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第1篇 尾矿库的精心设计1

1 尾矿库及尾矿坝1

1.1 尾矿库的选择1

1.1.1 尾矿库的形式及等别1

1.1.2 尾矿库库址选择1

1.1.3 尾矿坝坝址选择3

1.1.4 尾矿堆积坝形式11

1.1.5 库址选择方案比较13

1.1.6 尾矿库库容及坝高14

1.1.7 尾矿库是一种特殊的水工构筑物15

1.2 初期坝16

1.2.1 初期坝的坝型16

1.2.2 筑坝材料的选择及设计18

1.2.3 均质土坝及坝体结构27

1.2.4 不透水的堆石坝39

1.2.5 透水坝50

1.2.6 废石筑坝55

1.3 尾矿堆积坝58

1.3.1 尾矿的特性58

1.3.2 尾矿沉积规律及坝体结构特点63

1.3.3 高浓度尾矿水力堆积规律72

1.3.4 尾矿堆积坝的渗流特性74

1.3.5 尾矿堆积坝的渗流控制76

1.3.6 尾矿堆积坝的稳定边坡81

1.3.7 尾矿坝的抗震89

1.3.8 细粒尾矿堆坝97

1.3.9 尾矿堆积坝的构造98

1.4 坝基处理101

1.4.1 坝基防渗101

1.4.2 岩石地基102

1.4.3 土基及透水地基处理104

1.4.4 可“液化”土层的处理109

1.4.5 软弱黏性土层113

1.4.6 湿陷性黄土114

1.4.7 尾矿库矿泥基础处理115

1.5 土的渗透变形及反滤层设计118

1.5.1 土的渗透变形118

1.5.2 砂砾料反滤层的设计121

1.5.3 土工织物反滤层设计124

1.6 坝的渗流及稳定分析127

1.6.1 库矿坝的渗流计算127

1.6.2 控制尾矿坝稳定的时期及部位128

1.6.3 作用于坝体的荷载及其组合128

1.6.4 坝基及坝体抗剪强度的确定130

1.6.5 静力计算131

1.6.6 用圆弧法计算尾矿坝的坝坡稳定131

2 排水构筑物134

2.1 水文分析及调洪演算134

2.1.1 尾矿库的防洪标准134

2.1.2 暴雨洪水计算134

2.1.3 调洪演算152

2.1.4 径流分析及其调节计算153

2.2 排水构筑物的类型及布置154

2.2.1 排水构筑物的类型154

2.2.2 排水构筑物的布置155

2.3 排水构筑物的水力计算159

2.3.1 水力计算的基本任务159

2.3.2 排水塔—隧洞排水系统的水力设计159

2.3.3 斜槽—涵洞排水系统的水力设计169

2.3.4 溢洪道的水力计算172

2.3.5 压力洞的水力计算175

2.3.6 下游消能176

2.4 排水构筑物结构设计的一般规定178

2.4.1 材料179

2.4.2 基本计算规定182

2.5 排水塔结构设计184

2.5.1 排水塔的形式184

2.5.2 荷载及其组合185

2.5.3 窗口式排水井189

2.5.4 框架挡板式排水井195

2.6 隧洞197

2.6.1 围岩工程地质分类197

2.6.2 荷载及荷载组合202

2.6.3 不衬砌与喷锚隧洞的设计215

2.6.4 混凝土及钢筋混凝土衬砌219

2.7 排水涵洞（管）及斜槽222

2.7.1 结构形式222

2.7.2 荷载计算223

2.7.3 涵洞（管）结构设计223

2.8 溢洪道235

2.8.1 溢洪道的构成235

2.8.2 溢流堰236

2.8.3 挡墙及护坡240

2.8.4 底板244

2.8.5 急流弯道折冲波的克服方法248

2.9 排水涵管计算251

2.9.1 尾矿库排水涵管计算公式251

2.9.2 钢管的弯矩系数、轴力系数和变化系数252

2.9.3 圆形刚性管道在各种荷载作用下的弯矩系数254

第2篇 尾矿库的精心施工255

3 尾矿库（坝）施工255

3.1 施工前的技术准备工作255

3.1.1 施工对象的了解255

3.1.2 施工条件的分析256

3.1.3 料场复查与规划256

3.1.4 压实试验及坝料加工258

3.1.5 混凝土的配合比试验266

3.1.6 导流方案的制定267

3.1.7 施工组织设计和施工技术措施的编制268

3.2 坝体施工268

3.2.1 测量268

3.2.2 坝基及岸坡处理270

3.2.3 坝料的开采运输276

3.2.4 填筑280

3.2.5 观测设备埋设287

3.2.6 施工质量控制288

3.3 排水构筑物的施工294

3.3.1 隧洞光面爆破施工及坍方处理294

3.3.2 塔基及涵洞基础的处理298

3.3.3 混凝土工程的施工299

3.3.4 混凝土的质量控制299

3.3.5 混凝土裂缝及其防止措施304

3.4 工程验收305

3.4.1 验收程序305

3.4.2 必备的文件305

3.4.3 验收的地质要求305

3.4.4 验收时应进行下列工作306

第3篇 尾矿库的严格管理307

4 尾矿设施管理307

4.1 尾矿设施管理的基本任务和要求307

4.1.1 尾矿设施管理的基本任务307

4.1.2 尾矿设施管理的要求307

4.1.3 尾矿浓缩与输送管理309

4.1.4 管、沟、槽的维护与管理312

4.2 尾矿坝的管理312

4.2.1 后期坝的堆筑312

4.2.2 尾矿坝的维护管理318

4.3 排洪回水设施管理与度汛320

4.3.1 排洪回水设施管理与安全度汛的重要性及基本任务320

4.3.2 排洪设施管理与度汛320

4.3.3 尾矿库回水324

4.4 尾矿设施常见隐患及其处理327

4.4.1 尾矿设施常见隐患处理的基本原则327

4.4.2 浓缩输送系统常见故障及其处理327

4.4.3 尾矿坝常见隐患及处理330

4.4.4 排水构筑物常见隐患及其处理348

4.4.5 岩溶地区尾矿库的防漏与落水洞处理351

4.5 尾矿库（坝）的观测工作360

4.5.1 尾矿库（坝）观测工作的目的和原则360

4.5.2 尾矿坝的变形及应力观测360

4.5.3 尾矿坝的渗流观测370

4.5.4 水文观测377

4.5.5 观测实例378

4.5.6 尾矿库（坝）观测成果整理分析379

5 尾矿输送系统381

5.1 尾矿输送系统概述381

5.2 输送明槽的设计382

5.2.1 矿浆特性的计算382

5.2.2 明槽断面选择387

5.2.3 明槽设计的其他注意事项398

5.3 压力输送管道设计398

5.3.1 临界不淤流速398

5.3.2 管道摩阻损失计算402

5.3.3 管径及管材的选择408

5.4 砂泵选择408

5.5 尾矿浓缩计算408

5.5.1 浓缩池的计算与选择409

5.5.2 斜板、斜管浓缩池的计算与选择414

5.5.3 斜板、斜管及其主要参数的选择418

5.5.4 平流式沉淀池420

5.5.5 水力旋流器分级421

5.5.6 挖泥船的选用425

6 赤泥库灰渣库426

6.1 概述426

6.2 赤泥、灰渣的理化性质426

6.3 赤泥库的种类430

6.3.1 拜耳法赤泥湿库430

6.3.2 烧结法赤泥湿库430

6.3.3 干法赤泥库430

6.4 赤泥库、灰渣库的建设431

6.4.1 赤泥库、灰渣库的设计及地质勘察431

6.4.2 赤泥库、灰渣库的施工434

6.5 赤泥库、灰渣库的运行管理434

6.6 赤泥库、灰渣库事故隐患及其处理436

6.6.1 渗漏及可能引发的管涌事故436

6.6.2 坝体含水率高和浸润线过高436

6.6.3 坝体不均匀沉降、裂缝、滑坡436

6.7 闭库及复垦437

6.7.1 闭库措施及管理437

6.7.2 复垦438

第4篇 尾矿库的安全保障445

7 尾矿库的安全保障445

7.1 概述445

7.1.1 尾矿与尾矿设施445

7.1.2 尾矿设施的建设成就445

7.1.3 尾矿设施在矿山生产中的重要性446

7.1.4 尾矿设施存在的主要问题447

7.2 我国有色金属尾矿库现状448

7.2.1 我国有色金属矿山尾矿的特性448

7.2.2 尾矿堆积坝的形式449

7.2.3 尾矿库的排洪构筑物472

7.2.4 尾矿库的回水构筑物472

7.2.5 尾矿库的库型类别474

7.3 我国有色金属尾矿库生产管理现状476

7.4 尾矿库正常运行的标准及事故、病、险库的划分479

7.4.1 尾矿库正常运行的标准479

7.4.2 尾矿库事故、病、险库的划分479

7.5 影响尾矿库正常运行的因素480

7.5.1 自然因素480

7.5.2 设计因素481

7.5.3 施工因素481

7.5.4 管理因素482

7.5.5 社会因素482

7.5.6 技术因素483

7.6 预防尾矿库病害及事故的主要措施484

7.6.1 精心设计484

7.6.2 精心施工486

7.6.3 科学管理487

7.6.4 提高技术水平488

7.7 尾矿库的环境保护488

7.7.1 环境污染物的来源489

7.7.2 污染途径489

7.7.3 污染的防治489

7.8 尾矿处理技术发展方向490

7.8.1 上游法堆高坝的研究491

7.8.2 下游法、中线法堆高坝的研究491

7.8.3 细泥类尾矿堆高坝的研究491

7.8.4 高浓度矿浆堆坝的研究491

7.8.5 尾矿坝安全监测及预警的研究491

7.8.6 开展赤泥堆坝的研究491

7.8.7 发展水质处理技术，治理环境污染492

7.8.8 开展尾矿综合利用的研究492

7.8.9 开展服务期满的尾矿库的复垦研究492

8 尾矿库事故案例493

8.1 云南锡业公司火谷都尾矿库溃坝事故493

8.1.1 火谷都尾矿库位置及库容情况493

8.1.2 尾矿库构筑方式494

8.1.3 生产管理情况及事故前征兆495

8.1.4 尾矿库发生事故的时间及状况495

8.1.5 事故的后果496

8.1.6 事故的原因496

8.1.7 善后处理497

8.1.8 经验教训497

8.2 郑州铝厂灰渣库溃决事故498

8.2.1 概述498

8.2.2 设计最大库容及服务年限500

8.2.3 构筑方式500

8.2.4 事故前征兆500

8.2.5 事故发生的时间及状况500

8.2.6 事故的原因500

8.2.7 事故的后果501

8.2.8 经验教训501

8.3 银山铅锌矿尾矿坝决口事故502

8.3.1 概况502

8.3.2 事故发生的过程502

8.3.3 事故发生的原因502

8.3.4 事故造成的后果504

8.3.5 治理措施504

8.3.6 经验教训504

8.4 柿竹园有色金属矿牛角垅尾矿库溃坝事故505

8.4.1 概况505

8.4.2 洪水漫顶垮坝507

8.4.3 垮坝的损失508

8.4.4 垮坝后现场勘察508

8.4.5 垮坝原因分析508

8.4.6 善后处理509

8.4.7 经验教训509

8.5 岿美山尾矿库洪水漫顶事故510

8.5.1 概况510

8.5.2 垮坝过程511

8.5.3 溃坝的主要原因与教训511

8.6 木子沟尾矿库排水涵洞断裂事故512

8.6.1 概况512

8.6.2 事故的发生及处理513

8.6.3 事故产生的后果及原因515

8.6.4 经验教训516

8.7 栗西尾矿库排洪隧洞塌陷事故517

8.7.1 概况517

8.7.2 初期坝泄漏事故518

8.7.3 排洪洞排洪形成泥石流冲毁事故520

8.7.4 排洪隧洞塌陷事故520

8.7.5 经验教训524

8.8 贵州铝厂赤泥库2号尾矿坝管涌溃坝事故524

8.8.1 概况524

8.8.2 事故前征兆525

8.8.3 事故发生的时间及状况526

8.8.4 事故的后果526

8.8.5 事故发生的原因526

8.8.6 经验教训527

8.9 东乡铜矿尾矿库排水井泄漏尾砂事故527

8.9.1 概况527

8.9.2 事故的发生528

8.9.3 原因分析528

8.9.4 经验教训530

8.10 智利埃尔尾矿坝溃坝事故530

8.11 美国布法罗河矿尾矿坝溃坝事故531

8.11.1 概况531

8.11.2 事故前征兆531

8.11.3 事故发生的时间及状况531

8.11.4 事故的主要技术原因531

8.11.5 事故的后果531

8.11.6 应吸取的经验教训531

8.12 南斯拉夫兹莱托沃铅锌矿尾矿库溃坝事故531

8.12.1 概况531

8.12.2 尾矿坝构筑531

8.12.3 构筑方式532

8.12.4 溃坝事故532

8.12.5 溃坝原因532

8.12.6 事故解救措施532

8.12.7 经验教训533

8.13 美国邦克希尔银铅锌矿尾矿库渗漏事故533

8.13.1 概况533

8.13.2 尾矿坝构筑533

8.13.3 渗漏事故简述534

8.13.4 渗漏发生原因535

8.13.5 解决渗漏的措施535

8.14 美国帝国铁矿尾矿库粉尘危害535

8.14.1 概况535

8.14.2 尾矿坝构筑535

8.14.3 构筑方式535

8.14.4 尘害事故536

8.14.5 尘害发生原因536

8.14.6 事故解救措施536

8.14.7 经验教训537

9 尾矿库安全保障经验实例538

9.1 云南锡业公司尾矿库管理经验538

9.1.1 概况538

9.1.2 尾矿库安全运行的措施538

9.2 中条山有色金属公司坝体滑坡和管涌的处理经验539

9.2.1 概况539

9.2.2 管理机构设置及日常监测与维护541

9.2.3 坝体滑坡和坝面裂缝管涌处理方法542

9.2.4 经验教训543

9.3 杨山冲尾矿坝联合排渗经验543

9.3.1 概况543

9.3.2 垂直与水平联合排渗法的应用544

9.3.3 尾矿坝的动态监测547

9.4 相思谷尾矿库的渗漏治理551

9.4.1 概况551

9.4.2 渗漏情况551

9.4.3 治漏措施552

9.5 林冲尾矿库在细泥尾矿上筑坝的经验552

9.5.1 地形和工程地质条件552

9.5.2 坝型结构和施工553

9.5.3 后期坝的建设553

9.6 章家谷尾矿库加固加高扩容经验554

9.6.1 加固前的概况554

9.6.2 加固加高方法555

9.7 德兴铜矿2号尾矿库安全运行管理经验556

9.7.1 基本概况556

9.7.2 安全生产管理和防范措施557

9.7.3 存在的问题及今后对策560

9.8 凡口铅锌矿尾矿库安全运行经验561

9.8.1 概况561

9.8.2 尾矿输送及排放561

9.8.3 尾矿库安全运行主要经验562

9.8.4 全尾砂胶结充填技术的应用564

9.9 桃林铅锌矿尾矿库安全运行30年565

9.9.1 尾矿库基本情况565

9.9.2 尾矿排放和筑坝565

9.9.3 防洪度汛566

9.9.4 尾矿库的管理和维护567

9.9.5 检查与观测568

9.9.6 环境保护措施568

9.10 永平铜矿尾矿库管理经验569

9.10.1 概况569

9.10.2 初期坝和堆积坝569

9.10.3 排洪构筑物570

9.10.4 回水570

9.10.5 截渗及其他水处理设施570

9.10.6 尾矿的成分及粒度组成570

9.10.7 尾矿库发生的问题与处理571

9.10.8 尾矿库的管理形式572

9.10.9 尾矿库管理的经验教训572

9.11 金川公司尾矿库加强技术管理的经验572

9.12 铜陵有色金属公司尾矿库概况574

9.12.1 概述574

9.12.2 5座尾矿库的治理加固574

9.12.3 土工布在尾矿库工程中的推广应用576

9.12.4 林冲尾矿库的运行管理576

9.12.5 几点体会577

9.13 响水冲尾矿库从尾矿中回收硫、铁577

9.14 井边铜矿尾矿库的闭库处理578

9.14.1 坝坡处理579

9.14.2 坝体稳定分析与校核计算579

9.14.3 尾矿回填579

9.14.4 库外截洪579

9.14.5 库内排洪580

9.15 韩家沟和莫家洼尾矿库闭库复垦经验580

9.15.1 尾矿库治理项目的提出580

9.15.2 治理方案的选择580

9.15.3 治理方案的实施581

9.15.4 尾矿库复垦的环境与经济及社会效益581

9.15.5 结语581

9.16 五公里尾矿库建筑物的覆盖情况581

9.17 盘古山钨矿尾矿库安全运行与绿化583

9.17.1 概况583

9.17.2 尾矿输送584

9.17.3 尾矿库自然状况584

9.17.4 初期坝585

9.17.5 尾矿堆积坝585

9.17.6 尾矿库的管理586

9.17.7 尾矿库的治理与综合利用587

9.18 美国霍姆斯特克金矿尾矿库587

9.19 美国平托谷铜矿尾矿库588

9.20 美国克莱马克斯钼矿尾矿库588

9.21 美国雷铜矿尾矿库589

9.22 美国尾矿库的安全管理及其安全技术589

9.22.1 尾矿库的安全管理概况589

9.22.2 尾矿库的安全技术590

第5篇 尾矿资源的开发技术591

10 黑色矿尾矿资源的开发技术591

10.1 铁尾矿中铁矿物的回收592

10.2 伴生矿的综合利用594

10.3 从铁矿尾矿中回收硫、磷595

10.4 从选厂尾矿中回收稀土精矿595

10.5 综合回收利用磁选尾矿中的钛铁和硫钴596

10.6 用铁尾矿制作免烧砖597

10.7 用铁尾矿制作装饰面砖598

10.8 用铁尾矿制作机压灰砂砖598

10.8.1 蛇纹石矿渣釉面砖、瓦制作原理598

10.8.2 制作工艺599

10.9 用铁矿尾矿制作三免尾矿砖599

10.9.1 主要原料及质量要求599

10.9.2 机理600

10.9.3 工艺过程600

10.10 用铁矿尾矿制作玻化砖600

10.10.1 原料601

10.10.2 工艺过程601

10.11 用铁矿尾矿生产新型玻璃材料601

10.11.1 原料601

10.11.2 工艺流程601

10.11.3 试验结果602

10.12 用铁尾矿制作微晶玻璃602

10.12.1 工艺流程602

10.12.2 产品性能603

10.13 用铁尾矿生产其他建筑材料603

10.13.1 生产加气混凝土603

10.13.2 生产其他建筑材料604

10.14 尾矿用于污水处理604

10.15 用磁化铁矿尾矿制作磁性肥料604

11 有色矿尾矿资源的开发技术605

11.1 金矿尾矿、钾长石尾矿用作生产矿物聚合物的原料605

11.2 尾矿用作物理法处理污水的滤料605

11.3 尾矿用作微量化学肥料605

11.4 用含镁高的废石或尾矿生产钙镁磷肥606

11.5 用高钾尾矿和废石生产钾肥606

11.6 尾矿用于造纸工业606

11.7 综合回收铜、金、银和铁606

11.8 从铅锌尾矿中综合回收多种有价金属和有用矿物607

11.9 从铅锌尾矿中回收萤石607

11.10 从铅锌尾矿中用重选法回收硫608

11.11 从铅锌尾矿中回收重晶石609

11.12 从铅锌尾矿中回收银609

11.13 从铅锌尾矿中回收钨610

11.14 钼尾矿的再选与铁的回收611

11.15 从锡尾矿中回收砷612

11.16 从尾矿中回收锡613

11.17 从钨尾矿中回收钨、铋、钼614

11.18 从钨尾矿中回收铜、钼615

11.19 钨尾矿综合利用与环保治理示范工程案例617

11.19.1 尾矿的源头——官山钨矿地质概况618

11.19.2 现有尾矿库618

11.19.3 回收流程619

11.19.4 环保治理619

11.20 用磁-重联合回收工艺从金矿尾矿中回收铁和金619

11.21 用炭浆法从金尾矿中回收金银620

11.22 从金尾矿中回收硫621

11.23 用铅锌尾矿制耐火砖与红砖621

11.24 蒸压硅酸盐砖621

11.25 用铜尾矿制灰砂砖622

11.26 用金尾矿制陶瓷墙、地砖622

11.27 用选金尾矿研发新型墙体材料623

11.28 利用金矿矿渣制作饰面砖624

11.29 用钨尾矿制作钙化砖625

11.29.1 主要原料及质量要求625

11.29.2 生产工艺626

11.30 用钼铁尾矿生产水泥626

11.31 用铜、铅锌尾矿生产水泥627

11.31.1 作用机理627

11.31.2 尾矿的矿物成分627

11.32 用稀土尾矿配以钨尾矿制作陶瓷627

11.33 用铜尾矿制作饰面玻璃628

11.33.1 原料628

11.33.2 工艺流程629

11.33.3 工艺参数629

11.34 用钨尾矿制取建筑微晶玻璃629

11.34.1 原料629

11.34.2 工艺流程630

11.34.3 产品性能630

11.35 用铜尾矿制取微晶玻璃630

11.35.1 原料631

11.35.2 工艺流程631

11.35.3 产品性能631

11.36 尾矿充填632

11.36.1 采场的充填632

11.36.2 充填系统632

11.36.3 采场充填工序633

11.37 凡口铅锌矿高浓度全尾砂胶结充填自流输送工艺634

11.38 焦家金矿高水固结充填系统635

11.39 狮子山铜矿尾矿复垦案例636

12 非金属矿尾矿资源的开发技术638

12.1 石灰石、大理石和白云石用作化学法处理酸性污水的碱性滤料638

12.2 尾矿或废石用作曝气生物滤池（BAF）的滤料638

12.3 废石用作矿物棉638

12.4 尾矿或废石用作铸石原料638

12.5 废石中的方解石、白云石用作重质碳酸钙原料639

12.6 用煤矸石制造人造4A沸石639

12.7 含黄铁矿的尾矿用作土壤改良剂639

12.8 尾矿用于生产煤矸石砖639

12.9 用尾矿围池造田639

12.10 废石中的石灰岩、白云岩用作冶炼熔剂640

12.11 石灰石、大理石砂用作“七○”砂640

12.12 用作镁橄榄石砂640

12.13 尾矿用作耐火黏土640

12.14 用尾矿生产有机和无机复合材料640

12.15 用废石作为铁路道砟640

12.16 尾矿长石粉用作防火硅酸钙板641

12.17 用煤矸石发电641

12.18 尾矿用于生产涂料641

12.19 尾矿用于造纸工业641

12.20 以尾矿为骨料生产尾矿人造石641

附录 尾矿政策法规643

附录1 冶金工业建设岩土工程勘察技术规范643

附录2 选矿厂尾矿设施设计规范649

附录3 碾压式土石坝施工技术规范673

附录4 冶金矿山尾矿设施管理规程719

附录5 上游法尾矿堆积坝工程地质勘察规程731

附录6 关于印发《总公司环境污染事故调查程序暂行规定》的通知745

附录7 土地复垦规定749

附录8 关于加强土地复垦工作制定土地复垦规划的通知752

附录9 国家安全监管总局文件753

附录10 尾矿库安全标准化评定标准（试行）764

附录11 相关政策829