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选矿厂尾矿设施设计的规范

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选矿厂尾矿设施设计的规范

选矿厂尾矿设施设计规范第一章总则第1条为使我国选矿厂尾矿设施设计符合国家的有关方针、政策和法令,达到妥善贮存尾矿和保护环境的要求,特制定本规范。第2条本规范适用于新建、扩建和改建的选矿厂尾矿设施设计。第3条选矿厂必须有完善的尾矿设施,严禁尾矿排入江、河、湖、海。第4条尾矿设施设计除应遵守本规范的规定外,尚应符合国家现行有关标准、规范的规定。第5条尾矿设施设计应符合下列要求一、符合企业建设的总体规划,尾矿库使用年限与选矿厂的生产年限相适应;当采用多库分期建设合理时,应制定出分期建库规划,确保后期库的竣工投产时间比前期库的闭库时间提前0.5~1年,每期尾矿库的使用年限,小型选矿厂不宜少于5年,大、中型选矿厂不宜少于10年;二、在满足生产要求和确保安全的前提下,充分利用荒地和贫瘠土地,不占、少占和缓占农田,有条件时可考虑造地还田和尾矿库闭库后复田;三、对有现实利用价值的尾矿考虑综合利用的要求;四、采用符合国情、安全可靠、经济合理的新技术、新工艺、新设备、新材料;五、充分回收利用尾矿澄清水,少向下游排放;六、供电的负荷等级与选矿厂一致;七、提交的最终设计文件中有专供厂矿生产管理使用的设计要点说明及有关的主要图纸。第6条尾矿设施设计视其工程规模、设计阶段、项目组成和重要性等因素,应具有下列相应的基础资料选矿工艺资料;尾矿量和尾矿的物理、化学性质资料;尾矿浆的沉降和浓缩试验资料;尾矿水水质分析和水处理试验资料;尾矿水力输送试验或流变学试验资料;尾矿土力学试验资料;尾矿堆坝试验及渗流试验资料;气象及水文资料;尾矿库库区、坝址、排水构筑物沿线、筑坝材料场地和输送管槽线路等的测量、工程地质与水文地质勘察资料;尾矿库上、下游居民区工农业经济调查资料;尾矿库占用土地、房屋和其它设施拆迁及管道穿越铁路、公路、通航河流等的协议文件;环保资料。第二章尾矿库第1条尾矿库库址的选择应经多方案技术经济比较综合考虑,并遵守下列原则一、不宜位于工业企业、大型水源地、水产基地和大居民区的上游;二、不宜位于大居民区及厂区最大频率风向的上风侧;三、不迁或少迁村庄;四、不应位于全国和省重点保护名胜古迹上游;五、不宜位于有开采价值的矿床上面;六、汇水面积小,有足够库容和初、终期库长;七、筑坝工程最小,生产管理方便;八、工程、水文地质条件好;九、尾矿输送距离短,能自流或扬程小。第2条所需尾矿库的有效库容按2.2.2-1式确定。尾矿库内的尾矿平均堆积干容重值应根据试验或类似尾矿库的实测资料确定当缺少该资料时,颗粒密度ρg为2.7t/m3的尾矿可按表2选定,其它密度的尾矿,应将表中数值乘以校正系数β。β值可按2-2式确定。VyW/γd2-1βρg/2.72-2式中,Vy为所需尾矿库有的效库容m3;W为尾矿库设计年限内需贮存的尾矿量t。当采用上游式尾矿筑坝时,即为选矿厂排出的尾矿量,当采用下游式尾矿筑坝时,则为选矿厂排出的尾矿量扣除筑坝用粗尾砂量;γd为尾矿库内的尾矿平均堆积干容量t/m3。尾矿平均堆积干容量表2原尾矿名称尾粗砂尾中砂尾细砂尾粉砂尾粉土尾粉质粘土尾粘土平均堆积干容重t/m31.45~1.551.4~1.51.35~1.451.3~1.41.2~1.31.1~1.21.05~1.1第3条尾矿库的有效库容和调洪库容应按不同坡度的尾矿沉积滩面和库底地形计算确定。尾矿沉积滩的坡度it可按尾矿物理性质及放矿条件类似的其它尾矿库实测资料或由试验确定。当缺少该资料时可按附录二计算。计算有效库容时可取较大值1.0~1.2it;计算调洪库容时可取较小值0.8~1.0it。第4条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4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。尾矿库的等别表4等别全库容V万m3坝高Hm一二等库具备提高等别条件者二V≥10000H≥100三1000≤V<1000060≤H<100四100≤V<100030≤H<60五V<100H<30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。第5条尾矿库构筑物的级别根据尾矿库的等别及其重要性按表5确定。尾矿库构筑物的级别表5尾矿库等别构筑物的级别主要构筑物次要构筑物临时构筑物一1<34二234三355四455五555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;次要构筑物指库外排水构筑物;临时构筑物指尾矿库施工期临时使用的构筑物。第6条尾矿库的设计应视其筑坝工程量、排水构筑物型式和操作要求以及库区距矿区的距离等因素配备筑坝机械、工作船、工程车等必要的装备和交通工具,并需设置值班室、材料库棚、通讯和照明设施。必要时可设置宿舍和库区简易气象水文观测点。第三章尾矿坝第一节一般规定第1条尾矿坝的选择应以筑堆坝工程量小,形成的库容大和避免不良的工程、水文地质条件为原则,并结合筑坝材料来源、施工条件与排水构筑物的布置等因素综合考虑确定。下游式尾矿筑坝宜选择具有一定长度的狭窄谷口作为筑坝坝址。第2条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,才可全部采用当地土石料或废石建坝。一、尾矿颗粒很细,粘粒含量大,排水固结不易;二、由尾矿库后部放矿合理;三、尾矿库与废石场结合考虑,用废石筑坝合理。第3条初期坝坝高的确定应满足下列要求,并符合本章第二节的规定。一、贮存选矿厂投产后半年以上的尾矿量;二、澄清尾矿水;三、调蓄洪水;四、利用尾矿库调蓄生产供水时,贮存所需的调蓄水量;五、冰冻地区容纳冰层和冰下排矿的容积。第4条坝基处理应满足渗流控制和静、动力稳定要求。遇有下列情况,应进行专门研究处理一、透水性较大的厚层砂砾石地基;二、易液化土、软粘土和湿陷性黄土地基;三、溶岩发育地基。第5条尾矿筑坝的方式,对于设计地震烈度为7度及7度以下的地区宜采用上游式筑坝,设计地震烈度为8~9度的地区宜采用下游式或中线式筑坝。第6条上游式尾矿筑坝,中、粗尾矿可采用直接冲积筑坝法,尾矿颗粒较细时宜采用分级冲积筑坝法。第7条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的要求。第8条下游式或中线式尾矿坝应设上游初期坝,下游可设置滤水坝址,二者之间的坝基应设置排渗褥垫或排渗盲沟。第9条尾矿库挡水坝应按水库坝要求设计。第二节沉积滩的最小安全超高和最小滩长第1条上游式尾矿坝学积滩顶至最高洪水位的高差不得小于表1的最小安全超高值,同时,滩顶至最高洪水位水边线的距离不得小表1的最小滩长值。上游式尾矿坝最小安全超高与最小滩长表1坝的级别12345最小安全超高m1.51.00.70.50.4最小滩长m150100705040第2条下游式与中线式尾矿坝坝顶外缘至最高洪水位水边线的距离不宜小于表2的最小滩长值。当坝体采取防渗斜心墙时,坝顶至最高洪水位的高差亦不得小于表1的最小安全超高值。第3条尾矿库挡水坝坝顶至最高洪水位的高差不得小于表1的最小安全超高值、最大风雍水面高度和最大波浪爬高三者之和。风雍水面高度和波浪爬高可按碾压式土石坝设计规范推荐的方法计算。下游式及中线式尾矿坝最小滩长表2坝的级别12345最小滩长m10070503525第4条地震区的尾矿除应符合第1条的规定外,尚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1的最小安全超高值与地震涌浪高度之和,滩顶至正常高水位边线的距离不得小于表1的最小滩长值与地震涌浪高度对应滩长之和。下游式与中线式尾矿坝坝顶外缘至正常高水位水边线的距离不宜小于表2的最小滩长值与地震涌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1最小安全超高值与地震涌浪高度之和。地震涌浪高度可根据设计地震烈度和水深确定,可采用0.5~1.5m。第三节渗流计算与渗流控制第1条尾矿坝设计应进行渗流计算,以确定坝体浸润线和渗流量。浸润线出逸的尾矿堆积坝坝坡,应设反滤保护,1、2级尾矿坝还应进行渗流稳定研究。第2条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向计算或由模拟试验确定;3级及3级以下尾矿坝的渗流计算可按附录三进行。第3条上游式尾矿坝的初期透水堆石坝坝高与总坝高之比值宜采用1/4~1/6。8度地震区的尾矿坝,该比值应适当提高。第4条上游式尾矿堆积坝可采取下列措施控制渗流一、尾矿筑坝地基设置排排褥垫,水平排渗管沟及排渗井等;二、尾矿堆积体内设置水平排渗管沟或垂直排渗井等;三、与山坡接触的尾矿堆积坡脚处设置贴坡排渗或排渗管沟等;四、适当降低库内水位,增大沉积滩长;五、坝前均匀放矿。第四节稳定计算与稳定措施第1条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。非地震区的5级尾矿坝,当坝坡取1∶4~1∶5时,除原尾矿属尾粘土和尾粉质粘土以及软弱坝基外,可不做稳定计算。第2条尾矿坝稳定计算的荷载分下列五类,可根据不同运行情况按表2进行组合荷载的组合表2荷载类别荷载组合12345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一、筑坝期正常高水位的渗透压力;二、坝体自重;三、坝体及坝基中的孔隙压力;四、最高洪水位有可能形成的稳定渗透压力;五、地震荷载。第3条坝坡抗滑稳定的安全系数不应小于表3规定的数值。坝坡抗滑稳定最小安全系数表3坝的级别运用情况1234.5正常运行1.301.251.201.15洪水运行1.201.151.101.05特殊运行1.101.051.051.00第4条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4选取。第5条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的勘察资料或按附录四确定。必要时通过试验研究确定。第6条上游式尾矿坝堆积至1/2~2/3最终设计坝高时,宜对坝体进行一次全面的勘察,以验证最终设计坝体的稳定性和确定后期的处理措施。尾矿及土的抗剪强度指标类别表4强度计算方法土的类别强度指标类别使用仪器试样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、Φu三轴仪一、坝体材料1、含水量及密度与原状一致;2、浸润线以下和水下要预先饱和;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,、Φ′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,应根据其固结程度确定;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。第7条当尾矿坝抗滑稳定性不够时,除可采取第4条有关措施外,还可根据具体情况采取如下一种或几种措施一、坝下游坡脚加反压平台;二、处理软弱土层;三、放缓尾矿堆积坝的下游坝坡;四、提高坝体的密实度。第五节构造要求第1条初期坝坝顶宽度,当无行车要求时,不宜小于表1规定的数值;当有行车要求时,坝顶宽度及路面构造应符合厂矿道路设计规范要求。初期坝坝顶最小宽度表1坝高m坝顶最小宽度m<102.510~203.020~303.5>304.0第2条下游式或中线式尾矿筑坝坝顶宽度不得小于表2的规定。下游式、中线式尾矿筑坝坝顶最小宽度表2坝高m坝顶最小宽度m<305~1030~6010~15>6015~20第3条透水堆石坝堆石体上游坡比不宜陡于11.6;土坝上游坡坡比可略陡于或等于下游坡。初期坝下游坡坡比在初定时可按表3确定。初期坝下游坡坡比表3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除软基5~1011.75~12.011.5~11.7511.75~12.010~2012.0~12.520~3012.5~130第4条尾矿坝设计应有防止初期放矿直接冲刷初期坝上游坡面的措施。第5条上游式尾矿坝的初期坝下游坡面,应沿高程每隔10~15m设一马道,其宽度不宜小于1.2m。尾矿堆积坝有行车要求时,也应沿下游坝坡每隔10~15m高设一马道,其宽度不小于5m。第6条尾矿堆积坝下游坡与两岸山坡结合处的山坡上应设置截水沟。第7条上游式尾矿坝的堆积坝下游坡面上,可结合排渗设施每隔6~10m高差设置排水沟。第8条透水初期坝上游坡面采用土工布组合反滤层时,土工布嵌入坝工及坝肩的深度不得小于0.5m,并需用土料填塞密实。第9条4级及4级以上的尾矿坝,应设置坝体位移和坝体浸润线的观测设施。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。第四章尾矿库排洪第一节一般规定第1条尾矿库的排洪方式,应根据地形、地质条件、洪水量、调洪能力、回水方式、操作条件与使用年限等因素,经过技术经济比较确定。宜采用排水井或斜槽排水管或隧洞系统。有条件时也可采用溢洪道或截洪沟等排洪设施。第2条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、使用年限及对下游可能造成的危害等因素,分别按表2确定。尾矿库防洪标准表2等别一二三四五洪水重现期a初期100~20050~10030~5020~30中、后期1000~2000500~1000200~500100~20050~10注初期指尾矿库启用后的头3~5年。当确定库等别的库容或坝高偏于该等下限,尾矿库使用年限较短或失事后对下游不会造成严重危害者宜取下限;反之应取上限。第3条贮存轴矿等有放射性或有害尾矿,失事后可能对下游环境造成极其严重危害的尾矿库,其防洪标准应予以提高,必要时其后期防洪可按可能最大洪水进行设计。第二节水文及高调洪计算第1条尾矿库洪水计算应符合下列要求一、应根据当地水文图册或有关部门建议的适用于特小汇雨面积的计算公式进行计算。当采用全国通用的公式时,应采用当地的水文参数。有条件时应结合现场洪水调查予以验证。二、库内水面面积不超过流域面积的10,则可按全面积陆面汇流计算。否则,水面和陆面面积的汇流应分别计算。第2条设计洪水的降雨历时应采用24h计算,经论证也可采用短历时计算。第3条当一日洪水总量小于调洪库容时,洪水排出时间不宜超过72h。第三节排水构筑物第1条尾矿库排水构筑物的形式及尺寸应根据水力计算及调洪计算确定。对一、二等尾矿库及特别复杂的排水构筑物,还应通过水工模型试验验证。第2条尾矿库排洪构筑物宜控制常年洪水多年平均值不产生无压与有压流交替工作状态。无法避免时,应加设通气管。当设计为有压流时,排水管接缝处的止水应满足工作水压的要求。排水管或隧洞中的最大流速应不大于管洞壁材料的容许流速。第3条排水构筑物的基础应避免设置在工程地质条件不良或需要填方的地段。无法避开时,应进行地基处理设计。第4条排水构筑物的进水构筑物位置,应根据回水和排放的水质要求经计算或参考类似尾矿库的实际运行经验确定。进水构筑物的形式应根据排水量大小,尾矿库的地形条件和是否兼作回水设施等因素确定。当排水量较小时,宜采用窗口式排水井或斜槽,否则宜采用框架式、砌块式排水井。当采用排水井时,其内径不宜小于1.2m。第5条排水井井底应设置消力坑。排水管或隧洞变坡、转弯和出口处,应视具体情况采取消能防冲措施。第6条排水管或斜槽的净高不宜小于0.8m。对于小型工程其净高不宜小于0.5m。隧洞的净高不小于1.8m。净宽不小于1.5m。排水管或隧洞的最小设计坡度不宜小于0.003。排水隧洞的最大坡度短距离的斜井除外,当为轻便铁轨矿车出渣时,不宜大于0.02,当为手推车出渣时,不宜大于0.05。第7条排水构筑物可采用钢筋混凝土和砌石结构。排水构筑物的结构设计应按水工结构设计规范和水工隧洞设计规范进行。第8条排水构筑物应按岩土压力、自重、内外水压力、弹性抗力、风荷载、地震力和施工吊装等荷载的最不利组合进行设计。第9条排水管应根据地基和气温条件确定分缝长度。建在岩基上的排水管,宜每隔15~25m设一条温度缝,在岩性变化或断层处应设沉降缝;建在土基上的排水管,宜每隔4~8m设一条沉降缝。接缝处可采用橡胶或塑料止水带,无压管亦可采用反滤接头。当排水管的地基为软弱土层或沉陷量过大时,应进行地基加固处理。第10条排水管通过土坝地段,宜每隔10~15m设一道截水环。管道两侧及管顶以上0.5m的回填土应人工夯实,其密实度不应低于坝体的填筑标准。排水管道过堆石坝地段,应在管周围填筑级配良好的碎石过渡层。厚度不小于0.5m。第11条尾矿库库区内的沟埋式和平埋式管段可就地取土回填,管道两侧回填土必须夯实,管顶部应松填,其厚度不小于0.5m。第12条设计排水系统时,应考虑终止使用时在井座上或支洞末端进行封堵的措施,并做出封堵设计。第13条在排水构筑物上或尾矿库内适当地点,应设立清晰醒目的水位标尺。第五章尾矿库回水第1条当回收尾矿水供选矿厂生产复用时,回水量应结合生产供水要求,通过尾矿库水量平衡计算确定。回水设计保证率应与新水水源的设计保证率相同。第2条尾矿库回水水量平衡计算中,降雨量的设计保证率应与尾矿库回水设计保证率一致;水面蒸发量的设计频率应与尾矿库回水设计保证率对应。渗透损失水量可按表2所列损失水层厚度估算。对于特殊工程地质情况的尾矿库,则需分别计算坝体、坝基、库底和沿岸的渗透量。尾矿库渗透损失水量表2水文地质条件渗透损失水层厚度m年月渗漏较小不透水地层0.50.04中等渗漏0.510.040.08渗漏较大不含水透水层120.080.16第3条尾矿库回水设计应充分利用库中水的位能以节约能源。有条件时应采用静压回水方式。对于尾矿坝较高,回水率和回水均衡性要求较高以及水面结冰期较短的尾矿库,宜采用库内缆车或囤船式回水泵站回水。第4条回水泵站的设计应留有富裕能力,以增大回水量。第5条尾矿库内回水取水点距尾矿沉积滩水边线的距离,在尾矿库全部使用期间均应满足不小于澄清距离的要求。澄清距离可参照类似尾矿库实测数据或通过计算确定。第6条尾矿回水水池的容积,对于中、小型选矿厂不宜少于6~8h的回水供水量,大型选矿厂不宜少于3~4h的回水供水量。第六章尾矿浓缩第6.0.1条尾矿流量较大、浓度较低的尾矿输送系统宜考虑尾矿浓缩,并结合地形条件通过技术经济比较确定。第6.0.2条尾矿浓缩设计应满足选矿工艺对水质的要求和尾矿输送、筑坝对浓度的要求。溢流澄清水供选矿厂使用时,其悬浮物含量不宜大于500mg/L;向下游排放时,则应符合第9.0.3条的要求。排矿浓度不宜小于30。第6.0.3条当一段浓缩满足不了溢流水水质或排矿浓度的要求时,可采用多段浓缩、分流浓缩或投加絮凝剂等处理方式。第6.0.4条浓缩池所需面积和深度,应视要求的溢流水悬浮物含量和排矿浓度,根据有代表性矿样的静态沉降试验成果或参照似尾矿浓缩的实际运行资料,经计算确定。必要时还应通过半工业性或工业性试验验证。第6.0.5条浓缩池规格和数量的选择应根据选矿厂生产规模、系列数、投产过程及地形条件等因素确定,以直径大、数量少为宜,并不设备用。第6.0.6条浓缩池的布置应结合选矿厂及尾矿设施总体考虑,做到布置紧凑,管槽线路短,工程量少,管理方便。第6.0.7条在有可能出现冰冻的地区,周边传动浓缩机应采用齿轮传动。严寒地区浓缩池的防冻措施,应通过热工计算并参考类似生产实例确定。第6.0.8条浓缩池给矿口前应设置拦污格栅。栅条净距宜采用15~25mm。第6.0.9条浓缩池级矿管槽应安装在桁架上,并留有便于检修的人行通道。通道宽度不应小于0.5m。第6.0.10条溢流堰形式可采用孔口、三角或平顶堰,但应满足均匀出水要求。当浓缩池直径较大或地基条件较差时,不宜采用平顶堰,宜采用可调式溢流堰。当矿浆中含有泡沫或漂浮物时,在溢流堰前应设置挡板,必要时尚应设置清除装置。第6.0.11条浓缩池周边溢流槽和排水口的断面应通过水力计算确定,但槽宽不得小于0.2m。第6.0.12条浓缩池底部排矿口不宜少于2个,其上应设置双阀门。阀门之间应装设清堵水管,其水压不应小于300kPa。排矿管穿过池壁处应设置填料式穿墙套管。第6.0.13条浓缩池底部通廊内排矿管、槽断面及水力坡降应通过水力计算确定。管道水力计算时的静压头可按浓缩池溢流液面减2m计算。压力管道应设备用。第6.0.14条底部通廊的净空高度不宜低于2m,人行道宽度不宜小于0.7m。通廊内应设有排水边沟,地坪的纵、横方向应有不小于0.01的坡度。通廊内应有安全照明、并应考虑通风要求。当自然通风无法满足时,应设置机械通风。第6.0.15条浓缩机应装设过载报警及必要的保护装置。有条件还应考虑必要的计量、检测仪表。浓缩池需操作、检修的部位应设有照明设施。第6.0.16条浓缩池可不设事故排矿设施。第七章尾矿管槽第一节一般规定第7.1.1条尾矿水力输送可根据地形条件采用无压自流输送、静压自流输送和加压输送等方式,也可以采用几种形式联合的输送方式。第7.1.2条尾矿输送管槽线路的选择和设计,应综合考虑并符合下列原则一、符合企业及线路通过地区总体布置要求;二、尽量自流或局部自流输送;三、不占或少占农田;四、线路短,土石方及构筑物工程量小;五、减少及减小平面与纵断面上的转角,避免形成V形管段;六、避免穿过居民住宅区、铁路及公路;七、避开不良工程地质地段和洪水淹没区。不得通过陷崩落区、爆破危险区和废石堆放区;八、邻近道路、水源和电源,便于施工及维修。第7.1.3条尾矿管槽的输送能力应与选矿厂排出尾矿量相适应。当选矿厂各期尾矿量变化较大,设置一条工作管道不经济合理时,可分期敷设多条工作管道。第7.1.4条无压自流输送管槽可不用设备。静压自流和加压输送管道应用设备,但矿浆对管道磨蚀较轻或采用耐磨管材及管件时也可不用设备。第7.1.5条寒冷地区的输送管槽经热工计算矿闪有可能冻结时,应采取防冻措施。第二节水力计算第7.2.1条选矿厂排出的尾矿浆正常流量可按7.2.1-1式计算。QkW1/ρgm/ρs1/864007.2.1-1m1/P-17.2.1-2式中,Qk为尾矿义正常流量m3/s;W为尾矿固体量t/d;ρg为尾矿颗粒密度t/m3;ρs为水的密度t/m3;m为矿浆中水重与尾矿固体重的比值水固比;P矿浆的重量浓度。第7.2.2条厂区不设浓缩池或其它流量调节装置时,尾矿输送管槽的设计流量应在正常流量的基础上考虑一定的波动范围。选矿工艺提供不出确切数据时,波动范围可取10,即上限流量Qmax1.1Qk,下限流量Qmin0.9Qk。第7.2.3条尾矿输送管槽的临界流速临界管径或断面及摩阻损失水力坡降,可根据计算或经验数据确定。但对线路较长,矿浆浓度较高,固体密度较大的输送管槽宜通过试验确定。尾矿自流管槽水力计算中,计算过流断面时的流量取Qmax,计算水力坡降时的流量取Qmin。尾矿压力管道水力计算中,应按Qmax及Qmin分别计算其临界管径Dmax及Dmin,并据此选用适当的标准管径D。计算摩阻损失时,流量与管径的取值应按最不利情况考虑;一、当D<Dmin时,流量取Qmax,管径取D;二、D>Dmax时,流量取Qmin,管径取Dmin;三、当Dmin<D<Dmax时,应取Qmin和Dmin及Qmax和D分别计算,取其中大者。第7.2.4条尾矿输送自流管的最大设计充满度可按表7.2.4确定。自流管最大设计充满度本表7.2.4管径mm最大设计充满度150~3000.5350~5000.6600~9000.65≥10000.7第7.2.5条尾矿输送自流槽的断面可采用矩形或梯形,槽底最小宽度0.2m。自流槽的水面超高宜采用0.15~0.4m,断面大、流速大者取大值,反之取小值。转角处或坡度由大变小处的超高可根据经验或计算适当加大。第7.2.6条尾矿输送自流管及压力管的最大设计流速不宜超过临界流速的1.3倍,自流槽的最大设计流速不宜超过临界流速的1.4倍。第三节管槽敷设第7.3.1条尾矿管理道可明设或半埋设,尾矿对管道磨蚀较小,气温温差较大则可埋设。尾矿自流槽宜明设,管槽明设对交通运输和环境有影响时,管道可暗设在地沟或通廊内,自流槽可加设盖板或敷设在通廊内。第7.3.2条自流槽的平面转角不宜大于60并应做成曲线,曲线半径不得小于槽宽的5倍。当转角大于60,或虽不大于60,但受地形限制不能按要求做成曲线时,可采用转角井,有落差时可采用跌落转角井。第7.3.3条管道转角使用的弯头不宜大于45。当转角角度较小时,可利用接头偏转调整。第7.3.4条自流槽与管道连接时,应设跌落井。井高按水力计算确定。平面尺寸按施工和检修要求确定。第7.3.5条管槽路基面的宽度,应根据管槽断面大小,管槽外壁之间和外壁至路缘的距离以及人行道或简易车道的宽度等因素决定。其中管槽外壁之间的距离不应小于0.4m,外壁至路缘的距离不应小于0.3m,人行道宽0.5~0.7m。第7.3.6条管槽路基的排水,应根据地形和工程地质条件设一侧或两侧排水沟。路基面应有0.02的横向坡度坡向排水沟。排水沟的纵向坡度与路基纵坡相同。第7.3.7条管槽路堑的边坡坡度,可根据岩性、层理及路堑高度按表7.3.7确定。路堑边坡坡度表7.3.7序号岩土种类边坡高度m坡度1粘性土<1511~11.52黄土及类黄土<1510.3~11.253碎石角砾和卵石圆砾土密实<1510.5~11.1中密<1511~11.54强风化岩石<1510.35~11.255中等内化岩石<1510.2~116微风化岩石<15直立~1∶0.75在具有不同物理力学性质的地层中,路堑边坡可设计成折线形,当有地下水时,边坡应通过稳定验算确定。第7.3.8条管槽路堤的边坡坡度,可根据岩性及路堤高度确定。对于中等密实的岩土,可按表7.3.8确定。路堤受水浸淹部分的边坡坡度,应采用12,必要时应采取边坡加固和防护措施。路堤边坡坡度表7.3.8序号岩土种类边坡高度m边坡坡度1粘性土<1211.5~11.752砾石土、粗砂、中砂<1211.53碎石土、卵石土<1211.54易风化的石块<811.55不易风化的石块<811.3第7.3.9条输送管槽与铁路或公路交叉时应符合下列要求一、与铁路或公路宜垂直交叉;二、管桥或渡槽跨越公路时,路面上的净高不应小于4.5m,柱墩边与公路边缘的距离不应小于1m;跨越铁路时轨顶以上的净高,对蒸汽机车及内燃机车不应小于6m,对电力机车不应小于6.55m,柱墩边与铁路中心线的距离不应小于2.44m。三、管槽从铁路或公路下面穿过时,应首先考虑利用已有桥涵敷设。当不能利用上述构筑物时,应设专用的涵洞或套管。套管管顶至铁路路基面的净距不应小于1m,至公路路面的净距不应小于0.5m。套管管径应比输送管道大0.2~0.3m。四、与铁路或公路的交叉设计应取得有关部门的同意。第7.3.10条输送管槽与河流交叉时应符合下列要求一、与河流宜垂直交叉。二、跨越河流时,应考虑利用已有的桥梁。当需新建管桥或渡槽时,对于通航河流,桥槽下的净空应符合航运部门的要求;对不通航河流,桥槽梁底应比洪水重现期20~50年一遇的洪水位高0.5m。三、与河流的交叉设计应取得有关部门同意。第7.3.11条尾矿输送管道架空高度4m以下可不设管桥。当设置管桥时,桥上应设人行道及保护栏杆。人行道宽度宜为0.5~0.7m,栏杆高度宜为0.9m。第7.3.12条敷设尾矿输送管槽的暗沟,应根据管槽设置深度与检修要求的不同,设计成可通行的或不可通行的。可通行的暗沟,走道宽度不应小于0.5m,净高不应小于1.8m。当与其它地下设施相交时,局部高度可以降低至1.2m。暗沟沟壁同管壁之间以及管壁与管壁之间的净距不应小于0.3m。对于较长的可通行暗沟,应采取通风措施。第7.3.13条尾矿自流槽的设计坡度,应等于或稍大于计算坡度。当地形坡度过大时,应采取陡坡人工加糙、单级或多级跌水及跌落井等消能措施。第7.3.14条尾矿压力管道在停泵时不需排空者,其敷设坡度不应大于尾矿颗粒在管内的下滑坡度;需排空者,敷设坡度不宜小于0.003。寒冷地区小于200mm的管道,其敷设坡度不宜小于0.03。第7.3.15条尾矿输送管道V形管段的管径,不得大于临界管径。最低处应设置排矿口。排矿口的操作根据需要可采用人工或自动控制。第7.3.16条对于线路较长、断面较大的尾矿输送管槽,应结合尾矿泵站和尾矿库坝的施工及检修,统一考虑修建简易车道。第7.3.17条坝顶放矿支管的间距宜采用8~15m。同时放矿的支管断面面积之和应为主管的1.5~2倍。较长的尾矿坝可用矿浆阀门将主管分成几段,以便分段放矿及检修。第7.3.18条为满足坝顶放矿管移管堆坝的需要,应设置向库内集中放矿的管道。寒冷地区还应采取冰下放矿的措施。第四节管槽材料及附属装置第7.4.1条尾矿管道工作压力1MPa以上的高压管道、V形管段及架空管宜采用钢管或球墨铸铁管;需加内衬的管道宜采用钢管;坝上放矿管宜采用钢管或塑料管,自流槽可采用混凝土、钢筋混凝土或砖石结构。架空渡槽也可采用钢结构。第7.4.2条尾矿管槽应设计磨耗层或衬板。自流槽可用混凝土原槽壁预留磨耗层、水泥砂浆磨耗层或铸石衬板等;压力管可预留磨耗壁厚或加衬橡胶、铸石及其它耐磨材料。第7.4.3条铸铁管宜采用承插连接,接口材料可采用膨胀水泥、石棉水泥或橡胶圈与橡胶圈接口铸铁管配套使用。钢管可采用焊接、法兰或拆装方便的快速接头连接。第7.4.4条明设在路基和管桥上的尾矿管道应放置在枕垫上。枕垫可用混凝土预制,净高不应小于0.2m。间距视管材及管径大小而定对于铸铁管宜为2~3m,但每节管不宜少于两个;钢管可取3~5m。第7.4.5条明设管道伸缩节的设置及设置的数量与地点,应视当地温差、管道布置情况、接口连接方式和强度等因素经计算确定。采用快速管接头或其它措施能补偿伸缩量时可不设伸缩节。两平行管道上相邻伸缩节的位置应错开布置。第7.4.6条尾矿管道上的截流阀门应选用耐磨性能好的矿浆专用阀门,不宜采用清水阀门。第7.4.7条尾矿管道明显隆起点应设置排气装置。第7.4.8条直径300mm以上明设管道的垂直或水平转角处和斜坡段,应根据气温、管材、矿浆特性、工作压力及管道敷设情况进行推力计算,并设置必要的固定支墩架。第7.4.9条钢管及钢制管件的外表面应采取必要的防腐措施。第7.4.10条输送管槽起点附近或适当位置可根据需要设置取样、计量装置和拦污格栅。栅条净距为15~25mm,栅条间隙的总面积不小于管槽过水断面的1.5~2倍。第八章尾矿泵站第一节一般规定第8.1.1条矿浆泵应根据输送的矿浆流量、所需扬程、矿浆浓度、尾矿粒度及磨蚀性等因素进行选型。第8.1.2条泵站的数量应根据所需扬程和选用的泵型经计算确定。在设备允许的前提下,应减少泵站的数量。第8.1.3条泵站位置的确定应符合下列要求一、宜设计成地上式,并避免过大的挖方;二、泵站的事故矿浆及外部管道放空的矿浆可自流排往附近的事故池;三、设在稳定的地基上;四、避免设在洼地或洪水淹没区,当不能避免时,泵站的地坪应高出洪水重现期为50年的洪水位0.5m以上,或考虑其它防洪措施;五、有适当的交能条件。第二节矿浆池第8.2.1条每台(组)泵宜设单独的矿浆池。矿浆池的容积,对于离心式矿浆泵,可采用13min的扬送矿浆量;对于油隔离、水隔离泥浆泵,可采用10min的扬送矿浆量。兼起调节和事故池作用的矿浆池容积可适当加大。第8.2.2条矿浆池池底应有1﹕11﹕3的坡度坡向吸入管口,必要时可设置搅拌装置。第8.2.3条矿浆池可设于室外,并应设有上下用的斜梯、池内爬梯以及有栏杆围护的操作平台。第8.2.4条矿浆池应设溢流管,其泄流能力应按最大矿浆流量计算。溢流矿浆应引入事故池。第8.2.5条需加水冲洗、调节的尾矿输送系统,给水管应接至第一泵站各矿浆池,其控制阀门应设在便于操作的地方。必要时应设计成自动、半自动控制的。在寒冷地区,室外给水管道应采取防冻措施。第8.2.6条矿浆泵吸入管穿越矿浆池池壁处,应设置填料式穿墙套管。第8.2.7条油隔离、水隔离泥浆泵矿浆池前应设格网。第三节设备选择与配置第8.3.1条矿浆泵的总扬程应大于输送矿浆所需的总扬程。输送矿浆所需的总扬程按8.3.1-1式计算,离心式矿浆泵的总扬程按8.3.1-2式计算,油隔离、水隔离泥浆泵的总扬程按8.3.1-4式计算。pk9.8Hρk/ρsLikpjpnpz(8.3.1-1)pb∑psρk/ρskpkm(8.3.1-2)kp1-0.25p(8.3.1-3)pb∑pek(8.3.1-4)式中pk为输送矿浆所需的总扬程kPa;H为提升矿浆的几何高度m;ρk为矿浆的密度kg/m3;ρs为水的密度kg/m3;L为管道长度m;ik为管道沿程摩阻损失kPa/m;pj为管道局部摩阻损失kPa,可按沿程摩阻损失的510计;pn为泵站内管道零件的摩阻损失kPa,可计算确定或每座泵站取2030kPa;pz为所需的剩余压力(kPa),每个排出口可取2030kPa;pb为矿浆泵输送矿浆时的总扬程kPa;ps为矿浆泵的清水扬程kPa;kp为矿浆泵输送矿浆时的扬程降低率,可根据8.3.1-3式确定;km为矿浆泵磨蚀后的扬程折减率,在0.850.98间选取。对于磨蚀性较大,口径小于等于100mm的小型敞开式泵轮宜取小值;对于磨蚀性较小,口径200或200mm以上的大型、封闭式泵轮可取大值;p为矿浆的重量浓度;pe为泵的额定压力(kPa);k为泵的压力储备系数,油隔离泵取0.850.95,水隔离泵取0.951.0,对于停电时不需排空的尾矿管道宜其取小值。第8.3.2条离心式矿浆泵和油隔离泥浆泵配用的电动机,其功率分别按8.3.2-1和8.3.2-2式计算。Nk1qbpsρk/(1000ηjηbρs)8.3.2-1Nk1qbpk/(1000ηvηj)8.3.2-2式中N为泵所需的电机功率(kw);k1为电动机的功率储备系数,N≤kw,取1.2;N>40kw,取1.1;qb为泵输送矿浆的计算流量(L/s);ηj为机组的传动效率,联轴器传动取1.0,三角皮带传动取0.950.96,齿轮传动取0.970.98,液力偶合器取0.97;ηb为泵扬送清水时的效率;ηv为泵的容积效率,按制造厂提供的数值采用或取0.850.90;ηj为机械总效率,可取0.94。第8.3.3条矿浆泵的备用数量应根据尾矿的磨蚀性、选用矿浆泵的类型、材质、泵站的工作条件以及检修水平等因素,按表8.3.3确定。对磨损严重或其它条件不利者取大值,反之取小值。当用矿浆泵冲洗管道时,备用泵的台数应满足冲洗要求。泵的备用数量表8.3.3泵型规格(mm)工作泵台(组)数备用泵台(组)数离心式矿浆泵口径≤20011223423口径>2001122233434油隔离矿浆泵11212342水隔离泥浆泵141第8.3.4条离心式矿浆泵需要水封用水时,其水量、水质与水压应按设备要求而定。当无具体要求时,水量可按矿浆流量的12计算,水中悬浮物会计师应小于或等于300mg/L,水封水在矿浆泵进口处的压力必须比矿浆泵工作压力大50200kPa。水封水泵应设有备用。第8.3.5条泵站内的排水应排往附近的事故池,不得任意排放。第8.3.6条采用离心式矿浆泵多段扬送矿浆时,泵与泵之间宜采用矿浆池衔接或在同一泵站内直接串联。当采用在同一泵站内直接串联时,其总扬程应在泵体强度允许范围之内。第8.3.7条离心式浆泵在生产中需要随时改变转数以改变泵的扬程、流

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