尾矿库闭库设计(安全专篇)

＊＊县＊＊镇＊＊矿业有限公司尾

矿库工程

闭库设计安全专篇

工程号：LXWK-H13068

副总经理：

总工：

项目负责人：

矿业工程设计有限责任公司

2013年4月

矿业工程设计有限责任公司

参加设计人员名单

专业名称设计人审核人部门主管审定人水工

目录

1 设计依据 (1)

1.1 国家有关安全生产的法律、法规、章程 (1)

1.2 主要技术标准、规范、规程 (2)

2 工程概述 (4)

2.1 工程概况 (4)

2.2 现状安全度评述 (6)

2.3 设计概况 (6)

2.4 尾矿库现状概述 (7)

2.5 安全设施投资 (10)

3 尾矿坝安全 (11)

3.1 闭库整治内容 (11)

3.2 闭库主要工程 (11)

3.3 原回水铁管注满填实 (12)

3.4 新建观测设施 (13)

3.5 滩面平整及绿化 (14)

3.6 标示牌设立及主要内容 (14)

3.7 主要工程项目、工程量 (15)

4 坝体边坡抗滑稳定计算 (16)

4.1 堆积坝渗透计算 (16)

4.2 稳定计算条件 (17)

4.3 稳定计算公式 (18)

4.4 理正软件计算条件 (18)

4.5 计算指标 (18)

4.6 稳定分析结果 (19)

5 防洪安全 (20)

5.1 洪水计算 (20)

5.2 泄流能力计算 (22)

5.3 调洪验算 (23)

6 安全管理 (25)

6.1 安全管理机构 (25)

6.2 日常管理 (25)

6.3 尾矿库防汛要求 (27)

6.4 应急管理 (28)

7 附图 (29)

1设计依据

1.1国家有关安全生产的法律、法规、章程

（1）《中华人民共和国安全生产法》（2002年11月1日施行）；

（2）《中华人民共和国矿山安全法》（1993年5月1日施行）；

（3）《中华人民共和国矿山安全法实施条例》（1996年10月30日施行）；

（4）《中华人民共和国环境保护法》（1989年12月26日施行）；

（2003年9月1日施行）；

（5）《中华人民共和国环境影响评价法》

（6）《中华人民共和国水污染防治法》（2008年6月1日施行）；

（7）《中华人民共和国防洪法》（1998年1月1日施行）；

（8）《中华人民共和国水法》（2002年10月1日起施行）；

（9）《中华人民共和国水污染防治法实施细则》（2000年3月20日施行）；

（10）《中华人民共和国固体废物污染防治法》（1996年4月1日施行）；

（11）《中华人民共和国水土保持法》（2011年3月1日施行）；

（12）《国务院关于环境保护若干问题的决定》（国发[1996]31号）；

（13）《建设工程勘察设计管理条例》（2000年9月20日施行）；

（14）《矿山建设工程安全监督实施办法》（劳动部劳部发[1994]502号）；

（15）河北省实施《中华人民共和国矿山安全法》办法（1997年12月22日施行）；

（16）《非煤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总局令第20号，2009年6月8日施行）；

（17）《非煤矿矿山建设项目安全设施设计审查与竣工验收办法》（国家安全生产监督管理总局令第18号，2005年2月1日施行）；

（18）《尾矿库安全监督管理规定》（国家安全生产监督管理总局令第38号，2011年7月1日施行）；

（19）《关于进一步加强尾矿库安全监管工作的通知》（承市安监督字[2012]13号，2012年1月12日）；

（20）《国家安全监管总局、国家发展改革委、工业和信息化部、国土资源部、环境保护部关于进一步加强尾矿库监督管理工作的指导意见》安监总管一〔2012〕32号，2012年3月22日；

（21）《关于印发《2012年尾矿库安全监管工作要点》和《2012年尾矿库安全专项整治方案》的通知》承市安监字[2012]76号，2012年3月5日。

1.2主要技术标准、规范、规程

（1）《尾矿库安全技术规程》（AQ2006－2005）；

（2）《选矿厂尾矿设施设计规范》（ZBJ1－90）；

（3）《尾矿设施施工及验收规程》（YS5418-95）；

（4）《水工建筑物抗震设计规范》（SL203-97）；

（5）《建筑抗震设计规范》（GB50011－2010）；

（6）《构筑物抗震设计规范》（GB50191－2012）；

（7）《中国地震动参数区划图》（GB18306－2001）；

（8）《水工混凝土结构设计规范》（SL191－2008）；

（9）《尾矿堆积坝岩土工程技术规范》（GB50547-2010）；

（10）《一般工业固体废物储存、处置场污染控制标准》

（GB18599－2001）；

（11）《防治尾矿污染环境管理规定》（1992国家环境保护局令第11号）；

（12）《土工合成材料应用技术规范》（GB 50290-98）；

（13）《水土保持综合治理验收规范》（GBT15773-2008）；

（14）《土石坝安全监测技术规范》（SL60-94）；

（15）《污水综合排放标准》（GB8978-1996）；

（16）《开发建设项目水土保持方案技术规范》（GB50433-2008）；

（17）《尾矿库安全监测技术规范》AQ2030-2010。

1.2.1其他设计依据

（1）尾矿库闭库设计委托书；

（2）《＊＊＊＊经联尾矿库现状实测图》＊＊龙兴矿业工程设计有限责任公司，2013年4月；

（3）《＊＊＊＊＊＊尾矿库坝体稳定性分析报告》＊＊市建筑设计研究院有限公司，2013年4月；

（4）库区现场勘查资料；

（5）《＊＊水文图集》（1989年3月）；

（6）《尾矿设施设计参考资料》；

（7）《尾矿坝设计手册》；

（8）《水工设计手册》。

2工程概述

2.1工程概况

2.1.1企业地理位置与交通

＊＊县＊＊矿业有限公司位于＊＊县＊＊镇白营村。该尾矿库位于＊＊县＊＊镇白营村放牛沟的分叉内，沟口距G112国道约1.5km，交通方便。交通位置见图2-1。

图2-1交通位置图

2.1.2库区地形地貌

＊＊县＊＊＊＊矿业有限公司尾矿库于＊＊县＊＊镇陶来营村斜对面放牛沟内，与112线相邻，交通较便利。库区属侵蚀构造中低山区及山间沟谷地貌，沟谷纵深走向东南-西北。库区位于荒山沟谷中，沟谷纵横沟谷横断面呈V型。山谷和冲沟两岸的山坡上有少量第四系覆盖层。两侧山体倾角约30-40°，两岸基本对称。

2.1.3自然气象

本区年平均气温6.1℃，一月平均气温-11.9℃，四月平均气温8.7℃，七月平均气温22.1℃，十月平均气温7.1℃。极端最低气温-28.6℃，极端最高气温37.8℃，≧10°积温2921℃；年日照2850小时。年平均降水量503mm，雨季集中在六月至八月，变率较大，九月中下旬至五月上中旬为霜冻期，无霜期约125天。夏季多雷雨、冰雹，对农作物生长有一定的影响，冻土深度约1.50m，基本雪压0.3KPa。

2.1.4地质构造

2.1.5大地构造：本区地处中朝准地台（Ⅰ2）、内蒙古地轴（Ⅱ21）、围场拱段束（Ⅲ25）、上黄旗岩浆岩亚带（Ⅳ25）。尾矿库库区为凝灰岩，层位稳定，灰褐色，巨厚，致密坚硬。根据本次勘察资料及以前资料分析，该库区无大的褶皱构造和大的断层通过，也未见崩塌、滑坡、泥石流等不良地质现象。库区两侧山体十分稳定。地下水补给主要靠大气降水补给，地下水类型为基岩裂隙水，但含水层渗透性极弱，根据区域水文地质资料属弱透水层水文地质

整个库区汇流面积为0.12平方千米，库区水可视为一个相对独立的水位地质单元，其地表水和地下水的补给来源，主要是是季节性大气降水。

2.1.6地震地质条件

根据《建筑抗震设计规范》（GB50011-2010），＊＊县＊＊＊＊矿业有限公司尾矿库场区抗震设防烈度为6度，设计基本地震加速度值为0.05g，设计特征周期0.45s，设计地震分组第三组。

2.2现状安全度评述

根据《尾矿库安全技术规程》第八条规定，尾矿库防洪能力和尾矿坝坝体稳定性确定尾矿库的安全度，分为危库、险库、病库、正常库四级。

尾矿库排洪系统不能排洪、无坝肩截水沟、无坡面排水沟、初期坝外坡较陡、坝坡无观测设施。按尾矿库安全度评估标准，该尾矿库属于危库。

2.3设计概况

2.3.1尾矿库设计概述

2006年6月30日，＊＊市环境环保工程有限公司设计室对该尾矿库进行了方案设计。主要内容简述如下：

（1）初期坝

初期坝设在放牛沟支沟沟口处，为堆石透水坝，坝底标高712m，坝顶标高732m，坝高20m，坝顶长80m，宽3m，上游坡比为1：1.6，下游坡坡比为1：1.75。

（2）堆积坝

尾矿库堆积最终标高768m，尾矿坝总高度56m，共堆积9阶子坝，每期子坝顶宽3m，外坡坡比为1：2，内坡为1：2.5，堆积坝外坡平均比1：2.75，堆积高度为36m。

（3）排洪系统

尾矿库内主沟内斜槽断面为500mm×800mm，支沟内斜槽断面为500mm×600mm。

在尾矿库左侧山坡设有一条截洪沟，宽1.2m，深1.0m。

2.3.2尾矿库建设、运行及管理概述

该尾矿库于2007年建成，企业投产期为2007年4月—2010年1月。该库运行过程中未发生过事故。

2.4尾矿库现状概述

（1）初期坝：为透水堆石坝，外坝脚标高701.4m，顶标高715m，坝高13.6m，标高709.3m~715m段外坡采用干砌石砌护。标高

709.3m~715m段坡比为1:0.54，较陡。

（2）堆积坝：坝顶标高737.9m，尾矿库总坝高35.6m，在标高715m、722.9m、734.8m留有7m~11.8m宽马道平台，堆积坝平均外坡比1:2.62。堆积外坡面较平整。现状总库容约18.8万m3，为四等库。

（3）尾矿库滩面平整，平均沉积滩坡度约为1.1%，滩长约175m，库内干枯无水。

（4）排洪设施：尾矿库西侧设有溢洪道，该溢洪道靠近尾砂一侧为浆砌石结构，断面尺寸为2.0m×1.0m，壁厚0.8m。库内有一条回水铁管，内径400mm，无坝肩截水沟、无坡面排水沟。

（5）观测设施：现状坝坡面无观测设施。

（6）现状照片

图2-2初期坝

图2-3堆积坝外坡

图2-4滩面

图2-5回水铁管

图2-6浆砌石截洪沟

2.5安全设施投资

本工程为尾矿库闭库工程方案设计，闭库工程项目工程费总投资约为79.74万元，工程费用57.56万元，预备费用3万元，其他费用11万元，闭库后维修管理每年投资6.84万元。安全设施投资明细表见表2-1。

表2-1安全设施投资明细表

序号工程名称工程费用名称单位数量

价值

单价合计（元）（万元）

I 工程费57.56

1 初期坝加固碎石m33650 80 29.20

2 溢洪道浆砌石m3332.1 220 7.31

3 坝肩截水沟浆砌石m324

4 220 5.37

序号工程名称工程费用名称单位数量价值

4 横向坡面排水沟浆砌石m3168 220 3.70

5 纵向坡面排水沟浆砌石m357 220 1.25

6 回水管注满填实水泥砂浆m328.

7 200 0.57

7 位移观测设施观测设施个 6 500 0.30

8 滩面调整调整滩面m218209 5 9.10

9 绿化植被株7600 1 0.76 Ⅱ第二部分其它费用11

1 建设单位管理费

2 2

2 工程勘察费

3 3

3 工程设计费

4 4

4 工程监理费 2 2 III 闭库后维修管理 6.84

1 人工费年 1.44

2 监测费（12次）年 2.4

3 工程设施维修费年 3 IV 预备费 3 概算总投资78.4

3尾矿坝安全

3.1闭库整治内容

根据尾矿库现状存在的问题进行以下整改：

（1）初期坝加固

（2）新建溢洪道；

（3）完善坝肩截水沟、坡面排水沟；

（4）原回水铁管注满填实；

（5）新建观测设施。

3.2闭库主要工程

3.2.1初期坝加固

自现有初期坝坝脚外13.9m处以1：2.0的坡比自下而上采用碎石加固至715m标高，坝顶宽7m。在705m标高留2m宽平台。

石料粒径为15mm至100mm之间，小于20mm的颗粒含量＜5%。碎石由下至上堆筑并进行分层碾压，每层厚度0.6~0.8m。

3.2.2排水设施整治

（1）新建溢洪道

该尾矿库西侧已有浆砌石截洪沟，沿该截洪沟线路新建一条溢洪道（G1~G9段），总长158.1m，溢洪道坐落在强风化上。溢洪道出水口（G1）设置浆砌石护坦。

溢洪道采用M7.5浆砌石结构，M10水泥砂浆抹面，过水断面尺寸为1.2m×1.0m，壁厚0.5m，库区内溢洪道底面铺设最小坡度1%。

（2）坝肩截水沟

沿坝坡堆积边线东侧修建浆砌石截水沟，截水沟过水断面1.0m×1.0m，壁厚500mm，过水断面采用M10水泥砂浆抹面。截水沟总长度约为122m。

（3）坡面排水沟

在715m、722.9m标高坡面平台新建横向坡面排水沟，过水断面为0.8m×0.6m，壁厚0.5m。自715m标高平台向734.8m标高平台修筑纵向坡面排水沟，过水断面为0.8 m×1.0m，壁厚0.5m。排水沟采用浆砌石结构，横向排水沟按0.5%的坡度与东侧坝肩截水沟相连，通过坝肩截水沟将洪水引入下游自然河道，排水沟总长度约为176.7m。

3.3原回水铁管注满填实

新建排洪设施修建完成后，对原回水铁管出露地表段进行拆除，埋设的194m长的回水铁管使用混凝土罐车和注浆泵压力灌注M10水泥砂浆进行全管注满填实。

注满填实设计方案

1）自回水铁管出口端向内铺设一根长度为150m、内径100mm注浆管。外通过注浆短管接混凝土泵。

2）采用压力灌注方式泵送M10水泥砂浆，待库内一端排水拱涵出口处砂浆冒出后关闭进口端阀门，确保排水管全线填满注实。

3）注满填实共用水泥砂浆28.7m3。

安全措施

（1）施工过程中，滩面应安排安全员，对滩面和沉淀区进行监测，发现异常情况应及时通知。

（2）排洪系统注满填实工程应有资质的施工单位承担，有监理资质的单位承担监理，确保工程质量。

（3）排洪系统注满填实工程施工及验收要满足《尾矿设施施工及验收规范》（YS5418-95）和其他有关规程的要求。

（4）施工单位必须按照已经批准的尾矿库设计和施工方案施工，如需局部修改设计须经设计单位认可，重大方案修改必须报经安全生产监督管理部门批准。

（5）排洪系统注满填实工程施工应建立技术档案，做好施工原始记录、各种试验记录、隐蔽工程记录、影像资料和质量检查记录等。

3.4新建观测设施

为掌握尾矿坝坝体的位移情况，应设置坝体位移观测设施。通过定期的、系统的观测记录资料来掌握坝体的稳定情况，如有异常情况应及

时复测，并根据复测结果提出处理意见。

在堆积坝715m、734.8m标高的平台上各设置1个位移观测标点桩，共设置2个位移观测标点桩，在两侧山体稳定基岩上布设4处位移基点桩。位移观测标点桩埋设于坝体表层，用以观测坝体的变形状况。

3.5滩面平整及绿化

滩面按附图修整成外高里低，由坝顶向库内按1.1%的坡度平整沉积滩滩面，并在距坝顶50m处修建一道1.0m高防护坡，防洪坎顶标高735.2m，底标高734.2m，坡比1:2，防洪坎北侧滩面平整至1%反向坡度，使汇水流向防护坡处的溢洪道进水口，以便于排洪。

库区闭库工程完成后，对堆积坝外坡及滩面进行植树绿化。种植沙棘，株距为1.5m。绿化面积1.7万m2，种植沙棘约0.76万株。

3.6标示牌设立及主要内容

1）闭库尾矿库应设立避灾线路标示牌和尾矿库概况安全标示牌。

2）标示牌的安全色及其安全含义应符合GB2893的规定。各种材料的色度坐标和亮度因数应符合《矿山安全标志》（GB 14161-2008）表A.1的规定，逆向反射材料的反射系数应符合A.2的规定。1.8.2 矿山安全标志牌必须经国家技术监督部门认可的安全产品质量检验单位检验合格后方可使用。

3）标示牌的位置应设在与安全有关的明显的地方，并保证人们有足够的时间注意它所表示的内容。

4）标示牌应定期清洗，每季至少检查一次。如有变形、损坏、变色、图形符号脱落、亮度老化等现象应及时修理或更换。

（1）避灾线路标示牌

避灾线路标示牌应在尾矿库下游沟口明显可视地段设立，标示牌颜色为蓝底、白图形符号，标示牌应包括以下内容：

1）避灾线路示意图；

2）求救协议单位电话号码。

（2）尾矿库概况安全标示牌

尾矿库概况安全标示牌应在坝脚安全、稳固地段安装，标示牌应包括以下内容：

1）尾矿库名称；

2）尾矿库建设、闭库日期；

3）尾矿库安全设施主要参数：尾矿库等别、尾矿坝总高、坝底标高、坝顶标高、外坡坡比等；

4）标明相关危害因素；

5）市、县、乡安全举报电话；

6）应急救援队伍及联系电话等。

（3）安全警示语标示牌

在尾矿库边界设四个安全警示语牌，标识牌颜色为白底、黑字。安全警示语标示牌主要警示语为：“非工作人员禁止入内”、“库内严禁放牧”、“库内禁止非法挖砂”等。

3.7主要工程项目、工程量

主要工程项目见表3-1。

表3-1闭库设计整治工程一览表

分类

项目名称工程项目内容与要求工程量

类别序号

一排洪设施

1 初期坝加固碎石3650m3

2 溢洪道浆砌石结构，1.2m×1.0m332.1m3

3 坝肩截水沟浆砌石结构，1.0m×1.0m 244m3

横向浆砌石结构，0.8m×0.6m 168m3

4 坡面排水沟

纵向浆砌石结构，0.8m×1.0m 57m3

5 回水管注满填实M10水泥砂浆28.7m3

二环境整治

在库区周边和易发生危险位置

不少于4处

1 警示标志

设警示标志

三观测设施

1 位移观测位移观测标点桩和位移观测基点桩6个

四坡面整治

1 坡面绿化滩面绿化面积1.7万m20.76万株4坝体边坡抗滑稳定计算

4.1堆积坝渗透计算

该尾矿库为停用库，库区内非汛期无水。对尾矿坝概化分层，对尾矿坝在洪水工况下进行模拟计算。采用北京理正软件二维有限元法计算。

4.1.1渗流计算条件

对尾矿坝概化分层，采用北京理正软件二维有限元法计算。对尾