某金矿尾矿库初步设计.docx
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某金矿尾矿库初步设计.docx
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某金矿尾矿库初步设计
1概述
1.1项目概况
企业名称:
**
企业性质:
有限公司
项目名称:
**六道沟矿区金矿尾矿库
1.2地理位置及交通
内蒙古自治区敖汉旗六道沟矿区金矿位于内蒙古自治区敖汉旗贝子府镇六道沟。
行政区划隶属赤峰市敖汉旗贝子府镇管辖。
矿区地理坐标为:
东经120°12′00″~120°13′00″;
北纬42°07′00″~42°07′45″。
矿区距贝子府镇政府所在地北西10km,运距13km,距敖汉旗政府所在地新惠镇东南40km,运距50km,距赤(峰)—通(辽)铁路哈沙吐车站南60km,运距85km。
以上各地均有省(市)级公路相通,交通比较方便。
企业交通位置图
1.3地区地质及水文概况
本区处于努鲁儿虎山支脉北西端,地貌为中等切割的低山区,海拔标高882.42m至680m,相对高差202.42m,一般为100~200m。
矿区内岩石出露中等,部分低洼处为第四系覆盖。
本区为教来河上游的一小支流,无常年迳流,仅属季节性迳流。
每年降水集中在7~8月份,有暂短的洪流形成。
1.4气候概况
本区处于高寒山区,属中温带大陆性季风气候,昼夜温差达15℃,年平均气温5.3℃~7.2℃,冬季寒冷。
2007年12月最低温度为-30.7℃,夏季温度适中。
2008年7月最高气温达37.5℃。
年降水量为218.30~480.10mm,年蒸发量为2220.9~2920.8mm。
冬季少雪,春秋季多西北风,全年六级以上大风达69天,以4~5月份为甚,全年平均风速4.9m/s,最大风速30m/s,每年11月初至次年4月末为霜冻期,无霜期仅五个月,年最大冻土深度147cm。
1.5区域经济
本区以农业为主牧业为辅,除距矿区10km的贝子府镇有一家铁矿选厂外,别无其他工业企业,仅有几家日用百货商店及农贸市场、镇卫生院等,当地经济比较落后,有少许富余劳动力。
1.6设计范围
按照委托要求,本次设计范围重点是新建尾矿库的尾矿坝、排水设施、尾矿输送及回水等。
2选矿
2.1概述
2.1.1设计规模
日处理矿石100t,年处理矿石3×104t。
2.1.2工艺流程及产品方案
碎矿工艺流程采用两段一闭路破碎。
磨矿工艺流程为一段磨矿。
选别工艺流程为浮选。
产品为金精粉。
2.2原矿性质
2.2.1矿石的矿物组成
该矿石的矿物组成比较简单,矿物种类少,比较单一。
金属矿物主要为黄铁矿、黄铜矿、自然金、辉银矿、角银矿。
有少量的磁铁矿、赤铁矿,很少的方铅矿、闪锌矿等,非金属矿物主要为石英,次为长石、高岭土、绿泥石、绢云母,少量的碳酸盐、石墨、锆石等。
贵金属矿物主要为自然金,很少量的银金矿。
2.2.2矿石的化学成分
含金石英脉中,金属矿物主要有黄铁矿、黄铜矿和自然金、辉银矿、角银矿,脉石矿物主要有石英、绿泥石、绢云母、长石及少量方解石等。
自然金:
粒度变化范围在0.0004~0.6mm之间,小于0.01mm的微粒金,占13.30%;细粒金0.01~0.037mm,占66.10%;中粒金0.037~0.074mm,占18.90%;粗粒金>0.074mm,占1.70%。
金的赋存以裂隙金为主,占64.80%,金以粒状、针状、片状分布于黄铁矿和石英的显微构造裂隙中,也有自然金以粒状分布于黄铁矿和石英颗粒间,占26.00%,另有9.20%的包裹金包裹于黄铁矿和石英中。
黄铁矿:
为主要的载金矿物,呈浅黄铜色,条痕绿黑色,金属光泽,断口为半金属光泽,硬度3~4,比重4~5,半自形或他形晶粒结构,呈脉状、团块状及浸染状构造产出,破碎后的黄铁矿被石英充填胶结,偶见有黄铜矿充填胶结,部分被金矿物充填并包裹。
黄铁矿与金的关系非常密切,是金的富集矿物,独立产在脉石中,晚期生成的黄铁矿常与石英交织在一起,粒度0.03~1mm。
黄铜矿:
呈黄铜色,条痕绿黑色,金属光泽,硬度3~4,比重4.1~4.3,呈半自形~它形晶粒状,粒度细小,主要分布在0.01~0.037mm之间,偶见有黄铜矿伴随石英充填在黄铁矿裂隙中,也见有与金矿物连生,因此黄铜矿与金矿物也有一定的关系,黄铜矿在矿石中含量甚微。
辉银矿:
为主要含银矿物,颜色灰白色至银灰色,条痕亮铅灰色,表面无光泽,新鲜断口为金属光泽,不透明,完好晶形少见,硬度2.5,比重7,呈极细粒状、浸染状、细脉状及薄膜状分布于黄铜矿等金属矿物及脉石矿物中,粒度一般为0.01~0.03mm。
角银矿:
为次生矿物,立方体晶形,呈皮壳状、薄膜状或纤维状,有时呈致密块状产出,硬度1.00~2.50,新鲜面无色或浅黄色、浅褐色、浅蓝色,风化后颜色变暗,直至黑色,无解理,具延展性,金刚光泽、透明到半透明,在矿石中分布较少。
石英:
为主要脉石矿物,乳白色致密块状,他形晶玻璃光泽,断口为油脂光泽,硬度7,比重2.7,呈块状及细脉浸染状分布于矿石中,粒度0.03~0.5mm,最大者1.5mm。
绿泥石:
晶体呈六方片状或板状,集合体呈鳞片状,浅绿色~绿色,由角闪石、黑云母蚀变而生成,具片状,解理完全,解理面呈珍珠光泽,薄片能弯曲,硬度2~3,比重2.6~3.3。
绢云母:
片状、鳞片状集合体,丝绢光泽,解理完全,薄片具有弹性,硬度2~3,粒度0.015mm,由长石变质而成。
长石:
呈半自形厚板状,在矿石中长石常蚀变成绢云母或微量高岭土,长石粒度一般在0.05~0.125mm之间。
方解石:
乳白色、玻璃光泽、半自形晶,硬度3,性脆,解理完全发育,比重2.71,多呈细脉状充填于裂隙中,穿切其它矿物,粒度0.05~0.15mm。
2.2.3金赋存状态
由物相分析,该矿石中金主要以三种方式存在,分别为包裹金、粒间金、裂隙金。
裂隙金:
该方式存在的金,在磨矿过程中极易单体解离。
粒间金:
是本身矿物晶粒间或与其它矿物晶粒间存在着金矿物,这种金的存在方式,在磨矿过程中也易单体解离及裸露。
包裹金:
是金矿物在其它矿物内部存在的一种方式,此种金在磨矿过程中不易被单体解离及裸露;再则,取决于金的粒度及磨矿的细度。
2.2.4原矿物理性质
矿石真比重:
2.72t/m3
原矿供矿粒度:
-350mm
矿石普氏硬度系数:
8~10。
2.2.5原矿供矿方式
采场原矿由有轨翻斗车运至选矿厂原矿仓。
2.3设计的工艺流程及技术指标
2.3.1设计的工艺流程
(1)碎矿流程
设计采用两段一闭路流程。
给矿最粒度为-350mm,最终破碎产品粒度为0~20mm。
(2)磨矿分级流程
磨矿工艺流程为一段闭路磨矿。
磨矿给矿粒度为0~20mm,产品细度-0.074mm占65%。
(3)选别流程
采用一次粗选二次精选二次扫选的浮选工艺流程。
(4)脱水流程
铁精矿采用筒式外虑式过滤机进行过滤的脱水流程。
脱水后的金精矿储存于精矿堆场。
2.3.2设计的主要工艺参数及技术指标
技术参数及工艺指标的确定参考了类似矿山生产实践。
(1)主要工艺参数如下:
选矿厂生产规模:
100t/d
矿山生产服务年限:
13年
选矿厂工作制度:
300天/年,3班/天,8小时/班
选矿厂生产工艺:
浮选
选矿厂最终产品:
金精粉
矿石比重:
2.72t/m3
尾矿产率:
96%
选矿厂排尾浓度:
25%
碎矿产品最终粒度:
0~20mm
磨矿浓度:
65~70%
分级溢流细度:
-200目65%
(2)主要技术指标
主要技术指标
表2—1
作业名称
产品名称
产率
矿量
品位
回收率
(%)
(t/d)
(g/t)
(%)
浮选
原矿
100.00
100.00
4.5
100.00
精矿
4.00
4.00
90
80.0
尾矿
96.00
96.00
0.93
20.0
2.3.3工艺流程描述
(1)碎矿
原矿仓内的矿石通过板式给料机给入颚式破碎机,粗碎产品通过1#胶带输送机给入圆振动筛,筛上的物料通过2#胶带运输机返回到圆锥破碎机进行中碎,中碎产品与粗碎产品通过1#胶带输送机给入圆振动筛,筛下产品给入粉矿仓。
(2)磨矿及选别
粉矿仓内的物料经园盘给矿机及3#胶带运输机给入一段球磨机,球磨机排矿给入螺旋分级机,分级机溢流进入浮选作业,返砂返回一段球磨机。
选别作业采用一粗、二精、二扫的流程,金精矿采用筒式外虑式过虑机过滤。
2.4生产能力及工作制度
2.4.1各工段生产能力
碎矿:
100t/d;
磨矿:
100t/d;
浮选:
100t/d;
精矿脱水:
4t/d;
2.4.2各工段工作制
各工段工作制度
表2—2
工段名称
年工作日(日)
日工作班数(班)
日工作时数(时)
年作业率(%)
碎矿
300
1
4
13
磨矿
300
3
24
55
浮选
300
3
24
55
精矿脱水
300
3
24
55
2.5主要工艺设备选择
2.5.1设备选择原则
(1)设备选择与矿山建设规模、选矿工艺相适应,并充分考虑处理量、矿石性质变化带来的负面影响;
(2)选择既先进又安全可靠设备,保证正常生产;
(3)尽可能选择同类型设备,为检修、备件更换提供方便。
2.5.2主要工艺设备的选择
综合考虑矿山规模、矿石性质、选矿工艺以及新型矿山设备制造及使用情况等因素,主要工艺设备选择计算见下表。
破碎设备计算表
表2—3
序
号
作业
名称
设备名称
及规格
台
数
设备允许给矿粒度(mm)
设计
给矿
粒度(mm)
排矿口(mm)
最大排
矿粒度(mm)
设备处
理能力(t/h)
计算给矿量(t/h)
负
荷
率
(%)
1
粗碎
PE400X600
颚式破碎机
1
350
350
40-100
91
25-64
25
50
2
细碎
PYB-900
圆锥破碎机
1
115
91
8-25
30
50-90
25
50
筛分设备计算表
表2—4
序
号
作业
名称
设备名称
及规格
台
数
最大给矿粒度(mm)
筛孔尺寸(mm)
设备处
理能力(t/h)
设计处理能力(t/h)
负荷
率(%)
1
筛分
2YA1236
1
200
6-50
80-240
10
12.5
磨矿设备计算表
表2—5
序
号
作业
名称
设备名称及规格
台数
给矿粒度(mm)
产品粒度
-200目(%)
设备有效容积(m3)
实际定额(t/m3.h)
负荷率(%)
1
磨矿
MQG1500x3000
格子型球磨机
1
20
65
4.4
1.14
83.3
分级设备计算表
表2—6
序
号
作业
名称
设备名称
及规格
台
数
矿石比重(g/cm3)
溢流粒度-200目(%)
设备处理能力(t/h)
设计处理能力(t/h)
负荷
率(%)
1
分级
FG-1200螺旋分级机
1
2.72
65
6.4
4.5
70
浮选设备
表2-7
序号
作业名称
设备及规格
台数
备注
1
粗选
XJ-11
2
2
扫选
XJ-11
4
3
精选
XJ-3.5
3
过滤机计算表
表2-8
序
号
产品
名称
固体
处理量
(t/d)
给矿
粒度
(mm)
规格与数量
单位定额
备注
型号
面积(m2)
台数
设计的
(t/m2.h)
实际的
(t/m2.h)
1
金精矿
40
0.15
GW-5
5
1
0.33
0.03
选矿主要设备
表2-9
序号
名称
规格及型号
单位
数量
设备配套电机
型号
电压
容量(KW)
台数
1
颚式破碎机
PE400×600
台
1
30
1
2
标准圆锥破碎机
PYB-900
台
1
55
1
3
1号胶带运输机
B=650×42
条
1
7.5
1
4
2号胶带运输机
B=650×36
条
1
7.5
1
5
圆振动筛
2YA1236
个
1
11
1
6
圆盘给料机
FPG1000
台
1
3
1
7
3号皮带给料机
500×17
个
1
4
1
8
球磨机
1500×3000
台
1
95
1
9
分机机
FG-1200
台
1
5.5
1
10
浮选机
XJ-11
台
6
5.5
6
11
浮选机
XJ-3
台
3
1.5
3
12
压滤机
GW-5M2
台
1
1.1
1
13
水力喷射泵
PSH-350
台
1
7.5
1
14
中型板式给料机
1000×1600
台
1
7.5
1
15
搅拌槽
XB-2000
台
1
5.5
1
16
起重机
电动单梁起重机(5t)
台
1
7.5(1.5)
1
2.6厂房布置及设备配置
2.6.1厂房构成
选矿厂由粗碎、细碎、筛分、主厂房(磨矿、浮选、过滤)、配电等厂房组成,并设有技术检查站及试验室、化验室。
2.6.2厂房配置及设备配置
整个选厂充分利用山坡自然地形,各建筑物相对集中,车间内部设备配置力求合理紧凑,减少压力输送,尽量缩短矿浆管线及胶带输送机长度。
2.7辅助设施
2.7.1贮矿设施
为了调节选厂与采场以及选厂各工段作业之间的生产,保证选厂生产均衡连续地进行,并充分发挥设备能力,选厂设有贮矿设施。
矿仓种类、有效容积及贮矿时间见下表。
矿仓容积与贮存时间
序号
名称
有效容积(m3)
储矿量(t)
贮存时间(天)
1
原矿仓
300
450
4.5
2
粉矿仓
265
390
3.9
2.7.2检修设施
为便于设备维修,保证正常生产,各厂房内设有相应的检修场地,配备相应的、安全可靠的起重设备。
2.7.3生产检查及试验室、化验室
(1)技术检查
选矿厂技术检查站在选矿工业区内单独设立,负责全厂日常生产主要产品和技术指标检测。
(2)试验室、化验室
选矿厂试验室、化验室在选矿工业区内单独设立,主要由制样间、试验间、天平室、分析室等组成。
试验室的任务主要是针对矿石性质的变化,进行工艺条件试验,以指导和改进选矿工艺,提高生产指标。
化验室承担选矿厂日常生产样、地质样及流程考查样的化验分析,并兼管矿山的环境监测工作。
化验室为三班作业工作制。
3尾矿设施设计
3.1设计原则
1)认真贯彻执行国家、地方和行业相关政策、法规、标准及技术规范。
2)安全第一,预防为主,综合治理。
采用切实可行的技术措施控制工程隐患,从源头上控制安全事故的发生。
3)设计合理、技术可行、经济实用、管理方便、安全可靠。
4)生产工艺、装备水平适应国情、操作简便。
5)少占或不占农田及林地,消除污染、保护环境,做到发展经济与生态平衡的和谐统一。
3.2设计依据
1)《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6号);
2)《尾矿库安全技术规程》(AQ2006-2005);
3)《选矿厂尾矿设施设计规范》(ZBJ1-90);
4)《选矿厂尾矿设施设计参考资料》;
5)业主提供的尾矿库地形图(1:
2000);
6)《辽宁省水文手册》(1975年版——由于我国水文资料大多均在70年代编制,而赤峰市当时属辽宁省管辖);
7)《**六道沟矿区金矿尾矿库可行性研究报告》(长春黄金设计院2009年9月)
8)《**六道沟矿区金矿尾矿库安全预评价》(吉林宝华安全评价有限公司2009年9月)
3.3选矿工艺资料
1)选矿厂生产规模:
100t/d
2)选矿厂服务年限:
13a
3)选矿厂工作制度:
300d/a,3班/d,8h/班
4)选矿工艺:
浮选
5)尾矿产率:
96%
6)尾矿比重:
2.72t/m3
7)磨矿细度:
-200目占65%
8)选矿厂排尾浓度:
25%
9)排尾标高:
752m
3.4尾矿库设计
3.4.1尾矿库址及周边环境
尾矿库库址经实地勘察及综合业主意见,选定在距选矿厂西侧约280m的鲫鱼沟内,鲫鱼沟南高,北低呈倒V字型山谷。
该沟汇水面积0.20Km2,自沟口向内分为两条支沟,类似鱼的鱼鳍,库区内岩体稳定,无不良地质现象。
库区汇水面积小,且距选厂较近,管理方便。
尚属理想库址。
尾矿库的下游两公里内无居民及重要设施。
3.4.2尾矿库库容计算
按选矿厂矿山生产服务年限13a、生产规模100t/d、300d/a及尾矿产率96%,尾砂堆积密度为1.4t/m3,年排尾量为2.06×104m3,经计算矿山生产服务年限内所需尾矿库有效库容为26.78×104m3。
尾矿库库容计算见下表:
库容计算表
标高
(m)
面积
(m2)
平均面积
(m2)
高差
(m)
块体体积
(m3)
累加库容
(m3)
有效体积
(m3)
738
0
870
2
1740
1740
1392
740
1740
2337.5
2
4675
6415
5132
742
2935
3680
2
7360
13775
11020
744
4425
5401.5
2
10803
24578
19662
746
6378
7455.5
2
14911
39489
31591
748
8533
9157
2
18314
57803
46242
750
9781
10570
2
21140
78973
63154
752
11359
12049.5
2
24099
103042
82434
754
12740
13442.5
2
26885
129927
103942
756
14145
15050
2
30100
160027
128022
758
15955
16804.5
2
33609
193636
154909
760
17654
18359
2
36718
230354
184283
762
19064
19843
2
39686
270040
216032
764
20622
21356
2
42712
312752
250202
766
22090
22850
1
22850
335602
268481
767
23609
当尾矿堆积标高达767m时,形成的总库容为33.56×104m3,充填系数以0.8计形成的有效库容为26.85×104m3可供矿山按设计规模生产13.04年之需要,满足设计要求。
3.4.3初期坝
设计规范规定,初期坝高的确定为:
储存选矿厂生产半年至一年的尾矿量、满足尾矿澄清距离要求、满足尾矿库防洪库容需要。
根据上述要求,结合该沟地形条件,最终确定初期坝为碾压土石混合透水坝,筑坝材料在库区就地取用,坝顶标高为748m,最大坝高10m,坝长99m,形成的初期库容可满足1.53年尾砂堆存量。
设计初期坝顶宽3m,上游坡坡比1:
1.75,下游坡坡比1:
2.0。
初期坝内坡坡面设贴坡排水,坝底设褥垫排水,两者相连通构成初期坝的排渗系统。
贴坡排渗构造自上而下分别为300mm厚块石护坡、200mm砂砾石保护层、400g/m2土工布、200mm厚砂砾石垫层、500mm厚碎石排水层、200mm厚砂砾石保护层、400g/m2复合土工膜、200mm厚砂砾石垫层。
褥垫排水宽度30m,自上而下分别为200mm厚砂砾石保护层、400g/m2复合土工膜一层、200mm厚砂砾石垫层、500mm厚碎石排水层、200mm厚砂砾石保护层、400g/m2土工布、200mm厚砂砾石垫层。
尾矿初期坝外坡脚处设堆石排水棱体,顶标高738m,顶宽1.2m,内坡为1:
1.0;外坡比为1:
1.5。
初期坝坝肩设置排水沟,排水沟为浆砌石结构,其断面尺寸为0.5m×0.5m;随着尾矿堆积坝升高,坝肩排水沟沿坝体两侧山体顺次向上延伸。
3.4.4尾矿堆积坝
当尾砂充满初期库容即达到初期坝坝顶标高748m后,开始以尾砂堆筑小堤,共分9级小堤,除最后一个小堤宽、高均为3m外,其余小堤高均为2m,顶宽2m,外坡比1:
3.0,内坡比1:
1.0,尾砂堆积坝最终平均外坡比1:
4.0,最终堆积标高为767m,堆积坝高度19m,由此总坝高为29m。
堆积坝748m~767m标高之间坝体,每间隔6m,设置垂直于坝轴的排渗管一层,排渗管为上半开梅花型孔的PVC管直径75mm外包300g/m2土工布,管长50.0m,水平间距30m,层间错开,排渗管以1%的坡度坡向堆积坝外坡与坝轴线平行的D100mm排水管相连通,D100mm排水管以1%的坡度坡向尾矿坝坝肩排水沟,将尾矿库尾矿渗流水导至库外。
为防止坝面雨水冲刷、风起扬尘,堆积坝外坡坡面覆土植草,并设置纵横排水沟,排水沟采用矩形断面,断面尺寸为0.3m×0.3m,沟体采用浆砌石结构。
3.4.5库区排水
3.4.5.1尾矿库等别与设计标准
①尾矿库等别
设计尾矿坝总堆高29m,总库容33.56×104m3,依据《选矿厂尾矿设施设计规范》(ZBJ1-90)之规定,尾矿库的等级为五等。
②洪水设计标准
五等库设计防洪标准:
初期20~30年一遇;中、后期50~100年一遇。
本设计防洪标准采用上限,为初期30年一遇;中、后期100年一遇。
3.4.5.2水文计算
①计算方法及公式
赤峰市的水文手册是由辽宁省编制的,因此计算参数由《辽宁省水文手册》查得。
对于小流域的水文计算方法仍采用由暴雨推求洪水的计算方法,其计算公式如下:
QP=KP×ΨP×QC
QC=Ki×P24×F
Ki=0.278/(241-n2τn)
τ=X(L/J0.5)Y
式中:
L=0.63km,J=12.5%,n1=0.65,n2=0.73
②库区洪水计算
汇水面积F=0.20km2;
洪峰流量及洪水总量的计算(见下表一、二)。
水文计算数据表
(一)
项目
最大三日暴雨均值P三(mm)
最大24小时暴雨均值P24(mm)
变差系数Cv
偏差系数Cs
水文分区
L/J0.5
参数
汇流历时τ(h)
Ki
QC
(m3/s)
X
Y
数量
75
56
0.65
3.5Cv
Ⅴ3
0.18
0.47
0.63
0.16
0.38
4.35
水文计算数据表
(二)
设计频率P(%)
所查图表或采用计算公式
3.3
1
暴雨模比系数KP
2.59
3.43
由Cv查皮尔逊Ⅲ型曲线表
三日暴雨P三P
194
257
P三P=KPP三
24小时暴雨P24P
145
192
P24P=KPP24
三日减24小时暴雨
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