L1=0.03h(Vt/uc)2 L2=H/I
式中:L——澄清距离,m;
L1——水下沉积坡水平投影距离,m; h——滩上水流厚度,m(取0.08) Vt——滩上水流流速,m/s(取0.15)
uc——沉积颗粒平均粒径的沉降速度,m/s(取1.5×10-3) L2——水下沟底水平投影距离,m H——澄清水深,m(取1.0m) I——沟底坡度,(取0.13) 计算得:L1=24m, L2=7.7m,L=31.7m。 4.2 尾矿库库容
4.2.1 所需库容
尾矿库所需库容是根据选矿厂生产规模及使用年限计算的。其所需总库容计算公式如下:
V=WN /(rη)=25.5×7/(1.5×0.7)=170.00万m3 式中: V—所需的尾矿库总库容,m3;
W—选矿厂年排出的尾矿量,25.5万t/a; N—设计尾矿库服务年限,7年; r—尾矿平均堆积干容重,1.5t/m3; ε—尾矿库的终期库容利用系数,0.7。
计算结果:选厂生产半年,排出的尾矿量为12.75万t/a(约合8.5万
-26-
m3),利用系数按0.44计,所需几何库容为19.32万m3。
选厂生产7年,排出的尾矿量为119.0万m3,利用系数按0.7计,所需几何库容为170.00万m3。
4.2.2几何库容计算
依据业主提供的1:1000尾矿库区地形图并利用求积仪进行计算,其计算库容结果如下表:
表4-1 几何库容计算结果
等高线 标高(m) 等高线 面积(m2) 相邻两等高线 面积平均值(m2) 相邻两等高线 间的高差(m) 相邻两等高线 间的容积(m3) 累计库容积 (m3) 1110 1115 1120 1125 1130 1135 1140 1145 1150 1155 1160 1165 1170 1175 等高线 标高(m) 0 1300 650 2250 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 相邻两等高线 间的高差(m) 3250 11250 0 3250 14500 3200 4850 6500 8200 9900 11000 12100 12500 12900 13360 13820 14835 15850 17012 18175 19337 20500 21185 21870 22555 23240 24945 等高线 面积(m2) 24250 38750 41000 79750 55000 134750 62500 197250 66800 264050 74175 338225 85060 423285 96685 519970 105925 625895 112775 738670 120460 相邻两等高线 间的容积(m3) 24092 相邻两等高线 面积平均值(m2) 859130 累计库容积 (m3) 1175 24945 25797 5 -27-
128985 859130
1180 1185 1190 1195 1200 1206 26650 27430 28210 28990 29770 30527 31285 32042 32800 33200 33000 6 198000 5 160210 5 152635 5 144950 5 137150 988115 1125265 1270215 1422850 1583060 1781060 由上表绘制的库容曲线可知,尾矿堆积标高1206.00m时,库容为178.11万m3,已大于服务年限所需库容170.00万m3。故本次可研方案确定尾矿最大堆积标高为1206.00m,总库容为178.11万m3,利用系数按0.7计,有效库容124.68万m3,可服务年限约7.3年。 4.3 尾矿坝高度的确定
4.3.1初期坝高的确定
依据《选矿厂尾矿设施设计规范》(ZBJ1-90)第3.1.3条之规定,初期坝坝高的确定应满足下列要求:
1)贮存选矿厂投产后半年以上的尾矿量; 2)澄清尾矿水; 3)调蓄洪水;
4)利用尾矿库调蓄生产供水时,贮存所需的调蓄水量。
根据前面几何库容计算结果,结合现场地形,该沟谷较宽,选矿厂投产后半年的尾矿量为12.75万t/a(约合8.5万m3),利用系数按0.44计,所需几何库容为19.32万m3。
通过尾矿库平面布置地形图和尾矿库库容—面积曲线图,查得对应初
-28-
期坝高度为30m,坝顶标高为1140.00m,几何库容为19.73万m3,大于所需几何库容19.32万m3。有效利用系数按0.44计,有效库容为8.68万m3,可堆存尾矿13.02万t,可满足选厂0.51年排尾需要,且同时满足其它条件,因此确定初期坝高为30m。
初期坝高度,按四等库防洪标准计算。验算如下:
1)澄清距离:在正常生产过程中控制水位时,澄清水深最大为1.0m, 则尾砂面上的水平距离为1.0/0.03=33.3m,沟底坡度按13%计算,沟底上的水面距离为1.0/0.13=7.7m,共计澄清距离为41m>31.7m,满足计算的澄清距离的要求。
2)调洪水深:初期坝顶标高为1140.00m,库长为225m,确定尾矿库控制水位标高为1135.50m,其高差为4.5m;在保证最高洪水水位时的最小干滩长度40m的前提下,则最小安全超高1.2m>0.4m,留有3.3m用作调洪水深,根据调洪计算所需调洪水深为2.1m<3.3m,满足要求。
3)最小干滩长度:在初期坝顶标高为1140.00m时,库长为225m,确定尾矿库控制水位标高为1135.50m,其高差为4.5m;在保证最小安全超高0.4m,调洪水深2.1m的前提下,最高洪水水位时干滩长度为66.7m>40m,满足规范要求的最小干滩长度要求。
初期坝坝顶标高为1140.00m,能够满足以上条件,故确定初期坝顶标高为1140.00m,初期坝轴线处坝底标高为1110.00m,坝高为30m合理。
4.3.2 尾砂堆积坝高的确定
最终堆积坝坝顶高度依据地形特点,在同时满足最小干滩长度和最小
-29-
安全超高、调洪水深和调洪库容、澄清水深和澄清距离等条件来确定。
通过尾矿库平面布置地形图和尾矿库库容—面积曲线图,查得最终堆积坝坝顶标高1206.00m,几何库容为178.11万m3,已大于服务年限所需库容170.00万m3。
故本次可研方案依据地形特点和库容曲线图,确定最终堆积坝顶标高为1206.00m, 最终堆积坝高66m,总坝高96m,几何库容为178.11万m3,尾矿库可满足选厂7.3年的排尾需要。
尾矿堆积坝高度按三等库标准验算如下:
1)澄清距离:在控制水位时,澄清水深最大1.0m,则尾砂面上的水平距离为1.0/0.03=33.3m,沟底坡度按16%计算,沟底的水平面水平距离为1.0/0.16=6.3m,共计澄清距离为39.6m>31.7m,符合计算的澄清距离的要求。
2)调洪水深:确定最终堆积坝顶标高为1206.00m, 库长达350m,尾矿水控制水位标高为1198.00m,其高差8.0m;在保证最小安全超高0.7m、最高洪水位时的最小干滩长度70m的前提下,安全超高2.1m>0.7m,则留有5.9m可作为调洪水深,根据调洪计算所需调洪水深4.0m<5.9m,满足要求。
3)最小干滩长度:终期坝顶标高1206.00m时,库长达350m,控制水位标高为1198.00m,其高差8.0m;在满足最小安全超高0.7m,调洪水深4.0m,最高洪水位时的干滩长度为110m(此时安全超高3.3m),大于规范要求的最小干滩长度70m之要求。
最终堆积坝坝顶标高定为1206.00m时,满足以上条件,故确定最终堆
-30-