【正文】 水剪三軸儀有效應(yīng)力法無粘性土慢剪C39。 上游式尾礦壩的計(jì)算斷面應(yīng)考慮到尾礦沉積規(guī)律，根據(jù)顆粒粗細(xì)程度概化分區(qū)。表3—2 壩坡抗滑穩(wěn)定最小安全系數(shù)適用條件工 程 等 級1235正常運(yùn)用條件非常運(yùn)用條件Ⅰ非常運(yùn)用條件Ⅱ(1)水庫水位處于正常蓄水位和設(shè)計(jì)洪水位與死水位之間的各種水位的穩(wěn)定滲流期；(2)水庫水位在上述范圍內(nèi)經(jīng)常性的正常降落； (3)抽水蓄能電站的水庫水位的經(jīng)常性變化和降落。因而前者合理些。 按瑞典圓弧法計(jì)算壩坡抗滑穩(wěn)定的安全系數(shù)不應(yīng)小于表6規(guī)定的數(shù)值。計(jì)算時，假定多個滑動面，根據(jù)滑動體的受力狀態(tài)，計(jì)算出各個土條所受的力對滑弧中心的抗滑力矩MK和滑動力矩MH，用式(3—1)求出各個滑動面的抗滑穩(wěn)定的安全系數(shù)K，并找出最危險的滑動面(K＝Kmin)。設(shè)計(jì)一般要通過計(jì)算給出定量的評價?！緱l文】 尾礦初期壩與堆積壩壩坡的抗滑穩(wěn)定性應(yīng)根據(jù)壩體材料及壩基巖土的物理力學(xué)性質(zhì)，考慮各種荷載組合，經(jīng)計(jì)算確定。 上游式尾礦壩的滲流計(jì)算應(yīng)考慮尾礦筑壩放礦水的影響。對于全部采用當(dāng)?shù)赝潦匣驈U石堆筑的尾礦壩，其安全超高按尾礦庫擋水壩要求確定。 地震區(qū)尾礦壩應(yīng)符合下列規(guī)定：上游式尾礦壩沉積灘頂至正常高水位的高差不得小于表3最小安全超高值與地震壅浪高度之和，灘頂至正常高水位水邊線的距離不得小于表3的最小灘長值與地震壅浪高度對應(yīng)灘長之和。 下游式和中線式尾礦壩壩頂外緣至設(shè)計(jì)洪水位水邊線的距離不宜小于表4的最小灘長值?！踞屃x與知識】下游式或中線式尾礦壩是采用分級粗尾砂進(jìn)行堆筑的，為增強(qiáng)尾礦壩滲透性和穩(wěn)定性，當(dāng)壩基不具有滿足排滲要求的天然排滲層時，應(yīng)于堆積壩底設(shè)置可靠的排滲設(shè)施。我國德興銅礦原設(shè)計(jì)的下游式筑壩，雖然具備一定的地形條件，但仍因筑壩上升速度滿足不了庫內(nèi)沉積灘面上升速度而改用中線法?！緱l文】 下游式或中線式尾礦筑壩分級后用于筑壩的尾礦，其粗顆粒(d≥)含量不宜小于70％，否則應(yīng)進(jìn)行筑壩試驗(yàn)?！緱l文】 上游式筑壩，中、粗尾礦可采用直接沖填筑壩法，尾礦顆粒較細(xì)時宜采用分級沖填筑壩法。一般壩高大于100m、山谷型尾礦庫且壩址狹長、尾礦顆粒較粗、地震設(shè)防烈度為8度及8度以上的地區(qū)，宜采用下游式或中線式后期壩；其他情況均可采用上游式后期壩。遇有下列情況時，應(yīng)進(jìn)行專門研究處理：a)透水性較大的厚層砂礫石地基；b)易液化土、軟粘土和濕陷性黃土地基；c)巖溶發(fā)育地基；d)采空區(qū)地基?，F(xiàn)在普遍采用土工布(又稱無紡?fù)凉た椢?作反濾層。為防止?jié)B透水將尾礦或土等細(xì)顆粒物料通過堆石體帶出壩外發(fā)生滲透變形，在土壩壩體與排水棱體接觸面處以及堆石壩的上游坡面處或與非基巖的接觸面處都須設(shè)置反濾層。土壩的下游坡面上應(yīng)種植草皮護(hù)坡，堆石壩的下游坡面應(yīng)干砌大塊石護(hù)面。一般情況下壩頂寬度不宜小于表3－l所列數(shù)值。當(dāng)遇有尾礦本身不具備筑壩條件或用礦山廢石筑壩更合理情況，則可采用當(dāng)?shù)赝潦匣驈U石一次性或分期建設(shè)尾礦壩。當(dāng)遇有下列條件之一時，可以采用當(dāng)?shù)赝潦匣驈U石建壩。除了要仔細(xì)審查勘察報告和基礎(chǔ)資料外，在尾礦庫設(shè)計(jì)中主要體現(xiàn)在兩個方面：一是要確保設(shè)計(jì)的尾礦壩具有足夠的穩(wěn)定性，各項(xiàng)穩(wěn)定安全系數(shù)必須符合設(shè)計(jì)規(guī)范的規(guī)定；二是要使洪水位能控制在設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)定的范圍內(nèi)，確保防洪的安全。尾礦庫一旦失事，往往造成重大災(zāi)害。設(shè)計(jì)基礎(chǔ)資料一般應(yīng)有下列內(nèi)容：(1)尾礦日產(chǎn)量、設(shè)計(jì)服務(wù)年限內(nèi)的尾礦總量；(2)尾礦顆粒分析及其加權(quán)平均粒徑；(3)尾礦及尾礦水的成分分析；(4)尾礦漿的流量及其濃度；(5)尾礦漿的最小澄清距離；(6)尾礦沉積灘的坡度；(7)尾礦庫內(nèi)平均堆積干密度；(8)尾礦庫地區(qū)的地震設(shè)防烈度及氣象資料；(9)尾礦庫地區(qū)的地形圖；(10)尾礦庫址工程、水文地質(zhì)勘察報告?！踞屃x與知識】有的礦山利用已停采的露天采場改作尾礦庫，甚至還存在地下采礦活動，有的利用地下采礦陷落區(qū)建設(shè)尾礦庫，對這類尾礦庫的建設(shè)應(yīng)進(jìn)行專門的技術(shù)論證，并采取可靠的安全措施，保證尾礦庫和地下采礦活動的安全。【條文】 尾礦庫設(shè)計(jì)應(yīng)對不良地質(zhì)條件采取可靠的治理措施。原則e)中的“有足夠的庫容”是要求能容納選礦廠在設(shè)計(jì)服務(wù)期限內(nèi)所產(chǎn)出的全部尾礦量?！踞屃x與知識】尾礦庫庫址的選擇應(yīng)有兩個或兩個以上庫址方案，經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較綜合確定。為此，我國于1987年專門頒發(fā)了《上游法尾礦堆積壩工程地質(zhì)勘察規(guī)程(YBJ 11—1986)》供勘察部門試行。 ，一般在初步設(shè)計(jì)中尾礦堆壩穩(wěn)定性只能參考類似尾礦堆壩的指標(biāo)進(jìn)行分析。對壩基各土層都要做原位測試以及取樣實(shí)驗(yàn)，提供物理力學(xué)及滲透性指標(biāo)，并根據(jù)設(shè)計(jì)要求提供初期壩筑壩材料的開采位置、數(shù)量及壩材性能。(構(gòu))筑物地基的穩(wěn)定性、滲透性、壓縮性等方面的資料，以作為建(構(gòu))筑物的設(shè)計(jì)依據(jù)。對于用尾礦堆壩的尾礦庫，在建成運(yùn)行一段時間后，還須對堆積壩體 進(jìn)行中期勘察。(3)對尾礦筑壩壩體進(jìn)行勘察為壩體穩(wěn)定性分析提供壩體土層分布及各土層的物理力學(xué)性能等基礎(chǔ)資料。 在用的上游法尾礦堆積壩的勘察應(yīng)執(zhí)行《巖土工程勘察規(guī)范》。生產(chǎn)管理部門定期在工作基點(diǎn)安裝儀器，以起測基點(diǎn)為標(biāo)準(zhǔn)，觀測各觀測標(biāo)點(diǎn)的位移。標(biāo)點(diǎn)的布置以能全面掌握壩體的變形狀態(tài)為原則。這是非常危險的。因此，觀測管滲水段設(shè)置在設(shè)計(jì)所需浸潤線的下面1～。觀測管埋設(shè)深度是個關(guān)鍵。不少尾礦壩需通過降低浸潤線以增強(qiáng)穩(wěn)定性，也必須事先了解浸潤線現(xiàn)狀的位置。否則，不滿足。（1）安全灘長檢測法 如圖2—20所示，設(shè)現(xiàn)狀庫水位為片Hs先在沉積灘上用皮尺量出[Lg]，并插上標(biāo)桿a，用儀器測出a點(diǎn)地面標(biāo)高片Ha?！币豁?xiàng)完善的尾礦庫設(shè)計(jì)必須給生產(chǎn)管理部門提供該庫在各運(yùn)行期的最小調(diào)洪深度[Ht]、設(shè)計(jì)洪水位時的最小干灘長度[Lg]和最小安全超高[Hc]，以作為控制庫水位和防洪安全檢查的依據(jù)。由于尾礦庫往往遠(yuǎn)離廠區(qū)，又處于野外露天狀態(tài)，范圍較廣。第四節(jié) 尾礦庫觀測設(shè)施本節(jié)針對“ 尾礦庫安全設(shè)施”中的條文規(guī)定進(jìn)行釋義和相關(guān)知識點(diǎn)的擴(kuò)展。它的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性好，是大、中型尾礦庫常用的輸水構(gòu)筑物。鋼筋混凝土管整體性好，承壓能力高，適用于堆壩較高的尾礦庫。尾礦庫輸水構(gòu)筑物的基本型式有排水管、隧洞、斜槽、山坡截洪溝等。溢洪道常用于一次性建庫的排洪進(jìn)水構(gòu)筑物。雖能充分發(fā)揮井筒的進(jìn)水作用，但加高操作要求位置準(zhǔn)確性較高，整體性較差，應(yīng)用不多?？蚣苁脚潘涩F(xiàn)澆梁柱構(gòu)成框架，用預(yù)制薄拱板逐層加高。排水井是最常用的進(jìn)水構(gòu)筑物。排洪構(gòu)筑物的類型及其特點(diǎn)尾礦庫庫內(nèi)排洪構(gòu)筑物通常由進(jìn)水構(gòu)筑物和輸水構(gòu)筑物兩部分組成。表2尾礦庫構(gòu)筑物的級別等 別構(gòu) 筑 物 的 級 別主要構(gòu)筑物次要構(gòu)筑物臨時構(gòu)筑物一134二234三355四455五555注：主要構(gòu)筑物指尾礦壩、庫內(nèi)排水構(gòu)筑物等失事后難以修復(fù)的構(gòu)筑物；次要構(gòu)筑物指失事后不至造成下游災(zāi)害或?qū)ξ驳V庫安全影響不大并易于修復(fù)的構(gòu)筑物；臨時構(gòu)筑物指尾礦庫施工期臨時使用的構(gòu)筑物。因此，同一個尾礦庫在整個生產(chǎn)期間根據(jù)庫容和壩高劃分為不同的等別應(yīng)是合理的；再者，尾礦庫使用過程中，初期調(diào)洪能力較小，后期調(diào)洪能力較大，同一個尾礦庫初期按低等別設(shè)計(jì)，中期及后期逐漸將等別提高，這樣一次建成的排洪構(gòu)筑物就能適應(yīng)各使用期的防洪要求，設(shè)計(jì)更加經(jīng)濟(jì)合理。表1 尾礦庫等別等別全庫容 ( V／萬m3 )壩高 (H／m )一二等庫具備提高等別條件者二不小于10000不小于100三不小于1000、小于10000不小于60、小于100四不小于100、小于1000不小于小于60五小于100小于30【釋義與知識】尾礦庫的等別從高到低分為五等?！踞屃x與知識】由于尾礦工是從事尾礦庫安全設(shè)施生產(chǎn)作業(yè)的人員，直接關(guān)系尾礦庫的安全，故尾礦工屬特種作業(yè)人員，必須經(jīng)安全生產(chǎn)監(jiān)管部門培訓(xùn)合格并取得特種作業(yè)許可證方得上崗。 【條文】 尾礦庫安全設(shè)施直接影響尾礦庫安全的設(shè)施，包括初期壩、堆積壩、副壩、排滲設(shè)施、尾礦庫排水設(shè)施、尾礦庫觀測設(shè)施及其他影響尾礦庫安全的設(shè)施?！踞屃x與知識】壩高、堆壩高度的意義如圖2—16和圖2—17所示。【釋義與知識】必須提醒一點(diǎn)：《選礦廠尾礦設(shè)施設(shè)計(jì)規(guī)范(ZBJ一90)》規(guī)定的安全超高最小允許值(見《尾礦庫安全技術(shù)規(guī)程》，而設(shè)計(jì)文件規(guī)定的最小安全超高值是根據(jù)壩體穩(wěn)定和防洪計(jì)算確定的，有可能大于規(guī)范規(guī)定值，后者才是生產(chǎn)單位必須遵循的防洪控制依據(jù)?！緱l文】 灘長由灘頂至庫內(nèi)水邊線的水平距離。也就是說，壩頂一般是指灘頂，而不是指子壩頂?！緱l文】 沉積灘水力沖積尾礦形成的沉積體表層，常指露出水面部分。通常將壩基標(biāo)高最低處也是最先建的壩稱作主壩，后建的稱作l號副壩、2號副壩等等。國外使用較多，國內(nèi)使用較少。【釋義與知識】下游式尾礦筑壩用水力旋流器將尾礦分級，溢流部分(細(xì)粒尾礦)排向初期壩上游方向沉積，底流部分(粗粒尾礦)排向初期壩下游方向沉積。其優(yōu)缺點(diǎn)介于上游式與下游式之間。但它具有筑壩工藝簡單，管理方便，運(yùn)營費(fèi)用較低等突出優(yōu)點(diǎn)，所以國內(nèi)外均普遍采用。尾礦堆積壩的筑壩方式有上游式、中線式、下游式和濃縮錐式等類型。子壩連同尾礦沉積體統(tǒng)稱為后期壩(也稱尾礦堆積壩)。這種壩整體性好，強(qiáng)度高，因而壩坡可做得很陡，筑壩工程量比其他壩型都小，但工程造價高，對壩基條件要求高，采用者比較少。 (5)砌石壩 用塊石或條石砌成的壩，分干砌石壩和漿砌石壩兩種。即將質(zhì)量較好石料鋪筑在壩體底部及上游坡一側(cè) (浸水飽和部位)，而將質(zhì)量較差的砂石料鋪筑在壩體的次要部位，如圖2—10所示。該壩型能有效地降低后期壩的浸潤線。若在均質(zhì)土壩內(nèi)坡面和壩底面鋪筑可靠的排滲層，如圖2—8所示，使尾礦堆積壩內(nèi)的滲水通過此排滲層排到壩外。(1)均質(zhì)土壩 用粘土、粉質(zhì)粘土或風(fēng)化土料筑成的壩，如圖2—7所示，它像水壩一樣，屬典型的不透水壩型。這種壩型適用于擋水式尾礦壩或尾礦堆壩不高的尾礦壩?！踞屃x與知識】 初期壩可分為不透水壩和透水壩。前者稱初期壩，后者稱后期壩 (又稱尾礦堆積壩)。根據(jù)全庫容曲線確定各使用期的尾礦庫等別；根據(jù)有效庫容曲線推算逐年壩頂所達(dá)標(biāo)高，以便制定尾礦筑壩生產(chǎn)計(jì)劃和運(yùn)行圖；根據(jù)匯水面積曲線進(jìn)行各使用期尾礦庫排洪驗(yàn)算。尾礦庫的全庫容y是指某壩頂標(biāo)高時的各種庫容之和，用式 (2—2)表示：V＝Vl+V2+V3+V4+V5 (2—2)尾礦庫的總庫容是指尾礦堆至最終設(shè)計(jì)壩頂標(biāo)高時的全庫容。 【釋義與知識】尾礦庫的庫容有全庫容、總庫容和有效庫容之分。圖24截河型尾礦庫【條文】 全庫容尾礦壩某標(biāo)高頂面、下游坡面及庫底面所圍空間的容積，包括有效庫容、死水庫容、蓄水庫容、調(diào)洪庫容和安全庫容5部分。圖2—3平地型尾礦庫截河型尾礦庫是截取一段河床，在其上、下游兩端分別筑壩形成的尾礦庫，如圖2—4所示。國內(nèi)丘陵地區(qū)中小礦山常選用這種類型尾礦庫。它的特點(diǎn)是：初期壩相對較短，壩體工程量較小，后期尾礦堆壩相對較易管理維護(hù)，當(dāng)堆壩較高時，可獲得較大的庫容；庫區(qū)縱深較長，尾礦水澄清距離及干灘長度易于滿足設(shè)計(jì)要求；匯水面積較大時，排洪設(shè)施工程量相對較大?！踞屃x與知識】尾礦庫通常有下列幾種類型：山谷型尾礦庫是在山谷谷口處筑壩形成的尾礦庫，如圖2—1所示。它的特點(diǎn)是：初期壩相對較長，初期壩和后期尾礦堆壩工程量較大；由于庫區(qū)縱深較短，尾礦水澄清距離及干灘長度受到限制，后期壩堆積高度一般不太高，故庫容較??；匯水面積雖小，但調(diào)洪能力較低，排洪設(shè)施的進(jìn)水構(gòu)筑物較大；由于尾礦水的澄清條件和防洪控制條件較差，管理、維護(hù)相對比較復(fù)雜。國內(nèi)平原或沙漠戈壁地區(qū)常采用這類尾礦庫，例如金川、包鋼和山東省一些金礦的尾礦庫。這種類型的尾礦庫維護(hù)管理比較復(fù)雜，國內(nèi)采用的不多。 總庫容 設(shè)計(jì)最終堆積標(biāo)高時的全庫容。V5＝W／d (2—1)如果W是選礦廠在全部生產(chǎn)期限內(nèi)產(chǎn)出的尾礦總量，相應(yīng)算出的V5就是該尾礦庫的總有效庫容。圖中的H—Fk是高程—庫面面積曲線；HVq是高程—全庫容曲線；HVy是高程—有效庫容曲線；HFh是高程—匯水面積曲線(對上游式尾礦壩，隨壩頂高程的提高匯水面積隨之減少)。堆滿后，再利用粗粒尾礦本身逐級向上加高壩體。【條文】 初期壩基建中用作支撐后期尾礦堆存體的壩。當(dāng)尾礦堆高后，浸潤線往往從初期壩壩頂以上的尾礦堆積壩壩坡逸出，造成壩面沼澤化，不利于后期壩壩體的穩(wěn)定。它是比較合理的初期壩壩型。在早期或缺少石材地區(qū)應(yīng)用較多。在壩的上游坡面用天然反濾料或土工布鋪設(shè)反濾層，防止尾砂流失。當(dāng)質(zhì)量較好的石料數(shù)量不足時，也可采用一部分較差的砂石料來筑壩。在上游坡面應(yīng)設(shè)置砂礫料或土工布做成的反濾層，以防止壩體土顆粒透過堆石而流失。(6)混凝土壩 用混凝土澆筑成的壩。將放礦主管和放礦支管移升到子壩頂，繼續(xù)向庫內(nèi)排放尾礦，如此循環(huán)，逐漸加高壩體。堆積壩一旦失穩(wěn)，災(zāi)害慘重，所以如何確保堆積壩的安全歷來是設(shè)計(jì)和生產(chǎn)部門十分重視的一項(xiàng)工作，也是安全生產(chǎn)管理和安全監(jiān)督管理工作的重點(diǎn)之一。該壩型受排礦方式的影響，往往含細(xì)粒夾層較多，滲透性能較差，浸潤線位置較高，故壩體穩(wěn)定性較差。在堆積過程中保持壩頂中心線位置始終不變，如圖2—13所示。【條文】 下游式(尾礦筑壩法)在初期壩下游方向用旋流分級粗尾砂沖積尾礦的筑壩方式。但管理復(fù)雜，且只適用于顆粒較粗的原尾礦，又要有比較狹窄的壩址地形條件。此外，有些尾礦庫在使用過程中，其周圍需在多處陸續(xù)建壩。必須提醒：有堆積壩者應(yīng)適當(dāng)提前在壩前放礦，為堆積壩創(chuàng)造堆壩的條件。為此，現(xiàn)行的《選礦廠尾礦設(shè)施設(shè)計(jì)規(guī)范 (ZBJl—90)》首次引進(jìn)了灘頂?shù)母拍?，?