1、大白阳金矿尾矿库工程整治设计附件：大白阳金矿长梁沟尾矿库实测地形图大白阳金矿长梁沟尾矿库横断面图附 图 图纸编号图 名比例尺4992-1大白阳金矿长梁沟尾矿库整治工程平面布置图1:10004992-2大白阳金矿长梁沟尾矿坝整治横断面图1:10004992-3大白阳金矿长梁沟尾矿库拦洪坝、排洪槽、截洪沟断面图见图4992-4大白阳金矿长梁沟尾矿库坝面排水沟平面布置图1:10004992-5大白阳金矿长梁沟尾矿库左岸截洪沟、坝面排水沟断面图1:254992-6大白阳金矿长梁沟尾矿库流域面积图1:100004992-7大白阳金矿长梁沟尾矿库坝后集水井、截水墙断面图1:100注：此附图不能作为施工依据
2、。1 概述1.1企业概况 大白阳金矿始建于1986年3月，日处理金矿石300t，年加工原矿9.0104t，年产尾砂量约9.0104t，尾矿容重为1.5t/m3,折合体积6.0104m3。1.2生产工艺该矿选厂磨矿采用两段闭路流程,采用全泥氰化炭浆提金技术.主要加药品种和含量分别为: 氰化钠0.9kg/t，白灰10kg/t，苛性钠0.08kg/t，硝酸0.025kg/t,采用碱性氰化法处理尾矿浆。1.3尾矿库整治的必要性宣化县大白阳金矿有着良好的发展前景，也是发展地方经济的重要支柱企业。选矿厂牢牢抓住市场机遇，致力于企业的不断发展。目前，企业处于停产状态，根据石家庄朝阳安全评价咨询有限公司201
3、1年5月编制尾矿库安全现状评价报告，最后评价结果认为该尾矿库安全度属正常库，符合安全生产条件。根据中佳勘察设计有限公司2014年6月尾矿库坝体稳定性分析报告，尾矿库坝体渗流稳定、抗滑稳定性能满足规范要求。结合2013年市安监局尾矿库专项整治工作的展开，企业非常重视其尾矿库的安全性，为了保安全、消隐患对排洪系统和坝坡进行整治,明确后期运行方式，提升尾矿库的安全度，企业委托我公司对该库进行整治工程设计。1.4 整治进度及投资概算该尾矿库整治工程在设计审查通过，经管理部门批准建设后开始施工，工期60天。工程预计总投资159.29万元。2 设计依据2.1法律、法规及技术依据（1）中华人民共和国安全生产
4、法（2002年6月29日第九届人大常委会第二十八次会议通过）；（2）中华人民共和国矿山安全法（1992年11月7日第七届全国人民代表大会常务委员会第二十八次会议通过；（3）中华人民共和国环境保护法1989年12月26日第七届全国人民代表大会常务委员会第十一次会议通过，1989年12月23日中华人民共和国主席令第22号分布；（4）中华人民共和国水土保持法中华人民共和国第十一届全国人民代表大会常务委员会第十八次会议于2010年12月25日修订通过，自2011年3月1日起施行；（5）中华人民共和国职业病防治法2011年12月31日；（6）中华人民共和国劳动法1994年7月5日第八届全国人大常委会第八
5、次会议通过；（7）中华人民共和国固体废物污染环境防治法2004年12月29日第十届全国人民代表大会常务委员会第十三次会议修订（8）中华人民共和国水污染防治法实施细则2000年3月国务院令284号；（9）中华人民共和国矿山安全法实施条例1996年10月30日，劳动部；（10）安全生产许可证条例中华人民共和国国务院令第397号；（11）土地复垦规定中华人民共和国国务院令第19号，1989年1月1日；（12）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；（13）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局令第20号；（14）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
6、安全生产监督管理局（国家煤矿安全监察局）局务会议审议通过，（国家安监局令第18号）；（15）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；（16）建设项目安全设施“三同时”监督管理暂行办法，国家安全生产监督管理总局令第36号；（17）河北省人民政府办公厅印发关于加强尾矿库安全生产工作若干规定的通知冀政办20114号（16）碾压式土石坝设计规范SL274200l（18）构筑物抗震设计规范GB50191-93（19）电力设施保护条例中华人民共和国国务院令（第号） 2.2依据的主要技术规范、规程、标准（1）尾矿设施设计规范GB50863-2013；（2）尾矿库安全技术规程AQ200
7、6-2005；（3）尾矿设施施工及验收规程YS5418-95；（4）碾压式土石坝设计规范SL274-2001；（5）水工混凝土结构设计规范(SL/T191-96)；（6）工业企业设计卫生标准GBZ1-2002；（7）一般工业固体废物贮存、处置场污染控制标准（GB185992001）；（8）开发建设项目水土保持方案技术规范GB50433-2008；（9）中国地震动参数区划图（GB183062001）；（10）构筑抗震设计规范(GB50191-93)；（11）水工建筑物抗震设计规范（DL5073-2000）；（12）防洪标准GB50201-94；（13）冶金工业矿山建设工程预算定额冶金工业建设工程
8、定额总站，2011年1月2.3其他设计依据的资料（1）尾矿库整治工程设计任务委托书；（2）河北省张家口市水文水资源手册1998年5月；（3）宣化县金燕矿业有限公司选矿厂尾矿库初步设计河北新烨工程技术有限公司，2008年11月；（4）宣化县金燕矿业有限公司选矿厂尾矿库初步设计安全专篇河北新烨工程技术有限公司，2008年11月；（5）宣化县金燕矿业有限公司选矿厂尾矿库安全现状评价报告石家庄朝阳安全评价咨询有限公司，2011年4月； （6）宣化县金燕矿业有限公司选矿厂尾矿库坝体稳定性分析报告中佳勘察设计有限公司2014年6月；（6）宣化县金燕矿业有限公司选矿厂尾矿库实测图张家口市地质队2014年5月
9、；（7）企业提供相关基础资料（a）选矿工艺采用全泥氰化炭浆提金技术，采用碱性氰化法处理尾矿浆；（b）生产规模：处理原矿300t/d，（c）工作制度：300天/年；（d）尾矿堆积容重：1.5t/m33 尾矿库自然地理特征3.1 地理位置与交通宣化县大白阳金矿始建于1988年9月，选矿厂位于赵川镇安家窑村西，距G112国道8.0km，距赵川大白阳公路50.0m，入厂区有柏油路相连，厂区到尾矿库有砂石路相通，交通十分便利。3.2自然地理环境3.2.1库区地形地貌尾矿库地处赵川镇北部龙洋河流域上游丘陵山区，沟道坡度相对较陡，坝址附近纵坡在1/9.3左右，沟道深22.0m，坝址下游坡面壤土覆盖，长有零星
10、的草灌植物，中上游多为石质山区。是一条封闭性流域。总的地势北高南低，海拔高程在1134.21370.0m之间。3.2.2 库区岩土工程地质特性根据大白阳金矿尾矿库坝体稳定性分析报告，根据实地钻探、室内土工试验和原位测试结果，将库区的地层分为三种类型：库区原始天然地层、初期坝筑坝材料和尾矿堆积材料。现状尾矿库库区地层自下而上岩性及特征分别描述如下：（1）坝基天然地层：、碎石土（Q4al+pl）: 杂色，稍湿，稍密-中密，次棱角状及次磨圆状，粒径大于20mm约占60%，2-20mm约占20%，不均砂及粉土充填，原岩成份主要以片麻岩为主，粗颗粒表面中等风化。主要分布在库区沟谷底部，最大层厚为2.8米
11、，上部向下部磨圆度增加，由碎石土渐变为卵石土。、坡积碎石（Q4dl）本层主要分布于拟建库区山体表层及坝肩部分，黑褐色-褐色-黄褐色，稍湿，松散-稍密，20-200mm粒径含量超过60%，粗颗粒呈棱角状，局部含有植物根茎，主要以粉土充填，最大层厚约3.80米。、中风化片麻岩（Arh）：红褐色灰黑色黄褐色，中粗粒粒状变晶结构，片麻状构造，岩体为大块状或碎块状结构，风化裂隙不发育，石英含量约占10%，本层在勘探深度内末揭穿，最大揭露厚度为3.30米。 （2）初期坝筑坝材料：回填的碾压含碎石壤土:杂色，中密，稍湿，呈棱角及次棱角状，原岩以片麻岩为主，主要为两侧岩体及选矿废石填筑而成。天然重度为19.1
12、kN/cm3，计算稳定性分析时采用粘聚力为5Kpa，内摩擦角为38。（3）尾矿堆积材料：1、尾中砂层（Q4ml）：灰褐色，稍湿-湿，松散-稍密，局部夹尾细砂纤层，矿物成份主要以石英及长石为主。每30cm尾细砂标贯击数平均值为13.0击，天然重度为18.2kN/cm3，饱和重度为23.3kN/cm3，稳定性分析时采用的水上粘聚力为8Kpa，水下粘聚力为5Kpa，水上内摩擦角为34，水下内摩擦角为32。2、尾细砂层（Q4ml）：灰褐色，稍湿-湿，稍密，局部夹尾粉砂纤层，矿物成份主要以石英及长石为主。每30cm尾细砂标贯击数平均值为16.1击，天然重度为18.6KN/cm3，饱和重度为23.8KN/
13、cm3，稳定性分析时采用的水上粘聚力为7Kpa，水下粘聚力为5Kpa，水上内摩擦角为34，水下内摩擦角为33。 3、尾粉土层（Q4ml）：灰黄-灰褐色，湿-饱和，软塑状，局部来粉砂纤层。天然重度为19.0KN/cm3，饱和重度为24.4KN/cm3，每30cm尾细砂标贯击数平均值为9.9击，计算稳定性分析时采用的水上粘聚力为15Kpa，水下粘聚力为10Kpa,水上内摩擦角为30,水下内摩擦角为20。以上各土层分布规律及特征详见工程地质剖面图、钻孔柱状图及土工实验分析成果。 对现状坝体采用瑞典圆弧法计算:正常运行状态坝坡抗滑稳定安全系数K=1.3994；洪水状态下运行坝坡抗滑稳定安全系数K=1.
14、2288；特殊运行状态坝坡抗滑稳定安全系数K=1.1028。结果显示各种工况坝坡稳定性均满足规范要求。又根据尾矿库坝体稳定性分析报告结论：1、 尾矿库等别根据尾矿库的现状条件，总坝高已经接近设计总坝高（26m）其构筑物设防等别为级。2、现状坝体评价及坝体稳定性现状初期坝坝高约13m，堆筑有两级堆积子坝，总坝高接近五等库上限。钻探及理论浸润线验算结果表明，浸润线位置符合规范要求，渗流稳定，未发生渗透破坏；通过对两种状况下坝体滑动稳定系数的计算和分析，尾矿库坝体在正常运行、洪水运行和特殊工况运行两种状况条件下，使用有效应力法，在相应的荷载组合条件下，坝体滑动稳定性系数安全度均超过导则规定的最小值。
15、初期坝及尾矿砂堆积子坝生长有少量植被，并采取了黄土覆盖。堆积子坝外坡比不满足尾矿库安全技术规程对于采用上游式堆筑子坝的总体最大坡比1:4要求，各级子坝外坡坡比也不满足1:3的最大要求。库区沉积滩滩面较均匀，干滩长度及平均坡比符合规范要求，库区内具有充足的调洪库容。溢洪渠完善，能正常使用，局部地段存在塌落的松散堆积物。总体结论，现状尾矿库总坝高已经接近设计总坝高（26m），坝体满足渗透稳定及坝体滑动稳定要求，库区内具有充足调洪库容，存在的主要问题是外坡比较陡。3.2.3区域气候厂区所处位置基本属半干旱大陆性季风气候，全境处于西北风带大气环流圈中，四季分明，春季少雨，秋季天高气爽，冬季寒冷干燥，夏
16、短而炎热。昼夜温差大，小气候特别明显。多年平均气温76。气温最高月份平均233，最低月平均气温-10.6，平均气温差33.9。全年大于10的积温3260。年均日照总时数为2906小时，年平均风速36m/s，全年无霜期140天。多年平均降水量425毫米，多集中在七、八两月份。降水时空分布很不均匀,蒸发量甚大,多年平均蒸发量为1939.5毫米。干旱严重，是河北省典型的干旱县区之一，并常有风、冰雹等灾害性天气。最大冻土深度1.5米。3.2.4地震动参数区划根据中国地震动参数区划图分区，该区域抗震设防烈度为度，设计基本地震加速度值为0.15g，场地属类场地，特征周期值0.35s，属设计地震第二组，属抗
17、震一般地段。3.2.5区域地表水该厂区位于赵川镇安家窑村西50m处，上部复盖310m厚的第四系壤土，下部为第四系坡洪积层。尾矿库建在厂区西500m处的长梁沟内,沟的方向为南北向，流域面积0.275km2，沟道洪水流径700m从大白阳村东经过后汇入龙洋河。3.2.6区域地下水该厂区地段属丘陵山区，地下水资源补给受地质岩性，地质构造和地形条件的限制，水资源主要靠降水补给和山前侧向补给。上游多为石质山区，岩石裸露，植被较少，区域年降水量较少，遇有降水产生径流一部分通过沟道下泄，一部分入渗补给地下水。下游为第四系坡洪积沉积物，颗粒粗细交错，为地下水生成提供了良好的渗流过境空间。在厂区南300m处地下水
18、一般较为丰富，埋深在6080m之间，单井涌水量4050m3/h。3.2.7尾矿库周边环境及下游现状尾矿库位于厂区西500m处的长梁沟内，坝上游为壤土覆盖较薄的石质山区，无村庄和其它工程措施，坝下游沟道两岸多为耕地，地势比较高，大白阳村距尾矿库700m，但不在同一流域，不会受到因跨坝而造成的损失。总的情况是区域内生态环境脆弱，自然植被较少。周围无风景、旅游景点和文物古迹，也无珍稀野生动物。4 尾矿库设计情况1、原设计情况宣化县金燕矿业有限公司选矿厂尾矿库初步设计由河北新烨工程技术有限公司2008年11月完成。该尾矿库位于选厂西500m处，利用长梁沟作为尾矿存放库区。按选厂生产规模，日处理原矿石2
19、00t，年产尾矿量2.059104m3。生产5年所需尾矿库有效库容10.295104m3，根据地形图量算，当尾矿坝终期堆积标高达到1170.2m时，总库容11.5104m3，有效库容为10.34104m3，调洪库容1.16104m3，可满足选厂生产规模生产5年的需要。总坝高26.0m，尾矿库等别为五等。2、初期坝设计初期坝为壤土均质土坝，可就地取材，土质为第四系风、洪积土。坝顶长70.0m，坝底长12.0m，坝高20.0m，坝顶宽3.0m,坝底宽86.2m,安全超高0.5m。在下游外边坡1154.2m高程上设马道一条，宽2.0m，马道以上边坡1:2.0，以下1:2.5。在上游内边坡1154.2
20、m高程上设马道一条，宽2.0m，马道以上边坡1:1.6，以下1:2.0。坝下游坡脚设棱体排水，高4.0m，顶宽1.0m，内边坡1:1.0，外边坡1:1.5，坝前棱底设反滤层。坝内边坡和库区底部及坡面上游170m设300g/m2土工膜防渗。3、后期子坝设计后期坝由壤土堆积筑坝，筑坝在初期坝顶上加高6.0m，总坝高达到26.0m，坝顶高程上升到1170.2m，安全超高0.5m。后期子坝一次性成坝，高6.0m，顶宽3.0m，内边坡1:2.0，外边坡1:3.5。防渗采用300g/m2土工膜（一布一膜）。4、排洪设施设计该厂区处于龙洋河流域上游，尾矿库设在长梁沟中，支流长1950m，平均宽320m，流域
21、面积0.275km2，海拔高程在11841370m之间。经计算百年一遇1日最大洪峰流量为9.08m3/s。为了安全起见，在尾矿库上游建拦洪坝1座,高5.5m,顶宽2.0m,前、后边坡均为1：2.0，坝体采用壤土夯实而成,为均质土坝。在库区两侧基岩上开挖排洪槽各1条，（尺寸见排洪沟横断面图）进水口高程为1172.6m，安全超高0.4m。洪水在拦洪坝内滞留后流入排水槽。排水槽总长633m，其中建浆砌石挡水墙长160m，设计水深0.8 m，超高0.2m。按矩形槽计算，计算公式Q=C，糙率0.03，底宽2.1m，泄水流量为9.36m3/s，能满足泄洪要求。5 尾矿库工程现状根据宣化县金燕矿业有限公司尾
22、矿库坝体稳定性分析报告：现状尾矿库位于厂区西北约500m处的长梁沟内，属上游式山谷型尾矿库。尾矿坝现状总高度为25m。5.1初期坝初期坝为不透水含碎石碾压壤土坝，筑坝材料以沟道两侧的壤土，根据实测现状图及坝体稳定性分析报告，初期坝高13.0m，坝顶宽约4.5m，坝长约80.0m。坝底轴线中心高程1162m，坝顶高程为1175m，初期坝在平面形状上呈圆弧形，坡比较陡，实测初期坝外边坡坡比约为1：1.6，坝基直接位于含砾黄土层上，初期坝坝顶及坡面已覆盖黄土。现场观测过程中未见到明显的排渗棱体，坝底及坡面均未见到出水现象。企业现在坝脚外36.0处建有壤土坝一道，坝高3-5米，并将库内尾砂挖出，倒运至
23、坝脚和壤土坝之间。现状坝体右侧支沟道建有土坝一道，右侧支沟道土坝和坝脚外壤土坝相连。现库内呈坑状，坑平均长330 m，平均宽90.0 m，坑平均深8.0 m。5.2堆积坝后期堆积坝高度为12m，共堆积子坝2级，最高一级子坝坝顶标高为1187m ，坝顶长约140.0m，堆积坝整体外坡坡比约1:2.5。堆积子坝坝高从下至上分别为7m、5m，坝宽相应分别为15.5m、14.5m，每级子坝外坡比分别为1:2.2、1:3.1。堆积坝坝顶及坡面覆盖了黄土，并种植了少量的草本植被，外坡坡比较陡，存在细小雨水冲沟。 5.3排洪系统库区内有排洪设施，库区上游建有拦洪坝一座，坝顶高程1199m，坝顶宽6-8m，采
24、用碎石土堆积筑坝，内外边坡约为1:1.8，坡度较陡，在库区左岸设置排洪渠，排洪渠沟底低于拦洪坝顶约3m，左岸排洪渠断面为梯形，底宽1.5-3.0m，深3.0m，长约300m。排洪渠内外壁均为裸露的基岩，无砌衬，溢洪渠出口高程为1163.55m。库区右岸无坡面截洪沟。5.4放矿系统尾矿库已经停止生产，尾矿库无放矿系统。5.5回水系统尾矿库内末见回水系统。5.6沉积滩现企业自行将库区内尾砂拉运至库外坝脚，库区内现为坑状结构，坑底较为平整，未见隆起、漏斗、扇形锥状体等现象，坑内底平均坡比约1：80。 5.7其他附属设施现状尾矿库设有警示牌、信号灯等安全设施标志。个别警示牌字迹不清，油漆脱落。尾矿库左
25、岸有上坝道路，宽4-6m，长约180m。6 尾矿库整治设计受大白阳金矿的委托，对该库进行整治工程设计，设计主要内容包括：对现状的尾矿坝外坡进行整治、压坡、增设贴坡排水；完善排洪、排水设施；增设置警示设施、安全标识；完善附属设施等。6.1坝体整治设计清除坝外坡脚处饱和尾砂至原地面。从现状坝脚23.7 m处用壤土向上压坡至初期坝顶高程1175.0m，共六个台阶，自下而上第一个台阶高4.3 m，顶宽5.0 m，高程为1150.0m，外坡比1：2.5。第二、第三、第四台阶每级高5.0 m，每级顶宽5.0 m，高程为1155.0m、1160.0m、1165.0m，外坡比为1：2.5。第五、第六台阶每级高
26、为5.0 m，高程为1170.0m、1175.0m，顶宽5.0 m，外坡比为1：2.0。在整治好的初期坝脚设贴坡排水棱体，贴坡排水棱体高3.5m，上顶宽2.7m，下顶宽2.0m；上边坡1:2.5，下边坡1:1.5；上部贴坡干砌石厚1.0m，下部棱体厚1.5m；坡前体底设碎石、粗砂各20.0cm。由贴坡排水棱体顶高程1146.5m至初期坝顶高程1175.0m坡面采用干砌石护坡，护坡厚度0.3m。干砌石下铺0.3m粗砂。贴坡排水棱体外坡脚至现有坝外壤土坝之间用壤土填筑，并对原有壤土坝外坡进行补坡处理，坡度为1：2.0。后期坝平均坡度为1:2.98，坡度较陡，故对现状后期坝坝坡采取收坡的整治办法。堆
27、积坝坡整治后共3级台阶，自下而上第一、第二个台阶高5.0m，顶宽5.0m，外坡比为1:3.0，第三个台阶高3.0米，项宽10.0 m，外坡比为1:3.0，平均外坡比1:4.0。整治后坝顶高程为1188.0m。整治后坝外坡设人行踏步及栏杆，尾矿堆积坝外坡面覆土厚0.5m，种植草灌植物。后期运行为尾矿沉积滩坡度1:100。洪水期最小干滩长度不小于40.0m。6.2库内整治设计对现状库内两侧边坡进行削坡处理，两侧边坡为1：1.5；坝前补坡，边坡为1：2.0，坝内边坡和库区底部及坡面铺设500g/m2土工膜防渗处理。6.3坝下游截渗坝设计清除坝体右侧支沟道土坝，保持右侧沟道畅通，在贴坡排水下游80米处
28、建粘土截水墙一道，长26.0m，顶宽1.0m，深度和底长根据实际情况而定，墙前设置渗水井一个，渗水井为干砌石砌筑，内径为6.0m，顶部砌0.5m高浆砌石护堰。渗水井和截水墙底放在隔水层上。以便监测水质情况。6.4整治后尾矿库主要技术指标整治后尾矿库主要技术指标为：尾矿坝初期坝底高程1162.0m，坝顶高程1175.0m，初期坝高13.0 m。整治后坝顶高程1188.0m，整治后现状总坝高26.0m。终期淹没线高程1187.6m。整治后库容为9.82104m3，有效库容7.85104m3，剩余服务年限1.3年。6.5排洪设施整治设计该尾矿库现状排尾高度已达到25m。本次排洪措施主要采取分流处理的
29、方法。完善上游拦洪坝和左侧排洪槽，将上游和左侧坡面洪水导出库外。右侧坡面新建截洪沟，将右侧坡面洪水导出库外，库区自产水由调洪库容和预留库容暂时存储，由回水泵抽回选厂做为选厂回水之用。6.6.1水文计算1. 防洪标准依据选矿厂尾矿设施设计规范（GB 50863-2013），尾矿库的防洪标准应根据尾矿库各使用期的等别，综合考虑库容、坝高、使用年限及对下游可能造成的危害等因素分别按下表确定。表6-1 尾矿库防洪标准尾矿库各使用期等别一二三四五洪水重现期（年）1000-2000500-1000200-500100-200100根据尾矿坝现状坝高，确定防洪标准为100年一遇。2. 洪水计算（1）依据河北
30、省张家口市水文水资源手册（1998年5月），以下简称张家口水文手册关于洪峰流量计算的推理公式确定洪峰流量，洪峰流量用以下三个公式确定：； ； 式中：洪峰流量，m3/s；流域汇流历时，（h）；R相当于时段的最大净雨深（mm）； F汇水面积，（km2）；J主河道坡度（用小数表示）；L主河道长度，（km）；m经验汇流参数；0.278单位换算系数；洪峰流量的计算方法， 采用图解法，本次设计例举最终坝高时洪峰流量推求过程。拦洪坝上游库区自然地理特征(F,L,J意义同上)：F=0.225km2，L=0.95，J=0.18推求设计暴雨在张家口水文手册附图5-4附图5-9中，于流域重心分别查出不同历时t的暴雨量均值和变差系数CV值，取CS=3.5CV，据此求得百年一遇1h、6h、24h点雨量列入表6-3表6-3 库区点雨量计算表历时（h）特征值 K1%百年一遇点雨量 H（mm）（mm）CVCS/CV0.1613.00.583.53.1040.30.521.00.583.53.1065.11220.633.53.3473.486350.603.53.20112.024480.603.53.20168.0根据表6-3所列数据，在双对数纸上绘制Ht关系图，根据此关系图查出不同历时的点雨量，从手册表5-3查出点面折减系数，点雨量乘以点面折减系数得面雨量，不同
