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第一章 尾矿库的选择及设计所需基础资料1

目录1

第一节 尾矿库的选择2

一、尾矿库的型式及选择原则2

二、尾矿库的库容计算3

（一）所需库容计算3

（二）实有库容计算4

三、尾矿库的等级7

第二节 所需基础资料8

一、尾矿资料8

二、水文气象资料10

（一）当地自然经济调查11

（二）水文地貌调查11

三、调查资料11

（三）其它调查13

四、测量资料13

五、工程水文地质勘测资料14

（一）勘测资料的一般内容14

（二）各设计阶段所需的勘测资料17

（三）勘测任务的布置17

第二章 尾矿坝21

第一节 尾矿坝的坝型及实例21

第二节 初期坝31

一、初期坝设计的一般问题31

（一）坝址选择原则31

（二）坝高确定31

（一）对筑坝石料的要求32

（三）坝体工程量估算32

二、透水堆石坝32

（二）工程实例33

（三）坝身构造37

（四）渗透计算39

（五）透水堆石坝的渗透稳定性41

（六）稳定计算43

（七）堆石坝的变形47

三、不透水堆石坝49

（一）适用条件49

（二）工程实例50

（三）粘土斜墙的构造要求和稳定计算51

四、定向爆破筑坝57

（二）爆破方案的选定60

（一）采用定向爆破筑坝的技术条件60

（三）爆破作用指数n值的选择61

（四）单药包计算62

（五）药包的布置及计算68

（六）抛掷堆积计算78

五、土坝84

（一）工程实例84

（二）筑坝土料物理力学指标的选用和计算85

（三）坝身构造91

（四）稳定计算100

（五）土坝施工的几个问题105

（一）风化料的物理力学性质108

六、风化料筑坝108

（二）风化料抗风化的性能113

（三）风化料筑坝的设计问题116

第三节 后期堆积坝118

一、尾矿的物理力学性质118

（一）尾矿的分类118

（二）原尾矿特性122

（三）尾矿在库内的分布122

（四）冲积坝体尾矿的物理力学性质128

二、尾矿的水力旋流器分级139

（一）水力旋流器的规格和使用实例139

（三）水力旋流器的计算147

（二）水力旋流器的应用与选择147

三、后期坝的堆筑151

（一）尾矿水力冲积坝151

（二）废石筑坝157

四、尾矿堆积坝的构造159

（一）尾矿堆积坝坝体构造159

（二）尾矿堆积坝的排渗设施159

五、后期坝的计算163

（一）尾矿坝的渗流计算163

（二）稳定计算185

（三）尾矿冲积坝地震液化及动力稳定计算问题217

（二）反压法222

二、软土地基处理222

（一）换土法222

第四节 软土地基筑坝222

一、软土的概念222

（三）砂井法225

三、软土地基抗剪强度计算230

（一）软土地基抗剪强度增长的推算230

（二）软土（饱和粘性土）地基平均固结度计算232

（三）地基附加应力计算240

四、软土地基上尾矿堆坝的稳定计算263

（一）地基的滑动稳定计算263

（二）地基孔隙水压力计算263

五、软土地基筑坝的观测要求271

六、地基沉陷计算271

一、一般常用计算方法274

（一）洪峰流量274

第三章 尾矿库的洪水计算和调洪演算274

第一节 洪水计算274

（二）洪水总量290

（三）洪水过程线290

二、水量平衡法295

（一）基本计算方法295

（二）考虑库内水面影响的洪水计算306

三、截洪沟的排洪流量计算312

第二节 调洪演算313

一、数解法313

二、图解法317

一、排水系统的选择及实例319

第一节 排水系统的选择及布置319

第四章 尾矿库排水构筑物319

二、排水系统的布置323

第二节 排水系统的水力计算325

一、井—管（或隧洞）式排水系统325

（一）泄流量计算325

（二）工作状态选定及气蚀问题337

（三）排水管（或隧洞）及下游连接的水力计算339

二、斜槽—管（或隧洞）式排水系统349

三、明口隧洞356

四、侧槽式溢洪道362

（一）溢流堰363

（二）侧槽363

（三）泄水道366

（四）下游连接的水力计算379

（五）消力池设计382

（六）多级跌水384

第三节 排水管及斜槽391

一、排水管的型式及实例391

（一）排水管的型式391

（二）排水管实例392

（三）排水管破裂情况的调查395

二、荷载计算397

（一）土压力397

（二）水压力401

（一）带有刚性垫座的排水圆管402

三、结构计算402

（四）管道自重402

（三）地基反力402

（二）整体式排水圆管410

（三）拼合式排水圆管418

（四）排水斜槽439

四、配筋构造要求459

五、排水管的构造要求462

第四节 隧洞465

一、隧洞常用断面形状及实例465

（一）常用断面形状465

（二）尾矿库隧洞实例465

二、隧洞线路布置原则465

三、隧洞衬砌的作用和型式468

四、隧洞衬砌的静力计算470

（一）荷载计算470

（二）衬砌厚度的初步确定476

（三）等厚圆拱直墙式隧洞衬砌477

（四）马蹄形隧洞衬砌502

（五）低圆拱形隧洞衬砌536

（六）圆形隧洞衬砌538

五、隧洞衬砌的构造要求549

（一）隧洞断面的允许超挖及欠挖值549

（二）衬砌的最小厚度及钢筋保护层厚度549

（三）衬砌的接缝549

（四）衬砌的排水551

六、施工方法对隧洞衬砌的影响553

（五）衬砌的灌浆553

七、喷锚衬砌简介554

（一）喷锚衬砌的类型及选择554

（二）喷锚衬砌常用的喷射厚度、锚杆尺寸和材料性能554

（三）喷锚衬砌结构的设计理论简介558

（四）喷锚衬砌的使用实例560

第五节 溢洪道560

一、尾矿库溢洪道概述560

二、引水渠563

三、溢流堰566

四、陡槽（陡坡）571

五、消能设施586

一、排水井的型式587

第六节 排水井587

二、排水井的荷载计算588

（一）荷载组合588

（二）荷载计算588

三、排水井的计算和构造593

（一）窗口式排水井593

（二）框架挡板式排水井613

（三）井圈叠装式排水井和砌块式排水井621

第五章 尾矿库设计的特殊问题622

第一节 岩溶地区尾矿库的防漏与落水洞处理622

一、一般处理方法622

二、实例626

二、挖泥船的结构和使用方法630

一、挖泥船在尾矿设施中的用途630

第二节 挖泥船的应用630

三、实例631

第六章 尾矿浓缩636

第一节 浓缩池636

一、浓缩机的型号、规格及基本参数636

二、浓缩池的计算与选择641

（一）所需浓缩池有效面积的确定641

（二）浓缩池高度的确定653

（三）浓缩池的选择655

三、浓缩池的构造与配置655

（一）给矿655

（二）排矿656

（三）底部通廊656

（五）溢流657

（四）冲洗水管657

（六）传动及安全设施663

（七）浓缩池的布置663

四、参考指标666

第二节 斜板、斜管浓缩池668

一、斜板、斜管浓缩机的型号、规格及基本参数668

二、斜板、斜管浓缩池的计算与选择670

（一）斜板有效长度的理论计算670

（二）斜板、斜管浓缩池有效面积的确定670

（三）斜板、斜管浓缩池高度的确定689

三、斜板、斜管及其主要参数的选择690

（一）斜板、斜管的选择690

第三节 平流式沉淀池693

（二）斜板、斜管的设计主要参数693

第七章 尾矿的水力输送698

第一节 水力输送的方式及实例698

第二节 尾矿输送的水力计算700

一、矿浆特性的计算700

二、压力输送的水力计算705

（一）压力输送的试验数据705

（二）压力输送的生产实例705

（三）压力输送的计算方法705

（四）高浓度输送水力计算简介763

三、自流输送的水力计算769

（一）自流输送的试验数据769

（二）自流输送的生产实例774

（三）自流输送的计算方法775

第三节 尾矿输送管、槽781

一、选线原则781

二、管槽的敷设781

（一）敷设的形式781

（二）管槽路基782

（三）管槽与铁路、公路、河流的交叉784

（四）管槽敷设的其它要求785

三、管槽的材料及附属零件788

（一）管槽材料的选择788

（二）管槽的附属零件791

四、镇墩796

（一）镇墩的推力计算796

（二）镇墩的稳定验算799

第一节 离心式砂泵泵站801

一、设备的选择与计算801

（一）离心式砂泵801

第八章 砂泵站801

（二）电动机821

（三）三角皮带与带轮822

（四）起重设备829

（五）矿浆输送使用的闸阀及仪表829

（六）水封水泵830

（七）水锤的安全保护装置830

（一）泵站位置的选择原则836

（二）砂泵站的连接方式836

二、砂泵站的配置836

（三）泵站配置839

三、砂泵站的辅助设施847

（一）给水847

（二）排水848

（三）供电、照明和电讯848

（四）采暖及通风848

（五）辅助用室848

（六）运输道路849

四、泵站能力的调节措施849

五、砂泵站实例850

（一）配置实例850

（二）运行实例857

（二）适用条件861

（一）特点861

第二节 油隔离泥浆泵泵站861

一、油隔离泥浆泵的特点及适用条件861

二、设备的选择862

（一）油隔离泥浆泵862

（二）电动机功率计算865

（三）空气室866

（四）起重设备867

（五）安全保护装置867

（六）调速装置869

三、泵站布置869

（一）矿浆仓869

（三）管道及闸阀875

（二）平面布置875

四、油隔离泥浆泵泵站的辅助设施876

（一）给水876

（二）给气876

（三）给油880

五、应用概况880

（一）实例880

（二）附图882

六、高压管道零件884

第三节 输送系统的事故处理措施896

第九章 尾矿输送系统的防冻900

第一节 尾矿输送系统的防冻措施900

第二节 管路温降实测数据901

第三节 尾矿输送系统的热工计算903

一、输送尾矿浆起点温度已知时的热工计算905

（一）简便计算法905

（二）详细计算法905

二、输送尾矿浆起点温度未知时的热工计算918

（一）选矿厂不回收尾矿回水时918

（二）选矿厂利用厂前浓缩池回收尾矿水时919

（三）选矿厂利用尾矿库回收尾矿水时920

第十章 尾矿水的回收与排放924

第一节 尾矿水的回收924

一、尾矿库回水设计的要点924

二、尾矿库的水量平衡计算925

（一）尾矿库的来水量925

（二）尾矿库的损失水量933

（三）尾矿库水量平衡计算方法935

三、尾矿库回水取水构筑物939

（一）取水构筑物的型式939

（二）实例939

四、尾矿库回水实际资料946

第二节 尾矿水的排放953

一、尾矿水中常见的有害成分953

二、尾矿水的排放条件954

三、地面水稀释作用的计算958

（一）河流稀释作用的计算958

（二）湖泊稀释作用的计算961

四、尾矿水的净化962

（一）自然净化963

（二）物理化学及化学净化969

（三）净化工艺流程988

第十一章 尾矿设施的维护管理993

第一节 尾矿设施管理工作的一般要求993

第二节 尾矿库构筑物的观测997

一、土坝的变形观测997

二、土坝的固结观测1001

三、土坝的孔隙水压力观测1007

四、土坝的浸润线观测1012

五、坝的渗透流量观测1013

六、排水管的土压力观测1014

一、尾矿制砖1016

第三节 尾矿的综合利用1016

二、尾矿做建筑材料的掺合料1018

三、尾矿做井下充填料的胶结材料1020

四、尾矿做井下充填料1023

五、在尾矿粉上种植作物1023

六、利用尾矿库养鱼1023

第十二章 尾矿设施方案经济比较1024

第一节 尾矿设施的基建费1024

一、尾矿坝1024

（一）土坝1024

（二）石坝1025

二、尾矿库排水构筑物1025

（一）排水井1025

（三）排水管涵1026

（二）排水斜槽1026

（五）隧道1027

（四）溢洪道1027

三、尾矿输送建、构筑物1033

（一）浓缩池1033

（二）砂泵站1033

（三）尾矿管槽1035

四、尾矿回水建、构筑物1040

（一）回水管道1040

（二）加压水泵站1042

五、供电1044

（一）输电线路1044

（三）变电所1045

（二）通讯线路1045

六、运输1046

（一）公路1046

（二）铁路1046

（三）架空索道1047

（四）汽车及施工机械1047

第二节 尾矿设施的经营费1048

一、直接经营费计算1048

（一）电费计算1048

（二）维修费计算1049

二、折旧费的计算1049

第三节 方案的经济比较1051

附录Ⅰ清水的运动粘滞系数v1058

附录1058

附录Ⅱ固体颗粒在清水中的自由沉降速度u值表1059

附表Ⅱ—1层流区沉降速度u1059

附表Ⅱ—2紊流区沉降速度u1059

附表Ⅱ—3介流区沉降速度u1060

附录Ⅲ皮尔逊Ⅲ型曲线的模比系数Kp值表1073

附表Ⅲ—1Cs=2Cv时的Kp表1073

附表Ⅲ—2Cs=2.5Cv时的Kp表1074

附表Ⅲ—3Cs=3Cv时的Kp表1075

附表Ⅲ—4Cs=3.5Cv时的Kp表1076

附表Ⅲ—5Cs=4Cv时的Kp表1077

附录Ⅳ谢才系数C值表1078

附表Ⅴ—2水工混凝土结构强度安全系数1082

附表Ⅴ—3水工混凝土的极限强度1082

附录Ⅴ水工钢筋混凝土结构计算用表1082

附表Ⅴ—1水工钢筋混凝土结构的安全系数1082

附表Ⅴ—4水工钢筋混凝土结构所采用钢筋的屈服极限1083

附表Ⅴ—5混凝土的弹性模量Eh1083

附表Ⅴ—6钢筋的弹性模量Eg1083

附表Ⅴ—7光面圆钢筋的截面面积、重量及极限长度1084

附表Ⅴ—8轴心受压构件的计算长度l01085

附表Ⅴ—9钢筋混凝土构件的纵向弯曲系数？值1085

附表Ⅴ—10混凝土构件的纵向弯曲系数？值1086

附表Ⅴ—11T形截面的γ系数值1086

附表Ⅴ—13α、r0、A0、γ0系数表1088

附表Ⅴ—14与偏心距有关的系数α6值1088

附表Ⅴ—15绑扎骨架和绑扎网中受力钢筋搭接时的最小搭接长度ld1089

附录Ⅵ地基容许承载力1089

附表Ⅵ—1岩石容许承载力1089

附表Ⅵ—2碎石土容许承载力1089

附表Ⅵ—3砂土容许承载力1090

附表Ⅵ—4老粘性土容许承载力1090

附表Ⅵ—5一般粘性土容许承载力1090

附表Ⅵ—6沿海地区淤泥和淤泥质土容许承载力1090

附表Ⅵ—7红粘土容许承载力1091

附表Ⅵ—8粘性素填土容许承载力1091

附表Ⅵ—9砂土容许承载力1091

附表Ⅵ—10老粘性土和一般粘性土容许承载力1091

附表Ⅵ—11一般粘性土容许承载力1091

附录Ⅶ摩擦系数f值表1092

附表Ⅶ—1砌体和常用材料的摩擦系数f1092

附表Ⅶ—2砌体与各类岩石地基的摩擦系数f1092

附表Ⅵ—12粘性素填土容许承裁力1092

附录Ⅷ容许（不冲刷）流速表1093

附表Ⅷ—1岩石容许（不冲刷）流速1093

附表Ⅷ—2粘性土容许（不冲刷）流速1094

附表Ⅷ—3无粘性土的容许（不冲刷）流速1095

附表Ⅷ—4铺砌及防护渠道容许（不冲刷）流速1096

附表Ⅷ—5构筑物容许（不冲刷）流速1097

附表Ⅷ—6隧洞和管道的容许（不冲刷）流速1098

附录Ⅸ普氏岩层坚固系数（f）表1099

附录X常见标准筛制1100

附表Ⅴ—12截面抵抗矩的塑性系数γ1987