内蒙某铁矿山谷型尾矿库初步设计.pdf
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1、 内蒙内蒙内蒙内蒙*矿业矿业矿业矿业有限公司有限公司有限公司有限公司 6 6 6 6 万万万万 t/at/at/at/a 铁精粉选厂铁精粉选厂铁精粉选厂铁精粉选厂 尾矿库初步设计尾矿库初步设计尾矿库初步设计尾矿库初步设计 *设设设设 计计计计 院院院院 二二二二 OOOOOOOO 八八八八年年年年六六六六月月月月 目目目目 录录录录 第一章 概 述.1 1.1 建设项目基本情况.1 1.2 设计依据.2 1.3 设计原则.3 第二章 设计基础资料.5 2.1 水文气象资料.5 2.2 尾矿特性.5 第三章 尾矿库址选择.7 3.1 地理位置.7 3.2 自然地理环境及经济条件.7 3.3 尾矿
2、库址的选择.8 3.4 库容量.9 3.5 尾矿库址综合分析.9 第四章 尾矿库设施.11 4.1 尾矿输送.11 4.2 尾矿坝.12 4.3 尾矿筑坝.14 4.4 尾矿回水.15 4.5 尾矿库排洪.15 4.6 尾矿坝稳定性分析.17 第五章 环境保护和生态恢复.20 5.1 环境保护.20 5.2 尾矿库的生态恢复.20 第六章 工作制度和劳动定员.24 第七章 尾矿库的安全生产管理.25 第八章 问题与建议.28 第九章 尾矿库工程概算.29 第十章 尾矿库运行费用分析.31 附图 1、尾矿库总平面布置图 2、尾矿库初期坝截面图 3、库容曲线图 附件 1、内蒙*矿业有限公司尾矿库初
3、步设计委托书 2、内蒙*矿业有限公司 6 万 t/a 铁精粉选矿项目环境影响报告 第一章 概 述 1.1 1.1 1.1 1.1 建设项目基本情况建设项目基本情况建设项目基本情况建设项目基本情况 1.1.11.1.11.1.11.1.1 建设单位概况建设单位概况建设单位概况建设单位概况 内蒙*矿业有限公司*铁矿已有铁矿选矿厂一座,已有尾矿库一座,但由于该尾矿库不符合尾矿库的安全管理规定,要另选址设计一新尾矿库;该铁矿现有选厂生产规模(设计能力)为年选矿石量约 9 万吨,选厂工作制度为 300 天/年(3 班/天,8小时/班),则日选矿石量为 300 吨。选矿工艺流程为单一磁选工艺。新尾矿库拟选
4、择在选厂西侧 450m 的沟谷内,该库区汇水面积约 0.0241km2(库区内截洪沟以下),最大库容为 37.5 万 m3,有效库容量 30.97 万 m3,服务年限 8 年,库型为山谷型尾矿库。1.1.2 1.1.2 1.1.2 1.1.2 设计任务的由来设计任务的由来设计任务的由来设计任务的由来 根据国家发展和改革委员会、国家安全生产监督管理局20031346 号文关于加强建设项目安全设施“三同时”工作的通知精神要求,本尾矿库的设计是已建成并生产的选矿厂的配套项目。为此,内蒙*矿业有限公司*铁矿于 2008 年 5月委托*设计院进行该项目的设计。1.2 1.2 1.2 1.2 设计依据设计
5、依据设计依据设计依据 1.2.1 1.2.1 1.2.1 1.2.1 任务依据任务依据任务依据任务依据 1、内蒙*矿业有限公司*铁矿尾矿库设计委托书 2、内蒙*矿业有限公司*铁矿 3 万 t/a 铁精粉选厂项目可行性研究报告 1.2.2 1.2.2 1.2.2 1.2.2 法律法律法律法律、法规依据法规依据法规依据法规依据 1、中华人民共和国劳动法(1995.1.1)2、中华人民共和国矿山安全法(1993.5.1)3、中华人民共和国安全生产法(2002.11.1)4、中华人民共和国环境保护法(1989 年 12 月 26 日)5、中华人民共和国水土保持法(1991 年 6 月 29 日)6、中
6、华人民共和国大气污染防治法(2004 年4月29 日)7、中华人民共和国水污染防治法(1996 年 5 月 15 日)8、中华人民共和国固体废物污染环境防治法(1995 年 10月 30 日)9、建设项目环境保护管理条例(国务院令第 253 号,1998年 11 月 29 日)10、中华人民共和国水土保持实施条例(1993 年 8 月 1 日)11、尾矿库安全监督管理规定(中华人民共和国国家安全生产监督管理总局第六号令,2006 年 4 月 21 日)12、内蒙古自治区环境保护条例(2002 年 3 月 21 日)13、内蒙古自治区实施中华人民共和国水土保持法办法(1997 年 9 月 24
7、日)14、内蒙古自治区安全生产条例(2005 年 5 月 27 日)1.2.3 1.2.3 1.2.3 1.2.3 技术依据技术依据技术依据技术依据 1、选矿厂尾矿设施设计规范ZBJ190 2、选矿安全规程GB181522000 3、尾矿库安全技术规程(AQ20062005)4、开发建设项目水土保持方案技术规范(SL204-98)(中华人民共和国水利部,1998 年 2 月 5 日)5、工矿和工程建设区水土保持技术规范(DB/14-274-91)6、恒泰矿业有限公司*铁矿提供的 1:1000 地形图 1.31.31.31.3 设计原则设计原则设计原则设计原则 1.3.1 1.3.1 1.3.1
8、 1.3.1 库址选择原则库址选择原则库址选择原则库址选择原则 本设计为 内蒙*矿业有限公司*铁矿尾矿库初步设计,设计范围包括尾矿库、尾矿坝、尾矿输送。库址选择原则:1、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。2、不应位于全国和省重点保护名胜古迹的上游。3、应避开地质构造复杂、不良地质现象严重区域。4、不占或少占农田,不迁或少迁村庄。5、不宜位于有开采价值的矿床上面。6、应有足够的库容和初、终期库长。7、筑坝工程量小,生产管理方便。8、尾矿输送距离短,能自流或扬程小。1.3.21.3.21.3.21.3.2 方案设计基本原则方案设计基本原则方案设计基本原则方案设计基本原则 1、
9、工程建设方案与矿山服务期限及选矿厂生产规模相适应,技术、设备先进,安全可靠,经济合理。2、工程方案符合国家及地方的有关法律,法规要求,重点解决尾矿库选址、库容、尾矿库安全、水及尾砂污染、水资源循环利用的问题。5 第二章 设计基础资料 2.12.12.12.1 水文气象资料水文气象资料水文气象资料水文气象资料 1、年最大 24h 降雨量均值:H=32.7mm 2、变差系数:Cv=1.6 3、偏差系数:Cs=2.5 4、暴雨强度递减指数:n1=0.75,n2=0.55 5、多年平均降雨量:210.7mm 6、多年平均蒸发量:2398.64mm 7、绝对最高气温:37 8、绝对最低气温:-34.4
10、9、最大积雪深度:0.15m 10、最大冻土深度:1.9m 2.22.22.22.2 尾矿特性尾矿特性尾矿特性尾矿特性 1、选矿厂排放尾矿量:200 吨/天;129.0m3/d 6 万吨/年;3.87 万 m3/a 2、尾矿库服务年限内储存的尾矿量:32.4 万吨(20.9 万 m3)3、尾矿密度及干容重 尾矿密度:g=2.65t/m3 干容重:d=1.55t/m3 4、尾矿排放浓度:18%6 5、矿浆平均排放量:29.86m3/h 6、矿浆最大排放量:41.45m3/h 7、矿浆最小排放量:18.27m3/h 8、尾矿粒度:-200 目占73%(加权平均粒径dp=0.124mm)9、选矿工作
11、制度:年工作300d,每天三班,每班八小时 10、尾矿库服务年限:5.4a 7 第三章 尾矿库址选择 3.13.13.13.1 地理位置地理位置地理位置地理位置 矿区位于*旗旗政府所在地东 120 公里的*沟,行政区划隶属于巴彦淖尔市*旗*苏木管辖。其地理坐标为:东经:10929001093030;北纬:404500 404545。矿区东南方向经乌兰不浪沟距包头市 33 公里,经沙德盖、哈德门沟距包头市 47 公里。矿区距大(佘太)乌(兰不浪)公路13 公里,草原砂石路至沟口,沟口至矿区为砂土路,交通较为方便。尾矿库选择在选矿厂西侧 450m 的沟谷内。3.23.23.23.2 自然地理环境自
12、然地理环境自然地理环境自然地理环境及经济条件及经济条件及经济条件及经济条件 矿区属阴山山脉乌拉山中段腹地,地处蒙古高原南缘。北为大佘太川,南为河套平原。矿体主要分布在分水岭及其附近,河流向南流入黄河,向北、向西流入乌梁素海。矿区除少量沟谷常年有泉水外,其余多为季节性河流。山区地形陡峻,水系切割较深。海拔标高最低为1679米,最高为1936米,相对高差一般为40200米,最大相对高差为229米。应属中低山区。根据中国地震动参数区划图(GB183062001),本区地震动峰值加速度(g)为 0.05,对照地震裂度为 7 度。8 区内属典型大陆性气候,冬季严寒,夏季炎热,年最高气温37,最低气温34
13、.4。降雨量少,蒸发量大于降雨量,年平均降雨量210.7mm,年平均蒸发量2398.64mm。春季及夏初多风,风力多在五、六级以上,平均风速3.15m/s,最大风速26m/s。最大冻土深度1.9m,无霜期120天左右。矿区为纯牧区,以放牧山羊为主;本区矿产资源丰富。目前已发现和探明的矿种有磁铁矿、石灰岩矿、石墨矿、饰面花岗岩矿、钼矿、金矿、砂金矿。随着我国西部大开发战略的逐步实施,当地也掀起了矿业开发新高潮。对本区的经济发展起到了促进作用,同时也解决了牧区部分剩余劳动力的就业,具有较好的社会效益。该矿区投资环境及建设环境均较好。3.3 3.3 3.3 3.3 尾矿库址的选择尾矿库址的选择尾矿库
14、址的选择尾矿库址的选择 内蒙*矿业有限公司*铁矿选矿厂生产规模为年处理原矿 9 万 t/a,排尾矿量为 6 万 t/a(3.87 万 m3/a)。根据在 1.3.1 中尾矿库选址的原则,尾矿库库址的确定如下:矿区属中低山区,地形有一些沟谷,该矿尾矿库址选择在选厂西450m 的沟谷内。库区地表无常年水体存在,下游无人居住,库区占地面积0.024km2。根据具体地形条件采用一面筑坝的形式,最大坝高30m,尾矿库总库容37.5 万m3,有效库容30.97 万m3,调洪库容6.53万m3。9 3.43.43.43.4 库容量库容量库容量库容量 3.4.13.4.13.4.13.4.1 初期库库容量初期
15、库库容量初期库库容量初期库库容量 尾矿库所在沟谷长 275m,平均沟宽 26m,沟的纵向平均坡度为 1.09%,尾矿库有效库容量为 30.97 万 m3。3.4.23.4.23.4.23.4.2 服务内库容量服务内库容量服务内库容量服务内库容量 矿山设计服务年限为 7.9 年,但矿山目前已向老尾矿库排放2.5 年的尾矿,故该新建的尾矿库为矿山还需服务 5.4 年,所需库容计算如下:其中:W 选矿厂排出的干尾矿量 6.0 万吨/年;d 尾矿平均堆积干容重 1.55 吨/m3;N 尾矿库为矿山服务年限 5.4 年;库容利用系数采用一面围坝的形式,取0.8;尾矿库级别为等。尾矿库中尾矿砂堆积密度为
16、1.55 吨/m3。选矿厂年排出干尾矿 6.0 万吨(3.87 万 m3),经计算生产服务期所需总库容 26.13万 m3,尾矿库有效库容为 30.97 万 m3,即能满足矿山服务期尾矿排放的要求。3.5 3.5 3.5 3.5 尾矿库址综合分析尾矿库址综合分析尾矿库址综合分析尾矿库址综合分析 尾矿库址综合分析表尾矿库址综合分析表尾矿库址综合分析表尾矿库址综合分析表 WN 6.05.4 V=26.13 万 m3 d 1.550.8 10 序号 分析项目 分析结果 1 产业政策 符合 2 区域发展规划 符合 3 卫生防护距离 符合 4 厂址周围敏感点 符合 5 运输条件 好 6 水、电供应 好
17、7 环境质量现状 好 8 公众态度 同意 11 第四章 尾矿库设施 4.1 4.1 4.1 4.1 尾矿尾矿尾矿尾矿输送输送输送输送 4.1.14.1.14.1.14.1.1尾矿水力计算按克诺罗兹(1)式计算,计算结果见下表:一条尾矿管线 序号 计算项目 DN80 焊接钢管 1 尾矿矿浆量(m3/h)29.86 2 水量(m3/h)24.49 3 尾矿浓度(%)18 4 矿浆比重(t/m3)1.08 5 临界管径(mm)80 6 临界流速(m/s)0.63 7 计算管径(mm)81.1 8 计算流速(m/s)0.60 9 计算坡度()36.39 4.1.24.1.24.1.24.1.2 尾矿输
18、送管线尾矿输送管线尾矿输送管线尾矿输送管线 尾矿输送管线采用一条 DN80 焊接钢管明设,管线长 200m,每隔 12m 左右设卡箍式接头,在尾矿输送管线的中间和管线最高点山顶处设排气阀,由于尾矿输送管线短,本设计不考虑设置事故池,事故池与尾矿矿浆池共用,容积 60m3。12 4.1.34.1.34.1.34.1.3 尾矿输送设备选择尾矿输送设备选择尾矿输送设备选择尾矿输送设备选择 选矿厂建尾矿砂泵站一座,泵站矿浆池尺寸5.04.03.5m,一段压力输送。输 送 设 备 选 择:设 计 选 择 山 东 博 山 渣 浆 泵 厂 生 产 的GMZ80-40-130 型渣浆泵二台,一台工作、一台备用
19、,性能:Q=2379m3/h,扬程 H=843.2m,n=7001480r/min,配套电机 Y160M2-2,N=37kW。4.1.44.1.44.1.44.1.4 尾矿排放尾矿排放尾矿排放尾矿排放 尾矿输送到尾矿坝内,采取沿尾矿坝体坝前分散放矿。为了防止尾矿排放时冲刷子坝,尾矿放浆支管长度应6m。尾矿排放顺序应该交替排放,有利于沉积干滩平整和坝前沉积尾矿砂的均匀。4.2 4.2 4.2 4.2 尾矿坝尾矿坝尾矿坝尾矿坝 4.2.1 4.2.1 4.2.1 4.2.1 初期坝基本要求初期坝基本要求初期坝基本要求初期坝基本要求 尾矿库初期坝为透水废石堆积坝,筑坝所需土石料可以就地取材或采矿废石
20、。筑坝石料分层碾压密实,每层厚度 200300mm,含水量 10%,P=1.7t/m3,压实系数 95%。筑坝石料的极限抗压强度不小于 40Mpa;堆石中小于 2cm 颗粒含量不应超过 5%,堆石空隙率 n40%,软化系数不低于 0.8,莫式硬度不低于 3。13 4.2.2 4.2.2 4.2.2 4.2.2 坝体坝体坝体坝体 尾矿库坝顶宽度为 3.0m,坝底最大宽度 36m,坝轴线长度坝顶为 86m,最大坝高 10m。为了排除雨水,坝顶面向外坡倾斜,坡度采用 0.25。坝体边坡上游坡度为 1:1.7,下游坡度为 1:1.85。为了保证大坝按设计要求填筑成形,要求坝体每筑高 1m,必须校正一次
21、坝坡。坝体与岸坡必须是斜面连接,其坡度要求不陡于 1:0.65 的斜坡。清基时,应将坝基范围内的建、构筑物全部拆除,所有树木、树根、乱石以及腐植土层等均应清除。坝基中的工程地质钻孔、试坑、坟墓、洞穴等必须加以妥善处理。初期坝上游坡面采用土工布组合反滤层,土工布上、下铺设30cm 厚的砾石,并压实、表面平整。土工布嵌入坝基及坝肩的深度不得小于 0.5m,并需用土料填塞密实。4.2.4.2.4.2.4.2.3 3 3 3 排渗设施排渗设施排渗设施排渗设施 为了后期尾矿沉积后降低浸润线,以利尾矿砂进入库中尽快固结,为初期坝形成一层保护层,使坝体稳定,设计采用在坝体底部设置排渗盲沟排出渗透水。排渗盲沟
22、设计为倒梯形,具体尺寸:上口宽 50cm,底宽 30cm,垂高 50cm。盲沟内充填物料为:底层 d10080mm 大卵石;二层 d4020mm 小卵石;三层 d105mm 粗砾石;最上层 d10.1mm 粗砂。排渗盲沟的水从排 14 渗盲沟的最低处采用盲沟排入坝外的回水池返回选矿厂循环使用。4.3 4.3 4.3 4.3 尾矿尾矿尾矿尾矿筑坝筑坝筑坝筑坝 1、投产初期,坝内沉积物标高低于初期坝以前,尾矿浆沿初期尾矿库宽度方向均匀排入库区。2、当坝内沉积物标高达到初期坝标高后,即初期库容使用完以后,开始尾矿堆积筑坝,堆积坝坡度 1:4,通过挖掘机及人工配合来保证坡度。3、设计采用上游筑坝法。堆
23、筑段尾矿排放应交替进行,均匀排放尾矿,保持坝体均匀上升。4、每次堆筑子坝的高度不得大于 2m,坝顶宽度为 3m。尾矿筑坝时间应安排在春季开始生产之前,采用推土机、装载机、碾压机械及人工配合等,逐层堆积逐层压实,每次堆积层高不得大于 0.4m,如果尾矿砂含水份低时,应在堆积层上面洒水,子坝顶部和下游坡面应采用粘土及块石、植被或其他物料覆盖,保护子坝不被雨水冲刷。5、最终坝体总高度为 30m,最终坝顶标高为 1440m。最终尾矿库总库容 37.5 万 m3,有效库容为 30.97 万 m3。根据选矿厂尾矿设施设计规范规定,该尾矿库属于 5 等库,沉积干滩长度应不小于 40m。雨季尾矿坝沉积滩顶至最
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