尾矿库设计中的问题-赵锡铭

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1、1尾矿库设计中的几个问题尾矿库设计中的几个问题鞍 山 市 胜 利 南 路 35号 1.尾矿库的调洪2.尾矿坝的稳定3.从溃坝中设计应当汲取的经验教训 鞍 山 市 胜 利 南 路 35号 1.1 防洪标准 尾矿库防洪标准和尾矿库的等别使用年限有关，比如初期坝坝高28m，库容150万m3，初期坝使用1年，按库容为四等库，按坝高为五等库，严格按规范，初期坝的防洪标准按30年就可以。对于尾矿库按使用期的等别采用防洪标准是一进步。 尾矿库防洪标准表2-3注：初期指尾矿库启用后的头注：初期指尾矿库启用后的头35年年1. 尾矿库的调洪鞍 山 市 胜 利 南 路 35号 河北有一个设计单位做的一个尾矿库设计，

2、汇水面积0.932km2，排洪管采用3.0m内径。辽宁省有没有这样情况，反正排水管内径普遍偏大。这与设计水平和正确采用的防洪标准是有关的。 好的设计是在保证安全的情况下越省越好。1.总论总论鞍 山 市 胜 利 南 路 35号 1.2 水文计算 水文计算采用当地水文手册，要特别注意是： 1、汇水面积一定要算对，广东信宜垮坝其中一条就是汇水面积算小了1/3； 2、对设计单位应有必要的程序，避免算错； 3、水文计算完成后要进行必要的检查分析； 汇水面积小、河长短，计算出的集流时间很小，直接套用水文手册可能出现错误，必须进行分析 。鞍 山 市 胜 利 南 路 35号 吉林省水文手册，汇水面积小、河长短

3、，计算出的集流时间很小，因此采用推理公式计算出的洪峰流量极大，显然是不合理的，因此洪峰流量采用的是经验公式计算出的结果；洪水总量采用经验公式的计算结果，反推径流系数为2.89,这显然是不合理的。 辽宁省水文计算也有类似情况，对于小汇水面积计算出的ip（相当于汇流时间的设计面暴雨强度，（mmh）；）是同频率1小时降雨的2.53倍，这显然是不合理的，设计可用10分钟的降雨来校核。 对于小汇水面积的尾矿库辽宁省简单套用公式洪峰流量偏大！ 1.总论总论鞍 山 市 胜 利 南 路 35号 1.3 调洪计算 1、调洪计算概况 调洪计算就是求解尾矿库任意时段的水量平衡方程式的过程，任意时段的水量平衡方程式为

4、： 有很大部分设计单位是采用高切林法，在地形图上求出调洪库容，采用高切林法求出需要的最大泄量，来验算排水管和溢水塔的泄量。用明渠流验算排水管，用孔口流和堰流来验算溢水塔。在我审查的设计中经常发现，小的尾矿库，洪水升高2m或3m满足最大泄量的要求，就认为防洪满足要求。他没有考虑溢水塔与滩顶的距离只有200m或300m，如果洪水升高3m早已漫顶。因此在新的规范中，要求调洪计算必须采用水量平衡法。122121)(21)(21VVtqqtQQ鞍 山 市 胜 利 南 路 35号 搞尾矿库设计的大部分是学水工的，在学校都学过调洪计算，但尾矿库的调洪计算，比水利的调洪计算要复杂些。排洪构筑物有框架塔、窗口塔

5、，排水管有圆管和隧洞，还有斜槽。 2、调洪库容计算调洪库容时，尾矿沉积滩面的坡度可按尾矿物理性质、尾矿库地形及放矿条件类似的其它尾矿库实测资料或由试验确定。当缺少该资料时，可参考附录二计算。 任意滩长的平均坡度可按下式计算：3 . 01001)100(lii 有了调洪库容就可以进行调洪计算了鞍 山 市 胜 利 南 路 35号 3、调洪计算 新规范规定调洪计算应采用水量平衡法，目前在新规范颁布之前，如果仍采用高切林法，必须验算各种流态的泄量。 比如采用框架塔排水管系统你就要验算： 、塔的堰流 当为堰流时2/312 HgmLQ式中：L有效进水宽度（m） m堰的流量系数 H堰上水头（m）鞍 山 市

6、胜 利 南 路 35号 、塔顶孔口流当为孔口时2. 尾矿库的工程地质概况尾矿库的工程地质概况 gHFQ21式中：F孔口面积（m2） 孔口的流量系数鞍 山 市 胜 利 南 路 35号 、排水管进口处的泄流能力（半压力流）式中：f管道面积（m2） h1堰顶至管道进口中心线高差（m） ，孔口的流量系数11 由上面公式可以看出斜槽的进水流量，只有斜槽上的水头H，没有h1，所以它的泄量要小于溢水塔下排水管的泄量，在斜槽泄量不满足要求的情况下，可在斜槽上适当增加溢水塔，就可以满足泄量的要求。)(212HhgfQ)(212HhgfQ)(212HhgfQ鞍 山 市 胜 利 南 路 35号 、排水管出口处的泄流

7、能力（压力流） )(212HhgfQ)(2212HhhgfQ式中：f管道出口面积（m2） h1堰顶至管道进口中心线高差（m） h2-管道进口与出口中心线高差（m） ，-流量系数22411fFRL鞍 山 市 胜 利 南 路 35号 局部阻力系数和管道沿程损失系数,=8g/C2R管道水力半径（m）f计算段管道面积（m2）F管道出口段面积（m2） 编程序也是这几个公式，那个计算出的流量小就为控制流量。采用斜槽，计算过程是一样的。我们做调洪计算采用试算法，首先要做到排水管（隧洞）控制，然后在将溢水塔的直径逐渐缩小，使其满足调洪需要。初期坝初期坝鞍 山 市 胜 利 南 路 35号 通过各控制标高的调洪计

8、算，设计必须给出各控制标高的正常水位、最高洪水位、超过及安全滩长，以便生产单位管理使用。标高（m）768.0800830.0950.0等 别四等三等二等二等设计洪水频率（%）0.50.20.10.1正常生产水位（m）763.0795.0825.0945.0正常生产时滩长（m）250250250250调洪库容W(万m3)18.042.067.5105.0泄流量q(m3/s)3.152.321.680.86所需调洪容量W(万m3)9.110.611.87.2洪水位(m)764.7796.1825.6945.4洪水上升高度（m）1.71.10.60.4安全超高（m）3.33.94.44.6安全滩长（

9、m）165.0195.0220.0230.0鞍 山 市 胜 利 南 路 35号 1、排洪构筑物形式的选择 对于尾矿库坝高不太大的，地形较平坦的沟谷一般选用窗口式溢水塔排水管方案，对于高尾矿库一般采用框架塔竖井隧洞，对于地形坡度较陡的尾矿库可以采用斜槽。一般考虑管理方便在条件允许的情况下尽量不采用斜槽方案。主要有两个原因，一是斜槽进口流量受限制，二是都在水下盖板容易造成漏水漏矿。为了解决框架塔挡板在水下堵的问题，框架塔现在多数采用带塔孔的框架塔。排洪系统设计要注意到三个问题： 1.4 排洪系统的布置 鞍 山 市 胜 利 南 路 35号 、塔孔的堵塞，对于使用时间较短的可以用木塞，对于使用时间较长

10、的和尾矿库最后一个塔，必须采用混凝土塞或抗老化的挂胶的塔堵； 、溢水塔使用完以后应在塔基进行堵塞； 、框架塔的挡板只预制第一个塔的，并且要特殊说明汛期挡板堵塞高度不得高于水位0.2m。司家营、兰亭尾矿库均出现过挡板封堵过高的问题，看来是小事，出现问题后就成了大事，信宜垮坝就是一个重要原因。3.2 第一尾矿库的排渗设施第一尾矿库的排渗设施鞍 山 市 胜 利 南 路 35号 3.2 第第2、排洪、排洪系统的布置的布置 排洪系统的布置要根据地形进行布置，在布置中应注意的问题： 、溢水塔尽量不布置在沟中间，必须布置在沟中间时进水口标高一定要高于原地面11.5m，避免山上的杂物将塔堵塞；信宜和德胜图；

11、、初期坝较高时应在坝前适当位置增加0#溢水塔（不考虑澄清距离），用它来调整初期生产的水位，避免初期坝前水位过高造成初期坝的渗流破坏。德胜工程我们设了0#溢水塔因为跑混，擅自将0#溢水塔封堵，再加上初期坝施工有局部缺陷，细粒级石料过多，高水位渗流造成初期坝塌陷，上游反滤层破坏的事故。 、采用隧洞方案应当注意隧洞进口岩体应满足3.0倍洞径的要求，进口的堵塞应当严密，我们做的板石沟第一套排洪系统，北京有色设计院做的山西铝厂，都是因为平洞堵塞不严产生漏水漏矿的严重污染事故。 、溢水塔之间的搭接，我的意见搭接2m较为合适；鞍 山 市 胜 利 南 路 35号 排洪系统的布置最终要满足调洪需要，不满足时应调