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4.15其他危险、有害因素22
5、建筑及场地布置23
5.1库址选择23
5.2坝体工程23
5.3防护措施25
5.4排洪系统25
5.5排渗设施25
5.6上坝道路25
5.7尾矿库供电26
5.8防渗处理26
5.9尾矿输送26
5.10回水26
6、重大危险源分析及检测监控27
6.1重大危险源分析27
6.2检测监控28
7、安全设施设计采取的防范措施30
7.1尾矿库的安全管理30
7.2尾矿库档案管理41
7.3尾矿库建设中主要危害因素分析及危险有害程度及应对措施41
8、安全生产管理机构设置或者安全生产管理人员配备情况45
8.1安全机构45
8.2人员编制46
9、从业人员教育培训情况46
10、工艺、技术和设备、设施的先进性和可靠性分析46
10.1尾矿库库址选择及区域地质条件46
10.2尾矿库公共危害性分析48
10.3坝体稳定性及渗流可靠性分析50
10.4尾矿库排洪系统可靠性分析55
10.5防护措施系统可靠性分析59
10.6输送及回水系统可靠性分析59
10.7尾矿库动态监测及通讯设施可靠性分析60
10.8上坝公路可靠性分析65
10.9废水处理可靠性分析65
11、尾矿库安全设施专项投资概算65
12、安全预评价结论及建议采纳情况66
12.1建议66
12.2结论66
12.3安全预评价防范措施在设计中落实情况67
13、预期效果以及存在问题及建议68
13.1预期效果68
13.2存在问题及建议68
14、可能出现的事故预防及应急救援措施69
14.1目的69
14.2编制依据69
14.3工作原则69
14.4预防与预警70
14.5应急响应71
14.6后期处置72
14.7保障措施72
14.8宣传、培训和演练73
1、设计根据
1.1建设项目依据的批准文件和相关的合法证明
《新建锦邦原矿业有限公司新建1000t/d铅锌矿选矿厂尾矿库工程安全预评价报告》的批复及意见。
1.2国家、地方政府和主管部门的有关法律、法规
(1)《中华人民共和国安全生产法》(2002年6月29日第九届全国人民代表大会常务委员会第二十八次会议通过);
(2)《中华人民共和国矿山安全法》(1992年11月7日中华人民共和国主席令第六十五号公布);
(3)《中华人民共和国矿山安全法实施条例》(1996年10月30日经国务院批准发布);
(4)《中华人民共和国矿产资源法》(1986年3月19日第六届全国人民代表大会常务委员会第十五次会议通过);
(5)《中华人民共和国劳动法》(1994年7月5日全国人大常委会通过);
(6)《中华人民共和国环境保护法》(1989.12.26);
(7)《矿山建设工程安全监督实施办法》的通知(劳矿字[1994]502号);
(8)《关于开展重大危险源监督管理工作的指导意见》安监督协调字[2004]56号;
(9)《金属非金属矿山建设项目初步设计《安全专篇》编写提纲》(安监总管一字[2005]29号;
(10)《尾矿库安全监督管理规定》(国家安全生产监督管理总局2011.7.1)。
(11)《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);
(12)《建设项目安全设施“三同时”监督管理暂行办法》(国家安全生产监督管理总局令第36号);
(13)《国家安全监管总局关于进一步加强中小型金属非金属矿山(尾矿库)安全基础工作改善安全生产条件的指导意见》(安监总管一〔2009〕44号);
1.3采用的主要技术规范、规程、标准
(1)《选矿厂尾矿设施设计规范》(ZBJ1—90);
(2)《金属非金属矿山排土场安全生产规则》(2005年2月19日);
(3)《碾压式土石坝设计规范》SL274—2001;
(4)《碾压式土石坝施工规范》DL/T5129-2001;
(5)《土石坝养护修理规程》(SL210—98);
(6)《开发建设项目水土保持技术规范》(SL204—98);
(7)《水利工程水利计算规范》(SL279-2004);
(8)《上游法尾矿堆积坝工程地质勘察规范》(YBT11-86);
(9)《水工建筑物抗震设计规范》(SL203-97);
(10)《选矿安全规程》(GB18152-2002);
(11)《工业企业设计卫生标准》(GBZ1-2002);
(12)《工作场所有害因素职业接触限值》(GBz2-2002);
(13)《工业企业厂界噪声标准》(GB1248-90);
(14)《电力装置的继电保护和自动装置设计规范》(GB50062-92);
(15)《机械防护安全距离》(GB/T2265-1997);
(16)《矿山电力设计规范》(GB50070-1994);
(17)《冶金矿业尾矿设施管理规程》(冶矿字第185-90);
(18)《尾矿设施施工及验收规程》(YS5418—95);
(19)《尾矿库安全技术规程》(AQ2006—2005);
(20)《土工合成材料应用技术规范》(GB50290-98);
(21)《危险废物贮存污染控制标准》(GB18597-2001);
(22)《危险化学品重大危险源辨析》(GB18218-2009)。
2、项目工程概述
2.1项目概况
新疆锦邦原矿业新建1000t/d铅锌选矿厂尾矿库位于伊犁哈萨克自治州霍城县西北部,距离县城约35km,矿区有一条简易公路,交通便利。
地处天山支脉科古琴山南麓,隶属果子沟牧场三队,地理坐标东经80°
25′15″~80°
40′21″,海拔1020.0-1090.0m。
拟建尾矿库库区在总体上呈三角形,利用场地天然冲沟作为尾矿库容。
为了满足企业发展和环境保护的需要,持续有效的开发利用矿产资源,发展地方经济;
保证企业持续正常生产和环境保护要求,新疆锦邦原矿业有限公司委托山东黄金集团烟台设计研究工程有限公司进行新建尾矿库设计,设计内容主要是依据《选矿厂尾矿设施设计规范》,《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)以及《尾矿库安全技术规程》AQ2006—2005的要求,分别对尾矿库坝体、排洪系统、输送系统、回水系统、监测系统、尾矿库使用管理等具体内容进行设计。
2.2地形地貌
库区所处果子沟高阶地后缘的科古琴山南麓的丘陵上。
由于尾矿库容是利用天然冲沟做库容,所以坝体处在冲沟的下游区。
2.3地质构造
在大地构造上矿区处于天山褶皱带次级构造单元——伊犁断陷上,即伊犁盆地西北部第四纪冲积平原。
自古生代以来继承上古生代拗陷接受中新生代沉积,在第三纪末有一次强烈的差异性断块运动,天山继续上升,伊犁断陷盆地持续下降,形成第四系松散沉积广布的河谷平原地貌景观。
其外地质作用,主要以物理分化作用和各种堆积形式为主。
本区北部别珍套山,经过历次造山运动,岩体不断上升,为一复背斜近东西向走向的构造体系,断裂构造发育,在山前形成近东西走向的深大断裂带。
在北部山区距库区大约30.0km处有一近东西走向的红山嘴断裂,该断裂带对本区的工程性质无影响。
本区地震历史记录较少。
根据《建筑抗震设计规范》(GB50011-2010),工程区的设计地震加速度为0.15g,地震设防烈度为7度,设计特征周期为0.45s,设计地震分组为三组。
另,根据上述结论综合判定工程区构造基本稳定。
2.4水文
2.4.1径流
矿区内正常情况无地表水,但存在季节性洪流。
2.4.2地下水
根据当地的地质资料,该区地下水埋深大于30m,对工程没有影响。
2.5气象
该区位于欧亚大陆腹地的伊犁河谷地,属大陆性北温带半荒漠气候。
多年平均气温9.9℃,多年极端最高温度40.8℃,元月平均气温-11.3℃,多年极端最低温度-42.5℃;
全年日照时达2700小时;
日照百分率为62%;
历年平均蒸发量2116.8mm。
多年平均风速为2.5m/s,风向主要为西和西北。
大风出现在4~5月,最大风速为28.0m/s,风向为西北。
历年平均出现固体降水的初期在11月下旬,积雪融化期为次年的3月上旬。
积雪厚度0.53m;
标准冻结深度为1.0m,属季节性冻土;
全年平均无霜期131~182天,平均相对湿度67%。
2.6地层岩性
尾矿库为山地沟谷地形,主要为冲-洪积(Q4al+pl)的低液限粉土。
①层粉土(Q4al+pll):
黄灰色和灰褐色,稍湿-湿,可塑-软塑,稍密-密实。
分布均匀,成分单一,该层未穿透,最大揭露厚度15.0m。
2.7区域构造稳定性评价
2.8坝体工程地质条件
地层为冲-洪积(Q4al+pl)的低液限粉土,黄灰色和灰褐色,稍湿-湿,可塑-软塑,稍密-密实。
分布均匀,成分单一;
原位(标准贯入试验)测试结果11-37击/次;
物理力学力学性质:
天然密度界限值为1.68-2.08g/cm3,干密度界限值为1.43-1.72g/cm3,含水量17.1-20.8%,液限为23.2-24.1%,渗透系数为4.28×
10-5-7.25×
10-5cm/s,渗透性等级为弱透水。
根据标准贯入试验测试结果和探井取样,并结合本地区经验和参考有关手册,低液限粉土的粘聚力为10-30kPa,内摩擦角为22-28°
。
2.9天然建筑材料
填筑材料建议用现场粉土回填碾压,经对粉土料场进行取样和室内试验,其土类大于0.075mm粒径含量占85.6-93.0%,天然密度1.51-1.58g/cm3,含水量1.8-2.2%,干密度1.48-1.55g/cm3,天然孔隙比0.706-0.790,最小干密度1.36-1.37g/cm3,最大干密度1.80-1.82g/cm3,最小孔隙比0.462-0.478,最大孔隙比0.942-0.956,相对密度0.33-0.51,渗透系数为3.0-5.0×
10-3cm/s,天然休止角为(风干状态)34.5-35.1°
,(水下状态)26.3-27.1°
另有机质含量小于1%,易溶盐含量小于1%,质量满足设计要求。
2.10坝体、坝基土的渗透系数
低液限粉土,根据《水利水电工程地质勘察规范》(GB50287-99)附录M中公式(M.0.3-4)和土样颗粒分析结果,并计算确定低液限粉土的渗透系数近似值为2.97×
10-4-0.028×
10-4cm/s,渗透性等级为弱至中等透水。
粉土的渗透系数近似值为2.97×
2.11坝体、坝基渗流分析
2.11.1坝体渗透形式判别
(1)坝体土的孔隙度
根据坝体土的物理试验结果计算,得坝体土的孔隙度为31.5-46%(坝体部分地段为回填粉土坝)。
(2)坝体渗透形式判别
根据颗粒分析试验结果,粉土不均匀系数小于5,属连续级配的土。
依据《水利水电工程地质勘察规范》(GB50287-99)附录M的M.0.2-3公式(,对坝体土的粗细粒的区分粒径进行计算,得df的界限值为0.061-0.116mm,查颗分曲线得细粒颗粒含量Pc界限值为33.0-56.0%,计算结果见表2.低液限粉土不均匀系数大于5,经计算查颗分曲线得细粒颗粒含量Pc界限值大于35.0%。
依据《水利水电工程地质勘察规范》(GB50287-99)附录M的M.0.2-1、M.0.2-2公式,对坝体的渗透变型类型进行判别,得坝体为流土渗透变型类型,
(3)坝体的临界水力比降
依据《水利水电工程地质勘察规范》(GB50287-99)附录M的M.0.3-1公式(下式⑤),对坝体为流土型、孔隙度为33.5~52.0%时的临界水力比降界限值为0.817-1.10。
2.11.2坝体、坝基的渗透评价
通过计算,坝的单宽渗透流量为q=1.21m3/d,坝体渗流量为0.256m3/d,坝基渗流量为0.35m3/d。
因此,在无防渗情况下大坝有渗漏情况。
2.12环境水、土质评价
库区水为果子沟引水,以下均称为库区水。
在沟内取水样两个做简易分析及侵蚀性CO2分析。
2.12.1水质评价
库区水为果子沟引水,PH值为8.0,按矿化度分类,库区水为淡水;
按水化学组成分类,库区水为SO4.HCO3-Ca.Mg型。
2.12.2环境水对混凝土腐蚀性评价
根据《水利水电工程地质勘察规范》(GB50287-99),场地土环境类型为Ⅰ类。
库区内水矿化度为221mg/L,总硬度为2498mg/L,PH值为8.0,SO42-62.4mg/L,Cl-4.5mg/L,氟化物0.50mg/L,库区水对混凝土结构具微腐蚀性。
根据对库区内水进行评价,并结合当地经验,工程区内水、土对混凝土结构和钢结构具微腐蚀性。
在库区不同深度取土样分析得知:
该土对混凝土结构和混凝土中的钢筋具微腐蚀性。
2.13地震效应
根据《建筑抗震设计规范》(GB50011-2010),场地抗震设防烈度为7度,设计基本地震加速度值为0.15g,设计特征周期为0.45s,设计地震分组为第三组。
等效剪切波速为211-276m/s,场地土类型为中软-中硬场地土,场地类别为Ⅱ,属建筑一般地段。
根据场地土质和地下水埋藏条件,按《水利水电工程地质勘察规范》(GB50287-99)附录N的有关规定和N.0.3-1公式进行初判,坝体、坝基的初判为不液化。
2.14《新疆锦邦原矿业有限公司新建1000t/d铅锌选矿厂尾矿库工程地质勘察报告》中工程地质评价及建议
(1)工程区坝体细砂的渗透系数为3.28×
10-3-6.5×
10-3cm/s,渗透性等级为中等透水,低液限粉土的渗透系数为6.28×
坝基粉土的渗透系数为3.28×
粉砂的渗透系数为3.10×
10-3-5.15×
10-3cm/s,渗透性等级为中等透水。
(2)根据野外观察和原位测试结果进行分析、统计、计算,并结合当地经验和参考有关手册,得坝基持力层为粉土的地基承载力特征值为125kPa。
建议使用复合地基方案--水泥粉煤灰碎石桩(CFG桩)方案。
(3)根据坝体、坝基土的特性和参考有关手册,并结合本地区经验,低液限粉土的粘聚力为10-30kPa,内摩擦角为22-28°
,摩擦系数0.3-0.4。
(4)工程区地震设计基本地震加速度为0.15g场地抗震设防烈度为7度,设计特征周期为0.45s,设计地震分组为第三组。
等效剪切波速平均值为291.3m/s,场地土的类型为中软-中硬场地土,场地类别为Ⅱ类,属建筑一般地段。
(5)该区域标准冻结深度为1.0m,属于季节性冻土。
(6)本地区的风荷载为0.6kN/m2,雪荷载为1.0kN/m2。
(7)该工程区地质构造基本稳定。
2.15《新疆锦邦原矿业有限公司新建1000t/d铅锌选矿厂尾矿库安全预评价报告》中建议及结论
2.15.1建议
(1)尾矿中含有大量铅锌等重金属粒子,对库区的全防渗、坝体两端与岸坡结合处的防渗初步设计未没有给出具体解决方案。
(2)设计缺少回水设施防冻装置的设计内容。
(3)设计缺少尾矿输送管道防冻装置的设计内容。
(4)设计缺少管道的放空管与排气装置的设计内容。
(5)尾矿输送管线、回水管线未在总平面布置图中标出,位移观测点在尾矿坝剖面图中也未标出。
(6)尾矿输送管线的敷设及尾矿浆排放方式设计过于简单,未给出具体实施方案。
(7)设计缺少对库区周围设置安全围栏及安全警示标志的设计内容。
(8)设计提出了管理人员的配置,但专职安全员的人数不满足要求。
(9)设计缺少抗洪抢险组织和防洪物资准备的设计内容。
(10)设计缺少安全机构管理网络图,经济概算仅在选矿厂可研中列出,但初步设计中关于尾矿库经济概算未单独列出,安全专项费用也未单独列出。
2.15.2结论
通过对新疆锦邦原矿业有限公司新建1000t/d铅锌选矿厂尾矿库建设项目危险性预评价,报告结合项目区自然地理、周边环境的同时,分析了建设项目的《新疆锦邦原矿业有限公司新建1000t/d铅锌选矿厂尾矿库初步设计》,对设计中不符合要求和不完善之处提出了修改意见;
通过多种分析评价方法归纳列举了该建设项目在今后的运行中可能存在、可能发生和容易发生危险事故的主要区域,并将可能存在的危险、有害因素进行了危险性分析和类别划分,提出了相应的预防措施。
本建设项目是拟建选矿厂尾矿库项目,在下一步《初步设计方案》及《安全专篇》中按本安全预评价报告提出的修改完善意见,按照初步设计方案进行施工,建成运行中应落实本预评价报告中提出的安全预防措施,加强安全生产管理,建立、健全各项安全管理制度,改善劳动条件、严格控制、消除生产中的不安全因素。
本评价报告认为《新疆锦邦原矿业有限公司新建1000t/d铅锌选矿厂初步设计》符合安全规程要求,设计在库址、坝型以及排洪方式、回水方式方面的选择是可行的,该项目具备建设条件。
2.16尾砂中主要成分
2.16.1、添加药剂
使用的药剂是乙硫氮、2#黑油、硫酸铜、硫酸锌和丁基磺药。
2.16.2矿石组成
尾矿库中矿物组成比较简单,金属矿物主要有方铅矿、闪锌矿、黄铜矿,次要矿物有磁黄铁矿。
脉石矿物主要有透闪石、石英、方解石、绿帘石,次要矿物有绿泥石、菱铁矿等。
2.16.3尾矿成分
在选矿过程中正常生产所产生的大量废水进入尾矿库,废水中主要的污染物因子是悬浮物、药剂分子、金属成分。
选矿过程中矿石粉渣随水进入尾矿库,一般情况下选矿厂生产废水中悬浮物浓度在50-100mg/l之间。
选矿厂浮选药剂留在尾矿水中的残留量占选矿加药量的百分数通常为:
黑药:
<5%,黄药2.5~3.5%,排出的废水一般呈酸性。
尾矿中金属成分主要以离子状态的硫酸铜和硫酸锌存在。
3、尾矿库基本特性
尾矿库基本特性表
工程名称
新疆锦邦原矿业有限公司新建1000t/d铅锌选矿厂尾矿库工程
厂矿名称
锦邦原矿业有限公司
尾矿库
名称
尾矿库工程
选厂规模
1000t/d
尾矿库投产时间
————
尾矿库设计单位
山东黄金集团烟台设计研究工程有限公司
尾矿特性
尾矿年产量
24.60万吨
矿石比重
2.85
堆积容量
1.5t/m3
库型(山谷、平地)
坡地型
汇水面积
1.54Km2
堆坝方式
一面筑坝
设计总库容
230.08万m3
已堆积库容
有效库容
197.87万m3
初期坝
坝型
土石坝
坝高
18m
坝长
147.0m
坝基标高
1022m
坝顶标高
1040m
内外坡比
1:
2.0
2.5
设计后期堆积标高
1065m
沉积滩平均坡比
100
沉积滩最小滩长
50m
参数
中后期
洪水频率
200年
洪峰流量
27.62m3/s
洪水总量
14.5万m3
排水设施
排水涵管
净断面尺寸宽1.5m×
高1.5m
排水斜槽
4、建设项目涉及的危险、有害因素和危险、有害程度及周边环境安全分析
危险因素是指能使造成人员伤亡、对物造成急性或突发性损坏的因素;
有害因素是指能影响人的身体健康、导致疾病或对物造成慢性损坏的因素。
尾矿库是选矿厂的一项重要辅助生产设施,它的运行状况好坏,直接关系到安全生产和人民财产的安全。
根据我国尾矿库事故的总结分析,溃坝是尾矿库最严重的事故类型,一旦溃坝,会导致灾害性的后果。
其事故的根源则主要是尾矿库建设前期对自然条件了解不够、勘察不明、设计不当或施工质量不符合规范要求,生产运行期间对尾矿库的安全管理不到位,缺乏必要的监测、检查、维修措施以及紧急预案等,一旦遇到事故隐患,不能采取正确的应对方法,导致危险源状态恶化并最终酿成灾难。
尾矿库是矿山重要的生产辅助设施,同时也是环保设施。
由于尾矿库内堆贮大量的尾矿砂和尾矿水,并且在汛期还要拦蓄洪水,一旦发生溃坝事故,将对下游造成重大损失。
因此,尾矿库是重要危险源。
根据美国克拉克大学公害研究小组的研究表明,在世界上93种重大事故、灾害中,尾矿库的事故危害,名列第十八位,它仅次于核武器爆炸、DDT、神经毒气、核辐射以及其它13种灾害,而比航空失事、火灾等其他60种灾害严重,一次尾矿库失事死亡百人以上已不新鲜。
国际上最具权威的学术组织“国际大坝会议”非常重视尾矿库的安全,曾于八十年代专门设立“尾矿库委员会”,定期召开学术会议,研讨尾矿库问题。
4.1尾矿库失事原因分析
对以往已发生事故的尾矿库情况进行分析,找出事故发生的原因,可为评价过程中辨识危险、有害因素提供参考。
4.2尾矿库失事与坝型的关系
据有关资料记录,尾矿库的失事与坝型关系较为密切,失事尾矿库与坝型统计结果如表4-1。
尾矿库失事与坝型关系统计结果表表4--1
失事类型
比例(%)
土坝
土石混合坝
堆石坝
其他
运行中发生严重破坏、失事废弃
45
10
35
运行中发生破坏、经修复再次使用
60
6
34
运行中发生事故,经补救,阻止破坏
77
5
12
初期发生事故,运行前予以修复
80
7
2
11
运行前发生事故,工程竣工后发生异常现象
运行中发生事故及异常现象,但未发生重大事故
8
4
88
由上表可知,土石混合坝,堆石坝的事故发生率较低,土坝的事故率相对较高。
4.3危险、有害因素分析
根据实际发生的事故统计资料,各种尾矿库事故发生的原因与比例见表4-2。
尾矿库失事的主要原因
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