尾矿库安全技术规程.doc
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1、尾矿库安全技术规程(AQ2023-2023 2023年3月1日起实行)目次前言1 范围2 规范性引用文献3 术语和定义4 尾矿库等别及构筑物级别5 尾矿库建设6 尾矿库生产运营7 尾矿库安全检查8 尾矿库安全度9 尾矿库闭库10 尾矿再运用及尾矿库闭库后再运用11 尾矿库安全评价12 尾矿库工程档案附录A 上游式尾矿坝的渗流计算简法 (资料性附录)附录B 坝体尾矿的平均物理力学指标 (资料性附录)前 言为规范尾矿库建设、运营、闭库及再运用,保障人民生命财产安全,依据中华人民共和国安全生产法、中华人民共和国矿山安全法和有关法律、行政法规及有关行业技术标准、规范、规定,制定本规程。本规程的附录A、
2、附录B是资料性附录。本规程是由国家安全生产监督管理总局提出并归口。本规程起草单位:中国有色工程设计研究总院、秦皇岛冶金设计研究总院。本规程重要起草人:田文旗、曲忠德、伍绍辉、杨春福、时炜、王树。尾矿库安全技术规程1 范围本规程规定了尾矿库在建设、生产运营、安全检查、安全度、闭库、再运用、安全评价等方面的安全规定。本规程合用于中华人民共和国境内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、电厂灰渣库和干式解决的尾矿库可参照执行。2 规范性引用文献下列文献中的条款通过本规程的引用而成为本规程的条款。引用文献最新版本,以及其后的修订版均合用于本规程。选矿厂尾矿设施设计规范尾矿设
3、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合用于本规程。3.1尾矿库 tailings pond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其他工业废渣的场合。 3.2全库容 whole storage capacity尾矿坝某标高顶面、下游坡面及库底面所围空间的容积,涉及有效库容、死水库容、蓄水库容、调洪库容和安全库容5部分。3.3有效库容 effective storage capacity某坝顶标高时,初期坝内坡面、堆积坝外坡面以里(对下游式尾矿筑坝则为坝内坡面以
4、里),沉积滩面以下,库底以上的空间,即容纳尾矿的库容。3.4调洪库容 flood regulation storage capacity某坝顶标高时,沉积滩面、正常水位以上的库底、正常水位三者以上,最高洪水位以下的空间。3.5总库容 total storage capacity设计最终堆积标高时的全库容3.6矿坝 tailings dam挡尾矿和水的尾矿库外围构筑物,常泛指尾矿库初期坝和堆积坝的总体。3.7初期坝 starter dam基建中用作支撑后期尾矿堆存体的坝。3.8堆积坝 embankment生产过程中在初期坝坝顶以上用尾矿充填堆筑而成的坝。3.9上游式(尾矿筑坝法) upstrea
5、m embankment method在初期坝上游方向充填堆积尾矿的筑坝方式。3.10中线式(尾矿筑坝法) centerline embankment method在初期坝轴线处用旋流分级粗尾砂冲积尾矿的筑坝方式。3.11下游式(尾矿筑坝法) downstream embankment method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。3.12沉积滩 deposited beach水力冲积尾矿形成的沉积体表层,常指露出水面部分。3.13滩顶 beach crest沉积滩面与堆积坝外坡的交线,为沉积滩的最高点。3.14滩长 beach width由滩顶至库内水边线的水平距离。3.1
6、5最小干滩长度 minimum beach width设计洪水位时的干滩长度。3.16安全超高 free height尾矿坝沉积滩顶至设计洪水位的高差。3.17最小安全超高 minimum free height规定的安全超高最小允许值。3.18坝高 dam height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处坝底的高差。3.19总坝高 total dam hejght与总库容相相应的最终堆积标高时的坝高。3.20堆坝高度或堆积高度 embankment height or accumulation height尾矿堆积坝坝顶与初期坝坝
7、顶的高差。3.21尾矿库挡水坝 water dam of tailings pond长期或较长期挡水的尾矿坝,涉及不用尾矿堆坝的主坝及尾矿库侧、后部的副坝。3.22尾矿库安全设施 safety establishment installation of tailings pond直接影响尾矿库安全的设施,涉及初期坝、堆积坝、副坝、排渗设施、尾矿库排水设施、尾矿车观测设施及其他影响尾矿库安全的设施。3.23尾矿工 tailings worker指从事尾矿库放矿、筑坝、排洪和排渗设施操作的专职作业人员。4 尾矿库等别及构筑物级别4.1 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拟定
8、。当两者的等差为一等时,以高者为准;当等差大于一等时,按高者减少一等。尾矿库失事将使下游重要城乡、工矿公司或铁路干线遭受严重灾害者,其设计等别可提高一等。表1尾矿库等别等 别全库容V(万m3)坝高H(m)一二等库具有提高等别条件者二三四五V100001000V10000100V1000V100H10060H10030H60H30 4.2 尾矿库构筑物的级别根据尾矿库等别及其重要性按表2拟定。表2 尾矿库构筑物的级别等别构 筑 物 的 级 别重要构筑物次要构筑物临时构筑物一二三四五123453355544555 注:重要构筑物指尾矿坝、库内排水构筑物等失事后难以修复的构筑物;次要构筑物指失事后不
9、致导致下游灾害或对尾矿库安全影响不大并易于修复的构筑物;临时构筑物指尾矿库施工期临时使用的构筑物。5 尾矿库建设5.1 尾矿库勘察5.1.1 尾矿库工程地质与水文地质勘察应符合有关国家及行业标准规定,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。5.1.2 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。5.2 尾矿库设计5.2.1 尾矿库库址选择应遵守下列原则:a) 不宜位于工矿公司、大型水源地、水产基地和大型居民区上游;b) 不应位于全国和省重点保护名胜古迹的上游;c) 应避开地质构造复杂、不良地质现象严重区域;d) 不宜位于有开采价值的矿床上面;e
10、) 汇水面积小,有足够的库容和初、终期库长。5.2.2 尾矿库设计应对不良地质条件采用可靠的治理措施。5.2.3 对停采的露天采矿场改作尾矿库的,应对安全性进行专项论证;对露天采矿场下部有采矿活动的,不宜作为尾矿库。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。5.2.4 尾矿库设计文献应明确下列安全运营控制参数:a) 尾矿库设计最终堆积高程、最终坝体高度、总库容;b) 尾矿坝堆积坡比;c) 尾矿坝不同堆积标高时,库内控制的正常水位、调洪高度、安全超高及最小干滩长度等;d) 尾矿坝浸润线控制。5.2.5 尾矿库初步设计应编制安全专篇,重要内容为:a
11、) 尾矿库区存在的安全隐患及对策;b) 尾矿库初期坝和堆积坝的稳定性分析;c) 尾矿库动态监测和通讯设备配置的可靠性分析;d) 尾矿库的安全管理规定。5.3 尾矿坝设计5.3.1 尾矿坝宜以滤水坝为初期坝,运用尾矿筑坝。当遇有下列条件之一时,可以采用本地土石料或废石建坝。a) 尾矿颗粒很细、粘粒含量大,不能筑坝;b) 由尾矿库后部放矿合理;c) 尾矿库与废石场结合考虑,用废石筑坝合理。5.3.2 初期坝高度的拟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规定外,还应满足初期调蓄洪水规定。5.3.3 坝基解决应满足渗流控制和静力、动力稳定规定,遇有下列情况时,应进行专门研究解决:a)
12、透水性较大的厚层砂砾石地基;b) 易液化土、软粘土和湿陷性黄土地基;c) 岩溶发育地基;d) 采空区地基。5.3.4 尾矿筑坝的方式,对于抗震设防烈度为7度及7度以下地区宜采用上游式筑坝,抗震设防烈度为89度地区宜采用下游式或中线式筑坝。5.3.5 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。5.3.6 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(d0.074 mm)含量不宜小于70,否则应进行筑坝实验。筑坝上升速度应满足库内沉积滩面上升速度和防洪的规定。5.3.7 下游式或中线式尾矿坝应设上游初期坝和下游滤水坝趾,两者之间的坝基应设立排渗设施。5
13、.3.8 尾矿库挡水坝应按水库坝的规定设计。5.3.9 上游式尾矿坝沉积滩顶至设计洪水位的高差不得小于表3的最小安全超高值,同时,滩顶至设计洪水位边线距离不得小于表3最小滩长值。表3 上游式尾矿坝的最小安全超高与最小滩长坝的级别12345最小安全超高(m)1.51.00.70.50.4最小滩长(m)1501007050405.3.10 下游式和中线式尾矿坝坝顶外缘至设计洪水位水边线的距离不宜小于表4的最小滩长值。当坝体采用防渗斜(心)墙时,坝顶至设计洪水位的高差亦不得小于表3的最小安全超高值。表4 下游式及中线式尾矿坝的最小滩长坝的级别12345最小滩长/m100705035255.3.11
14、尾矿库挡水坝在设计洪水位时安全超高不得小于表3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式土石坝设计规范推荐的方法计算。5.3.12 地震区尾矿坝应符合下列规定: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,滩顶至正常高水位水边线的距离不得小于表3的最小滩长值与地震壅浪高度相应滩长之和。下游式与中线式尾矿坝坝顶外边沿至正常高水位水边线的距离不宜小于表4的最小滩长值与地震壅浪高度相应滩长之和。尾矿库挡水坝坝顶至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
15、深拟定,可采用0.51.5 m。对于所有采用本地土石料或废石堆筑的尾矿坝,其安全超高按尾矿库挡水坝规定拟定。5.3.13 尾矿坝设计应进行渗流计算,以拟定坝体浸润线、逸出坡降和渗流量。浸润线出逸的尾矿堆积坝坝坡,应设排渗设施,1、2级尾矿坝还应进行渗流稳定研究。5.3.14 上游式尾矿坝的渗流计算应考虑尾矿筑坝放矿水的影响。1、2级山谷型尾矿坝的渗流应按三维计算或由模拟实验拟定;3级以下尾矿坝的渗流计算可按附录A进行。5.3.15 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1/8。5.3.16 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,考虑各种荷
16、载组合,经计算拟定。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。抗震设防烈度为6度及6度以下地区的5级尾矿坝,当坝外坡比小于1:4时,除原尾矿属尾粘土和尾粉质粘土以及软弱坝基外,可不作稳定计算。5.3.17 尾矿坝稳定性计算的荷载分下列5类,可根据不同情况按表5进行组合:一类为筑坝期正常高水位的渗透压力;二类为坝体自重;三类为坝体及坝基中孔隙压力;四类为最高洪水位有也许形成的稳定渗透压力;五类为地震惯性力。表5 荷载的组合荷 载 组 合荷 载 类 别一二三四五正常运营总应力法有有有效应力法有有有洪水运营
17、总应力法有有有效应力法有有有特殊运营总应力法有有有有效应力法有有有有5.3.18 按瑞典圆弧法计算坝坡抗滑稳定的安全系数不应小于表6规定的数值。表6 坝坡抗滑稳定最小安全系数运用情况坝 的 级 别123、正常运营1.301.251.201.15洪水运营1.201.151.101.05特殊运营1.101.051.051.005.3.19 当采用简化毕肖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方法各自的最小安全系数。5.3.20 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7选取。表7 尾矿及土的抗剪强度指标强度计算方法土的类别强度
18、指标类别(取得的方法)实验仪器实验起始状态实验方法强度指标总应力法无粘性土固结不排水剪Cu ,u三轴仪 一、坝体材料 1、含水量及密度与原状同样 2、浸润线以下及水下要预先饱和 3、实验应力与坝体实际应力相一致 二、坝基用原状 土少粘性土固结快剪直剪仪固结不排水剪三轴仪粘性土固结快剪直剪仪固结不排水剪三轴仪有效应力法无粘性土慢剪C ,直剪仪固结排水剪三轴仪粘性土慢剪直剪仪固结不排水剪、测孔压三轴仪注:1.少粘性土指粘粒含量小于15%的尾矿。2.软弱尾粘土类粘性土采用固结快剪指标时,应根据其固结限度拟定;当采用十字板抗剪强度指标时,应考虑土体固结后强度的增长。5.3.21 上游式尾矿坝的计算断面
19、应考虑到尾矿沉积规律,根据颗粒粗细限度概化分区。各区尾矿的物理力学指标可参考类似尾矿坝或按附录B拟定,必要时通过实验研究拟定。对在用尾矿坝进行稳定计算时应根据该坝勘察报告拟定概化分区及相应的物理力学指标。5.3.22 上游式尾矿坝堆积至1223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,拟定相应技术措施。5.3.23 透水堆石坝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期可按表8拟定。表8 初期坝下游坡坡比坝高(m)土坝下游坡坡比透水堆石坝下游坡坡比岩基非岩基(软基础外)5101:1.751:2
20、.01:1.51:1.751:1.751:2.010201:2.01:2.520301:2.51:3.05.3.24 尾矿堆积坝下游坡与两岸山坡结合处应设立截水沟5.3.25 上游式尾矿坝的堆积坝下游坡面上宜用土石覆盖或用其他方式植被绿化,并可结合排渗设施每隔610 m高差设立排水沟。5.3.26 4级以上尾矿坝应设立坝体位移和坝体浸润线观测设施。必要时还宜设立孔隙水压力、渗透水量及其浑浊度的观测设施。5.4 排洪设计5.4.1 尾矿库必须设立排洪设施,并满足防洪规定。尾矿库的排洪方式,应根据地形、地质条件、洪水总量、调洪能力、回水方式、操作条件与使用年限等因素,通过技术比较拟定。尾矿库宜采用
21、排水井(斜槽)一排水管(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。5.4.2 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、使用年限及对下游也许导致的危害等因素,按表9拟定。表9 尾矿库防洪标准尾矿库等别一二三四五洪水重现期(a)初期1002005010030502030中、后期10002023500100020050010020050100注:初期指尾矿库启用后的头35年。5.4.3 储存铀矿等有放射性和有害尾矿,失事后也许对下游环境导致极其严重的尾矿库,其防洪标准应予以提高,必要时其后期防洪可按也许最大洪水进行设计。5.4.4 尾矿库洪水计算应符合下列规定:a
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