最新尾矿库干滩长度和安全超高的计算

一项完善的尾矿库设计必须给生产管理部门提供该库在各运行期的最小调洪深度[Ht]、设计洪水位时的最小干滩长度[Lg]和最小安全超高[Hc]，以作为控制库水位和防洪安全检查的依据。

滩顶安全滩长检测法设现状库水位为Hs，先在沉积滩上用皮尺量出[Lg]，并插上标杆a，用仪器测出a点地面标高Ha。

当Ht=Ha—Hs≥[Ht]时，即认为安全滩长满足设计要求。

否则，不满足。

滩顶安全超高检测法设现状库水位为Hs，先在沉积滩上用水准仪根据[Hc]找出b点，并插上标杆b，用仪器测出b点地面标高Hb。

当Ht=Hb—Hs≥[Ht]时，即认为安全超高满足设计要求。

否则，不满足。

对于坝前干滩坡度较大时，只要安全滩长满足要求，安全超高一般都能满足要求，而无需检测安全超高；对于坝前干滩坡度较缓者，只要安全超高满足要求，安全滩长一般都能满足要求，而无需检测安全滩长。

Lesson25 Do the English speak English? 英国人讲的是英语吗？I arrived in London at last. The railway station was big, black and dark. I did not know the way to my hotel, so I asked a porter. I not only spoke English very carefully, but very clearly as well. The porter, however, could not understand me; I repeated my question several times and at last he understood. He answered me, but he spoke neither slowly nor clearly. 'I am a foreigner,' I said. Then he spoke slowly, but I could not understand him. My teacher never spoke English like that! The porter and I looked at each other and smiled. Then he said something and I understood it. 'You'll soon learn English!' he said. I wonder. In England, each man speaks a different language. The English understand each other, but I don't understand them! Do they speak English?我终于到了伦敦。

**铁矿尾矿库调洪演算一、排洪设施尾矿库采用塔—管式排洪系统，现使用？#溢流塔，塔底与排水管相连接，溢流塔采用了框架式结构，塔内直径2.5m，每块叠梁高300mm，厚100mm，排水管直墙断面尺寸为0.8×1.0m。

目前？#溢流塔和排水管质量较好，排水管出水清澈，运行效果良好。

二、调洪库容计算*尾矿库属四等尾矿库，依规定：（1）沉积滩的最小安全超高h=0.5m；（2）最小干滩长度应L=50m；（3）最小干滩长度不应小于坝体高度（坝高L1=59m）。

因为尾矿沉积滩的平均坡度α=1.5%，L1×α=0.732m＞h，所以我尾矿库需要最小安全超高h1=---m。

尾矿库现状：（1）沉积滩顶标高H=398.3m；（2）水面标高H1=395.7m；（3）2#溢流塔叠梁上沿标高H2=395.9m。

最高洪水位H3= H- h1=397.568m, 调洪幅度ΔH= H3- H2=1.668m。

查尾矿库库容曲线，可知调洪幅度ΔH对应调洪库容V=38.88万m3，而200年一遇24小时洪水流量为10.58万m3，即在目前情况下，该库调洪库容均大于24小时一次洪水流量。

因此，目前尾矿库的调洪库容满足要求。

三、泄洪能力复核按照规范要求，只要24小时一次洪水量能在72小时内排空，该库就能满足200年一遇洪水的调洪高度要求。

下面即对一次洪水的排空时间进行计算。

根据冶金设计研究院计算压力流泄流计算：Q=u×Fx×(2gH)1/2式中：Fx-----隧洞出口断面积，Fx=0.8 m2u-----压力泄流的流量系数，u=0.6g------重力g=9.8m/s2H----库水位与隧洞出口断面中心之间高差，单位米，H=45.0m。

Q=0.6×0.8×(2×9.8×45)1/2=16.04m3/s。

洪水总量泄洪时间为：10.58×10000÷16.04÷3600=1.83小时计算结果表明，排空200年一遇24小时一次洪水总量需 1.83小时，即实际排洪时间远小于72小时。

干滩长度在线监测技术
如果滩面比较规则，干滩长度300米内，具备高清视频摄像条件，可用光学图像法（典型案例为贵州瓮福集团的三等库监控），否则可用坡度推算法（典型案例为山西北方铜业的二等库监控）。

在线监测干滩长度这个指标的系统建设费用在5万左右（含器材、软件，不含施工）。

方法一（光学图像法）：
根据《尾矿库安全技术规程》，干滩长度是衡量尾矿库安全的重要指标。

传统测量方法是根据事先埋设的地标目测或人工现场测量，这种方法消耗人工较大，不便于连续监测，对操作人员也存在安全隐患。

近年来出现的测量方法是利用库区水位高程，结合干滩坡度计算获得，由于分散排放的坡度不够均匀，测量准确度并不理想。

在本项目中，我们研制了光学成像自动识别水线的立体几何测量方法，在气象条件较好时可以实现自动测量；在成像质量欠佳时操作人员也只要点击电脑鼠标，对实时采集的干滩画面人工划定水线，即可自动计算出当前干滩长度。

方法二（坡度推算法）：
干滩高程(包括滩顶和干滩上)采用超声波测量法进行监测。

即在设定的监测
点埋设立杆，安装超声波液位计，通过测量液位计距滩面的高度来计算干滩高程。

已150米处测点为例，即：
H滩顶＝H1－h1
H150m＝H2－h2
p=( H滩顶－H150m)/L
其中：H滩顶－滩顶高程
H1－滩顶仪器高程，事先测定
h1－滩顶超声波液位计的测量值
H150m－滩顶高程
H2－ 150m处仪器高程，事先测定
H2－ 150m处超声波液位计的测量值
L－滩顶至150m处的水平距离
p－干滩坡度
干滩长度与库水位监测的基本原理示意图。

尾矿设施设计规范1 总则1.0.1 为统一尾矿设施设计的原则和技术要求，使其符合国家的方针、政策和法令，达到安全、合理贮存尾矿和保护环境及节能节水的要求，制定本规范。

1.0.2 本规范适用于金属和非金属矿山的新建、改建和扩建尾矿设施及氧化铝厂湿式堆存的赤泥堆场设计。

对于具有特殊性质的尾矿，如核工业有放射性物质尾矿、采用特殊处置方式的尾矿及电厂灰渣等处理设施设计，不适用本规范。

1.0.3 选矿厂必须有完善的尾矿设施，严禁任意排放尾矿。

1.0.4 尾矿设施设计应符合下列要求：1 符合企业的总体规划，尾矿库的服务年限与选矿厂的生产年限相适应；当采用多库分期建设方案合理时，应制定分期建库规划，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年～1年，维持矿山持续生产。

每期尾矿库的服务年限，小型选矿厂不少于5年；大中型选矿厂不少于10年；当采用多厂一库合理时，应制定合建库的运行规划。

2 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，尽量不占、少占和缓占农田，充分考虑造地还田和尾矿库闭库后复垦；3 对有现实利用价值的尾矿考虑综合利用的可行性；4 宜采用安全可靠、符合国情、经济合理的新技术、新工艺、新设备、新材料；5 尾矿水充分回收利用；外排水水质标准应满足相关标准和规范的规定；6 供电的负荷等级与选矿厂一致。

1.0.5 施工图设计文件中应有专供厂矿安全生产管理使用的要点说明及有关的图纸，作为尾矿设施生产运行的主要依据。

内容应包括：1 尾矿库设计总坝高、总库容、等别；尾矿库总平面图、纵剖面图和库容曲线图；2 尾矿库放矿方式及要求、尾矿坝堆积方式及要求、堆积坡比控制、坝坡覆土植被及排水要求、浸润线控制标准；尾矿坝横剖面图；3 尾矿库不同运行期防洪标准和最小调洪高度；最小安全超高及最小干滩长度的控制参数；4 尾矿库排水设施的运行及封堵要求；5 尾矿工艺参数：尾矿量及颗粒组成、矿浆浓度及流量等；6 尾矿浓缩、输送、回水系统图；尾矿输送临界流速控制要求；7 尾矿设施监测系统设置及运行要求；8 其他应说明的内容和附图。

**铁矿尾矿库调洪演算
一、排洪设施
尾矿库采用塔—管式排洪系统，现使用？#溢流塔，塔底与排水管相连接，溢流塔采用了框架式结构，塔内直径2.5m，每块叠梁高300mm，厚100mm，排水管直墙断面尺寸为0.8×1.0m。

目前？#溢流塔和排水管质量较好，排水管出水清澈，运行效
2
最高洪水位H3=H0-h1=397.568m,调洪幅度ΔH=H3-H2=1.668m。

查尾矿库库容曲线，可知调洪幅度ΔH对应调洪库容V0=38.88万m3，而200年一遇24小时洪水流量为10.58万m3，即在目前情况下，该库调洪库容均大于24小时一次洪水流量。

因此，目前尾矿库的调洪库容满足要求。

三、泄洪能力复核
按照规范要求，只要24小时一次洪水量能在72小时内排空，该库就能满足200年一遇洪水的调洪高度要求。

下面即对一次洪水的排空时间进行计算。

根据冶金设计研究院计算压力流泄流计算：Q=u×Fx×(2gH)1/2
式中：Fx-----隧洞出口断面积，Fx=0.8 m2
u-----压力泄流的流量系数，u=0.6
g------重力g=9.8m/s2。

一、尾矿库计算原理把需要计算的区域划分成若干网格，分别计算每个网格内的设计高程与现状地面高程的挖填方量，最后分类汇总成整个区域的挖填方量。

二、尾矿库计算方法采用zdm软件中的土地平整软件包，可在数字地形图中（有等高线或高程点并且有 z 坐标）计算土方的挖填方量。

在土方计算范围区域内要有足够的等高线或高程点，如高程点不够，可用gcd 命令增加新高程点，或用getz命令获取高程点。

1 地块划分命令：dkhf功能：先将地块的设计高程用 text文字标注在封闭的地块上，选取文字，可在封闭的区域处生成高程不同的地块，并给地块编号。

如50.245/1表示为设计高程为50.245m地块编号为1。

2 计算区域挖填方量命令：atw功能：选择地块编号或封闭 pline线（给定设计高程/地块编号），给定划分的网格密度，程序自动将封闭的平整区域划分成网格，并在网格内计算挖填方量。

网格内数字，第一个数字为挖方量，第二个数字（负数）为填方量。

再此同时会在网格内生成挖、填分界点。

使用说明：在计算时在边角处有可能漏算，这时可用计算区域局部挖填方量caltw 命令进行补算。

网格划分越细，计算越精确，但速度越慢。

使用 a选项窗选设计高程/地块编号，可批量计算设置好的各个地块的挖、填量。

3 生成挖填分界线命令：twfj功能: 选择靠近地块边界的填、挖分界起始点，再选择其他挖、填分界点，程序会自动连接生成挖、填分界线。

可使用该功能生成等高线，水库水面线。

4 分类汇总挖填方量命令：tjtw功能:将计算的区域挖填方量按地块编号分类汇总成表。

并计算出的地块面积。

如小块面积地累计面积与计算的区域的面积不一致，程序会提示漏算了分隔区域，这时可用计算区域局部挖填方量caltw命令进行补算后再分类汇总。

本尾矿库计算全部为挖方土方量213926.31m³，面积为31403.51㎡即详图见cad附件。

根据1：2000地质图可算出尾矿库汇水面积F=0.8km2，主槽流域长度L=1.15 km ，河槽底平均坡度降i=0.156，由于尾矿库库内大部分土质是砂质粘土，根据尾矿库安全评价报告，土壤入渗率u=4.2mm/s，流速系数Φ=0.85。

由该区水文手册可知，该地区年平均最大降雨量H24=140 mm，变差系数Cv=0.42，偏差系数Cs=3.5，Co=1.47，雨力递减系数n=0.7。

根据暴雨频率标准的规定，库容10-100m3的尾矿库，洪水设计频率按30年一遇，50年校核。

则由洪峰流量推理公式可算出洪水流量。

Φ.S.p.F
Qp=0.278
C.n
式中：Qp—p年一遇洪水流量，m3/s；
Φ—速流系数；
S—年平均最大降雨量，140mm；
P—洪水设计频率，年；
F—尾矿库汇水面积，km2；
C—变差系数；
n—雨力递减系数。

由公式算出30年一遇洪水流量Q30为m3/s。

尾矿库排水涵洞采用钢筋砼结构，过水端面尺寸宽1.8米，高1.6米（双格涵洞），洞底坡底i=0.03，浅洪流量为17.54m3/s，最大流速为6.1m/s，涵洞浅洪量能满足最大洪水量泄洪需要。

雨水主要积存在尾矿库内，目前尾矿库干滩长度为250m，尾矿库设计规范要求干滩长度不小于80～120m，则尾矿库蓄积雨水至少还有130m长的干滩长度，存量在1000m3以上。

尾矿坝下游建有回用水池，容积为300m3，蓄积于尾矿库中的雨水在枯水季节可通过回用水池供日常生产用水使用。

在30年一遇暴雨强度下，尾矿库可连续20.4分钟蓄积雨水。

可以认为暴雨时生产废水全部蓄积在尾矿库内，不向环境排放，蓄积水经回用水池后回用于生产。

尾矿库干滩长度和安全超高的计算首先，干滩长度是指从尾矿库坝顶到坝脚之间的水平距离。

干滩长度的计算需要考虑到尾矿库的底部渗漏、安全、排水等方面的要求。

1.底部渗漏：根据尾矿库的设计要求和地质条件，需要考虑尾矿库的底部渗漏量。

底部渗漏量是指尾矿库底部由于渗流产生的水量。

根据工程实践经验或者进行水文地质勘探，得到尾矿库的渗透系数。

根据渗透系数、尾矿库的设计流量和安全系数，可以计算出尾矿库的底部渗漏量。

然后，根据渗漏量和坝底的渗漏能力，确定尾矿库的干滩长度。

2.安全要求：尾矿库的安全要求是设计中需要重点考虑的因素之一、主要包括坝体稳定性、坝顶宽度、断面形状等。

尾矿库的干滩长度应当满足坝体的稳定性要求，防止因为坝体不稳定而发生溃坝事故。

根据地质条件和尾矿库的设计要求，进行稳定性计算，确定尾矿库的干滩长度。

3.排水要求：尾矿库干滩的排水能力应满足设计要求。

尾矿库的排水能力与干滩长度有关。

根据尾矿库的设计流量、速度等参数，计算尾矿库的排水能力。

然后，通过干滩长度和尾矿库排水能力的对比，确定干滩长度是否满足排水要求。

其次，安全超高是指尾矿库坝顶以上的高度，用来保证尾矿库安全、防止溢流和洪水等。

安全超高一般由下面几个方面的要求决定：1.预留空间：为了防止尾矿库的溢流和洪水，需要在尾矿库设计中考虑一定的预留空间。

预留空间的大小取决于尾矿库的设计流量、降雨量和安全系数等。

根据这些参数，可以计算出尾矿库的预留空间，即安全超高。

2.坝顶宽度：尾矿库的坝顶宽度应满足设计要求，以便进行监测和维护等工作。

根据尾矿库的设计要求和工程经验，确定坝顶宽度的最小值，然后根据坝顶宽度和坝高，计算出安全超高。

3.排水能力：尾矿库安全超高的计算还要考虑尾矿库的排水能力。

根据设计要求和计算得到的排水能力，确定尾矿库的安全超高。

总之，尾矿库的干滩长度和安全超高是尾矿库设计中非常重要的参数，需要根据工程要求和地质条件等因素来确定。

通过考虑渗漏、安全、排水等方面的要求，可以计算出尾矿库的干滩长度和安全超高，从而保证尾矿库的安全稳定运行。