牛头沟尾矿说明书300t

河南嵩县金牛有限公司尾矿库续建建工程可行性研究 1 设计原则和依据

1 设计原则和依据 1.1设计原则

1、认真贯彻执行国家有关法律和法规；

2、认真贯彻“安全生产法”，本着“安全第一，预防为主”的方针，保证矿山生产安全；

3、认真贯彻“环境保护法”，保护环境，清除污染；

4、认真贯彻“土地法”、“森林法”、“水资源法”的精神，尽量少占或不占耕地和林地，节约用水，保护水资源；

5、技术可行，经济合理，积极采用先进而实用的新工艺、新技术和新材料；

6、管理方便，易操作。 1.2设计依据

1.2.1国家、地方政府、主管部门的有关安全的法律、法规

1、《中华人民共和国安全生产法》（2002年11月1日起实施）； 2、《中华人民共和国矿山安全法》（1993年5月1日起实施）； 3、《中华人民共和国矿山安全法实施条例》（1996年10月30日劳动部第4号令）；

4、《中华人民共和国矿产资源法》（1996年修正，1997年1月1日起实施）；

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5、《中华人民共和国劳动法》（1995年1月1日起实施）； 6、《中华人民共和国环境保护法》（1989年12月26日起施行）； 7、《关于开展重大危险源监督管理工作的指导意见》（安监管协调字[2004]56号）；

8、《尾矿库安全监督管理规定》（国家安全生产监督管理总局令第38号）

9、《非煤矿矿山建设项目安全设施设计与竣工验收办法》（国家安全生产监督管理局第18号，2005年2月1日实施）；

10、《关于印发〈非煤矿山建设项目初步设计“安全专篇”编写大纲和安全设施设计审查与竣工验收有关表格格式〉的通知》（安监总管一字[2005]29号）。

11、《关于贯彻落实加强建设项目安全设施“三同时”工作的要求的通知》（2003年10月25日安监管司办字[2003]92号）。

12、《防止尾矿污染环境管理规定》（1997/17/8）。

13、《国务院关于进一步加强企业安全生产工作的通知》（国发〔2010〕23号）。

1.2.2采用的主要技术规范、规程、标准

1、《尾矿库安全技术规程》(AQ2006-2005)； 2、《选矿厂尾矿设施设计规范》(ZBJ1—90)； 3、《尾矿设施施工及验收规程》（YS5418—1995）； 4、《水工混凝土结构设计规范》（SL/T191—2008）；

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5、《水工建筑物抗震设计规范》（DL5073—2000）； 6、《碾压式土石坝设计规范》（SL274—2001）； 7、《岩土工程勘察规程》（SL274—2001）； 8、《建筑地基基础设计规范》（GB50021—2002）； 9、《水工隧洞设计规范》（DL/T5159—2004）； 10、《土石坝养护修理规程》（SL210—1998）； 11、《重大危险源辨识》（GB18218—2000）；

12、《开发建设项目水土保持技术规范》（SL204—1998）。 1.2.3其他设计依据

1、《河南省中小流域设计暴雨洪水图集》 2、《河南省水文图集》

3、企业提供的1/10000和部分1/1000地形图。 4、选矿资料。 1.3选矿工艺资料

1、设计生产规模：按300t/d； 2、生产服务年限：80a；

3、 选矿厂工作制度：333天/年，3班/天，8小时/班； 4、尾矿真比重：2.7t/m3

5、磨矿细度：-200目占90%； 6、选矿厂排尾重量浓度：40%；

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7、选矿工艺：全泥氰化； 8、本区地震烈度6度。

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2 尾矿库设计 2.1尾矿库库址选择

尾矿库库址选择是围绕着以定位的选矿厂，通过实地详细踏实，结合万分之一比例地形图进行的，根据选矿厂生产规模和使用年限内所需库容，考虑了矿山的发展前景，对选矿厂周围山神庙沟、松里沟、寒石窑沟和马家沟进行踏察。

山神庙沟在选矿厂西1.4km，汇水面0.85km2，沟长1.437km，纵向平均坡度0.21，均在标高1360.00m以上，尾矿输送自然高差210m，扬送高差大，其有效库容500万m3。

松里沟尾矿坝在选矿厂北0.1km，在选矿厂以上，汇水面积0.68 km2，沟长1.59km，纵向平均坡度0.33，库容太小，不能满足生产需要。

寒石窑沟在选矿厂东南1.2km（水平直线距离），汇水面积3.918km2，沟长3.19km，纵向平均坡度0.1617。，汇水面积较大，库内经济作物较多。

最后选定了选矿厂东南约2.1km（水平直线距离）的马家沟是比较合适的尾矿库址。其原因如下：

（1）尾矿库纵坡较缓，库内较开阔； （2）不占用耕地；

（3）汇水面积较小，排水设施费用较低； （4）沟口狭窄，初期坝建造费用较低；

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（5）能够满足选矿厂生产年限内尾砂堆积库容的要求； 经技术经济比较选定的马家沟尾矿库的初期坝位于选矿厂东南约1.2km（水平直线距离），地理坐标为东经111°44′26″，北纬34°11′03″左右；汇水面积1.365km2，沟长2.573km，纵向平均坡度0.1264。该沟成扇形，分三个叉沟，主沟西北——东南走向，口窄内阔，库区利用部分沟长1.04km，纵向平均坡度0.08194。 2.2尾矿排放方式

尾矿采用湿式排放方式，尾矿的湿式排放是传统的排放方式，将选矿厂排放出的尾矿浆自流或通过尾矿泵站加压输送到尾矿库进行排放。

本次湿式排放采用尾矿坝上放矿，上游法尾矿堆筑子坝，随着尾矿砂子坝不断抬高，放矿管也随之抬高。放矿时在坝上向库内方向排放尾矿浆时，必须采用多点分散均匀放矿，以免出现偏滩现象。 2.3尾矿坝

2.3.1尾矿库初期坝

初期坝采用碾压堆石坝，坝高37m（坝顶标高970.00m，坝底标高933.00m），坝长130m，坝顶宽4m，坝内坡1:1.6，坝外坡1:1.75。坝外坡在标高950.00m处设一条马道，马道宽2m；坝外坡设干砌石护坡；坝内坡碎石垫层和设土工布反滤层及碎石护坡。

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2.3.2尾矿库堆积子坝

尾矿浆由坝前排放到尾矿库后，尾砂逐渐沉积，尾砂在沉降过程中粗颗粒较重首先沉积于坝前，细颗粒沉降较慢沉降于库内后部，采用沉积于坝前的粗颗粒尾砂堆筑子坝。

根据尾矿库库容计算尾矿堆筑子坝高55.88m（由初期坝顶标高970.00m以上到终期堆积标高1025.88m），尾矿子坝采用上游筑坝法，利用沉积于坝前的粗颗粒尾砂堆筑子坝，当尾砂堆积高度接近坝顶前，再修建下一级子坝。根据本尾矿库情况，建议半年修一次子坝，每次筑坝高度可根据库容曲线查找，每级子坝设一条马道，尾砂堆积子坝平均总外坡比1:4.0。子坝外坡和坝顶平台（马道）上覆土植草，绿化环境，防止扬尘和雨水冲刷坝坡。

各级堆积子坝坡后的马道上设0.4×0.4m的排水沟，与两侧坝肩排水沟相连（坡度0.01～0.005）。 2.4尾矿库库容计算

根据选矿厂生产规模（300t/d），每年生产333d，每年排入尾矿库中的尾砂为9.99×104t/a。

V=WN/rdη

式中：V——所需的尾矿库总库容，m3；

W——选矿厂每年排出的尾矿量，99.9×104 t/a； N——尾矿库服务年限，80a； rd——尾砂沉积干密度，1.35t/m3；

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η——尾矿库终期利用系数，0.8。 计算结果，V=740×104m3。

尾矿库库容计算表 表2-1

等高线等高线面标高 （m） 933 积 （m2） 0 1552 940 3103 8658 10 86580 48722 950 14213 22868 10 228680 195674 960 31523 41827 10 418270 497976 970 52130 61583 10 615830 1088179 980 71036 82521 990 94006 10 825210 2185434 1748347 1360224 744394 326124 97444 7 10864 10864 相邻等高相邻等线面积平高线间均值高差 相邻等高线间容积（m3） 累积库容 （m3） 有效库容 （m3） （m2） （m） 0 0 4346 8

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106829 10 1068290 2602979 1000 119651 134571 10 1345710 3253724 3679546 1010 149491 164859 10 1648590 4998419 1020 180226 195858 10 1958580 6565283 1030 211489 8206604 6248024 4599432 根据该选矿厂生产规模（300t/d，333d/a）和服务年限（80a），需总库容740万m3，按断面法计算库容，并绘制了尾矿库容曲线，注明了生产年限内尾砂堆积高度，当终期堆积标高达到1025.88m时（堆积高度55.88m），总库容即可达到740万m3，即可满足服务年限内尾砂堆存之需要。 2.5排洪设施

为了排出尾矿库汇流区内的汇水，特别是雨洪期的洪水，以保证尾矿库的安全，尾矿库必须设置可靠的排水设施。

根据设计的尾矿库总库容（740万m3）及终期总堆积高92.88m，

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按《选矿厂尾矿设施设计规范》（ZBJ1-90）

尾矿库等别表 表2-2

等别 二 三 四 全库容V×10mV≥10000 1000≤V＜10000 100≤V＜1000 43 坝高H（m） H≥100 60≤H＜100 30≤H＜60

相应防洪标准为 表2-2

尾矿库等别 洪水重现期（年） 初期 中、后期 二 100～200 500～1000 三 50～100 200～500 四 30～50 100～200 该库为三等库，其排标准为运行初期50～100年一遇洪水（P=2%～1%，运行中、后期按P=0.5%～0.2%），运行初期按P=1%，运行中、后期按P=0.2%的防洪标准计算。按《河南省水文图集》中当地的降雨和径流量及其他有关资料数据，采用河南省中、小流域暴雨公式和河南省经验公式，综合计算洪峰流量。 2.5.1洪水计算 洪水计算分三部分：

尾矿库总汇水面积F=1.365km2，总沟长L=2.573km，平均坡降J=0.1264。

1、东拦洪坝以上F1=0.150km2，L=0.701km，J=0.2838； 2、西拦洪坝以上F=0.507km2，L=1.474km，J=0.1941； 3、库区部分F=0.708km2，L=1.302km，J=0.1235。

其中库区分三个叉沟：库区东侧沟F=0.12km2；库区中沟

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F=0.191km2；库区西侧沟F=0.204km2。

2.5.1.1洪峰流量计算 洪峰流量计算公式：

QP=0.278（SP-μ）F；SP=H24P/241- H24P=KPH24； W24p=1000α

24·H24p·F

n2

式中：Sp——暴雨雨力（mm/h）

H24——平均年最大24小时暴雨量（80mm） KP——频率P式的模比系数

CV=0.55，CS=3.5CV，KP=1%=2.96，KP=0.2%=3.83 n——暴雨递减指数（n1=0.48，n2=0.73） μ——汇流系数（5mm/h） F=汇水面积。

洪峰流量计算成果 表2-4

项目 P（%） H24p（mm） 236.8 306.4 236.8 306.4 236.8 306.4 236.8 306.4 236.8 306.4 236.8 306.4 Sp(mm/h) 100.4 129.9 100.4 129.9 100.4 129.9 100.4 129.9 100.4 129.9 100.4 129.9 F（km2） 0.15 0.15 0.507 0.507 0.708 0.708 0.12 0.12 0.204 0.204 0.191 0.191 Q（m3/s） 4.06 5.26 13.73 17.76 19.17 24.81 3.25 4.20 5.52 7.15 5.17 6.69 东拦洪 1 坝以上 0.2 西拦洪坝以上 库区 库区东侧沟 库区西侧沟 库区中沟 1 0.2 1 0.2 1 0.2 1 0.2 1 0.2 11

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2.5.1.2调洪演算 调洪公式：qp=Qp(1-VtpWtp)

式中：Wtp——洪水总量（m3） Vtp——调洪库容（m3） α

24——洪量迳流系数（0.7）

库区调洪演算分三段： 1、中沟：

（1）、1号排水井（井底标高960m, 井顶标高984m），尾矿库初期最小调洪库容标高（960m）时，其库长317m，正常生产时留出100m澄清水域，洪水时留出70m干滩长度（0.7m安全超高），尚有1.47m调洪水深。其调洪库容V tp=0.2%=83239m3，五百年一迂一次洪水总量Wtp=0.2% =151852m3 (其中α

24=0.7

，H24p=0.2%=306.4mm，

F=0.708km2，Qp=0.2% =24.81m3/s)，计算结果经调洪后的洪峰下泄流量qp=1% =12.46m3/s。

（2）、2号排水井（井底标高983m, 井顶标高1005m），尾矿库最小调洪库容（标高983m）时，其库长485m，正常生产时留出100m澄清水域，洪水时留出70m干滩长度（0.7m安全超高），尚有3.15m调洪水深。其调洪库容V tp=0.2%=221184m3，五百年一迂一次洪水总量Wtp=0.2%=151852m3 (其中α

2

=0.7，H=306.4mm，F=0.708km，2424p=0.2%

Qp=0.2%=24.81m3/s)，计算结果调洪库容V tp=0.2%大于一次洪水总量Wtp=0.2%，按规范一次洪水72h内排出，设计6h内排出，计算结果经调洪后的洪峰下泄流量qp=0.2% =7.03m3/s。

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（3）、3号排水井（井底标高1004m, 井顶标高1026m），尾矿库最小调洪库容（标高1004m）时，其库长605m，正常生产时留出100m澄清水域，洪水时留出70m干滩长度（0.7m安全超高），尚有4.35m调洪水深。其调洪库容Vtp=536085m3，五百年一迂一次洪水总量Wtp=0.2%=151852m3 (其中α

H24p=0.2%=306.4mm，F=0.708km2，24=0.7，

Qp=0.2%=24.81m3/s)，调洪库容大于一次洪水总量，按规范一次洪水72h内排出，设计6h内排出，计算结果经调洪后的洪峰下泄流量qp=0.2% =7.03m3/s。

2、东沟：

4号排水井（井底标高1004m, 井顶标高1026m），尾矿库最小调洪库容（标高1004m）时，其库长4.07m，正常生产时留出100m澄清水域，洪水时留出70m干滩长度（0.7m安全超高），尚有2.37m调洪水深。其调洪库容Vtp=0.2%=17967m3，五百年一迂一次洪水总量Wtp=0.2%=25738m3 (其中α

2

24=0.7，H24p=0.2%=306.4mm，F=0.708km，

Qp=0.2%=4.20m3/s)，该沟汇水面积小，不作调洪，洪峰下泄流量qp=0.2% =4.20m3/s。

3、西沟：

5号排水井（井底标高983m, 井顶标高1005m），尾矿库最小调洪库容（标高983m）时，其库长4.07m，正常生产时留出100m澄清水域，洪水时留出70m干滩长度（0.7m安全超高），尚有2.37m调洪水深。其调洪库容Vtp=0.2%=11345m3，五百年一迂一次洪水总量Wtp=0.2%=43754m3 (其中α

2

24=0.7，H24p=0.2%=306.4mm，F=0.204km，

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Qp=0.2%=7.15m3/s)，该沟汇水面积小，不作调洪，洪峰下泄流量qp=0.2% =7.15m3/s。

6号排水井（井底标高1004m, 井顶标高1026m），尾矿库最小调洪库容（标高1004m）时，其库长4.59m，正常生产时留出100m澄清水域，洪水时留出70m干滩长度（0.7m安全超高），尚有2.89m调洪水深。其调洪库容Vtp=0.2%=44490m3，五百年一迂一次洪水总量Wtp=0.2%=43754m3 (其中α

2

24=0.7，H24p=0.2%=306.4mm，F=0.204km，

Qp=0.2%=7.15m3/s)，该沟汇水面积小，不作调洪，洪峰下泄流量qp=0.2% =7.15m3/s。

经调洪后，坝顶标高在970m以下时洪峰下泄流量为：qp=1%

=23.27m3/s，坝顶标高在987.85m以下时洪峰下泄流量为qp=0.2% =11.69m3/s，坝顶标高在1010.05m以下时洪峰下泄流量为qp=0.2% =3.39m3/s。

调洪演算成果 表2-5

项 目 东拦洪坝以上 西拦洪坝以上 1号排水井 库区 2号排水井 3号排水井 库区东沟 4号排水井 P（%） Qp（m3/s） 1 0.2 1 0.2 0.2 0.2 0.2 1 0.2 4.06 5.26 13.73 17.76 24.81 24.81 24.81 3.25 4.20 14

Wtp（m3） 151852 151852 151852 Vtp（m3） 72284 221184 536085 qp（m3/s） 4.06 5.26 13.73 17.76 12.46 7.03 7.03 3.25 4.20 河南嵩县金牛有限公司尾矿库续建建工程可行性研究 2 尾矿库设计

库区西沟5、6号排水井 库区中沟 1 0.2 1 0.2 5.52 7.15 5.17 6.69 5.52 7.15 5.17 6.69

根据洪水计算和调洪演算结果：

（1）东拦洪坝以上排水构筑物，东排洪隧洞（将汇入东、西拦洪坝内的洪水排至猪耳朵沟）按下泄流量qP=0.2%=5.26m3/s＋17.76 m3/s=23.02 m3/s设计；

（2）中沟排水构筑物，西排洪隧洞（将汇入西拦洪坝内的洪水引入东拦洪坝，再由东排洪隧洞排至猪耳朵沟）按下泄流量qP=0.2%=17.76 m3/s设计；

（3）中沟排水构筑物，1号排水井和1号排水隧洞按下泄流量qP=0.2%=12.46m3/s设计；

（4）中沟排水构筑物2号排水井、3号排水井和2号排水洞、3号排水洞按下泄流量qP=0.2%=7.03m3/s设计；

（5）东沟排水构筑物4号排水井和2号排水洞按下泄流量qP=0.2%=4.20m3/s设计；

（6）西沟排水构筑物5号排水井、6号排水井和5号排水洞、6号排水洞按下泄流量qP=0.2%=7.15m3/s设计。 2.5.2排水构筑物

根据洪水计算，设计排水构筑物分三大部分：东拦洪坝以上部分、西拦洪坝以上部分和库区部分（库区中有东沟、西沟和中沟三部分）。

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由东、西拦洪坝将马家沟上部洪水截出库外，由东、西排洪隧洞排至猪耳朵沟；由1号、2号、3号、4号、5号、6号排水洞和排水隧洞排至坝后集水池。

1、东拦洪坝以上部分

根据洪水计算结果，其设计下泄洪峰流量qP=0.2%=23.02 m3/s。 东拦洪坝（浆砌石拦洪坝）：坝高10m（坝顶标高1045m, 坝底标高1035m），坝长40m。在坝前开一条204m长的东排洪隧洞（隧洞断面B×H×R=2×1.5×1m，隧洞进口底标高1037m,隧洞出口底标高1030m洞底纵坡i=0.0343），把水排至东侧的猪耳朵沟。

设计对该排水隧洞按孔口压力流计算，其进口进水能力为29.75m3/s，隧洞排水能力为35.06m3/s，大于设计下泄洪峰流量qP=0.2%=3.02 m3/s，满足排洪要求。

2、西拦洪坝以上部分

根据洪水计算结果，其设计下泄洪峰流量qP=0.2%=17.76 m3/s。 西拦洪坝（浆砌石拦洪坝）：坝高10m（坝顶标高1050m, 坝底标高1040m），坝长32m。在坝前开一条364m长的东排洪隧洞（隧洞断面B×H×R=2×1.2×1m，隧洞进口底标高1042m,隧洞出口底标高1037m洞底纵坡i=0.0137），把水排至东侧的东拦洪坝汇水区。

设计对该排水隧洞按孔口压力流计算，其进口进水能力为25.85m3/s，隧洞排水能力为29.17m3/s，大于设计下泄洪峰流量qP=0.2%=17.76 m3/s，满足排洪要求。

3、库区部分

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（1）库区中沟排水构筑物

设计采用排水井和排水遂洞结合的排水方式。 ① 1号排水井和1号排水隧洞

根据洪水计算，其设计下泄洪峰流量qP=0.2%=12.46 m3/s。 在尾矿库中沟内标高960m处（位置见可908-尾-2图），修建一座内径D=3m,高24m的钢筋混凝土1号排水井（底标高960m，顶标高984m）；开凿一条B×H×R=2×1,2×1.0m的平底直墙园拱顶排水隧洞，隧洞长452m（标高960m~930m），1号排水井与1号排水隧洞相连，排泄库区洪水。1号排水井按堰流进水能力14.28m3/s，排水井泄水能力为22.78m3/s。排水隧洞按孔口流进水能力为30.4m3/s，按明渠均匀流计算排水能力为19.60m3/s（排水坡度为i=0.05时）。

1号排水井和1号排水隧洞排水能力，大于设计下泄洪峰流量Qp=0.2%=12.46m3/s，满足泄洪要求。

② 2号排水井和2号排水隧洞

根据洪水计算，其设计下泄洪峰流量qP=0.2%=7.03 m3/s。 在尾矿库中沟内标高983m处（位置见可908-尾-2图），修建一座内径D=2m,高22m的钢筋混凝土2号排水井（底标高983m，顶标高1005m）；修建一条B×H×R=1.2×1,0×0.6m的平底直墙园拱顶C25钢筋混凝土2号排水隧洞，排水隧洞长272m（标高983m~960m），2号排水隧洞连接2号排水井和1号排水井，排泄库区洪水。

2号排水井按堰流进水能力26.54m3/s，排水井泄水能力为14.82m3/s。

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河南嵩县金牛有限公司尾矿库续建建工程可行性研究 2 尾矿库设计

2号排水隧洞按孔口流进水能力为8.33m3/s，按明渠均匀流计算排水能力为9.84m3/s（排水坡度为i=0.05时）。

2号排水井和2号排水隧洞排水能力，大于设计下泄洪峰流量qP=0.2%=7.03 m3/s，满足泄洪要求。

③ 3号排水井和3号排水隧洞

根据洪水计算，其设计下泄洪峰流量qP=0.2%=7.03 m3/s。 在尾矿库中沟内标高1004m处（位置见可908-尾-2图），修建一座内径D=2m,高22m的钢筋混凝土3号排水井（底标高1004m，顶标高1026m）；修建一条B×H×R=1.2×1,0×0.6m的平底直墙园拱顶钢筋混凝土排水洞，排水洞长213m（标高1004m~983m），3号排水隧洞连接3号排水井和2号排水井，排泄库区洪水。3号排水井按堰流进水能力43.07m3/s，排水井泄水能力为17.41m3/s。3号排水隧洞按孔口流进水能力为9.78m3/s，按明渠均匀流计算排水能力为9.84m3/s（排水坡度为i=0.05时）。

3号排水井和3号排水隧洞排水能力，大于设计下泄洪峰流量qP=0.2%=7.03 m3/s，满足泄洪要求。 （2）库区东沟排水构筑物：

设计采用排水井和排水洞结合的排水方式。

根据洪水计算，其设计下泄洪峰流量Qp=0.2%=4.20m3/s。 在尾矿库东沟内标高1004m处（位置见可908-尾-2图），修建一座内径D=2m,高22m的钢筋混凝土4号排水井（底标高1004m，顶标高1026m）；修建一条B×H×R=1.2×1,0×0.6m的平底直墙园拱顶

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河南嵩县金牛有限公司尾矿库续建建工程可行性研究 2 尾矿库设计

钢筋混凝土4号排水遂洞，排水遂洞长239m（标高1004m~983m），4号排水遂洞连接4号排水井和2号排水遂洞，排泄库区洪水。

4号排水井按堰流进水能力17.32m3/s，排水井泄水能力为12.85m3/s。

4号排水遂洞按孔口流进水能力为7.22m3/s，按明渠均匀流计算排水能力为9.84m3/s（排水坡度为i=0.05时）。

4号排水井和4号排水遂洞排水能力，大于设计下泄洪峰流量qP=0.2%=4.20 m3/s，满足泄洪要求。 （3）库区西沟排水构筑物：

设计采用排水井和排水洞结合的排水方式。 ① 5号排水井和5号排水遂洞

根据洪水计算，其设计下泄洪峰流量qP=0.2%=7.15 m3/s

在尾矿库西沟内标高983m处（位置见可908-尾-2图），修建一座内径D=2m,高22m的钢筋混凝土5号排水井（底标高983m，顶标高1005m）；修建一条B×H×R=1.2×1,0×0.6m的平底直墙园拱顶钢筋混凝土5号排水遂洞，排水遂洞长194m（标高983m~960m），5号排水遂洞连接5号排水井和1号排水井，排泄库区洪水。

5号排水井按堰流进水能力17.32m3/s，排水井泄水能力为12.85m3/s。

5号排水遂洞按孔口流进水能力为7.22m3/s，按明渠均匀流计算排水能力为9.84m3/s（排水坡度为i=0.05时）。

② 5号排水井和5号排水遂洞排水能力，大于设计下泄洪峰流量

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河南嵩县金牛有限公司尾矿库续建建工程可行性研究 2 尾矿库设计

qP=0.2%=7.15 m3/s，满足泄洪要求。 ③ 6号排水井和6号排水遂洞

根据洪水计算，其设计下泄洪峰流量qP=0.2%=7.15 m3/s

在尾矿库西沟内标高1004m处（位置见可908-尾-2图），修建一座内径D=2m,高22m的钢筋混凝土6号排水井（底标高1004m，顶标高1026m）；修建一条B×H×R=1.2×1,0×0.6m的平底直墙园拱顶钢筋混凝土6号排水遂洞，排水洞长147m（标高1004m~983m），6号排水遂洞连接6号排水井和5号排水井，排泄库区洪水。

6号排水井按堰流进水能力23.32m3/s，排水井泄水能力为14.20m3/s。

6号排水遂洞按孔口流进水能力为7.98m3/s，按明渠均匀流计算排水能力为9.84m3/s（排水坡度为i=0.05时）。

6号排水井和6号排水遂洞排水能力，大于设计下泄洪峰流量qP=0.2%=7.15 m3/s，满足泄洪要求。

水力计算公式： 孔口流：Q=mA2gh 堰流：Q=m·B2gH1.5 明渠均匀流Q=CARi 2.6库区防渗

为了防止尾矿库中的水渗入地下，库区和初期坝下均采用土工膜（二布一膜150g/0.75/150g）全防渗。同时在尾矿库初期坝后，再修

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河南嵩县金牛有限公司尾矿库续建建工程可行性研究 2 尾矿库设计

建一座挡水坝，形成一个L×B×H=30×30×5m的集水池，集水池和挡水坝均采用土工膜全防渗。

挡水坝为浆砌石结构。坝长30m，坝高5m，坝顶宽1m。 2.7库区排渗

为降低堆积尾砂子坝内的浸润线，提高坝体的稳定性，在尾砂子坝堆筑时，每抬高5m，设一层排渗管，排渗管间距不大于10m，深入坝坡内60m。尾砂子坝坝脚马道上设横向排水沟与两侧坝肩的纵向排水沟相连，收集渗出水，流入初期坝后集水池。再由水泵扬送到选矿厂高位水池。

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河南嵩县金牛有限公司尾矿库续建建工程可行性研究 3 尾矿输送

3 尾矿输送 3.1尾矿输送计算

选矿厂排出的尾矿浆，，由尾矿泵扬送到尾矿库坝前放矿点，设计采用压力输送的方式。

按300t/d（干矿）生产规模，尾矿浆重量浓度为40%，矿浆容重1.3366t/m3（尾矿比重2.70t/m3时），尾矿输送波动系数0.9～1.1。

压力输送：

采用B·C·克诺罗兹公式计算，计算结果见下表：

选用标准管经后计算成果表 表3-1

序号 1 2 3 4 5 6 7

名 称 设计管经 实际流量 临界管径 计算管径 计算流速 清水坡降 矿浆坡降 单 位 mm m/s mm mm m/s m·H2O/m m·H2O/m 3最小流量 229 0.05845 212 212 1.656 0.01609 0.02151 平均流量 229 0.06494 222 222 1.678 0.0156 0.02085 最大流量 229 0.07144 232 229 1.735 0.01602 0.02142 设计选用DN245×8无缝钢管（外径245mm，壁厚8mm，内径229mm）输送尾矿浆。

管道长度L=1950m 3.2尾矿浆输送设备选择

1、扬程计算

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河南嵩县金牛有限公司尾矿库续建建工程可行性研究 3 尾矿输送

Hk=Hγk+LIk+hj+hn+hy 式中：Hk——压力输送所需扬程； H——输送自然高差 γk——尾矿浆容重 L——扬送距离 Ik——输送矿浆坡降

hj——输送尾矿浆局部损失 hn——泵站内损失 hy——剩余压头

选矿厂排尾标高1015 m，最大扬送标高1050m，矿浆容重γ

3

输送自然高差k=1.3366t/m，

H=35m，矿浆坡降Ik=0.02151m·H2O/m。

计算结果尾矿浆压力输送所需扬程Hk=85.47m，所需输送流量210.42～257.18m3/h。

2、设备选择

设计选用渣浆泵KZJ100—50（流量Q=300m3/h，扬程H=95m,n=1480r/min）2台（一用一备），其配用电机Y315M—4（132kw/380v），扬程和流量均可满足要求。

设计选用矿浆缓冲槽φ6000х6500mm（双浆慢速n=30～40r/min）1台，其配用电机18.5kw/380v；设计选用液下立式污水泵50WDL—12，2台（一用一备），其配用电机2.2kw/380v。

3、尾矿泵站

尾矿泵站中内设2台渣浆泵、1台矿浆缓冲槽、2台液下立式污

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河南嵩县金牛有限公司尾矿库续建建工程可行性研究 3 尾矿输送

水泵。

尾矿泵站建筑物尺寸L×B×H=15×12×9m。

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河南嵩县金牛有限公司尾矿库续建建工程可行性研究 4 尾矿回水

4 尾矿回水

为了节省宝贵的水资源和防止污染，尾矿库内排除的澄清水进入坝后的集水池内，由水泵扬送到选矿厂，作为生产用水。 4.1回水量

尾矿回水按选矿厂规模300t/d，尾矿浆重量浓度40%，每天排入尾矿库中的水为450t/d，扣除损失和蒸发按80%回水，则回水流量Q=15m3/h。 4.2回水扬程

尾矿坝后集水池标高928m，选矿厂高位水池标高1116m，最大自然高差H=188m，压力输送距离L=2240m，输送清水坡降I=0.01066m·H2O/m（选用DN219×8无缝钢管），计算结果所需泵扬程H0=224.3m。 4.3设备选择

设计选用D155—67×4型多级水泵（Q=15.5m3/h，H=268m），其配用电机185kw/380V ，2台（1用1备）。

回水管线选用DN219×8（无缝钢管（外径219mm，壁厚8mm，内径203mm），管长L=2240m。

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河南嵩县金牛有限公司尾矿库续建建工程可行性研究 4 尾矿回水

4.4坝后集水池

尾矿初期坝后设钢筋混凝土集水池L×B×H=30×30×5m3。 4.5回水泵站

回水泵站设在尾矿库坝后集水池侧，泵站建筑物尺寸H=9×9×4m。

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L×B×河南嵩县金牛有限公司尾矿库续建建工程可行性研究 5 环境保护

5 环境保护

环境保护是我国的基本国策，环境污染治理是环境保护的核心。 我国环境保护法指出：“开发矿藏，必须实行综合勘探，综合评价，综合利用，严禁乱挖乱采，妥善处理尾矿矿渣，防止破坏资源和恶化自然环境”。

5.1环境保护设计依据

国家计委、国务院环境保护委员会（87）国环字第002号《建设项目环境保护设计规定》。 5.2环境保护标准

1、《地表水环境质量标准》（GB3838—2002） 2、《污水综合排放标准》（GB8978—1996） 5.3主要污染物及其治理措施

选矿厂排放之尾矿浆为主要污染物之一。生产废水经过污水处理后随尾矿浆压力扬送进入尾矿库，经澄清，渗滤，在库区内停留3日以上，因自然曝气、自净等自然降解，库内澄清水通过回水泵经加压扬送回到选厂高位水池内,再进入生产工艺流程重复利用。

为防止澄清水流出库外坝后设截渗沟和4500m3的集水池。 为了防止尾矿库渗漏，库底全部铺设防渗土工膜。

尾矿库在建设和生产运行过程中，对库区植被、地貌和水土造成

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河南嵩县金牛有限公司尾矿库续建建工程可行性研究 5 环境保护

局部破坏，对周边环境产生一定影响，在生产运营过程中加强尾矿库的安全和环境管理，做好绿化工作，对周边生态环境无负面影响。

在尾砂堆积坡面覆土植草、种树，达到绿化、固土、防止扬尘和防止水流冲刷作用，起到防止污染和水土保持的目的。

尾矿库闭库后，必须进行闭库设计，按设计要求覆土造田，或植草种树，恢复生态环境，造福子孙后代。 5.4环境保护监测管理机构

矿山企业设置安环处，专职从事环保和安全管理工作。按国家环保机构的要求定期做好监测和管理工作，投入足够的资金保护环境和水土保持。

环保监测站、化验室装备仪器设备，配专职实验员和监测员，对尾矿污水实施监测。 5.5水土保持

库区植被较好，在建设中对植被的局部破坏，要在使用过程中加强造林和植草，保护植被防止水土流失。

加强尾矿库的管理，防止尾砂外流，对堆积坝坡和马道覆土植草，做好水土保持工作。

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河南嵩县金牛有限公司尾矿库续建建工程可行性研究 6 安全篇

6 安全篇

6.1尾矿库的安全管理

尾矿库的安全管理必须严格按中华人民共和国国家安全生产监督管理总局令38号，《尾矿库安全监督管理规定》及?尾矿库安全技术规程?（AQ2006-2005）、《土石坝养护修理规程》（SL210-98）的相关规定执行。坚持“企业负责、行业管理、国家监察和群众监督”的方针，遏制尾矿库重、特大事故的发生，保护人民生命和国家财产的安全。

尾矿设施是矿山生产不可缺少的配套设施。尾矿库又属安全设施，根据我国有关规定：安全设施必须与主体工程同时设计、同时施）工和同时生产。

尾矿库是矿山生产最大的危险源，它是一个具有高势能的人造泥石流的危险源。在长达十多年甚至数十年的时间里，各种天然的和人为的不利因素威胁着它的安全。事实一再表明，尾矿库一旦失事，将给工农业生产及下游人民生命财产造成巨大的灾害和损失，因此加强尾矿库管理，是非常重要的。 6.1.1尾矿库安全管理措施

尾矿库管理工作的基本任务是：做好选矿厂尾矿的排除、输送、堆存和尾矿库的防洪排洪、回水设施的维护管理工作，确保安全运行，要认真贯彻国家关于环境保护的方针，大力开展综合利用，严防发生危害本企业和其他工农业生产及人身安全的事故。各厂矿企业应根据

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河南嵩县金牛有限公司尾矿库续建建工程可行性研究 6 安全篇

设计意图和本单位的具体情况，制订合理的尾矿设施维护管理规章制度，并认真贯彻执行，不断总结经验，提高管理水平。 6.1.2尾矿库组织管理

1、矿山对尾矿库安全事故应急救援预案进行定期演练，并做好记录，及时修订和完善应急救援预案。

2、对库内排水设施，要派专人负责仔细检查，发现问题及时解决，以防溃坝重大事故发生。

3、库区应设明显的水位标尺。依据堆坝现状确定安全防洪措施，每年汛期前，应将库内水位降到最低，留有足够的调洪库容确保坝体安全度讯。

4、企业必须经常巡视库周山体，发现滑坡及异常现象要及时处理。任何单位和个人不得在库区从事采矿作业。严禁在库区爆破、滥挖尾矿和炸鱼等危害尾矿库安全的活动。尾矿筑坝必须有足够的安全超高、沉积干滩长度和下游坝面坡度。

5、尾矿工人数（至少6人）安全管理人数（至少1人）；汛期24h巡逻值班；要有照明设施；警报系统；通讯设施（固定、移动）及交通工具。

6.1.3尾矿库的在线监测管理

监测是了解尾矿库运行情况的重要手段，也是尾矿库安全的指示灯，所以尾矿库的监测工作是尾矿库管理的重要内容。

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河南嵩县金牛有限公司尾矿库续建建工程可行性研究 6 安全篇

对设置有观测设施的尾矿库，应充分利用这些设施加强观测，首先应组织监测小组，并制定专门的监测制度和操作规程，进行定期观测。观测成果应及时整理、分析、归档，不断积累观测资料。未设置观测设施的尾矿库，应创造条件设置观测设施，或采取简易的办法加强观测。

对尾矿库进行巡回检查是及时发现尾矿库异常情况的重要途径，应纳入尾矿库管理人员的岗位责任制。检查的内容包括：尾矿库边坡有无变形和异常；排水构筑物是否畅通；排渗设施的水量、水质有无异常变化；尾矿排放是否正常、有无漏矿现象，回水的水质是否符合要求等。如发现异常，应及时处理，如不能处理，应立即上报，以便进一步采取措施。 6.1.4尾矿库的维修管理

进行尾矿库的维修是尾矿库管理的基本任务的一部分。每年洪水期和化冰期后，应进行一次全面检查和分析，列出维修项目和补充措施项目，安排维修计划，要求按时完成。如有地震预报，应组织有关部门共同研究，提出尾矿库抗震方案，并抓紧实施。平时巡回检查发现的问题，应及时处理，如填补塌坑、冲沟，修补排水设施，清除排水设施内的淤积物等。

6.1.5尾矿库的事故及其处理措施

在尾矿库的生产运行过程中，难免会出现一些异常、事故，对这

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河南嵩县金牛有限公司尾矿库续建建工程可行性研究 6 安全篇

些现象，必要时首先采取应急措施，然后分析其原因，确定处理措施。部分异常迹象的处理措施见表供参考：

尾矿库常见故障及处理措施参考表 表6-1

迹 象 坡脚隆起 原 因 坡脚基础变形 浸润线过高 不透水初期坝导致浸润线高 矿泥夹层引起水的逸出 处 理 措 施 先降库水位，坡脚压重 先降库水位，加长沉积滩，采取降低浸润线措施 在略高于初期坝顶部位设排渗设施 增设排渗井穿透矿泥夹层 先降库水位，铺反滤布，压上碎石或块石，设导流沟，必要时加排渗设施 坝坡渗水及沼泽化 坝坡或坝基冒砂 渗流失稳 坝坡隆起 边坡太陡 矿泥集中，强度低 先降库水位，再放缓边坡或加固边坡 先降库水位，加排渗设施或加固边坡 先降库水位，坝坡脚压重加固基础 先降库水位，再降低浸润线或加固边坡 先降库水位，加固或新建排水管，再填平塌坑 开挖处理或做反滤后回填 先降低控制水位，改造排洪设施，增大泄水能力或采取截洪分洪设施 坝坡向下游 位移或沿坝 轴向裂缝 基础强度不够 边坡剪切失稳 排水管破坏或漏矿 排渗设施破坏 调洪库容小或泄水能力小 堆积 坝塌陷 洪水 位过高 6.1.6尾矿库的度汛管理

汛期是尾矿库地表水控制的关键时期，如果这个时期尾矿库水位控制不当，洪水暴发时可能造成洪水漫顶，引起溃坝事故。因此每年汛期前应做好度汛准备和排洪验算。度汛准备包括防洪抢险所需的物资、材料、用具等的准备和防洪抢险组织准备、人员组织准备，一旦

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发现险情，有物质、用具随时取用，立即能有抢险人力投入，随时会有人组织，以免失去抢险战机。汛期前的洪水验算也是度汛准备的重要部分，洪水验算可靠并得到实现，正常情况下就可能实现安全度汛或减少险情。所以汛期前的洪水验算是重要的一环。汛期前洪水验算的主要内容是验算在已建成的泄水构筑物之泄水能力条件下的调洪库容、安全超高及沉积滩长度是否符合设计要求。 6.1.7尾矿库的放矿管理

上游式尾矿筑坝法，应于坝前分散均匀放矿。同时满足以下要求： 1、粗颗粒尾砂较重沉积于坝前，细颗粒沉积于库内，在沉积滩范围内不允许大面积矿泥沉积（特别是采用尾砂修建子坝时）。

2、沉积滩顶应均匀平整，不得出现集中放矿而造成偏滩现象；沉积滩坡度及长度等应符合设计和规范要求。

3、严禁矿浆沿子坝内坡趾横向流动冲刷坝体。

4、坝体较长时必须分段交替放矿，使坝体均匀上升，应避免滩面出现侧坡、扇形坡或细颗粒尾矿大量集中沉积于坝前一端或一侧。

5、尾矿库堆积到设计最终堆积标高以后，应进行善后处理，进行闭库设计；未取得有关部门同意和设计部门的加高设计，不允许继续加高使用。

6.2尾矿库安全技术措施 尾矿坝的稳定性分析：

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河南嵩县金牛有限公司尾矿库续建建工程可行性研究 6 安全篇

尾矿坝的稳定计算及分析是十分重要的，但缺少详细资料，无法进行准确计算，设计根据经验参照相近矿山资料计算，拟静力法稳定计算，即将水平地震惯性力计入稳定计算公式中再用静力法作计算。在此，参考采用相近矿山的库内沉积滩上尾矿强度指标计算。 1、计算断面：取最大断面，最高洪水位，进行计算。 2、计算方法：采用瑞典圆弧法，将坝体分成条，利用计算机软件计算其最危险滑裂面。

3、各土层的物理力学指标列于表。（参考相近矿山指标） 4、基本计算参数 ①初期坝高：37m。

②堆积坝高：55.88m。 ③基本地震加速度值为0.05g。

计算各土层的物理力学参考指标 表6-2 土层代号 土质名称 状态 稍密 稍密 流塑 稍密 流塑 硬塑 可塑 天然重饱和重度 度 γs γb (kN/m3) (kN/m3) 17.8 19.8 16.8 20.5 15.4 18.0 19.4 20.0 18.0 20.8 17.8 22.5 17.8 19.9 19.9 20.0 34

浮重度 γf (kN/m3) 9.8 10.8 7.8 10.5 7.8 9.9 9.9 2.0 内摩擦角φ(°) 水上 10 26 19.81 28 19.81 23 23 35 水下 10 24 19.81 26 19.81 23 23 35 凝聚力C （kpa） 水上 12 9.8 10 7.8 13.5 20 20 0.0 水下 12 9.8 10 7.8 13.5 20 20 0.0 1 2 3 4 5 6 7 8 素填土 尾粉砂 尾重亚粘 尾亚砂 尾重亚粘 非湿陷性黄土 粉质粘土 块石 河南嵩县金牛有限公司尾矿库续建建工程可行性研究 6 安全篇

经验计算与稳定性分析结果表明：在各种荷载组合的情况下安全系数KJ>1.3，规范规定三级尾矿库正常运行KS=1.20;洪水运行KS=1.10;特殊运行KT=1.05。因此坝体是稳定的。

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河南嵩县金牛有限公司尾矿库续建建工程可行性研究 7 尾矿投资概算

7 尾矿投资概算

根据黄金工业工程建设概预算编制办法及现场调查资料编制本投资概算。 7.1投资概况

投资范围主要有尾矿库及辅助设施。投资分类如下表

按费用构成划分的投资分类表（万元） 表7-1

工器具 项目名称 建筑工程 设备 安装工程 生产家具费 基建投资总概算价值 2917.98 110.71 9.55 占总投资额 54.79% 2.08% 0.18% 0.54 0.01% 2287.22 5326.00 42.94% 100.00% 其他费用 总价值 7.2编制依据

1、人工工资：采用黄金定额人工工资标准。

2、材料价格：取费基价的价格按中国黄金协会颁布的基价管理有关规定执行；主要材料按当地材料价格计算。

3、设备价格：执行现行询价，运杂费按8%计算。备品备件按2%计算，工器具及生产家具购置费按0.5％计算。

4、综合费率：按2008年《黄金工业建安工程费用定额》计算。 7.3其他费用

1、其他工程费用：按照2008年《黄金工业工程建设其他费用定额》（第6册）。

2、预备费：按工程费用与其他建设工程费用之和的12%计算。 3、资金来源：银行贷款70％，年利率7.05％；自筹30％。

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河南嵩县金牛有限公司尾矿库续建建工程可行性研究 7 尾矿投资概算

7.4投资分析

1、尾矿库综合概算表（见附表） 2、其他建设工程费用表（见附表） 3、单位工程概算表（见附表）

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河南嵩县金牛有限公司尾矿库续建建工程可行性研究 7 尾矿投资概算

序号 工程或费用名称 尾矿库综合概算表

价 值 (元) 建筑工程 设备 安装工程 95451 95451 95451 74681 74681 工器具 生产家具费 其他费用 总价值 技术经济指标 占投 资数量单位 单位价值 额 % 1600 100% 57.06% 57.06% 28.86% 14.14% 4.53% 0.12% 2.82% 2.35% 0.54% 1.80% 23 0.01% 1.87% 0.99% Ⅰ 基 建 投 资 总 概 算 价 值 29179778 1107108 工程费用 29179778 1107108 29179778 1107108 15372000 7528750 2411000 64000 1500000 292140 881280 288000 881280 4140 994500 278188 225828 5427 22872236 53260000 5427 5427 4320 4320 1107 30387764 30387764 15372000 7528750 2411000 64000 1500000 1252421 2.3 尾矿设施 2.3.1 尾矿初期坝 2.3.2 尾矿排水设施 2.3.3 拦洪坝 2.3.4 尾矿输送 2.3.5 尾矿在线监测 2.3.6 尾矿泵站 （1） 土建 （2） 设备及安装 （3） 照明 2.3.7 尾矿输送管道 2.3.8 尾矿回水泵站及变电所 288000 180 m2 960281 20771 4140 180 m2 994500 525894 38

河南嵩县金牛有限公司尾矿库续建建工程可行性研究 7 尾矿投资概算

序号 工程或费用名称 尾矿库综合概算表

价 值 (元) 建筑工程 设备 安装工程 9335 工器具 生产家具费 其他费用 540 567 总价值 59400 技术经济指标 占投 资数量单位 单位价值 额 % 54 m2 22 1100 0.11% 0.41% 0.23% 0.00% 0.24% 1.39% 29.56% 10.39% 2.99% （1） 土建 （2） 坝后回水池 （3） 设备及安装 （4） 照明 （5） 尾矿回水变电设备及安装 2.3.9 尾矿回水管线 Ⅱ Ⅲ Ⅳ 其他建设工程费用 预备费12% 建设期贷款利息 59400 217600 110160 1188 115668 217600 120035 1188 11435 54 m2 127670 739200 739200 15742963 15742963 5535687 1593586 5535687 1593586

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河南嵩县金牛有限公司尾矿库续建建工程可行性研究 7 尾矿投资概算

序号 Ⅱ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 工程或费用名称 其他工程费用 土地征购费 建设单位管理费 工程建设监理费 职工培训及提前进厂费 办公及生活家具购置费 勘察测量费 设计费 施工图预算编制费 竣工图编制费 价值（元） 15742963 其他建设工程费用表

备 注 12060000 永久性征地30公顷×15亩/公顷×26800元/亩 763061 工程费用×2.5％ 黄金工业建设预算定额《概预算费用定额》2008版（第六册） 710351 国家发改委、建设部发布《建设工程监理与相关服务收费管理规定》（发改价格2007）670号文 50000 黄金工业建设预算定额《概预算费用定额》2008版（第六册） 30000 黄金工业建设预算定额《概预算费用定额》2008版（第六册） 50000 国家计委、建设部发布《工程勘察设计收费管理规定》（计价格2002）10号文 1327810 国家计委、建设部发布《工程勘察设计收费管理规定》（计价格2002）11号文 132781 国家计委、建设部发布《工程勘察设计收费管理规定》（计价格2002）10号文 106225 200000 8857 黄金工业建设预算定额《概预算费用定额》2008版（第六册） 303878 黄金工业建设预算定额《概预算费用定额》2009版（第六册） 10 环境影响及安全评价费 11 联合试运转费 12 临时及措施工程费

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