库是矿山选矿厂生产必不可少的组成部分。
2. 尾矿库基建投资及运行费用巨大尾矿库的基建投资一般约占矿山建设总投资的10％以上，占选矿厂投资的20％左右，有的几乎接近甚至超过选矿厂投资。
尾矿设施的运行成本也较高，有些矿山尾矿设施运行成本占选矿厂生产成本的30％以上。
为了减少运行费，有些矿山的选矿厂厂址取决于尾矿库的位置。
3. 尾矿库是矿山企业生产最大的危险源尾矿库是一个具有高势能的人造泥石流的危险源。
在长达十多年甚至数十年的期间里，各种自然的（雨水、地震、鼠洞等）和人为的（管理不善、工农关系不协调等）不利因素时时刻刻或周期性地威胁着它的安全。
事实一再表明，尾矿库一旦失事，将给工农业生产及下游人民生命财产造成巨大的灾害和损失。
三、尾矿库的构成尾矿库一般由尾矿堆存系统、尾矿库排洪系统、尾矿库回水系统等几部分组成。
1. 尾矿堆存系统：该系统一般包括坝上放矿管道、尾矿初期坝、尾矿后期坝、浸润线观测、位移观测以及排渗设施等。
尾矿库的选择跟计算
尾矿库的选择与计算(一)尾矿库址的选择尾矿库址选择的基本原则为：(1)不占或少占耕地，不拆迁或少拆迁居民住宅。
(2)选择有利地形、天然洼地、修筑较短的坝堤(指坝的轴线短)即可形成足够的库容(一般应满足贮存设计年限内的尾矿量)。
当一个库容不能满足要求时，应分选几个，每个库容年限不应低于5年。
(3)尾矿库地址应尽可能选择近于和低于选矿厂，尽量做到尾矿自流输送，尾矿堆置应位于厂区、居民区的主导风向的下风向。
(4)汇雨面积应当小，如若较大，在坝址附近或库岸应具有适宜开挖溢洪道的有利地形。
(5)坝址和库区应具有较好的工程地质条件，坝基处理简单，两岸山坡稳定，避开溶洞、泉眼、淤泥、活断层、滑坡等不良地质构造。
(6)库区附近需有足够的筑坝材料。
(7)库址、尾矿输送和储存方式、设施的确定，应进行方案比较。
(二)尾矿库的型式尾矿库是堆存尾矿的场所，多由堤坝和山谷围截而成。
按照地形条件及建筑方式，尾矿库可分为山谷型、山坡型、平地型3种；按筑坝的方式划分，可分为一次筑坝型(包括废石筑坝)和尾矿堆坝型两种。
(1)河谷型的尾矿库。
此种尾矿库系由封闭河谷口而成。
其优点是坝身短，初期坝工程量较小，生产期间用尾矿堆坝也容易。
缺点是积水面积大，因而流入尾矿库内的洪水量大，使排水构筑物复杂。
(2)河滩型和坡地型的尾矿库。
利用河滩或坡地筑成的尾矿库，通常是由三面围筑而成。
其优点是积水面积小，排水构筑物简单。
缺点是三面筑坝，坝身较长，初期坝工程量较大，生产期间用尾矿堆坝也较不便。
(3)平地型的尾矿库。
此种尾矿库系利用平坦地段由四面围坝而成。
其优点是积水面积小，排水构筑物简单。
缺点是四面筑坝，坝身长，初期坝工程量大，生产期间操作管理不便。
这类尾矿库通常是在当地缺乏适当的河谷、河滩、坡地或在上述两类尾矿库都不合适时才采用。
(三)尾矿库等级的划分尾矿库的等级根据其总库容的大小和坝高按表2-1确定。
表2-1尾矿库等级表注：1．库容系指校核洪水位以下尾矿库的容积；2．坝高系指尾矿堆积标高与初期坝轴线处坝底标高的高差；3．坝高与库容分级指标分属不同的级别时，以其中高的级别为准，当级差大于或等于两级时可降低一级。
尾矿库认定标准
尾矿库认定标准一、设施规模1. 尾矿库的设施规模应与选矿厂的排尾量、尾矿的物理化学性质、库区地形地貌、水文气象条件、环境保护要求等相适应。
2. 尾矿库的总容量应满足选矿厂服务年限的要求，并应符合有关规程和规范的规定。
二、储存环境1. 尾矿库应具有良好的天然地形地貌和稳定的岸坡，宜具有较开阔的汇水面积和适宜的库容。
2. 尾矿库的汇水面积应按选矿厂总排尾量及长期规划发展需要所规定的汇水面积确定。
3. 尾矿库必须有可靠的入库水量保证，应满足选矿厂在正常和最大入库水量条件下的泄洪能力。
4. 尾矿库的排洪能力应按选矿厂的设计排尾量和当地暴雨洪水资料及尾矿库的实际地形确定，并应满足环境保护部门所规定的要求。
5. 尾矿库必须有可靠的排洪设施，其结构、尺寸及基础处理应符合设计要求，并应定期维护检查，保持排洪设施畅通。
6. 尾矿库内应有可靠的通讯设施，以便在发生事故时能及时报警。
7. 尾矿库周围应有醒目的标志牌，标明坝高、总库容、企业名称、管理单位、安全责任人、报警电话等内容。
8. 尾矿库必须有合适的场地堆放滤饼、滤液和检修用的备品备件等。
9. 尾矿库必须有合适的道路和交通设施，以便于尾矿库的维护管理和应急救援。
10. 尾矿库应有健全的安全管理机构和规章制度，并应配备相应的专业技术人员和安全检查人员负责尾矿库的安全管理工作。
11. 尾矿库周围应有明显的禁入区标志，标志应标明禁入区域的范围、内容和报警电话等内容。
12. 尾矿库必须有合适的场地堆放滤饼、滤液和检修用的备品备件等。
13. 尾矿库应有合适的道路和交通设施，以便于尾矿库的维护管理和应急救援。
14. 尾矿库应有健全的安全管理机构和规章制度，并应配备相应的专业技术人员和安全检查人员负责尾矿库的安全管理工作。
尾矿库容计算
13
2.5
0.4 0.4 6 6 2.68 0.16 4.00 1.20 3.75 13.25 33.49
高(H) m 直径(φ) m 柱宽 m 壁厚 m 柱数 个 圈梁距离 圈梁 ㎡ 支柱 ㎡ 井座 H 基础 H 基础φ 基础 m³ 体积 m³
9
2.5
0.4 0.4
6 6 2.68 0.16 4.00 1.00 3.75 11.04 29.65
1.00 0.40
坝顶宽度 内坡比 外坡比 系数 K 3.50 2.00 2.50 0.8
坝顶宽度 内坡比 外坡比 系数 K 2.00 0.20 0.60 0.8
内坡面积 嵌入面积 内坡长 嵌入长度 粗砂层1
955.71 68.00 34.00
1.00 0.2
初期坝
初期坝 纵向
初期坝 横向
排渗涵洞
上宽 m 2.00
3 供电线路
1200.00
小计
1 1
合计
棱体
粗砂层 0.2
400g透水 土工膜
84.40
卵石层m³ 粗砂层m³
初期坝 砾石层 粗砂层2 粗砂层3
干砌石护 坡
250g防渗 400g透水 土工膜 土工膜
基础 ㎡
粗砂层1m³ 砾石层m³
0.4
0.2
0.2
0.3
1023.71 1023.71 2687.00 粗砂层2m³
8.5 浆砌石m³
178.74
8.6 排渗涵洞
18.54
小计
1
1#框架排水井
排水系统 200.52万元
尾矿输送系 统12.8万元 回水系统
7.1万元
尾矿排渗及 观测设施3
万元 道路及供电 系统7.29万
尾矿库设计中的问题
•
经专家分析溃坝的主要原因：
•
1、超标准降雨
•
根据当地水文气象站提供的降雨资料，当天最大24小时降
雨量427mm。经计算实际降雨已经超过300年一遇洪水；设计
防洪标准200年一遇洪水，
•
2、排洪系统进水口标高抬高2.5m
堵塞高度不得高于水位0.2m。司家营、兰亭尾矿库均出现过挡板 封堵过高的问题，看来是小事，出现问题后就成了大事，信宜垮坝 就是一个重要原因。
3.2 第2、排洪系统的布置
排洪系统的布置要根据地形进行布置，在布置中应注意的问题： ①、溢水塔尽量不布置在沟中间，必须布置在沟中间时进水口标高 一定要高于原地面1～1.5m，避免山上的杂物将塔堵塞；信宜和德胜图； ②、初期坝较高时应在坝前适当位置增加0#溢水塔（不考虑澄清距 离），用它来调整初期生产的水位，避免初期坝前水位过高造成初期坝的 渗流破坏。德胜工程我们设了0#溢水塔因为跑混，擅自将0#溢水塔封堵， 再加上初期坝施工有局部缺陷，细粒级石料过多，高水位渗流造成初期坝 塌陷，上游反滤层破坏的事故。 ③、采用隧洞方案应当注意隧洞进口岩体应满足3.0倍洞径的要求， 进口的堵塞应当严密，我们做的板石沟第一套排洪系统，北京有色设计院 做的山西铝厂，都是因为平洞堵塞不严产生漏水漏矿的严重污染事故。 ④、溢水塔之间的搭接，我的意见搭接2m较为合适；
式中：L—有效进水宽度（m） m—堰的流量系数 H—堰上水头（m）
2. 尾矿库的工程地质概况
• ②、塔顶孔口流 • 当为孔口时
Q1 F 2gH
式中：F—孔口面积（m2） μ—孔口的流量系数
Q2 f ' 2g(h1 H)
③、排水管进口处的泄流能力（半压力流）
Q2 f ' 2g(h1 H)
尾矿库设计简介
尾矿库设计简介一、尾矿库的基本系统尾矿库一般由尾矿堆存系统、尾矿库排洪系统、尾矿库回水系统等几部分组成。
1. 尾矿堆存系统该系统一般包括坝上放矿管道、尾矿初期坝、尾矿后期坝、浸润线观测、位移观测以及排渗设施等。
2. 尾矿库排洪系统该系统一般包括截洪沟、溢洪道、排水井、排水管、排水隧洞等构筑物。
3. 尾矿回水系统该系统大多利用库内排洪井、管将澄清水引入下游回水泵站，再扬至高位水池。
也有在库内水面边缘设置活动泵站直接抽取澄清水，扬至高位水池。
二、尾矿库的功能1. 保护环境选矿厂产生的尾矿不仅数量大，颗粒细，且尾矿水中往往含有多种药剂，如不加处理，则必造成选厂周围环境严重污染。
将尾矿妥善贮存在尾矿库内，尾矿水在库内澄清后回收循环利用，可有效地保护环境。
2. 充分利用水资源选矿厂生产是用水大户，通常每处理一吨原矿需用水4～6吨；有些重力选矿甚至高达10～20吨。
这些水随尾矿排入尾矿库内，经过澄清和自然净化后，大部分的水可供选矿生产重复利用，起到平衡枯水季节水源不足的供水补给作用。
一般回水利用率达70％～90％。
3. 保护矿产资源有些尾矿还含有大量有用矿物成份，甚至是稀有和贵重金属成份，由于种种原因，一时无法全部选净，将其暂贮存于尾矿库中，可待将来再进行回收利用。
三、尾矿库的重要性1. 尾矿库是矿山选矿厂生产不可缺少的设施环境保护是我国一项基本国策。
尾矿库是矿山企业最大的环境保护工程项目。
随着全国人民生活水平的提高。
国家对环境保护的要求也越来越高，即使在人烟稀少的偏远山区，也严禁将尾矿向江、河、湖、海沙漠及草原等处任意排放。
一个矿山的选矿厂只要有尾矿产生，就必须建有尾矿库。
所以说尾矿库是矿山选矿厂生产必不可少的组成部分。
2. 尾矿库基建投资及运行费用巨大尾矿库的基建投资一般约占矿山建设总投资的10％以上，占选矿厂投资的20％左右，有的几乎接近甚至超过选矿厂投资。
尾矿设施的运行成本也较高，有些矿山尾矿设施运行成本占选矿厂生产成本的30％以上。
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尾矿库的选择与计算
(一)尾矿库址的选择
尾矿库址选择的基本原则为：
(1)不占或少占耕地，不拆迁或少拆迁居民住宅。
(2)选择有利地形、天然洼地、修筑较短的坝堤(指坝的轴线短)即可形成足够的库容(一般应满足贮存设计年限内的尾矿量)。
当一个库容不能满足要求时，应分选几个，每个库容年限不应低于5年。
(3)尾矿库地址应尽可能选择近于和低于选矿厂，尽量做到尾矿自流输送，尾矿堆置应位于厂区、居民区的主导风向的下风向。
(4)汇雨面积应当小，如若较大，在坝址附近或库岸应具有适宜开挖溢洪道的有利地形。
(5)坝址和库区应具有较好的工程地质条件，坝基处理简单，两岸山坡稳定，避开溶洞、泉眼、淤泥、活断层、滑坡等不良地质构造。
(6)库区附近需有足够的筑坝材料。
(7)库址、尾矿输送和储存方式、设施的确定，应进行方案比较。
(二)尾矿库的型式
尾矿库是堆存尾矿的场所，多由堤坝和山谷围截而成。
按照地形条件及建筑方式，尾矿库可分为山谷型、山坡型、平地型3种；按筑坝的方式划分，可分为一次筑坝型(包括废石筑坝)和尾矿堆坝型两种。
(1)河谷型的尾矿库。
此种尾矿库系由封闭河谷口而成。
其优点是坝身短，初期坝工程量较小，生产期间用尾矿堆坝也容易。
缺点是积水面积大，因而流入尾矿库内的洪水量大，使排水构筑物复杂。
(2)河滩型和坡地型的尾矿库。
利用河滩或坡地筑成的尾矿库，通常是由三面围筑而成。
其优点是积水面积小，排水构筑物简单。
缺点是三面筑坝，坝身较长，初期坝工程量较大，生产期间用尾矿堆坝也较不便。
(3)平地型的尾矿库。
此种尾矿库系利用平坦地段由四面围坝而成。
其优点是积水面积小，排水构筑物简单。
缺点是四面筑坝，坝身长，初期坝工程量大，生产期间操作管理不便。
这类尾矿库通常是在当地缺乏适当的河谷、河滩、坡地或在上述两类尾矿库都不合适时才采用。
(三)尾矿库等级的划分
尾矿库的等级根据其总库容的大小和坝高按表2-1确定。
表2-1尾矿库等级表
注：1．库容系指校核洪水位以下尾矿库的容积；
2．坝高系指尾矿堆积标高与初期坝轴线处坝底标高的高差；
3．坝高与库容分级指标分属不同的级别时，以其中高的级别为准，当级差大于或等于两级时可降低一级。
有下列情况之一者，按表2-1确定的尾矿库等级可提高一级：
(1)当尾矿库失事将使下游重要城镇、工矿企业、铁路干线遭受严重的灾害者；
(2)当工程地质及水文条件特别复杂时，经地基处理后尚认为不彻底者(洪水标准不予提高)。
(四)尾矿场的计算
1．库容计算
为明确起见，先说明各种库容名称的含义，由图2—2可以看出：
几何库容：是指初期坝、堆积坝边坡与地形等高线封闭所形成的容积；
总库容：是根据总尾矿量、调洪、矿浆水澄清及渗流控制条件所确定的与尾矿库最终堆积标高相应的几何库容；
有效库容：是指尾矿在尾矿库中所占据的实际容积，以Vr表示：
回水库容：是指正常高水位与控制水位之间水的容积，以Vx 表示；
调洪库容：是指最高洪水位与正常高水位之间水的容积，以VT表示；
死库容：是指控制水位以下水所占的容积，以Vo表示；
空余库容：是指最终堆积标高与最高洪水位之间未被尾矿充填的容积，以厂k表示。
所有尾矿库的Vk相应高度应满足安全超高要求。
上述尾矿库的库容是经常变化的。
(1)几何库容的计算。
在地形图上绘出初期坝坝坡和堆积坝坝坡，用求积仪测量出各封闭等高线的面积，按式(2—1)计算：
式中v——几何容积，m3；
i——i=0、1、2、3，…，n，标高线序号；
j——用求积仪测量封闭等高线3次，每次求积仪读数序号；
k——求积仪的面积系数，与地形图的比例有关，求积仪说明书中给出；
xij——第i个标高第J次求积仪读数；
H——第i条等高线的标高，rn。
(2)尾矿库所需库容的计算。
尾矿库的库容应满足选矿厂服务年限的要求。
其所需库容与选矿厂每年排出的尾矿量和服务年限有关，可按式(2—2)计算：
式中 Vz——选矿厂在生产服务年限内所需尾矿库的容积，mj；
w——选矿厂每年排人尾矿库的尾矿量，t／a；
ρd——尾矿的松散密度(即平均堆积干容重)，t/m3；
N——选矿厂生产服务年限，a；
ηz——尾矿库库容利用系数。
pd的确定，一般参考类似尾矿的勘察资料或实验室的试验资料确定；在无上述资料时，可参考表2—2确定。
ηz值的确定，一般应根据尾矿堆积的实际边坡、尾矿沉积滩的水上、水下冲积纵坡，绘出尾矿堆积平面图，计算出尾矿的实际堆积容积(尾矿库的有效库容)，按下式计算尾矿库库容利用系数：
表2—2 堆积尾矿的密度参考表
注：表中系按尾矿密度Pg=2．70t／m3编制的，若尾矿密度不等于
2．70t／m3时，
堆积密度数值应乘以校正系数卢=Pg／2．70。
ηz=尾矿库的有效库容V，／尾矿库的总库容 (2—3)在缺少尾矿沉积滩水上、水下纵坡资料时，可按表2—3确定。
表2-3尾矿库库容利用系数参考表
库容利用系数ηz
尾矿库形状及放矿方式初期终期
狭长曲折的山谷形、坝顶放矿 0.30 0.60～0.70 较宽阔的山谷形，单向或两向放矿 0.40 0.70～O．80 平地或山坡形，三面或四周放矿 0.50 O．80～0.90
根据式(2-2)的计算结果，查库容曲线可得尾矿所需的堆积标高。
2．尾矿澄清距离的计算
在尾矿水力冲积过程中，细粒尾矿随矿浆水进入尾矿池，并需在水中停留一定时间(流过一定距离——澄清距离)细颗粒才能下沉，使尾矿水得以澄清而达到一定的水质标准，澄清距离的计算参考图2—3，采用式(2-4)计算。
式中L——所需澄清距离，m；
h1——颗粒在静水中下沉深度(即澄清水层的厚度)，一般不小于0．5～1．Om，视溢水口的溢水深度而定，要求h1大于溢水口的溢水水头，m；
ν——平均流速，m／s；
Q——矿浆流量，m3／S；
h2，——矿浆流动平均深度，一般取为0．5～1．Om；
n——同时工作的放矿口个数，根据放矿管和分散管(主管)直径而定，要求同时工作的放矿管断面面积之和等于分散管断面面积的两倍，参考表2—4；。