尾矿库安全技术规程

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，以及其后的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所。3.2全库容尾矿坝某标高顶面、下游坡面及库底面所围空间的容积，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。3.3有效库容某坝顶标高时，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总库容设计最终堆积标高时的全库容。3.6尾矿坝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初期坝基建中用作支撑后期尾矿堆存体的坝。3.8堆积坝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）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）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）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滩长由滩顶至库内水边线的水平距离。3.15最小干滩长度设计洪水位时干滩长度。3.16安全超高尾矿坝沉积滩顶至设计洪水位的高差。3.17最小安全超高规定的安全超高最小允许值。3.18坝高对初期坝和中线式、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总坝高与总库容相对应的最终堆积标高时的坝高。3.20堆坝高度或堆积高度尾矿堆积坝坝顶与初期坝坝顶的高差。3.21尾矿库挡水坝长期或较长期挡水的尾矿坝，包括不用尾矿堆坝的主坝及尾矿库侧、后部的副坝。3.22尾矿库安全设施直接影响尾矿库安全的设施，包括初期坝、堆积坝、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。3.23尾矿工指从事尾矿库放矿、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。表1尾矿库等别等别全库容V/万m3坝高H/m一V≥10000H≥100二1000≤V＜1000060≤H＜100三100≤V＜100030≤H＜60四V＜100H＜30五4.2尾矿库构筑物的级别根据尾矿库等别及其重要性按表2确定。表2尾矿库构筑物的级别等别构筑物的级别主要构筑物次要构筑物临时构筑物一二三四五123453355544555注：主要构筑物指尾矿坝、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致造成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要求，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)不宜位于工矿企业、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)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取可靠的治理措施。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尾矿库设计文件应明确下列安全运行控制参数：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，主要内容为：a)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)尾矿存动态监测和通讯设备配置的可靠性分析；d)尾矿库的安全管理要求。5.3尾矿坝设计5.3.1尾矿坝宜以滤水坝为初期坝，利用尾矿筑坝。当遇有下列条件之一时，可以采用当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初期坝高度的确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要求外，还应满足初期调蓄洪水要求。5.3.3坝基处理应满足渗流控制和静力、动力稳定要求。遇有下列情况时，应进行专门研究处理：a)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8－9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下游式或中级式尾矿筑坝分级后用于筑坝的尾矿，其粗颗粒（d≥0.074mm）含量不宜少于70%，否则应进行筑坝试验。筑坝上升速度应满足库内沉积滩面上升速度和防洪的要求。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，二者之间的坝基应设置排渗设施。5.3.8尾矿库挡水坝应按水库坝的要求设计。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的最小滩长值。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/m1.51.00.70.50.4最小滩长/m1501007050405.3.10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。当坝体采取防渗余（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对应滩长之和。下游式与中线式尾矿坝坝顶外边缘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对应滩长之和。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深确定，可采用0.5-1.5m。对于全部采用当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要求确定。5.3.13尾矿坝设计应进行渗流计算，以确定坝体浸润线、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试验确定；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，考虑各种荷载组合，经计算确定。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可能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行总应力法有有有效应力法有有有洪水运行总应力法有有有效应力法有有有特殊运行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1234、5正常运行1.301.251.201.15洪水运行1.201.151.101.05特殊运行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指标类别（取得的方法）试验仪器试验起始状态试验方法强度指标总应力法无粘性土固结不排水剪Cu，Фu三轴仪一、坝体材料1、含水量及密度与原状一样2、浸润线以下及水下要预先饱和3、试验应力与坝体实际应力相一致二、坝基用原状上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′，Ф′直剪仪固结排水剪三轴仪慢剪直剪仪粘性土固结不排水剪、测孔压三轴仪注1：少粘性土指粘粒含量小于15%的尾矿。注2：软弱尾粘土类粘性土采用固结快剪指标时，应根据其固结程序确定；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应考虑到尾矿沉积规律，根据颗粒粗细程度概化分区。各区尾矿的物理力学指标可参考类似尾矿坝或按附录B确定，必要时通过试验研究确定。对在用尾矿坝进行稳定计算时应根据该坝勘察报告确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1/2－2/3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，确定相应技术措施。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时可按表8确定。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（软基除外）5~101：1.75~1：2.01：1.5~1：1.751：1.75~1：2.010~201：2.0~1：2.520~301：2.5~1：3.05.3.24尾矿堆积坝下游坡与两岸山坡结合处应设置截水沟。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6~10m高差设置排水沟。5.3.264级以上尾矿坝应设置坝体位移和坝体浸润线观测设施。必要时还宜设置孔隙水压力、渗透水量及其浑浊度的观测设施。5.4排洪设计5.4.1尾矿库必须设置排洪设施，并满足防洪要求。尾矿库的排洪方式，应根据地形、地质条件、洪水总量、调