尾矿库干滩长度和安全超高的计算
尾矿库明渠排洪系统调洪演算方法
尾矿库明渠排洪系统调洪演算方法闫鹏【摘要】在尾矿库闭库治理、截洪型新建尾矿库工程中，明渠作为排洪系统应用较为广泛。
排洪系统是尾矿库的重要构筑物，直接关系到尾矿库工程的经济与安全。
目前，明渠应用存在的问题：设计流量直接按洪峰流量计算，造成明渠设计断面偏大；明渠缓流状态时未考虑淹没系数对流量的影响，存在防洪安全隐患；明渠急流状态未设置过渡段，致使断面设计偏大。
针对以上问题，利用临界底坡将明渠进口的流态分为自由出流、淹没出流，给出了矩形断面进口自由出流状态下的临界水深、临界流速、临界底坡的计算公式；根据明渠进口的流态，分别给出了明渠缓流、急流泄流关系的计算步骤；根据区域洪水过程线、调蓄库容曲线及泄流关系曲线，进行了尾矿库调洪验算。
%In the closed treatment of tailing ponds and the intercepting flood type new tailing pond project,open channel has been widely applied as drainage system.Drainage system is an important struc-ture of tailing pond,it is directly related to economic and security engineering of tailing pond.At pres-ent,there are several problems of the application of open channel are existed:flood regulating calculation is not conducted,design of open channel flow is directly calculated by peak flow,resulting in open chan-nel cross -section design is too large;the influence of the submerged coefficient flow is not considered in channel slow state,so,flood control safety hazards are existed;the transition section is not set in channel rapids state,resulting in the design of cross section is too large.In view of the above problems,the flow of imports of open channel is divided into free flow submerged discharge flow by using thecritical bottom slope.The calculation formulas of critical depth,critical flow velocity and critical bottom slope are given under the state of rectangular import free flow.According to the flow state of the imports of open channel, the calculation steps of the discharge relationship between slow flow and jet flow are given respectively. The flood regulating calculation is conducted based on the regional flood process line,storage capacity curve and discharge curve of tailings.【期刊名称】《现代矿业》【年(卷),期】2015(000)007【总页数】4页(P143-146)【关键词】尾矿库;明渠;排洪系统;调洪演算;临界底坡【作者】闫鹏【作者单位】化工部长沙设计研究院【正文语种】中文尾矿库是贮存金属非金属尾矿或其他工业废渣的场所，是矿山三大控制性工程之一[1-2]。
尾矿库安全技术管理2
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
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。
•坝及尾矿库侧、后部的副坝。 • 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。
• 4、尾矿库等别及构筑物级别 • 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1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。
的正常水位、调洪高度、安全超高及最小干滩长度等；d)尾矿坝浸 润线控制。
• ⑤尾矿库初部设计应编制安全专篇，主要内容有： • a)尾矿库库区存在的安全隐患及对策；b)尾矿库初 级坝及堆积坝的稳定性分析；c)尾矿库动态监测和通讯
尾矿库剖面图
尾矿库作业安全规程
Xxx公司xxx尾矿库作业安全规程（推荐稿）制作：审批：备注：作业安全规程各单位依据本模板根据自身的情况进行细化具体编写，编写周期应以一年或推筑子坝计划为宜。
模板内容如不涉及可以略去，不足部分自行添加。
例如：在线监测部分没有涉及应在合适的位置添加。
在制作目录时应再增加一级子目录（此模板只是一级章节目录）。
目录1总则 (3)2尾矿库基本情况概述： (3)3尾矿库年度作业计划编制 (3)4 尾矿库子坝堆筑作业管理 (4)5 放矿作业管理 (6)6 尾矿库排渗设施埋设作业管理 (7)7水位控制及监测管理 (9)8尾矿库排水构筑物封堵作业管理 (11)9 安全检查 (15)10尾矿库生产运行档案管理 (16)11 学习与培训1总则1.1为加强尾矿库安全生产管理，提高安全生产管理水平，预防和减少生产安全事故，保障人民群众生命和财产安全，依据国家的有关法律、法规、标准，结合我省实际，制定本规定。
1.2本规定适用于xxxx尾矿库的生产运行管理。
1.3编制依据2尾矿库基本情况概述：3尾矿库年度作业计划编制3.1尾矿库生产作业计划的主要内容包括尾矿排放、子坝堆筑、排渗设施实施、排水沟实施、观测设施实施、排水构筑物封堵、坝面覆土绿化等工程项目。
3.2每年年底生产经营单位技术部门(技术人员)(以下简称技术部门)根据尾矿库设计和技术规程编制《年度尾矿库作业计划》，并报主管领导批准后按期实施。
3.3 根据生产经营单位年度生产经营计划，确定尾矿排放量。
依据尾矿排放量、尾矿库的库容曲线和尾矿库实际运行现状，在满足生产、防汛、冬季放矿和回水的要求下，确定一年堆筑子坝次数、每次堆筑高度、堆筑时间（尽量避开冬季堆筑子坝）。
3.4 根据尾矿库设计要求和安全生产需要确定工程项目，制定实施方案、施工进度等，并明确责任人员。
4 尾矿库子坝堆筑作业管理4.1 筑坝作业之前应由技术部门做出筑坝设计和作业方案，报单位主管领导审批。
4.2 作业负责人应根据设计和作业方案根据现场情况制定主要安全措施及技术措施，报安全部门审核，经主管领导批准后组织实施。
某中型尾矿库调洪原则及调洪计算方法
137某中型尾矿库调洪原则及调洪计算方法李 斌（山东欣鹏安全技术咨询有限公司，山东 济南 ２５０１００）摘 要：调洪计算在保障尾矿库的安全运行和防洪作用方面都是非常重要的。
本文以一座中型尾矿库为研究对象，为了保证尾矿库和下泄区的安全，首先确定了调洪计算的原则。
接着，根据调洪计算的特点，对比了尾矿库和水库的调洪计算方法。
然后，对尾矿库泄洪设施进行了方案的比对，选择了设施方案。
最后，根据尾矿库的调洪计算方法，进行了调洪计算，确定了相应的调洪水位和泄洪设施的最大下泄流量，也确准了该尾矿库的校核水位以及对应的库容。
关键词：尾矿库；调度原则；调洪计算；泄洪设施中图分类号：ＴＶ６９７．１ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００２－５０６５（２０２２）０３－０１３７－３Flood regulation principle and calculation method of a medium-sized tailings pondLI Bin（Ｓｈａｎｄｏｎｇ Ｘｉｎｐｅｎｇ Ｓａｆｅｔｙ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｃｏｎｓｕｌｔｉｎｇ Ｃｏ．， Ｌｔｄ，Ｊｉ’ｎａｎ ２５０１００，Ｃｈｉｎａ）Abstract: Ｆｌｏｏｄ ｒｅｇｕｌａｔｉｏｎ ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ ｉｓ ｖｅｒｙ ｉｍｐｏｒｔａｎｔ ｉｎ ｅｎｓｕｒｉｎｇ ｔｈｅ ｓａｆｅ ｏｐｅｒａｔｉｏｎ ａｎｄ ｆｌｏｏｄ ｃｏｎｔｒｏｌ ｏｆ ｔａｉｌｉｎｇｓ ｐｏｎｄ． Ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ｔａｋｅｓ ａ ｍｅｄｉｕｍ－ｓｉｚｅｄ ｔａｉｌｉｎｇｓ ｐｏｎｄ ａｓ ｔｈｅ ｒｅｓｅａｒｃｈ ｏｂｊｅｃｔ． Ｉｎ ｏｒｄｅｒ ｔｏ ｅｎｓｕｒｅ ｔｈｅ ｓａｆｅｔｙ ｏｆ ｔａｉｌｉｎｇｓ ｐｏｎｄ ａｎｄ ｄｉｓｃｈａｒｇｅ ａｒｅａ， ｔｈｅ ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ ｏｆ ｆｌｏｏｄ ｒｅｇｕｌａｔｉｏｎ ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ ｉｓ ｄｅｔｅｒｍｉｎｅｄ ｆｉｒｓｔ． Ｔｈｅｎ， ａｃｃｏｒｄｉｎｇ ｔｏ ｔｈｅ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ｏｆ ｆｌｏｏｄ ｒｅｇｕｌａｔｉｏｎ ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ， ｔｈｅ ｆｌｏｏｄ ｒｅｇｕｌａｔｉｏｎ ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ ｍｅｔｈｏｄｓ ｏｆ ｔａｉｌｉｎｇｓ ｐｏｎｄ ａｎｄ ｒｅｓｅｒｖｏｉｒ ａｒｅ ｃｏｍｐａｒｅｄ． Ｔｈｅｎ， ｔｈｅ ｓｃｈｅｍｅｓ ｏｆ ｆｌｏｏｄ ｄｉｓｃｈａｒｇｅ ｆａｃｉｌｉｔｉｅｓ ｏｆ ｔａｉｌｉｎｇｓ ｐｏｎｄ ａｒｅ ｃｏｍｐａｒｅｄ ａｎｄ ｔｈｅ ｆａｃｉｌｉｔｙ ｓｃｈｅｍｅ ｉｓ ｓｅｌｅｃｔｅｄ． Ｆｉｎａｌｌｙ， ａｃｃｏｒｄｉｎｇ ｔｏ ｔｈｅ ｆｌｏｏｄ ｒｅｇｕｌａｔｉｏｎ ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ ｍｅｔｈｏｄ ｏｆ ｔｈｅ ｔａｉｌｉｎｇｓ ｐｏｎｄ， ｔｈｅ ｆｌｏｏｄ ｒｅｇｕｌａｔｉｏｎ ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ ｉｓ ｃａｒｒｉｅｄ ｏｕｔ， ｔｈｅ ｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇ ｆｌｏｏｄ ｒｅｇｕｌａｔｉｏｎ ｌｅｖｅｌ ａｎｄ ｔｈｅ ｍａｘｉｍｕｍ ｄｉｓｃｈａｒｇｅ ｏｆ ｔｈｅ ｆｌｏｏｄ ｄｉｓｃｈａｒｇｅ ｆａｃｉｌｉｔｉｅｓ ａｒｅ ｄｅｔｅｒｍｉｎｅｄ， ａｎｄ ｔｈｅ ｃｈｅｃｋ ｗａｔｅｒ ｌｅｖｅｌ ａｎｄ ｔｈｅ ｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇ ｃａｐａｃｉｔｙ ｏｆ ｔｈｅ ｔａｉｌｉｎｇｓ ｐｏｎｄ ａｒｅ ａｌｓｏ ｄｅｔｅｒｍｉｎｅｄ．Keywords: Ｔａｉｌｉｎｇｓ ｐｏｎｄ； Ｄｉｓｐａｔｃｈｉｎｇ ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ； Ｆｌｏｏｄ ｒｅｇｕｌａｔｉｏｎ ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ； Ｆｌｏｏｄ ｄｉｓｃｈａｒｇｅ ｆａｃｉｌｉｔｉｅｓ收稿日期：２０２２－０２作者简介：李斌，男，生于１９８３年，山东济南人，本科，高级工程师，研究方向：水工混凝土结构、尾矿坝体、调洪演算等技术。
尾 矿 库 安 全 技 术 规 程
中华人民共和国安全生产行业标准AQ 2006-2005尾 矿 库 安 全 技 术 规 程Safety technical regulations for the tailing pondAQICS 73 Z 61备案号：16968－20062005-12-07 发布2006-03-01 实施国家安全生产监督管理总局 发 布AQ 2006-2005目次前言 (Ⅱ)1 范围 (1)2 规范性引用文件 (1)3 术语和定义 (1)4 尾矿库等别及构筑物级别 (3)5 尾矿库建设 (3)6 尾矿库生产运行 (8)7尾矿库安全检查 (10)8尾矿库安全度 (11)9尾矿库闭库 (13)10尾矿库利用及尾矿库闭库后再利用 (13)11尾矿库安全评价 (13)12尾矿库工程档案 (14)附录A 上游式尾矿坝的渗流计算简法(资料性附录) (15)附录B 坝体尾矿的平均物理力学指标(资料性附录) (16)AQ 2006-2005尾矿库安全技术规程1 范围本规程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。
本规程适用于在中华人民共和国境金属非金属矿物选矿厂尾矿库、氧化铝厂赤泥库。
其他湿式堆存工业废渣库、电厂灰渣库和干式处理的尾矿库可参照执行。
2 规范性引用文件下列文件中的条款通过本规程的引用而成为本规程的条款。
引用文件最新版本，以及其后修订版均适用于本规程。
《选矿厂尾矿设施设计规范》《尾矿设施施工及验收规程》《岩土工程勘察规范》《碾压式土石坝设计规范》《碾压式土石坝施工规范》《水工建筑物抗震设计规范》《构筑物抗震设计规范》3 术语和定义下列术语和定义适用于本规程。
3.1尾矿库tailing pond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。
3.2全库容 whole storage capacity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。
尾矿库安全技术要点(1)
②上游式尾矿筑坝，尾矿颗粒较粗者可采用直接冲积法筑坝；尾矿颗粒较细者宜采
用分级冲积法筑坝； ③下游式或中线式尾矿筑坝分级后用于筑坝的d≥0.074mm尾矿颗粒含量不宜少于 75%，d≤0.02mm尾矿颗粒含量不宜大于10%，当分级后用于筑坝的尾矿颗粒不满 足以上要求时，应进行筑坝试验。筑坝上升速度应满足沉积滩面上升速度的要求；
（1）《金属非金属矿山建设项目安全设施目录（试行）》（国家安全生产监督管理
总局令第75号，2015）； （2）《国家安全监管总局关于修改<生产安全事故报告和调查处理条例>罚款处罚暂 行规定等四部规章的决定》（国家安全生产监督管理总局令第77号，2015）；
（3）《非煤矿山企业安全生产十条规定》（国家安全生产监督管理总局令第67号，
4.5、尾矿库堆积坝
（2）上游式尾矿堆积子坝宜采用尾矿堆筑，也可采用废石、砂石或其它当地材料堆筑。 （3）上游式尾矿堆积坝沉积滩顶与设计洪水位的高差应符合表4.5-1的最小安全超高值 的规定。同时滩顶至设计洪水位水边线的距离应符合表4.5-1的最小干滩长度值的规定。 表4.5-1 上游式尾矿堆积坝的最小安全超高与最小干滩长度（m）
4.5、尾矿库堆积坝
（1）尾矿堆积坝筑坝方式选择应满足下列要求： ④上游式堆坝的尾矿浆重量浓度超过35%时，不宜采用冲积法直接筑坝；当尾矿浆 重量浓度超过35%，且采用冲积法直接上游式筑坝时，应进行尾矿堆坝试验研究； ⑤对于湿式尾矿库，当全尾矿颗粒极细（d<0.074mm含量大于85%或d<0.005mm含 量大于15%）时，宜采用一次建坝，并可分期建设；当全尾矿颗粒极细且采用尾矿 筑坝时，应进行尾矿堆坝试验研究；9度地震区上游法尾矿堆积高度不得高于30m。
（16）《生产安全事故应急预案管理办法》（国家安全生产监督管理总局令第17号， 2009）； （17）《非煤矿矿山企业安全生产许可证实施办法》（国家安全生产监督管理局令 第20号，2009）； （18）《生产安全事故信息报告和处置办法》（国家安全生产监督管理总局令第21 号，2009）； （19）《安全生产事故隐患排查治理暂行规定》（国家安全生产监督管理总局令第 16号，2008）； （20）《关于加强金属非金属矿山安全基础管理的指导意见》（安监总管[2007]214 号，2007）； （21）《劳动防护用品监督管理规定》（国家安全生产监督管理总局令第1号， 2005）； （22）《生产经营单位安全培训规定》（国家安全生产监督管理总局令第3号， 2005）。 1.5、地方规章
尾矿库洪水计算资料
根据1：2000地质图可算出尾矿库汇水面积F=0.8km2，主槽流域长度L=1.15 km ，河槽底平均坡度降i=0.156，由于尾矿库库内大部分土质是砂质粘土，根据尾矿库安全评价报告，土壤入渗率u=4.2mm/s，流速系数Φ=0.85。
由该区水文手册可知，该地区年平均最大降雨量H24=140 mm，变差系数Cv=0.42，偏差系数Cs=3.5，Co=1.47，雨力递减系数n=0.7。
根据暴雨频率标准的规定，库容10-100m3的尾矿库，洪水设计频率按30年一遇，50年校核。
则由洪峰流量推理公式可算出洪水流量。
Φ.S.p.F
Qp=0.278
C.n
式中：Qp—p年一遇洪水流量，m3/s；
Φ—速流系数；
S—年平均最大降雨量，140mm；
P—洪水设计频率，年；
F—尾矿库汇水面积，km2；
C—变差系数；
n—雨力递减系数。
由公式算出30年一遇洪水流量Q30为m3/s。
尾矿库排水涵洞采用钢筋砼结构，过水端面尺寸宽1.8米，高1.6米（双格涵洞），洞底坡底i=0.03，浅洪流量为17.54m3/s，最大流速为6.1m/s，涵洞浅洪量能满足最大洪水量泄洪需要。
雨水主要积存在尾矿库内，目前尾矿库干滩长度为250m，尾矿库设计规范要求干滩长度不小于80～120m，则尾矿库蓄积雨水至少还有130m长的干滩长度，存量在1000m3以上。
尾矿坝下游建有回用水池，容积为300m3，蓄积于尾矿库中的雨水在枯水季节可通过回用水池供日常生产用水使用。
在30年一遇暴雨强度下，尾矿库可连续20.4分钟蓄积雨水。
可以认为暴雨时生产废水全部蓄积在尾矿库内，不向环境排放，蓄积水经回用水池后回用于生产。
尾矿库干滩长度和安全超高的计算
尾矿库干滩长度和安全超高的计算首先，干滩长度是指从尾矿库坝顶到坝脚之间的水平距离。
干滩长度的计算需要考虑到尾矿库的底部渗漏、安全、排水等方面的要求。
1.底部渗漏：根据尾矿库的设计要求和地质条件，需要考虑尾矿库的底部渗漏量。
底部渗漏量是指尾矿库底部由于渗流产生的水量。
根据工程实践经验或者进行水文地质勘探，得到尾矿库的渗透系数。
根据渗透系数、尾矿库的设计流量和安全系数，可以计算出尾矿库的底部渗漏量。
然后，根据渗漏量和坝底的渗漏能力，确定尾矿库的干滩长度。
2.安全要求：尾矿库的安全要求是设计中需要重点考虑的因素之一、主要包括坝体稳定性、坝顶宽度、断面形状等。
尾矿库的干滩长度应当满足坝体的稳定性要求，防止因为坝体不稳定而发生溃坝事故。
根据地质条件和尾矿库的设计要求，进行稳定性计算，确定尾矿库的干滩长度。
3.排水要求：尾矿库干滩的排水能力应满足设计要求。
尾矿库的排水能力与干滩长度有关。
根据尾矿库的设计流量、速度等参数，计算尾矿库的排水能力。
然后，通过干滩长度和尾矿库排水能力的对比，确定干滩长度是否满足排水要求。
其次，安全超高是指尾矿库坝顶以上的高度，用来保证尾矿库安全、防止溢流和洪水等。
安全超高一般由下面几个方面的要求决定：1.预留空间：为了防止尾矿库的溢流和洪水，需要在尾矿库设计中考虑一定的预留空间。
预留空间的大小取决于尾矿库的设计流量、降雨量和安全系数等。
根据这些参数，可以计算出尾矿库的预留空间，即安全超高。
2.坝顶宽度：尾矿库的坝顶宽度应满足设计要求，以便进行监测和维护等工作。
根据尾矿库的设计要求和工程经验，确定坝顶宽度的最小值，然后根据坝顶宽度和坝高，计算出安全超高。
3.排水能力：尾矿库安全超高的计算还要考虑尾矿库的排水能力。
根据设计要求和计算得到的排水能力，确定尾矿库的安全超高。
总之，尾矿库的干滩长度和安全超高是尾矿库设计中非常重要的参数，需要根据工程要求和地质条件等因素来确定。
通过考虑渗漏、安全、排水等方面的要求，可以计算出尾矿库的干滩长度和安全超高，从而保证尾矿库的安全稳定运行。
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一项完善的尾矿库设计必须给生产管理部门提供该库在各运行期的最小调洪深度[Ht]、设计洪水位时的最小干滩长度[Lg]和最小安全超高[Hc]，以作为控制库水位和防洪安全检查的依据。
滩顶
安全滩长检测法
设现状库水位为Hs，先在沉积滩上用皮尺量出[Lg]，并插上标杆a，用仪器测出a点地面标高Ha。
当Ht=Ha—Hs≥[Ht]时，即认为安全滩长满足设计要求。
否则，不满足。
滩顶
安全超高检测法
设现状库水位为Hs，先在沉积滩上用水准仪根据[Hc]找出b点，并插上标杆b，用仪器测出b点地面标高Hb。
当Ht=Hb—Hs≥[Ht]时，即认为安全超高满足设计要求。
否则，不满足。
对于坝前干滩坡度较大时，只要安全滩长满足要求，安全超高一般都能满足要求，而无需检测安全超高；对于坝前干滩坡度较缓者，只要安全超高满足要求，安全滩长一般都能满足要求，而无需检测安全滩长。