尾矿库干滩长度和安全超高的计算

尾矿库明渠排洪系统调洪演算方法闫鹏【摘要】在尾矿库闭库治理、截洪型新建尾矿库工程中，明渠作为排洪系统应用较为广泛。

排洪系统是尾矿库的重要构筑物，直接关系到尾矿库工程的经济与安全。

目前，明渠应用存在的问题：设计流量直接按洪峰流量计算，造成明渠设计断面偏大；明渠缓流状态时未考虑淹没系数对流量的影响，存在防洪安全隐患；明渠急流状态未设置过渡段，致使断面设计偏大。

针对以上问题，利用临界底坡将明渠进口的流态分为自由出流、淹没出流，给出了矩形断面进口自由出流状态下的临界水深、临界流速、临界底坡的计算公式；根据明渠进口的流态，分别给出了明渠缓流、急流泄流关系的计算步骤；根据区域洪水过程线、调蓄库容曲线及泄流关系曲线，进行了尾矿库调洪验算。

%In the closed treatment of tailing ponds and the intercepting flood type new tailing pond project,open channel has been widely applied as drainage system.Drainage system is an important struc-ture of tailing pond,it is directly related to economic and security engineering of tailing pond.At pres-ent,there are several problems of the application of open channel are existed:flood regulating calculation is not conducted,design of open channel flow is directly calculated by peak flow,resulting in open chan-nel cross -section design is too large;the influence of the submerged coefficient flow is not considered in channel slow state,so,flood control safety hazards are existed;the transition section is not set in channel rapids state,resulting in the design of cross section is too large.In view of the above problems,the flow of imports of open channel is divided into free flow submerged discharge flow by using thecritical bottom slope.The calculation formulas of critical depth,critical flow velocity and critical bottom slope are given under the state of rectangular import free flow.According to the flow state of the imports of open channel, the calculation steps of the discharge relationship between slow flow and jet flow are given respectively. The flood regulating calculation is conducted based on the regional flood process line,storage capacity curve and discharge curve of tailings.【期刊名称】《现代矿业》【年(卷),期】2015(000)007【总页数】4页(P143-146)【关键词】尾矿库;明渠;排洪系统;调洪演算;临界底坡【作者】闫鹏【作者单位】化工部长沙设计研究院【正文语种】中文尾矿库是贮存金属非金属尾矿或其他工业废渣的场所，是矿山三大控制性工程之一[1-2]。

Xxx公司xxx尾矿库作业安全规程（推荐稿）制作：审批：备注：作业安全规程各单位依据本模板根据自身的情况进行细化具体编写，编写周期应以一年或推筑子坝计划为宜。

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目录1总则 (3)2尾矿库基本情况概述： (3)3尾矿库年度作业计划编制 (3)4 尾矿库子坝堆筑作业管理 (4)5 放矿作业管理 (6)6 尾矿库排渗设施埋设作业管理 (7)7水位控制及监测管理 (9)8尾矿库排水构筑物封堵作业管理 (11)9 安全检查 (15)10尾矿库生产运行档案管理 (16)11 学习与培训1总则1.1为加强尾矿库安全生产管理，提高安全生产管理水平，预防和减少生产安全事故，保障人民群众生命和财产安全，依据国家的有关法律、法规、标准，结合我省实际，制定本规定。

1.2本规定适用于xxxx尾矿库的生产运行管理。

1.3编制依据2尾矿库基本情况概述：3尾矿库年度作业计划编制3.1尾矿库生产作业计划的主要内容包括尾矿排放、子坝堆筑、排渗设施实施、排水沟实施、观测设施实施、排水构筑物封堵、坝面覆土绿化等工程项目。

3.2每年年底生产经营单位技术部门(技术人员)(以下简称技术部门)根据尾矿库设计和技术规程编制《年度尾矿库作业计划》，并报主管领导批准后按期实施。

3.3 根据生产经营单位年度生产经营计划，确定尾矿排放量。

依据尾矿排放量、尾矿库的库容曲线和尾矿库实际运行现状，在满足生产、防汛、冬季放矿和回水的要求下，确定一年堆筑子坝次数、每次堆筑高度、堆筑时间（尽量避开冬季堆筑子坝）。

3.4 根据尾矿库设计要求和安全生产需要确定工程项目，制定实施方案、施工进度等，并明确责任人员。

4 尾矿库子坝堆筑作业管理4.1 筑坝作业之前应由技术部门做出筑坝设计和作业方案，报单位主管领导审批。

4.2 作业负责人应根据设计和作业方案根据现场情况制定主要安全措施及技术措施，报安全部门审核，经主管领导批准后组织实施。

137某中型尾矿库调洪原则及调洪计算方法李 斌（山东欣鹏安全技术咨询有限公司，山东　济南　２５０１００）摘 要：调洪计算在保障尾矿库的安全运行和防洪作用方面都是非常重要的。

本文以一座中型尾矿库为研究对象，为了保证尾矿库和下泄区的安全，首先确定了调洪计算的原则。

接着，根据调洪计算的特点，对比了尾矿库和水库的调洪计算方法。

然后，对尾矿库泄洪设施进行了方案的比对，选择了设施方案。

最后，根据尾矿库的调洪计算方法，进行了调洪计算，确定了相应的调洪水位和泄洪设施的最大下泄流量，也确准了该尾矿库的校核水位以及对应的库容。

关键词：尾矿库；调度原则；调洪计算；泄洪设施中图分类号：ＴＶ６９７．１ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００２－５０６５（２０２２）０３－０１３７－３Flood regulation principle and calculation method of a medium-sized tailings pondLI Bin（Ｓｈａｎｄｏｎｇ　Ｘｉｎｐｅｎｇ　Ｓａｆｅｔｙ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　Ｃｏｎｓｕｌｔｉｎｇ　Ｃｏ．，　Ｌｔｄ，Ｊｉ’ｎａｎ　２５０１００，Ｃｈｉｎａ）Abstract: Ｆｌｏｏｄ　ｒｅｇｕｌａｔｉｏｎ　ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ　ｉｓ　ｖｅｒｙ　ｉｍｐｏｒｔａｎｔ　ｉｎ　ｅｎｓｕｒｉｎｇ　ｔｈｅ　ｓａｆｅ　ｏｐｅｒａｔｉｏｎ　ａｎｄ　ｆｌｏｏｄ　ｃｏｎｔｒｏｌ　ｏｆ　ｔａｉｌｉｎｇｓ　ｐｏｎｄ．　Ｔｈｉｓ　ｐａｐｅｒ　ｔａｋｅｓ　ａ　ｍｅｄｉｕｍ－ｓｉｚｅｄ　ｔａｉｌｉｎｇｓ　ｐｏｎｄ　ａｓ　ｔｈｅ　ｒｅｓｅａｒｃｈ　ｏｂｊｅｃｔ．　Ｉｎ　ｏｒｄｅｒ　ｔｏ　ｅｎｓｕｒｅ　ｔｈｅ　ｓａｆｅｔｙ　ｏｆ　ｔａｉｌｉｎｇｓ　ｐｏｎｄ　ａｎｄ　ｄｉｓｃｈａｒｇｅ　ａｒｅａ，　ｔｈｅ　ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ　ｏｆ　ｆｌｏｏｄ　ｒｅｇｕｌａｔｉｏｎ　ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ　ｉｓ　ｄｅｔｅｒｍｉｎｅｄ　ｆｉｒｓｔ．　Ｔｈｅｎ，　ａｃｃｏｒｄｉｎｇ　ｔｏ　ｔｈｅ　ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ　ｏｆ　ｆｌｏｏｄ　ｒｅｇｕｌａｔｉｏｎ　ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ，　ｔｈｅ　ｆｌｏｏｄ　ｒｅｇｕｌａｔｉｏｎ　ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ　ｍｅｔｈｏｄｓ　ｏｆ　ｔａｉｌｉｎｇｓ　ｐｏｎｄ　ａｎｄ　ｒｅｓｅｒｖｏｉｒ　ａｒｅ　ｃｏｍｐａｒｅｄ．　Ｔｈｅｎ，　ｔｈｅ　ｓｃｈｅｍｅｓ　ｏｆ　ｆｌｏｏｄ　ｄｉｓｃｈａｒｇｅ　ｆａｃｉｌｉｔｉｅｓ　ｏｆ　ｔａｉｌｉｎｇｓ　ｐｏｎｄ　ａｒｅ　ｃｏｍｐａｒｅｄ　ａｎｄ　ｔｈｅ　ｆａｃｉｌｉｔｙ　ｓｃｈｅｍｅ　ｉｓ　ｓｅｌｅｃｔｅｄ．　Ｆｉｎａｌｌｙ，　ａｃｃｏｒｄｉｎｇ　ｔｏ　ｔｈｅ　ｆｌｏｏｄ　ｒｅｇｕｌａｔｉｏｎ　ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ　ｍｅｔｈｏｄ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｔａｉｌｉｎｇｓ　ｐｏｎｄ，　ｔｈｅ　ｆｌｏｏｄ　ｒｅｇｕｌａｔｉｏｎ　ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ　ｉｓ　ｃａｒｒｉｅｄ　ｏｕｔ，　ｔｈｅ　ｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇ　ｆｌｏｏｄ　ｒｅｇｕｌａｔｉｏｎ　ｌｅｖｅｌ　ａｎｄ　ｔｈｅ　ｍａｘｉｍｕｍ　ｄｉｓｃｈａｒｇｅ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｆｌｏｏｄ　ｄｉｓｃｈａｒｇｅ　ｆａｃｉｌｉｔｉｅｓ　ａｒｅ　ｄｅｔｅｒｍｉｎｅｄ，　ａｎｄ　ｔｈｅ　ｃｈｅｃｋ　ｗａｔｅｒ　ｌｅｖｅｌ　ａｎｄ　ｔｈｅ　ｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇ　ｃａｐａｃｉｔｙ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｔａｉｌｉｎｇｓ　ｐｏｎｄ　ａｒｅ　ａｌｓｏ　ｄｅｔｅｒｍｉｎｅｄ．Keywords: Ｔａｉｌｉｎｇｓ　ｐｏｎｄ；　Ｄｉｓｐａｔｃｈｉｎｇ　ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ；　Ｆｌｏｏｄ　ｒｅｇｕｌａｔｉｏｎ　ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ；　Ｆｌｏｏｄ　ｄｉｓｃｈａｒｇｅ　ｆａｃｉｌｉｔｉｅｓ收稿日期：２０２２－０２作者简介：李斌，男，生于１９８３年，山东济南人，本科，高级工程师，研究方向：水工混凝土结构、尾矿坝体、调洪演算等技术。

中华人民共和国安全生产行业标准AQ 2006-2005尾 矿 库 安 全 技 术 规 程Safety technical regulations for the tailing pondAQICS 73 Z 61备案号：16968－20062005-12-07 发布2006-03-01 实施国家安全生产监督管理总局 发 布AQ 2006-2005目次前言 (Ⅱ)1 范围 (1)2 规范性引用文件 (1)3 术语和定义 (1)4 尾矿库等别及构筑物级别 (3)5 尾矿库建设 (3)6 尾矿库生产运行 (8)7尾矿库安全检查 (10)8尾矿库安全度 (11)9尾矿库闭库 (13)10尾矿库利用及尾矿库闭库后再利用 (13)11尾矿库安全评价 (13)12尾矿库工程档案 (14)附录A 上游式尾矿坝的渗流计算简法(资料性附录) (15)附录B 坝体尾矿的平均物理力学指标(资料性附录) (16)AQ 2006-2005尾矿库安全技术规程1 范围本规程规定了尾矿库在建设、生产运行、安全检查、安全度、闭库、再利用、安全评价等方面的安全要求。

本规程适用于在中华人民共和国境金属非金属矿物选矿厂尾矿库、氧化铝厂赤泥库。

其他湿式堆存工业废渣库、电厂灰渣库和干式处理的尾矿库可参照执行。

2 规范性引用文件下列文件中的条款通过本规程的引用而成为本规程的条款。

引用文件最新版本，以及其后修订版均适用于本规程。

《选矿厂尾矿设施设计规范》《尾矿设施施工及验收规程》《岩土工程勘察规范》《碾压式土石坝设计规范》《碾压式土石坝施工规范》《水工建筑物抗震设计规范》《构筑物抗震设计规范》3 术语和定义下列术语和定义适用于本规程。

3.1尾矿库tailing pond是指筑坝拦截谷口或围地构成的、用以贮存金属非金属矿山进行矿石选别后排出尾矿或工业废渣的场所。

3.2全库容 whole storage capacity尾矿坝某坝顶面、下游坡面及库底面所围成空间的容积，包括有效库容、死水库容、蓄水库容、调洪库容和安全库容5部分。

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。

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。

四、尾矿库安全检查（一）尾矿坝安全检查 尾矿坝安全检查内容包括坝的轮廓尺寸、变形、裂缝、滑坡和渗漏、坝面保护等。

检测坝的外坡坡比，每100m坝长不少于2处，应选在最大坝高断面和坝坡较陡断面【同干滩监测中的平均坡度测量要求】。

水平距离和标高的测量误差不大于10mm。

尾矿坝实际坡比陡于设计坡比时，应进行稳定性复核，若稳定性不足，则应采取措施。

（二）防洪安全检查 当设计的防洪标准高于或等于《尾矿设施设计规范》的规定时，按原设计的洪水参数进行检查。

尾矿库水位检测，其测量误差应小于20mm。

尾矿库滩顶标高的检测，应沿坝（滩）顶方向布置测点进行实测，测量误差应小于20mm。

当滩顶一端高一端低时，应在低标高段选较低处检测1～3个点；当滩顶高低相同时，应选较低处不少于3个点；其他，每100m坝长选较低处检测1～2个点，但总数不少于3个点。

各测点中最低点作为尾矿库滩顶标高。

【同干滩监测相应内容】 尾矿库干滩长度的测定，选较短处布置1～3个断面。

测量断面应垂直于坝轴线布置，在几个测量结果中，选最小者作为该尾矿库的沉积滩干滩长度。

检查尾矿库沉积滩干滩的平均坡度时，应视沉积干滩的平整情况，每100m坝长布置不少于1～3个断面。

测量断面应垂直于坝轴线布置，测点应尽量在各变坡点处进行布置，且测点间距不大于10～20m（干滩长者取大值），测点标高测量误差应小于5mm。

尾矿库沉积干滩平均坡度，应按各测量断面的尾矿沉积干滩平均坡度加权平均计算。

根据尾矿库实际的地形、水位和尾矿沉积滩面，对尾矿库防洪能力进行复核，确定尾矿库安全超高和最小干滩长度是否满足设计要求。

尾矿库安全检查小结位置或内容检查次数误差尾矿坝坡比应选在最大坝高断面和坝坡较陡断面每100m坝长≮2处≯10mm防洪安全检查各测点中最低点作为尾矿库滩顶标高≯20mm 滩顶一端高一端低，低标高段选较低处1～3个点低低低滩顶高低相同时，应选较低处不少于3个点其他情况，每100m坝长选较低处检测1～2个点总数不少于3个点干滩长度的测定，选干滩长度较短处布置1～3个断面短选最小者作为该尾矿库的沉积滩干滩长度干滩的平均坡度，每100m坝长布置≮1～3个断面测量断面应垂直于坝轴线布置，测点应尽量在各变坡点处进行布置测点间距≯10~20m (干滩长者取大值)≯5mm 沉积干滩平均坡度，应按各测量断面的尾矿沉积干滩平均坡度加权平均计算 排洪构筑物检查每年不得少于3次。