天宝铁丰矿业排土场初步设计

承德天宝集团铁丰矿业有限公司

大湾家沟排土场

整改设计

工程号：LXWK-

经 理： 总 工： 项目负责人：

承德龙兴矿业工程设计有限责任公司

2009年04月

承德天宝矿业集团铁丰矿业有限公司大湾家沟排土场整改设计

承德龙兴矿业工程设计有限责任公司

参加设计人员名单

专业名称 设计人 审核人 审定人 采 矿 刘艳军 藤贺臣 付永祥 水 工 黄 超 李克中 李 广 测 量 刘 超 赵 峰 杨艳雄 地 质 王英俊 刘学全 刘艳军

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目 录

1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主要整改建设方案 ........................................................................... 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 .............................................................................. 5

2.1 排土场生产现状 .............................................................................. 5 2.2 排土场周边环境 .............................................................................. 6 3 排土场岩土工程概况 ............................................................................. 6

3.1 排土场自然气象 .............................................................................. 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 岩土勘察报告结论 .......................................................................... 8 4 排土场建设及容积 ................................................................................. 8

4.1浆砌石挡坝设计 ............................................................................... 8 4.2 块石充填体及排土场压坡设计 ...................................................... 8 4.3 排洪设施设计 .................................................................................. 9 4.4 排渗设施及位移观测设施设计 ...................................................... 9 4.5 照明设施设计 ................................................................................ 10

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4.6 排土场初始路堤建设设计 ............................................................ 10 4.7 原有堆积坡处理 ............................................................................ 10 4.8 排土场容积、服务年限、排土场等别 ........................................ 11 5 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 ............................................................................ 13 5.3 排土作业工艺 ................................................................................ 13 5.4 排土平台宽度 ................................................................................ 13 5.5 排土工作线长度 ............................................................................ 14 5.6 排土场边坡角 ................................................................................ 14 5.7 排土设备选择 ................................................................................ 15 6洪水计算及排洪能力验算 .................................................................... 18

6.1洪水计算标准 ................................................................................. 18 6.2 洪水计算 ........................................................................................ 18 6.3 截洪沟（排水沟）排洪能力计算 ................................................ 21 6 排土场稳定性分析 ............................................................................... 21

6.1排土场基底承载能力稳定性计算 ............................................... 21 6.2 排土场堆积坡稳定性计算 ............................................................ 22 7 排土场供配电、照明及通讯 ............................................................... 23

7.1供电电源 ......................................................................................... 23 7.2 排土场区照明 ................................................................................ 23 7.3库区通讯 ......................................................................................... 23

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8 排土场主要构筑物施工管理与要求 ................................................... 23

8.1浆砌石档坝施工要求 ..................................................................... 23 8.2 浆砌石截洪沟及排水沟施工要求 ................................................ 24 8.3 浆砌石施工要求 ............................................................................ 24 8.4 施工管理 ........................................................................................ 25 9 水土保持与环境保护 ........................................................................... 26

9.1水土保持 ......................................................................................... 26 9.2 环境保护 ........................................................................................ 26 9.3 环境管理和环境监测 .................................................................... 27 10 排土场复垦.......................................................................................... 27

10.1 排土场复垦要求 .......................................................................... 27 10.2 复垦方案 ...................................................................................... 28 11 排土场安全管理 .................................................................................. 28

11.1 安全技术要求 .............................................................................. 28 11.2 安全管理机构及人员配备 .......................................................... 28 11.3 消防安全要求 .............................................................................. 29 11.4 矿山救护 ...................................................................................... 29 11.5 排土场安全投入预算 .................................................................. 30 12 工业卫生 .............................................................................................. 31

12.1 工业卫生要求 .............................................................................. 31 12.2 设计中采取的措施 ...................................................................... 31 13 投资概算 ............................................................................................ 33

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排土场下游采用建设块石充填体加固稳定，并且在挡土墙的上游与排土体接触处建有排渗体，可以有效排除库底渗水，并且能够把少量污泥留在挡墙之内。

水平排渗体采用在浆砌石坝向里15m处设设置，排渗盲体采用钻孔硬质PVC管外包矿石和土工布结构，规格为1.0m31.0m，排渗管采用Φ250的PVC管，按2％的下坡每间隔10m铺设一根。 1.3.6 坝体位移观测设施

在600m、620m、640m标高马道设置坝体位于观测桩，并在两侧山体设置观测基点桩，对坝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

排土场堆积至660m标高时的总容积为64.72万m3，已经堆存28.23m3，还剩余36.49 m3，沉降系数按1.17计算，还剩余有效容积为31.2万m3；服务年限为0.77a。

排土场的总高度为75m，总容积为64.72万m3。根据设计规范该库的等级为三级。

所以排土场的构筑物的级别为：主要构筑物为3级，次要和临时构筑物为4级。 1.5投资概算

该矿排土场工程初步设计概算总投资为265.49万元，其中第一部分建设费用投资为215.49万元。第二部分费用40万元，第三部分预备费10万元。 2生产现状及周边环境 2.1 排土场生产现状

承德天宝矿业集团铁丰矿业有限公司大湾家沟排土场于2006年8月使用，没有建设任何安全设施。

该排土场现在采用单台阶排放，排弃物为选厂的甩废，粒度在50

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－100mm之间，现在排放28.23万m3，中心轴线台阶标高为585m至614m，堆积高度29m，外坡比1：1.75左右。

现排土工艺采用压坡脚式，排土工艺使用和排土顺序不是很正规。 2.2 排土场周边环境

排土场下游距最近的村庄盆窑村0.5km，距离较近。

排土场的下游迎头为企业自己的选场和办公区，相距不足200m。 排土场的东侧为50m山沟内为企业自己的在用尾矿库，该库总体位置同本次设计的排土场相隔一条山沟，没有直接联系，不存在相互影响。

3 排土场岩土工程概况 3.1 排土场自然气象

排土场地处燕山山脉东段，地势北高，中间低，山势较缓。区内山峦起伏，沟谷发育，山顶基岩部分裸露，天然坡角30—50度，植被较发育，沟谷及冲沟第四系覆盖，沟谷中心以角砾层为主。

该地区属大陆性季风气候，冬季长而寒冷，夏季短而炎热，多年平均气温9.1℃，一月平均气温－9.4℃，七月平均气温24.4℃.

区内年平均降水量557.9mm，历年最大降水量835.9mm，最小降水量151.4mm。冻土深度1.1m；无霜期150天左右。 3.2 排土场工程地质条件 3.2.1 地层结构

根据岩土工程报告提供，该处按物质组合、埋藏条件及成因类型特点，划分为两个工程地质层。

角砾层：黄褐色，砾石主要成分为辉长岩、角闪岩、片麻岩等残坡堆积物，砾石一般粒径0.3—3cm，最大粒径大于10cm，砾石以次棱角状为主，光洁度较差，砾石含量50—70％，充填物为砂土，该层平均厚度0.32m。

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强风化片麻岩：灰-黄褐色，隐晶结构，片麻状构造。岩体呈土状及破碎状，节理裂隙发育，风化强烈，为强风化层。强风化层厂区普遍分布，厚度平均1.24m。

中风化片麻岩：灰-黄褐色，隐晶结构，片麻状构造，岩体呈碎块状及块状，节理裂隙较发育，风化中等，该层厚度没有穿透。 3.2.2 岩土物理力学性质

角砾层：物理力学性质：变形模量E0≈36Mpa，黏聚力标准值c≈2.2kpa，内摩擦角标准值39°,渗透系数k≈0.45cm/s。

强风化片麻岩体：基本质量等级为Ⅴ级。物理力学性质：摩擦系数f＝0.60，黏聚力标准值c≈22kpa，内摩擦角标准值70°, 渗透系数k≈6.5310－4cm/s。

中风化片麻岩体：基本质量等级为Ⅳ级。物理力学性质：摩擦系数f＝0.66，黏聚力标准值c≈26kpa，内摩擦角标准值75°,渗透系数k≈5.5310－4cm/s。 3.3排土场水文地质

本区所在沟谷区域地下水类型为松散岩类孔隙水和基岩裂隙水。松散岩类孔隙水分布在沟谷，含水层岩性为冲洪积层。

本区地下水的补给主要是大气降水，排泄方式为地下径流，勘察深度未见地下水层。水文地质简单。 3.4地基工程分析 3.4.1地层承载力

各层土的承载力特征值（fak）如下： （1）层角砾：fak=35kPa；

（2）2－1层强风化片麻岩：fak=400kPa（经验值）， （2）2－2层中风化片麻岩：fak=2000kPa（经验值）。 3.4.2 场地土地震效应

该区地土属于岩石，确定建筑场地土类别属Ⅰ类，为对建筑抗震

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有利地段。

场地的抗震设防烈度为6度，设计基本地震加速度值为0.05g，设计地震分组为第三组。特征周期值为0.30s。 3.4.3 地质构造与场地稳定性及适宜性

场区大地构造位置处于中朝准地台（Ⅰ2），燕山台褶带（Ⅱ27），承德拱断束（Ⅲ26），滦平凹断束（Ⅳ221）。

该场区地形起伏较大，地貌类型单一，地层结构较复杂，分布较不连续，但是无明显不良地质现象，场区稳定性良好，适宜该建筑物的兴建。

3.5 岩土勘察报告结论

建议拟建排土场挡土墙以中风化片麻岩为地基持力层，采用毛石混凝土基础，挡土墙的墙肩和基底必须嵌入中风化基岩。 4 排土场建设及容积 4.1浆砌石挡坝设计

为了增加排土场的稳定性、拦截渗出污泥和减小滚石危害，设计在排土场下游块石充填体外设置挡土墙。

挡土墙为浆砌石结构，地面以上高度为5.0m，地面以下高2.0m，基础要嵌入基岩0.5m，坝长共233m。

设计参数为浆砌石坝顶宽5.0m，下游按80°坡角建设，里坡垂直（具体参数见图6和图7）

经计算所需的浆砌石体积为8655m3。 4.2 块石充填体及排土场压坡设计

为了增加排土堆的抗滑稳定性，并且能够储存一定量的渗出泥

土，设计在浆砌石档坝向里，到现有堆积边线范围内，进行清理松散层到基岩，碾压铺设块石充填，充填厚度5.0m，顶标高为585m。充填用块石直径不小于300mm。

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为了增加排土堆的抗滑稳定性，在浆砌石档坝里，块石充填体以上采取块石压破，压坡体顶部标高600m，压坡体外坡比1：2，要求压坡用碎石不小于100mm。

经计算块石碾压充填量为11020 m3，块石压坡量为44280 m3。 4.3 排洪设施设计

（1）排土场截洪沟。

为了防止大气降水流入排土场，设计在排土场堆积范围2m以外以2％坡度修建截洪沟，截洪沟断面采用0.6m（底宽）31.2m（上宽）30.8m（高），浆砌石结构；（东侧d点以下排洪沟也是同样断面）

排土场西侧及东侧d点以上坝肩截洪沟水沟采用浆砌石结构，净断面为0.6m30.8m矩形,壁厚500mm。

经计算排土场区需要截洪沟和排洪沟830m，坝肩及挡墙外截洪沟620m。

为了把截洪沟以内的汇水分段疏导，以减少雨水流入排废场，企业要在每个台阶排土前修建临时截洪沟，此截洪沟由于为临时排洪设施，可以采用原始地形挖掘即可，后期随着排土场升高覆盖，该截洪沟的规格为0.8m30.8m矩形，坡度5％。

（2）马道排水沟

由于排土场排弃物为50—100mm的选厂甩废物，透水性较好，坡面不会形成径流，故不设置马道排水沟。 1.3.6 坝体位移观测设施

4.4 排渗设施及位移观测设施设计

（1）排渗设施

排土场下游采用建设块石充填体加固稳定，并且在挡土墙的上游与排土体接触处建有排渗体，可以有效排除库底渗水，并且能够把少量污泥留在挡墙之内。

水平排渗体采用在浆砌石坝向里15m处设设置，排渗盲体采用钻

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孔硬质PVC管外包矿石和土工布结构，规格为1.0m31.0m，排渗管采用Φ250的PVC管，按2％的下坡每间隔10m铺设一根。

后期堆积物均为碎石，透水性好，故后期堆积不在设置排渗体。 经计算需要埋设水平排渗体110m，需要排渗管100m。 （2）位移观测设施

在600m、620m、640m标高马道设置坝体位于观测桩，并在两侧山体设置观测基点桩，对坝体位移情况进行观测。 4.5 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。 4.6 排土场初始路堤建设设计

排土场初始路堤的修筑是形成排土线的基础，根据该排土场地形条件和排土方式选择，确定该排土场为山坡型修筑方法。

山坡型初始路堤的修筑一般沿山坡等高线开挖一单壁路堑或半挖半填的公路运输路堤，当排土线向前（外）推进时可采用新排弃的岩石填筑排土场初始路堤，并使其达到运输排土要求的稳定状态。

因沟底往往是汇水的通道，为了排土线的稳定性，在沟底处应预先堆置透水性较好的大块岩石。

设计采用前进式排土。排土场沿排土标高用单斗挖掘机和汽车修筑长30m～40m的半堑半堤作为装载机用的初始路基即可，并随排土的进展向外扩伸。

初始路基的长度和宽度应满足同时卸载的车位数和装载机作业的需要，初始路基的宽度根据自卸汽车的车型满足会让。

由于该排土场已建设使用，初始路堤建设已全部完成，并由排土工作线的推进而掩埋，故不需要重新建设。 4.7 原有堆积坡处理

由于该排土场已经使用，堆积为单平台，堆积坡外坡比较陡。

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设计将超出本次设计堆积坡面部分用挖掘机削除，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2％的下坡。 4.8 排土场容积、服务年限、排土场等别 4.8.1 排土场容积 （1）排土场的总容积

经计算排土场堆积至660m标高时的总容积约为64.72万m3。

容积计算表 标高(m) 578 585 595 605 615 625 635 645 655 660 面积(m) 0 1965 5198 7377 9552 10631 11645 9992 8685 8563 2平均面积(m) 0 982.5 3581.5 6287.5 8464.5 10091.5 11138 10818.8 9338.5 9624 2高差（m） 0 7 10 10 10 10 10 10 10 5 容积(m) 0 6877.7 35815 62875 84645 100915 111380 108185 93385 43120 3累计容积(m3) 0 6877.7 42692.5 105567.5 190212.5 291127.5 402507.5 510692.5 604077.5 647197.5 4.8.2服务年限

（1）排土场剩余容积

由于该排土场已经堆放了28.23万m3，故剩余容积还有36.49万m3。

（2）排土场有效容积

排土场的有效容积为V有＝V/K沉

式中：V有——排土场的有效容积 万m3；

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V——排土场总容积 36.49万m3 K沉——沉降系数 1.17 V有＝36.49÷1.17＝31.2 m3 （3）排土场服务年限 排土场服务年限按下式计算： T=V有/（A3K） 式中：T——服务年限，a；

V有——排土场的有效容积 31.2万m3； K——甩废岩的碎胀系数，取1.35； A——矿山年排土量30万m3。 T=31.2/（30×1.35）=0.77a。 4.8.3 排场等级

参照《金属矿山排土场设计规范》规定，排土场等级划分如下：

排土场级别划分表

等 别 一 二 三 四 单个排土场总容量（万m3） V≥1000 50≤V≥1000 100≤V≥50 V＜100 堆置高度m） H≥150 100≤H＜150 50≤H＜100 H＜50 本排土场堆置高度75m，总容积为64.72m3，参照上表，排土场的级别为三级。

所以主要构筑物按3级建筑标准设置，次要构筑物按4级建筑标准设置。

5 排土工艺及设备先择 5.1 排土场类型

该排土场按地形属于山谷型，采用汽车——装载机（推土机）排土，属于多台阶覆盖式排土场。

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5.2 排土场堆置顺序

排土场采用多台阶覆盖式排土工艺，排土作业采用单台阶作业，下台阶排满后再排置上一个台阶，不实行多台阶同时工作。

同一台阶排土时为了避免大块沿排土场正面滚落，采用从后部山沟两侧向中间排置。 5.3 排土作业工艺

依据排土场作业方式，采用汽车—装载机排土工艺。 该工艺的优点：

（1）机动灵活，爬坡能力强，适宜地形复杂的排土场作业。汽车—装载机排土方式适用于任何地形条件。

（2）宜实行高台阶排土。在排土场的发展受到限制时，提高排土场的总高度，可以减少农田的占用和避免迁动村庄、建筑物等。另外，增大台阶高度可提高排土线单位长度的排弃能力和减少移道次数。

（3）排土场内的运输距离较短，可在采场外就近排土。 （4）排土线路建设投资少，投产快，且容易维护，其排土工艺和排土场技术管理也比较简单。 5.4 排土平台宽度

设计排土场采用单台阶排土，废石场堆置阶段的工作平盘宽度主要取决于排弃物的物理力学性质、采用的排弃设备、运输方式、运输线路的条数及移道步距等因素，其宽度应达到排岩工作不受影响的基本要求。

根据运输设备，选取公路运输平台宽度如下： A=1.5+2（R+L）+C

式中：A——公路运输平台宽度，m；

R——汽车转弯半径，6.0m（双桥自卸卡车参数）； L——汽车长度，5.1m； C——超前堆置宽度，2.0m。

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A=1.5+2（6.0+5.1）+2=25.7m。

正常排土场工作平台宽度25.7m,由于该排土场采用从两侧向中间排放，故最初在工作平台没有达到宽度时，需要利用装载机协助推土堆置。

5.5 排土工作线长度

卸载工作线长度：L=N2l 式中：L——卸载工作线长度，m；

N——同时卸载汽车数，

N=N03tp/60，辆； tp——汽车卸载和调车时间，

tp= t1 + t2 + 4R/v，min

t1——汽车卸载时间，1min； t2——汽车换挡时间，0.2min； v——调车时汽车运行速度，50m/min； N0——排土场每小时汽车卸载数，

N0=Qh3Kn/q，辆；

Qh——小时生产能力，150t/h； Kn——工作不均衡系数，取1.3； q——汽车载重量，8t；

l——每台汽车卸载所需排土线长度30m。

Qh?Kn?4R?150?1.3?4?6.0???t1?t2???1.0?0.2???q?850???l=???30≈20.47m。L=

6060考虑到平整、备用等，卸载工作线总长度： L总=2.0320.47=41m,取45m。 5.6 排土场边坡角

排土场的边坡角应小于排弃岩土的自然安息角。本次设计所排弃

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的岩土主要为选厂甩废。

查表可知排弃岩土的自然安息角平均值约为35°，为确保排土场的稳定，设计每个台阶均以1：2.0的坡比排筑，马道平台宽度5.0m，最终确定排土场的边坡角为25°。 5.7 排土设备选择 5.7.1装载机型号

设计选用ZL-50C型装载机功率大、油耗低，带有废气涡轮增压器，整机采用先进的液力传动、液压操纵技术，结构先进合理，操纵轻便灵活，质量可靠。

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ZL-50C型号装载机主要技术参数表

厂家名称 产品型号 额定斗容(通用斗) 额定载荷 柴油机 型号 飞轮功率 额定转递 最大掘起力 最大牵引力 整机操作质量 倾复载荷 全转位置 I挡 前进(后退) 车速 II挡 前进(后退) III挡 前进(后退) IV挡 前进(后退) 最大卸载高度 卸载距离(最大卸高时) 轴距 轮距 最小离地间隙 转向角 最小转弯 半径 轮胎外侧 铲斗外侧 长 外形尺寸 宽 铲斗外侧 轮胎外侧 高 提升 工作提升霎时间 下降 卸料 合计 轮胎型号 承德龙兴矿业工程设计有限责任公司 - 16 - 单位 m3 kg kw r/min kN kN kg kg 柳工 ZL50C 3 5000 6135K-9a、WD615.67G3 1545 2200 160 146 17500 11900 10（13） 34 2900 1050 3427 2150 485 ±35 6450 7720 7939 2956 2750 3410 6.5 2.5 3 12 23.5～25 km/h mm mm mm mm mm ° mm mm mm mm mm mm s s s s 承德天宝矿业集团铁丰矿业有限公司大湾家沟排土场整改设计

5.7.2装载机生产能力计算

（1）装载机堆置岩土时，台班生产能力：

QT=

3600VBTcKB tH式中：QT——装载机台班生产能力，m3/台班；

VB——装载机一个循环堆置的岩土松方量，3m3； Tc——班工作小时数，8h；

KB——装载机工作时间利用系数，0.75； tH——装载机一个循环的时间，30s。 QT=3600×3×8×0.8/30=2160m3/台班。 （2）装载机在平台上平场的台班效率

Qs=

3600FTcKB L??m??to????式中：Qs——装载机台班生产能力，；

F——装载机一个行程平场的面积，75m2； m——平整面积F需要的行程数，3； L——一个行程平场的区段长度，25m； v——装载机运行速度，5m/s； to——装载机转向时间，20s。 Qs=

3600?75?8?0.75=21600m2/台班。

?25?3???20??5?（3）装载机数量计算

装载机数量取决于推送土岩量和作业方式。当自卸汽车后桥中心线2m时，土岩直接滚落到坡下的占80%；距边线3m时，滚下的土岩量占65%；距边线5m时，土岩全部留在台阶上。在一般情况下，装载

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机的推土量占排弃土岩总量的30%。

装载机数量计算：

NT=

VsKsKr QT式中：NT——需用装载机台数，台；

Vs——需要装载机移动的实方量，100m3/班（总排土量30%）； Ks——岩土松散系数，1.35； Kr——设备检修系数，1.20；

Qr——装载机台班效率，21600m3/台班。 NT=100×1.35×1.2/21600=0.0075台。

根据计算选用1台ZL-50C型装载机完全满足排土要求。 6洪水计算及排洪能力验算 6.1洪水计算标准

该排土场的级别为三等，根据《金属非金属矿山排土场安全生产规则》并参照《有色金属矿山排土场设计规范》规定，防洪标准应按25年一遇设计，由于排土场下游有选厂，故提高洪水计算标准，确定防洪标准为50年一遇。 6.2 洪水计算

依据1:2000地形图，求得该排土场初期汇水面积为为0.056km2,径流长度0.361km，平均坡降千分率379。

截洪沟外的汇水面积为0.012 km2, 径流长度0.084km，平均坡降千分率535。

截洪沟内的汇水面积为0.044 km2, 径流长度0.277km，平均坡降千分率289。

依据《承德水文图集》（1989年3月）计算得到设计洪峰流量Q24P、洪水总量W24P及洪水总历时T。

（1）主要参数选择

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Cv=0.431.1=0.44 Kp（2％）=2.08 H24＝63 n2=0.67 H=0.828 B=0.52 X=0.015 Y=1.38

径流深度45.5mm （2）暴雨强度计算

依据排土场等级及洪水计算标准，并查用《承德水文图集》； 采用公式：

Spi?sp?n

式中： i—— 暴雨强度（mm/h） ——雨力（mm/h）；

?——汇流时间（h）；

n——暴雨递减系数。 （3）洪峰流量的计算

采用合理化公式：Qp%?0.278?i?u?F

式中： Qp%——设计频率下的洪峰流量（m3/s） i—— 暴雨强度（mm/h）

u——产流历时内的平均渗率（mm/h）

F

——流域面积（km）

2（4）汇流历时计算

采用经验公式和查用《承德水文图集》计算。

13?? ??HlJ采用公式：

B式中： ?——汇流时间（h）； H、B——汇流系数；

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J——河道坡降（‰）； （5）洪水总量计算

采用公式：WP?0.1HRF

式中： Wp——设计频率下的洪水总量（万m）；

3

F2km——流域面积（）；

0.1——单位换算系数；

HR——设计频率面雨量产生的径流深（mm）。

（6）洪水历时计算

采用公式：Tm?w24p??0.36Q24P? 式中： ?——洪水历时过程系数； Tm——洪水历时（h）

统计以上计算数据，绘制洪水计算成果下表。

洪水计算成果表

项目 地点 频率 Qp（m3/s） W24p(万m3) T（h） 整个区域 P＝2% 3.21 0.242 1.09 截洪沟内 P＝2% 2.83 0.19 0.97 截洪沟外 P＝2% 1.22 0.05 0.61

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6.3 截洪沟（排水沟）排洪能力计算

排土场周边使用封闭式排水沟，排水沟净断面为0.6m（底宽）31.2m（上宽）30.8m（高），最小坡降为1％。

截洪沟下泄能力根据均匀流流量公式确定： Q=WCRI

式中： Q—洪量（m3/s） W—过水面积（1.32m2） C—谢才系数（61.32） R—水力半经（0.41m）

带入相应参数得排水沟的最小泄流能力q＝2.23(m3/s)。

经过验算单条截洪沟的最小排洪能力大于最大洪峰量，满足要求。该排土场两侧布置封闭型截洪沟，完全满足洪水需要。

经计算排土场内临时截洪沟的过流能力为3.52(m3/s)，满足排洪需要。

6 排土场稳定性分析

6.1排土场基底承载能力计算

根据该排土场岩土工程报告，排土场基底较为稳定，主要为强风化岩（第四系只在沟谷分布，建设时清理）。

在排土初期，基底岩土开始被压实，当堆置到一定高度时，基底被压实到最大的承载能力，但尚未到达极限状态，排土场地基最大的承载能力允许堆置高度为：

????????? H1=10?4?Cctg?????ctg??1802?????1式中：H1——排土场高度，m；

C——基底岩土粘结力，岩土综合分析为2.2×104Pa； φ——内摩擦角，取60°；

γ——排土场物料的容重，由平均取样为1.85t/m3。

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???60??????=25.16m。 H1=10?4???15?104?ctg60??1.85???ctg60?1802?????1该排土场第一层堆筑高度15m，小于上述计算值，地基处于最大的承载能力之内，基底稳定可靠。 6.2 排土场堆积坡稳定性计算

（1）计算条件

对排土场做了两个剖面分别计算稳定性。 圆弧稳定分析方法: 瑞典条分法

土条重切向分力与滑动方向反向时: 当下滑力对待 稳定计算目标: (null) 条分法的土条宽度: 5.000(m) 圆弧入口起点x坐标: 160.000(m) 圆弧入口终点x坐标: 190.000(m) 圆弧出口起点x坐标: 0.000(m) 圆弧出口终点x坐标: 70.000(m) 搜索时的圆心步长: 5.000(m) 入口搜索步长: 1.000(m) 出口搜索步长: 1.000(m) 搜索圆弧底的上限: 1000.000(m) 搜索圆弧底的下限: -1000.000(m) 圆弧限制最小弓高: 1.000(m) （2）计算公式

计算方法采用瑞典圆弧法。按洪水运行时工况进行计算。

k?(?wi?cos?tg??cl)?wsin?

i式中： Wi——各土条重量。

?i——过各土条中线的滑弧半径与过滑弧圆心的法线间的夹角，度；

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l——滑弧长度，米； c、?——总应力抗剪强度指标 （3）稳定计算结果

利用理正软件，导入相应数据，通过分析计算得到边坡最小安全系数为1.583，参照《有色金属矿山排土场设计规范》，该排土场的抗滑稳定安全系数大于规范规定的最高安全系数1.3，满足稳定要求。

（4）计算结果

最不利滑动面:

滑动圆心 = (76.940,160.170)(m) 滑动半径 = 123.539(m) 滑动安全系数 = 1.583

总的下滑力 = 8316.282(kN) 总的抗滑力 = 13166.089(kN) 7 排土场供配电、照明及通讯 7.1供电电源

排土场用电主要是照明，供电电源已经接入，照明电压采用220V。 7.2 排土场区照明

设计排土场采用投光灯照明，投光灯安装在灯塔上。排土场照明及接地、灯塔的防雷及接地，按有供电规范规定设计。 7.3库区通讯

根据生产管理需要，排土场值班室设置通讯电话，电话采用有线和无线电话两种。

8 排土场主要构筑物施工管理与要求 8.1浆砌石档坝施工要求

施工浆砌石档坝时，基础必须和两侧坝肩嵌入在中风化基岩内，对于软层埋深较厚的地点，要求采用浆砌石换基础处理。

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由于浆砌石挡墙较高，施工时要在地面向上1.0m高处流设泄水孔，每升高1.0m留设一排。泄水孔间距5.0m，净规格10cm310cm。 8.2 浆砌石截洪沟及排水沟施工要求

对放线要进行复测，测量员定出管道中心线位置后，要进行复测，其误差符合规范要求后才能允许进行下步施工。

用反铲进行开挖，大面积且开挖深度小于0.5m的用人工整平。具备施工条件的块先开挖，由测量队按照设计图进行测量放线，并跟踪测量开挖高程，严禁超挖，开挖时连同防冲槽一起开挖成型，人工进行修坡平整，并用反铲拍实。

要严格按照设计位置修建，排水沟必须建设在基岩基础上，建设时要清理尾矿浮物。 8.3 浆砌石施工要求

（1）砌石材料

石料应质地坚硬、新鲜、完整且单块重量不小于25kg，石料使用前面应进行清洗，除泥和水锈杂质，对于有尖角的石块需进行修整，特别是用于面层的石块应进行修琢，达到设计要求。 （2）砂浆拌制

浆砌石砌筑的M10、M15砂浆采用砂浆搅拌机进行拌制，拌和时间不少于2～3min，一般不应采用人工拌.拌制砂浆时，严格按照试验确定的配料单进行配料，配料的称量允许误差为：水泥为±2%，砂、砾石为±3%，水、外加剂为±1%。拌制过程中应保持粗、细骨料含水率的稳定性，根据骨料含水量的变化情况适时调整用水量，保证水灰比的准确性。拌制好的砂浆应随拌随用，对于发生离析、析水的砂浆，应重新拌和，以初凝的砂浆不得使用。砌筑砂浆和勾缝砂浆要分开搅拌，不允许混拌。

（3）浆砌石砌筑

砂浆材料用自卸车运至施工现场（水泥为人工卸车），砂浆根据用

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量大小进行搅拌，砂浆应严格按照配合比进行搅拌，搅拌后用手推车推至施工地点。石料由自卸车运至施工现场，经人工选取合格料后搬运至施工地点。

浆砌石施工采用铺浆法砌筑，采用M10砂浆砌筑，砂浆稠度为30mm~50mm，当气温变化时，应当适当调整。铺浆前先对碎石垫层适量洒水，砌筑时第一层石块应座浆，且将大面向下。然后摊铺20mm~30mm的砂浆灰层，砂浆应饱和，对于石块间较大的空隙应用碎块或片石嵌实，再 砌筑下一皮石块。

采用铺一层砂浆砌一层石块，砌筑时大小粒径要搭配得当，层与层间采用错缝锁结方式铺砌，分皮卧砌，并应上下错缝、内外搭砌，不得采用外面侧立石块、中间填心的砌筑方法。

砌体外露面的侧边，应选用较整齐的石块砌筑，边缘应顺直、整齐牢固，达到平整要求，表面砌缝的宽度不应大于25mm，在砌筑后12~18小时之间及时养护，经常保持外露面的湿润。

采用M15砂浆勾逢，灰砂比控制在1：1~1：2之间，清缝在砌筑24小时后进行，缝宽不小于砌缝宽度，缝深不小于缝宽2倍，勾缝前必须将槽缝冲洗干净，不留残渣和积水，并保持缝面湿润。

勾缝完成和砂浆初凝后，砌体表面应洗刷干净，并用湿润物覆盖保持21天，在养护期间应经常洒水，使砌体保持湿润，避免碰撞和振动。 8.4 施工管理

（1）施工实行“三制”。排水沟系统的所有构筑物已经计算确定，施工过程中要实行“三制”，即项目法人负责制，招、投标制和施工监理制。

（2）排土场建设应由中标的有资质的建设单位承担施工，有监理资质的单位承担监理，确保工程质量。

（3）排土场工程施工及验收要满足相关规范、规程的要求。

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（4）施工单位必须按照批准后的排土场设计和施工方案施工，如需局部修改设计须经设计单位认可，重大方案修改必须报经安全生产监督管理部门批准。

（5）排土场工程施工应建立技术档案，做好施工原始记录、各种试验记录、隐蔽工程记录和质量检查记录等。

（6）在施工全过程中，企业和监理单位应对施工质量做好监督检查。

（7）施工单位在施工结束后应编制竣工报告和竣工图。 9 水土保持与环境保护 9.1水土保持

为保护项目区水土资源，减少和治理工程建设及运行中的水土流失，在排土场建设施工和运行中应采取工程措施、临时措施、土地整治措施、植被保护措施及管理措施相结合的水土流失综合防治体系，防止水土流失。 9.2 环境保护 9.2.1 主要污染物

（1）粉尘

粉尘主要是废弃物排放和运输过程中产生的。 （2）固体废物

主要为排土场内堆置的岩土。 （3）噪声

噪声源主要有岩土运输噪声，排土作业设备噪声。 （4）尾气

运输设备在运转过程中会产生大量尾气，污染环境 9.2.2 采取的环境保护措施

（1）地表汽车运输、装载机排土将产生一定量的扬尘，设计采用

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洒水降尘措施，不会对环境造成大的影响。

（2）固体废物物采用全部在排土场堆放，没有外排。

（3）生产作业选择白天进行或在设备上加装消声器，设备尽量选用噪声较小的，使场界噪声达到GB 12348-90Ⅱ类标准的规定要求，噪声不会对环境造成大的影响。

（4）为改善矿山环境，保持水土及生态环境平衡，矿山必须加强矿区的绿化工作，在矿区内开展植树造林工作，在办公及生活区种植花、草、树木，在道路两旁种树，绿化面积达20%以上，以尽可能减少因过去和将来采矿而造成的对生态环境的破坏，使矿山职工工作生活在优美清新、文明卫生的环境之中。 9.3 环境管理和环境监测

矿山设安全环保科，负责全矿的安全环保工作。除安全、环保管理职能外，还兼有防尘科及灾害检测职能。配备专业人员，负责环保管理、地表沉降观测、通风防尘管理及其他灾害的监测工作。由熟悉地质、测量及岩体力学、防尘和安全知识的专业技术人员和安全工程技术人员组成。

需进行其他项目环保监测时，可请当地环境监测站完成，发现问题及时采取措施。 10 排土场复垦 10.1 排土场复垦要求

（1）复垦类型应因地制宜，宜农则农、宜林则林，条件允许时，应优先考虑为耕地或农用地。

（2）复垦规划宜满足开发复垦耕地与占用耕地动态平衡。 （3）复垦后地形地貌应与当地自然环境和景观相协调，其植被的覆盖率不应低于原有覆盖率。

（4）坚持经济效益、生态效益和社会效益相统一。

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10.2 复垦方案

排土场最终平台，复垦场地作为农业用地，经整治后地面平台坡度小于5°，利用自卸汽车运载优良土质进行覆盖，装载机平整，由于该排土场排弃的是甩废岩石，故覆土厚度应在3.0m以上。

排土场坡面，复垦后作为林业用地，经整治后地坡度不宜大于25°，25°以内的坡地可用种植草灌木固土封坡，覆土厚度不小于3.0m。 11 排土场安全管理 11.1 安全技术要求

（1）必须严格遵守国家有关安全的法律、法规和行业规范，建立健全安全管理制度；

（2）必须结合实际，制定具体的安全操作规程，工人上岗前进行岗位培训和安全教育；

（3）必须建立健全安全生产方面的检查、考核、奖惩等规章制度，加强安全检查和监督；

（4）必须设负责安全生产的组织机构，加强安全生产的管理； （5）为全面落实国家安全生产方针，企业建设和生产运行前必须编制和认真实施排土场设计及安全专篇中的设施和措施。 11.2 安全管理机构及人员配备

（1）企业要成立不少于3人的专职安全管理机构，负责矿山生产安全、通风防尘、灾害监测等。

（2）救护、医疗急救组织及人员配备

工业卫生和医疗急救与就近的乡卫生院签定救护协议。 （3）安全教育、培训及人员配备

安全教育工作由企业负责人亲自主抓，成立由技术、安全等专业人员组成的培训小组，亦可聘请专业技术人员兼任或有关部门的专业技术人员授课。

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职工经考试合格后方准上岗。调换工种的人员，必须进行新岗位安全操作教育的培训。特种作业人员，重要岗位，重要设备与设施的作业人员，都必须经过技术培训和专门安全教育，经考核合格取得操作资格证书或执照后，方准上岗。

（4）制定管理制度并严格贯彻落实

制定各岗位安全生产责任制，责任落实到人；各种安全管理制度，重要内容要上墙；编制切实可行的操作规程，教育职工严格遵守；制定应急救援预案，每年进行演练一次，并结合演练结果修改预案。 11.3 消防安全要求

由企业负责人负责组织兼职消防队伍，消防队不得少于5人，同时与就近的专业消防队签定消防服务协议，负责消防工作。

利用选厂的高位水池作为消防用水池，平时保留适当水量，以保证消防用水，水泵等排水设施要完好可用。

值班室等主要构、建筑物采用砖石非燃性材料，木制门窗涂耐火漆。

要根据可燃物的特点，配备适用的灭火器材。主要地点设置防火器材存放点，备足沙箱、灭火器等。 11.4 矿山救护

企业要成立由负责人主管的兼职救护队，兼职救护队人员不少于6人，配备必要的应急救援设备及器材，救护队定期进行训练并对职工进行自救互救训练。

救护人员、设备配置表见下表：

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救护队人员配备表

序号 1 2 3 4 职务 队长 副队长 抢险组 组长 成员 人数 1 1 1 全体员工 2 职责 负责救护队管理及救护协调指挥 协助队长负责救护队管理及救护协调指挥 负责指挥抢险具体工作 负责抢险工作实施 负责伤员临时救护并将伤员送医院 救护组 设备配置一览表

序号 1 2 3 4 5 6 设备名称 救护车（可兼） 担架 应急药品 医疗器械 千斤顶 其它应急救援材料 单位 辆 个 套 个 数量 1 1 足够数量 2 2 足够数量 存放地点 车库 应急器材库（或领导值班室） 应急器材库（或领导值班室） 应急器材库（或领导值班室） 应急器材库（或领导值班室） 应急器材库 11.5 排土场安全投入预算

安全投入一定能够满足项目安全生产需要和国家及有关部门对安全投入的要求，安全资金投入汇总如表：

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安全资金投入一览表

序号 1 2 3 4 7 5 6 7 项目名称 浆砌石挡墙 块石充填体 截洪沟 坝肩截洪沟 观测、排渗设施 照明 安全培训、劳动保护 其它不可预见投入 合 计 单位 m3 m3 m m 数量 8655 11020 830 620 金额 （万元） 129.8 49.59 8.3 9.3 13 2.0 2.0 5.0 218.99 备注 压坡碎石自己有 12 工业卫生 12.1 工业卫生要求

（1）采用喷雾洒水、通风除尘等综合措施，防止粉尘污染； （2）生产设备噪声符合国家有关规定，环境噪声较大的作业采取个体防护，以避免噪声危害；

（3）排土场工作人员配备防护用品，加强生产工人的个体卫生防护。

12.2 设计中采取的措施 12.2.1 防尘措施

（1）卸载过程对司机室要密闭净化，布置设备时要考虑风流方向及邻近尘源位置，以减少危害及影响。

（2）增加矿岩湿度防止粉尘飞扬。

（3）运输路面，经常洒水，维护路面保持平整，减少发尘，乳胶化沥青维护路面等。

（4）排土场及公路配备洒水车进行降尘，每班至少洒水3次。 （5）接尘及受粉尘危害作业点的人员，必须按规定佩戴个体防护承德龙兴矿业工程设计有限责任公司 - 31 - 承德天宝矿业集团铁丰矿业有限公司大湾家沟排土场整改设计

器具。

12.2.2 防噪声和振动措施

排土场各种运输车辆在生产运转中会产生不同程度的噪音，除了在运输设备上采取消音减震等措施外，在总图布置上，工业区与生活区规划绿化隔离带，抑制噪音传播。 12.2.3 个体防护措施

矿工应配备呼吸器官护具、护耳器、防护眼镜、矿工帽、矿工服等个体防护装备，防护器具应符合以下条件：

（1）穿戴方便，穿后无束缚感，不妨碍作业。 （2）具有充分保护身体的性能，且同作业相协调。

（3）须选用优质的原料制作，不得含有可能损伤机体的因素，特别不能有损害皮肤的因素。

（4）结构设计和组装要求牢固、合理，符合人类工效学和卫生学的要求。

（5）外观与色彩尽量工程美学的要求，易于为使用者接受。 12.2.4 卫生保健措施

（1）排土场企业应按国家有关法律、法规的规定，对新人矿工人应进行职业健康检查（如胸透、听力测定、血液化验等指标）：并建立健康档案；对接尘工人的职业健康检查应拍照胸大片；不适合从事排土场、井下作业者不应录用。

（2）对接触粉尘及其它有毒有害物质的作业人员，应定期进行健康检查。应按照卫生部规定的职业病范围和诊断标准，定期对职工进行职业病鉴定和复查，并建立职工健康档案。体检鉴定患有职业病或职业禁忌症，并确诊不适合原工种的，应及时调离。

（3）下列病症患者，不应从事接尘作业： 1）各种活动性肺结核或活动性肺外结核；

2）上呼吸道或支气管疾病严重，如萎缩性鼻炎、鼻腔肿瘤、气管

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喘息及支气管扩张；

3）显著影响肺功能的肺脏或胸膜病变，如肺硬化、肺气肿、严重胸膜肥厚与粘连；

4）心、血管器质性疾病，如动脉硬化症，Ⅱ、Ⅲ期高血压症及其它器质性心脏病；

5）曾有接尘史，并已产生影响的； 6）经医疗鉴定，不适于接尘的其他疾病。

（4）对职工的健康检查，应每两年进行一次，并建立职工健康档案。对检查出的职业病患者，应按国家规定及时给予治疗、疗养和调离有害作业岗位。 13 投资概算 13.1 编制范围

该排土场工程概算编制的范围为浆砌石档坝、坝前压坡体、排水沟、截洪沟及相应的辅助设施。 13.2 该算总投资

该矿排土场工程初步设计概算总投资为265.49万元，其中第一部分建设费用投资为215.49万元。第二部分费用40万元，第三部分预备费10万元。 13.3 编制依据 13.3.1工程量

按各专业设计图纸及说明书计算。 13.3.2 设备价格及运杂费

（1）设备价格采用厂家报价、询价及类似设备价格进行估价； （2）设备运杂费为设备价格的4%。 13.3.3材料价格

按2008年1季度《河北省承德市滦平县每季度价格信息》及当地

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市场旬价进行编制。 13.4 定额指标

采用2003年《冶金工业概算指标》及类似工程指标并进行了调整。 13.4.1 施工取费

执行2003年《冶金建筑安装工程费用定额》。 13.4.2 其他费用

参照2003年《冶金工业建设初步设计概算编制办法》及中国建设工程造价管理协会《建设项目总投资组成及其他费用规定》的有关文件及建设单位提供的数据计列。 13.4.3 预备费用

按第一部分工程费用和第二部分其它费用之和的约5%计取。 13.4.4 说明

该概算总投资中不含土地租赁费及地上附着物补偿费。 13.5 投资概算表

总 概 算 表 单位：万元 概 算 价 值 序号 工程和费用名称 建筑 安装 设备 购置费 1.5 1.5 1 0.5 其它 费用 40 合 计 215.49 215.49 129.8 49.59 8.3 3 13.0 2.5 40 工程费 工程费 Ⅰ 1 Ⅱ 第一部分工程费用 排土场安全设施 浆砌石档坝（8655万m3） 块石充填体（11020m3） 截洪沟（830m） 坝肩截洪沟（620m） 观测设施 排渗设施 排土场照明 第二部分其它费用 211.99 211.99 129.8 49.59 8.3 9.3 3.0 10.0 2 - 34 - 2 2 2 承德龙兴矿业工程设计有限责任公司

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