xx县xx矿业有限公司刁家后沟排土场初步设计.doc

承德龙兴矿业工程设计有限责任公司 xxx 排土场排土场 初步设计初步设计 xx 县 xx 矿业有限公司刁家后沟排土场初步设计 承德龙兴矿业工程设计有限责任公司 目目 录录 1 概述概述 ...........................................................................................................1 1.1 地理位置及交通 ..............................................................................1 1.2 设计范围、设计原则及设计依据..................................................1 1.3 主要建设方案 ..................................................................................3 1.4 排土场容量、服务年限及排土场等别 ..........................................5 1.5 投资概算 ..........................................................................................5 2 生产现状及周边环境生产现状及周边环境 ...............................................................................5 2.1 排土场生产现状..............................................................................5 2.2 排土场周边环境..............................................................................5 3 排土场岩土工程概况排土场岩土工程概况 ..............................................................................6 3.1 排土场自然气象和地形、地貌......................................................6 3.2 排土场工程地质条件......................................................................6 3.3 排土场水文地质 ..............................................................................7 3.4 地基工程分析 ..................................................................................7 3.5 地质勘察结论..................................................................................8 4 排土场建设及容积排土场建设及容积 ..................................................................................8 4.1 挡土墙设计 ......................................................................................8 4.2 排洪设施设计..................................................................................9 4.3 排渗设施及位移观测设施设计......................................................9 4.4 照明设施设计................................................................................10 xx 县 xx 矿业有限公司刁家后沟排土场初步设计 承德龙兴矿业工程设计有限责任公司 4.5 原有堆积坡处理............................................................................10 4.6 排土场容积、服务年限、排土场等别........................................10 5 排土工艺及设备先择排土工艺及设备先择 ............................................................................12 5.1 排土场类型....................................................................................12 5.2 排土场堆置顺序............................................................................12 5.3 排土作业工艺................................................................................12 5.4 排土平台宽度................................................................................13 5.5 排土场边坡角................................................................................13 5.6 排土场最终境界边界处理............................................................13 5.7 排土设备选择................................................................................13 6 洪水计算及排洪能力验算洪水计算及排洪能力验算 .....................................................................16 6.1 洪水计算标准 ................................................................................16 6.2 洪水计算........................................................................................16 6.3 排洪沟排洪能力计算 ....................................................................18 7 排土场稳定性分析排土场稳定性分析 ................................................................................18 7.1 排土场基底承载能力计算 ............................................................18 7.2 排土场堆积坡稳定性计算............................................................20 8 排土场供配电、照明及通讯排土场供配电、照明及通讯 ................................................................22 8.1 供电电源 ........................................................................................22 8.2 排土场区照明................................................................................22 8.3 场区通讯 ........................................................................................22 9 排土场主要构筑物施工管理与要求排土场主要构筑物施工管理与要求 ....................................................22 xx 县 xx 矿业有限公司刁家后沟排土场初步设计 承德龙兴矿业工程设计有限责任公司 9.1 浆砌石挡土墙施工要求 ................................................................23 9.2 浆砌石排洪沟施工要求................................................................23 9.3 浆砌石施工要求............................................................................23 9.4 施工管理........................................................................................24 10 水土保持与环境保护水土保持与环境保护 ..........................................................................25 10.1 水土保持 ......................................................................................25 10.2 环境保护......................................................................................25 10.3 环境管理和环境监测..................................................................26 11 排土场复垦排土场复垦 ..........................................................................................26 11.1 排土场复垦要求..........................................................................26 11.2 复垦方案......................................................................................27 12 排土场安全管理排土场安全管理 ..................................................................................27 12.1 安全技术要求..............................................................................27 12.2 安全管理机构及人员配备 ..........................................................27 12.3 消防安全要求..............................................................................28 12.4 矿山救护......................................................................................28 12.5 排土场安全投入预算..................................................................29 13 工业卫生工业卫生 ..............................................................................................29 13.1 工业卫生要求..............................................................................29 13.2 设计中采取的措施......................................................................30 14 投资概算投资概算 ............................................................................................31 14.1 编制范围......................................................................................31 xx 县 xx 矿业有限公司刁家后沟排土场初步设计 承德龙兴矿业工程设计有限责任公司 14.2 该算总投资..................................................................................32 14.3 编制依据......................................................................................32 14.4 定额指标......................................................................................32 14.5 投资概算表..................................................................................32 15 结论与建议结论与建议 ..........................................................................................34 附图附图 1 排土场现状及周边环境图 2 采场与排土场位置关系图 3 排土场平面布置图 4 排土场纵剖面图 A-A 5 排土场纵剖面图 B-B 6 浆砌石挡土墙断面、剖面图 7 排洪沟、截洪沟、马道排水沟断面图 8 位移观测基站桩结构断面图 另附另附 9 工程地质剖面图 1-1 10 排土场挡土墙勘探点布置平面图 11 Ⅸ、Ⅹ号铁矿露天开采终了平面图 xx 县 xx 矿业有限公司刁家后沟排土场初步设计 承德龙兴矿业工程设计有限责任公司 1 1 概述概述 1.1 地理位置及交通地理位置及交通 xx 县 xx 矿业有限公司刁家后沟排土场位于韩麻营镇汤头沟村。 距离县城 15km，距韩麻营镇 5km，行政区划属韩麻营镇汤头沟村。 排土场与韩麻营镇之间有村村通公路相连，交通方便。 排土场挡土墙中心坐标X4564062.5 Y39570605 1.2 设计范围、设计原则及设计依据设计范围、设计原则及设计依据 1.2.1 设计内容 xx 县 xx 矿业有限公司刁家后沟排土场主要设计内容包括浆砌 石挡土墙设计、排洪设施设计、排土场堆积境界设计、排土工艺以及 安全措施编写等内容；进行排土场区洪水计算、排土场稳定性计算、 投资概算。 1.2.2 设计原则 （1）严格贯彻执行国家有关政策和法律法规，严格执行设计有 关规程规范。 （2）符合安全生产要求，充分利用现有工程及设备，尽量减少 基建投资，降低生产成本。 （3）排土工艺尽可能适应当地劳动力技术水平。 （4）符合环境保护要求，充分体现建设“绿色矿山”的设计理念。 1.2.3 设计依据 （1）设计依据的法律、法规 1） 中华人民共和国安全生产法 ； 2） 中华人民共和国劳动法 ； 3） 中华人民共和国矿山安全法 ； xx 县 xx 矿业有限公司刁家后沟排土场初步设计 承德龙兴矿业工程设计有限责任公司 2 4） 中华人民共和国矿山安全法实施条例 ； 5） 中华人民共和国职业病防治法 ； 6） 中华人民共和国环境保护法 ； 7） 中华人民共和国环境噪声污染防治法 ； 8） 中华人民共和国固体废物污染环境防治法 ； 9） 建设项目环境保护管理条例 （国务院第 253 号令） ； 10） 地质灾害预防条例 （国务院第 394 号令） ； （2）依据的主要规程、标准和技术规范； 1） 有色金属矿山排土场设计规范 （GB 50421-2007） ； 2） 金属非金属矿山安全规程 （GB 16423-2006） ； 3） 厂矿道路设计规范 （GBJ 22-1987） ； 4） 建筑抗震设计规范 （GB 50011-2001） ； 5） 矿山安全标志 （GB 14161） ； 6） 金属非金属矿山排土场安全生产规则 （AQ 2005-2005） ； 7） 一般工业固体废物贮存、处置场污染控制标准 （GB 18599- 2001） ； 8） 大气污染物综合排放标准 （GB 16297-1996） ； 9） 工业企业厂界噪声标准 （GB 12348-1990 的Ⅲ类标准） ； 10） 工业企业设计卫生标准 （GBZ 1-2002） ； 11） 工业场所有害因素职业接触极限 （GBZ 2-2002） ； 12） 采矿设计手册 。 （3）依据的主要文件 1） 国家安全监管总局关于进一步加强非煤矿山排土场安全生产 工作的通知安监总管一〔2008〕199 号 2） 生产经营单位安全培训规定 （国家安全生产监督管理总局 2006 年 3 号令） ； 3） 劳动保护用品监督管理规定 （国家安全生产监督管理总局 xx 县 xx 矿业有限公司刁家后沟排土场初步设计 承德龙兴矿业工程设计有限责任公司 3 2005 年 1 号令） ； 4） 河北省人民政府关于印发〈落实生产经营单位安全生产主体 责任暂行规定〉 （冀政[2006]69 号） ； 5） 河北省安全生产监督管理局〈关于加强金属非金属矿山安全 基础管理的实施意见〉 （冀安监管一[2007]127 号） ； 6） 关于印发〈河北省非煤矿山建设项目安全评价、安全设施设 计审查与竣工验收实施办法的通知〉 （冀监管一[2005]55 号） ； 7）承德市关于进一步加强金属非金属矿山采空区治理和排土 场安全管理工作的通知承市安监字[2008]380 号。 （4）设计依据的基础资料 1）企业法人营业执照； 2）与企业签定的委托合同书； 3）xx 县 xx 矿业有限公司提供的排土场地形图； 4）承德市工程勘察院 2010 年 6 月提交的xx 矿业采区排土场 挡土墙岩土工程勘察报告 ； 5）现场调查资料和矿方提供的其他资料； 6） 承德水文图集 （1989 年 3 月） ； 7）设计参数 年排放量 100 万 t/a。 堆弃物为排放物为露天采场破碎站甩废物料。堆积物粒径 0 100mm，其中 50mm 粒径以下的占 30％，其余颗粒的占 70％。要求 排放时颗粒大的尽量堆置在排土场下游，细颗粒排放于场内上游侧。 堆弃物混合体自然安息角 35。 三班作业。 1.3 主要建设方案主要建设方案 1.3.1 挡土墙 为了增加排土场的稳定性、拦截渗出污泥和减小滚石危害，设计 xx 县 xx 矿业有限公司刁家后沟排土场初步设计 承德龙兴矿业工程设计有限责任公司 4 在排土场下游设置挡土墙。 挡土墙为浆砌石结构，顶部标高 497m，基础要座落在中风化辉 长石基岩上，挡土墙轴线长（顶面）56.46m。中心部位地面上墙高 5m。 设计参数为浆砌石挡墙顶宽 3.0m，下游按 10.3 坡比建设，里 坡垂直。 1.3.2 排土工艺及边坡 设计采用多台阶排土，最终排土高度 115m，底高 890m，顶高 1005m。 排土场外坡每一阶段坡比为 12，每 15m 高设置马道，马道宽 度为 5m（945m 标高平台为 75m）,最终堆积边坡角 23。 排土工艺采用多台阶覆盖式，排土顺序采用从下向上，从后向前 进行。第一台阶高度 10m，后几个台阶高度均为 15m。 1.3.3 排洪设施 （1）排洪沟 为了排出场区内汇水，设计在排土场西南侧堆积境界外以不小于 4％坡降修建排洪沟，排洪沟采用浆砌石结构，水泥抹面。排洪沟断 面规格为 2.5m（宽）1.5m（高） 。 （2）截洪沟 为了防止大气降水流入排土场，在排土场东北部堆积范围外修建 截洪沟，采用浆砌石结构，水泥抹面。断面规格为 0.6m（宽） 0.5m（高） 。 （3）雨季临时排洪沟 每年雨季前，要在排土场工作台阶高度修建临时排洪沟把洪水疏 导入主排洪沟，临时排洪沟可以采用毛沟结构，断面 1.0m（宽） 1.0m（高） 。 （3）马道排水沟 xx 县 xx 矿业有限公司刁家后沟排土场初步设计 承德龙兴矿业工程设计有限责任公司 5 为了排出坡面降水，在每个马道平台设置马道排水沟，马道排水 沟采用浆砌石结构，水泥抹面。断面为 0.4m（宽）0.4m（高） 。 1.3.4 排渗设施 为增加排土场稳定和有效排渗，挡土墙加设排水管 3 根，排水管 采用 Φ200 的 PVC 管，铺设坡度为 3％，间隔为 5m。 1.3.5 堆积体位移观测设施 在 915m、930m、945m、960m、975m、990m、1005m 标高马道 设置堆体位移观测桩，并在北侧山体设置观测基点桩，对堆体位移情 况进行观测。 1.4 排土场容量、服务年限及排土场等别排土场容量、服务年限及排土场等别 排土场堆积至 1005m 标高时的总容积约为 117.75 万 m3。 该排土场已经堆放了 42 万 m3，剩余容积还有 75.75 万 m3， 还可以满足矿山 1.51 年的排土要求。 本排土场堆置高度 115m，总容积为 117.75 万 m3，参照上表，排 土场的级别为二级。 1.5 投资概算投资概算 该矿排土场工程初步设计概算总投资为 100.3 万元，其中第一部 分建设费用投资为 59.3 万元。第二部分项目办理费用 31 万元，第三 部分预备费 10 万元。 2 生产现状生产现状及周边环境及周边环境 2.1 排土场生产现状排土场生产现状 xx 县 xx 矿业有限公司刁家后沟排土场已进行了大量排放采场甩 废，废弃物排放采用皮带－推土机工艺，现在排放最高平台标高为 969m，堆放极不规范，平台高低不平，外坡角对数地点较陡，最陡 处阶段高度达 48m 高没有留设马道，堆积边坡角达到 34 度。 该排土场没有建设任何安全设施。现排土工艺采用压坡脚式，排 xx 县 xx 矿业有限公司刁家后沟排土场初步设计 承德龙兴矿业工程设计有限责任公司 6 土工艺使用和排土顺序不是很正规。 2.2 排土场周边环境排土场周边环境 xx 县 xx 矿业有限公司刁家后沟排土场位于韩麻营镇汤头沟村刁 家后沟内，此沟内没有居民，没有耕地。排土场下游距离最近的居民 点为 570m，不会产生影响。 排土场北侧山梁后有一露天采场，相距 400m，又有山梁相隔， 相互不存在影响。 排土场的西侧和南侧是企业自己的三个采场，西侧的第二采场由 于矿石品位太低，没有开采价值，已经停产不采多年，以后也不在开 采，排土场可以占用；靠南侧的第一和第三采场 是企业正在生产的采 区，该采区2009 年 12 月由承德信诚矿山工程设计有限责任公司进行 了开采设计，设计采场的最终开采境界和排土场最终堆积境界最近距 离为50m，不存在相互影响，但采场爆破时要统一布置避炮 。 排土场的南侧与采场之间紧邻自己的干选车间，排土场的堆积物 也就是此车间干选后的废弃物。 3 排土场岩土工程概况排土场岩土工程概况 3.1 排土场排土场自然气象和自然气象和地形、地貌地形、地貌 本区属大陆性季风型气候，冬季长而寒冷，夏季短而炎热。多年 平均气温 9.0℃，最高气温 41.5℃，最低气温-23.3℃；多年平均降水 量 585mm，最大降水量 853.90mm，降水多集中在 7、8、9 月；标准 冻度 1.26ｍ，最大降雪深度 27cm，基本雪压 0.3KPa；历年最多风向 为西北, 最大风速 20m/s，极大风速为 26m/s，最大风力 9 级，平均 为 1～2 级。 库区属侵蚀构造中低山区，沟谷纵深走向东西，地势南高北低。 库区位于荒山沟谷之中，沟谷纵横，且向沟谷纵深处十分为开阔，沟 谷横断面呈“V”型。山谷和冲沟两岸的山坡上分布有第四系沉积。两 侧山体倾角约 27～33，挡土墙处沟谷狭窄，两侧山体基本对称。 xx 县 xx 矿业有限公司刁家后沟排土场初步设计 承德龙兴矿业工程设计有限责任公司 7 3.2 排土场工程地质条件排土场工程地质条件 库区位于中朝准地台（Ⅰ2）的燕山台褶带（Ⅱ22）之承德拱断 束（Ⅲ62）中大庙穹断束（Ⅳ202）东段。 3.2.1 地层结构 采用地面调查及钻探相结合的方法进行勘探，布置勘探点 7 个， 按地基岩土的物质组成、结构构造特征、物理力学性质、成因类型， 场区地层自上而下划分为二个工程地质层，依次为①角砾、②辉 长岩，分层描述如下 第一层 ①角砾 黄褐色,湿,稍密-中密,骨架颗粒成分以辉长岩、石英岩等为主,粒 径大于 2mm 颗粒质量占总质量 50以上，充填物以粘性土为主,颗粒 级配较差，局部夹有粉土薄层。该层厚度一般为 2.108.50m。 第二层 辉长岩 ②1 强风化辉长岩 褐灰色，裂隙发育，已风化成碎块状，矿物成份以斜长石为主， 睛色矿物多为黑云母，另有少量角闪石，具混染现象。该层厚度一般 为 0.901.90m。 ②2 中风化辉长岩 褐灰色，裂隙较发育，中粒半自形结构，块状构造，矿物成份以 斜长石为主，睛色矿物多为黑云母，另有少量角闪石，具混染现象， 岩石质量等级为Ⅳ类。 该层全区分布，层位稳定，工程地质特性稳定，是良好的地基持 力层。 3.3 排土场水文地质排土场水文地质 地下水的补给来源有两部分 （1）大气降水补给为主要来源。库区大部分岩层裸露，构造发 育，地表岩石比较破碎，大气降水通过地表风化带，构造、裂隙等下 渗补给地下水。 （2）地表水的下渗是形成地下水的又一来源。 xx 县 xx 矿业有限公司刁家后沟排土场初步设计 承德龙兴矿业工程设计有限责任公司 8 3.4 地基工程分析地基工程分析 3.4.1 场地土地震效应 本区地震抗震设防烈度为 6 度，设计基本地震加速度值为 0.05g。设计特征周期 0.45S.地震设计分组第二组. 3.4.2 地质构造与场地稳定性及适宜性 根据地面调查及钻探结果，按地基岩土的物质组成、结构构造特 征、物理力学性质、成因类型，场区地层自上而下划分为二个工程地 质层，场区工程地质条件简单，两侧岩体倾角约 27～33 ，挡土墙 两侧山体基本对称，尚未发现有新近构造活动痕迹，未发现不良地质 现象，无坍塌、滑坡、泥石流等地质灾害发生，沟谷纵深出较为开阔， 因此，该处适宜筑坝。 据邻区经验场地等效剪切波速约为 350m/s，场地土为中硬土， 场地类别属Ⅱ类场地，场地抗震设防烈度为 6 度，设计地震分组为第 二组，设计基本地震加速度值为 0.05g，设计特征周期为 0.45s，场地 稳定性较好，属建筑抗震有利地段，有利于该项工程建设。 3.5 地质勘察结论地质勘察结论 结合现场测试及地区经验，综合考虑，场地无不良地质现象，挡 土墙处两侧山体基岩裸露，且岩石致密坚硬，山体稳定，无坍塌、滑 坡、泥石流等地质灾害发生的迹象，岩土工程地质条件较好，适宜筑 坝；建议采用天然地基方案，基础直接座于中风化辉长岩之上，以防 止排土场内土体产生侧滑或位移。 根据岩土层的密实程度、本区经验及相应规范要求，建议中风 化辉长岩的地基承载力特征值为 fak 4000KPa，内摩擦角 ф 取 41 为宜，内聚力 C2Mpa，弹性模量取 500Mpa 为宜，其渗透系数取 0.001m/d。 4 排土场建设及容积排土场建设及容积 4.1 挡挡土墙设计土墙设计 为了增加排土场的稳定性、拦截渗出污泥和减小滚石危害，设计 xx 县 xx 矿业有限公司刁家后沟排土场初步设计 承德龙兴矿业工程设计有限责任公司 9 在排土场下游设置挡土墙。 挡土墙为浆砌石结构，顶部标高 497m，基础要座落在中风化辉 长石基岩上，挡土墙轴线长（顶面）56.46m。中心部位地面上墙高 5m。 设计参数为浆砌石挡墙顶宽 3.0m，下游按 10.3 坡比建设，里 坡垂直。 经计算所需的浆砌石体积约为 2100m3。 4.2 排洪设施设计排洪设施设计 （1）排洪沟 为了排出场区内汇水，设计在排土场西南侧堆积境界外以不小于 4％坡降修建排洪沟，排洪沟采用浆砌石结构，水泥抹面。排洪沟断 面规格为 2.5m（宽）1.5m（高） 。 设计排洪沟上游点坐标为X＝4564127 Y39570086 Z1022, 出口坐标为X＝4563959.5 Y39570581 Z917.5。 排洪沟施工总长度 1040m。 （2）截洪沟 为了防止大气降水流入排土场，在排土场东北部堆积范围外修建 截洪沟，采用浆砌石结构，水泥抹面。断面规格为 0.6m（宽） 0.5m（高） 。 截洪沟施工总长度 130m。 （3）雨季临时排洪沟 每年雨季前，要在排土场工作台阶高度修建临时排洪沟把洪水疏 导入主排洪沟，临时排洪沟可以采用毛沟结构，断面 1.0m（宽） 1.0m（高） 。 （4）马道排水沟 为了排出坡面降水，在每个马道平台设置马道排水沟，马道排水 沟采用浆砌石结构，水泥抹面。断面为 0.4m（宽）0.4m（高） 。 xx 县 xx 矿业有限公司刁家后沟排土场初步设计 承德龙兴矿业工程设计有限责任公司 10 4.3 排渗设施及位移观测设施设计排渗设施及位移观测设施设计 （1）排渗设施 为增加排土场稳定和有效排渗，挡土墙加设排水管 3 根，排水管 采用 Φ200 的 PVC 管，铺设坡度为 3％，间隔为 5m。 浆砌石挡墙施工时要在地面向上 1.0m 高处留设泄水孔，每升高 1.0m 留设一排。泄水孔断面为 100mm100mm。 （2）堆积体位移观测设施 设计在 915m、930m、945m、960m、975m、990m、1005m 标高 马道设置堆体位移观测桩，并在北侧山体设置观测基点桩，对堆体位 移情况进行观测。 4.4 照明设施设计照明设施设计 为了保证排土场和排土公路夜间作业安全，在排土场两侧的山梁 和公路上要设置探照灯，设置数量应满足照明需要。 4.5 原有堆积坡处理原有堆积坡处理 由于该排土场已经使用，堆积坡外坡比较陡。 设计将坡面较陡部分和高出设计部分用挖掘机削除，按着本次设 计就近堆积至低洼处，以保证坡面平整；排土场平台向排土场的后部 要有 3％的反坡。 企业要在对现状排土场进行整改，并修建完安全设施后才可以再 进行排土作业。 4.6 排土场容积、服务年限排土场容积、服务年限、排土场等别、排土场等别 4.6.1 排土场容积 （1）排土场的总容积 排土场容积计算表 标高 （m） 面积 m2 平均面积 m2 高差 m 排土场容积 m3 累计容积 （m3） 89000000 xx 县 xx 矿业有限公司刁家后沟排土场初步设计 承德龙兴矿业工程设计有限责任公司 11 标高 （m） 面积 m2 平均面积 m2 高差 m 排土场容积 m3 累计容积 （m3） 9002832.51416.251014162.514162.5 9103968.783400.641034006.448168.5 9205537.64753.191047531.995700.8 9308692.07114.81071148.0166848.8 94011841.7510266.881010266.88269517.55 9505654.58748.131087481.3356998.8 9607446.936550.721065507.2422505.95 97011855.9650.971096509.7519015.6 9801405412954.510129545.0648560.6 99019254.516654.2510166542.5815103.1 100026115.522685.0010226850104195.3 100527015.226565.355132826.751174779.85 经计算排土场堆积至 1005m 标高时的总容积约为 117.75 万 m3。 4.8.2 服务年限 该铁矿年排岩量为 100 万吨。 （1）排土场剩余容积 由于该排土场已经堆放了 42 万 m3，故剩余容积还有 75.75 万 m3。 （2）年排放有效容积 有效容积为 V有＝VK/K1 式中V有有效容积 万 m3； V每年剥离岩土实方量 100 万吨，38.46 万 m3 K剥离岩土的松散系数 1.5 K1排土场沉降系数 1.17 V有＝50.17 万 m3 xx 县 xx 矿业有限公司刁家后沟排土场初步设计 承德龙兴矿业工程设计有限责任公司 12 （3）排土场服务年限 排土场服务年限按下式计算 TV / V有 式中T服务年限，a； V有有