AQ |
中華人民共和國安全生產行業(yè)標準
AQ XXXX - XXXX
模袋法尾礦堆壩安全技術規(guī)程
（征求意見稿）
Safety technical regulation for tailings damming with geofabriform method
20XX-XX-XX發(fā)布 |
AQ XXXX - XXXX
前言
為規(guī)范模袋法尾礦堆壩的建設、運行、驗收、及安全評價，保障人民生命財產安全，依據《中華人民共和國安全生產法》、《中華人民共和國礦山安全法》和有關法律、行政法規(guī)及有關行業(yè)技術標準、規(guī)范、規(guī)定，制定本規(guī)程。
本規(guī)程的附錄A、附錄B是資料性附錄。
本規(guī)程由國家安全生產監(jiān)督管理總局提出并歸口。
本規(guī)程起草單位北京礦冶研究總院、中國瑞林工程技術有限公司、中國恩菲工程技術有限公司、長沙有色冶金設計研究院有限公司、江蘇昌泰建設工程有限公司。參加編寫的單位 中鋼集團馬鞍山礦山研究院有限公司、中冶沈勘（秦皇島）工程技術有限公司、纖科工業(yè)（珠海）有限公司、北京國信安科技術有限公司
本規(guī)程主要起草人周漢民、余斌、戴先慶、崔旋、楊小聰、袁永強、鄭學鑫、陶東良、吳國高、代永新、王樹、段蔚平、謝源、劉曉非、丁亮
目錄
本規(guī)程規(guī)定了金屬、非金屬礦山尾礦庫模袋法尾礦堆壩的建設、工程驗收、運行、安全檢查、安全評價等方面的安全要求。
本規(guī)程適用于中華人民共和國境內金屬、非金屬礦山選礦廠尾礦庫。本規(guī)程不適用于核工業(yè)礦山尾礦庫。
2規(guī)范性引用文件
下列文件中的條款通過本規(guī)程的引用而成為本規(guī)程的條款。引用文件最新版本，以及其后修訂版均適用于本規(guī)程。
《尾礦設施設計規(guī)范》GB 50863
《尾礦設施施工及驗收規(guī)范》GB 50864
《尾礦堆積壩巖土工程技術規(guī)范》GB 50547
《巖土工程勘察規(guī)范》GB 50021
《構筑物抗震設計規(guī)范》GB 50191
《尾礦庫在線安全監(jiān)測系統(tǒng)工程技術規(guī)范》GB 51108
《土工合成材料應用技術規(guī)范》GB/T 50290
《土工合成材料 長絲機織土工布》GB/T 17640
《土工合成材料 裂膜絲機織土工布》GB/T 17641
《土工合成材料 塑料扁絲編織土工布》GB/T 17690
《土工試驗方法標準》GB/T 50123
《尾礦庫安全技術規(guī)程》AQ2006
《水工建筑物抗震設計規(guī)范》SL203
《疏浚與吹填工程技術規(guī)范》SL17
《土工合成材料測試規(guī)程》SL235
《水運工程土工合成材料應用技術規(guī)范》JTJ239
下列術語和定義適用于本規(guī)程。
3.1 模袋法尾礦堆壩 geofabriform method tailings damming
通過向模袋內充灌尾砂并經壓力排水形成固結充灌體，利用充灌體連續(xù)交錯堆筑而形成的模袋子壩。
3.2 模袋 geofabriform
由有紡土工織物縫制的對灌注的尾礦漿起包裹、反濾作用的連續(xù)或單獨的袋狀結構材料，可分為普通模袋和高強模袋兩類。
3.3 有紡土工織物 woven geotextile
由纖維紗或長絲按一定方向排列機織的土工織物，原材料主要有聚丙烯（PP）、聚酯（PET）等。
3.4 土工格柵 geogrid
由抗拉條帶單元結合形成的有規(guī)則網絡形式的加筋土工合成材料，其開孔可容填筑料嵌入。分為塑料土工格柵、玻纖格柵、聚酯經編格柵和由多條復合加筋帶粘接或焊接成的鋼塑土工格柵等。
3.5 塑料盲溝 prefabricated blind drain
以塑料土工合成材料建成的壩內排水通道。
3.6 垂直滲透系數 coefficient of vertical permeability
垂直于土工織物平面方向上的滲透系數。
3.7 等效孔徑 
equivalent opening size
用干砂法做試驗時，留在篩上的粒組的質量為（總投砂量的）95%時的顆粒尺寸。
3.8 脫水劑 dehydrating agent
4模袋法尾礦堆壩的適用條件
4.1 尾礦庫縱深短、尾礦粒度細、壩體上升速度快、防洪高度不足的尾礦庫，在滿足整體穩(wěn)定性的前提下，可采用模袋法尾礦堆壩。
4.2 對于灌袋尾礦用于堆壩的d≥0.045mm尾礦顆粒含量不小于50%（按重量百分數計），d≤0.005mm尾礦顆粒含量不大于10%（按重量百分數計）的尾礦可采用模袋法堆壩。
4.3 當不滿足4.2時，需經專項試驗研究論證后進行模袋法堆壩設計。試驗研究結果包括但不限于以下內容：
1 最佳灌袋濃度；
2 選用灌袋尾礦粒級范圍及相適合的模袋材料；
3 脫水劑添加種類及劑量；
4 袋內尾礦強度指標；
5模袋層間摩擦系數；
6 最佳固結時間；
7 適宜的壩型結構。
5.1 模袋材料
5.1.1 用作尾礦漿體灌袋的模袋應符合反濾、排水要求，即：
1 保土性：模袋孔徑應與入袋尾礦粒度相匹配，減少灌袋尾礦顆粒的流失；
2 透水性：模袋應具有足夠的透水性，保證滲透水通暢排出；
3 防堵性：模袋在灌袋過程中不應因細小顆粒淤堵而失效；
保土性、透水性及防堵性的要求詳見附錄A。
5.1.2 模袋材料應根據實際工程的尾砂性質、酸堿度、使用狀態(tài)及防老化、抗化學腐蝕性等要求選擇。
5.1.3 模袋材料指標包括以下主要項目：
1 物理指標：單位面積質量、厚度、等效孔徑（EOS）等；
2 力學指標：拉伸強度、撕裂強度、脹破強度、頂破強度、伸長率等；
3 水力學指標：垂直滲透系數和透水率；
4 耐久性指標：抗老化性、強度保持率。
5.1.4 測得的極限抗拉強度T用于設計時，應按照式（5.1.1）予以折減。
（5.1.1）
式中：系數綜合考慮模袋材料因蠕變影響、施工過程中受損傷以及長期老化的影響，在無實測資料時可采用0.2～0.4；當施工條件差、材料蠕變性大時，系數應取較小值。
5.1.5 模袋材料的撕裂強度、脹破強度、頂破強度以及材料的接縫強度等應符合5.1.4條的規(guī)定。
5.1.6 模袋材料單位面積質量不應小于150g/m2，極限抗拉強度不低于20kN/m，其主要技術指標應根據選用模袋材質的不同滿足GB/T 17640、GB/T 17641及GB/T 17690的相關規(guī)定。當模袋裸露時間較長或因其他原因導致普通模袋不能滿足設計要求時，可采用高強模袋，高強模袋的主要技術指標見附錄B的相關要求。
5.2 模袋尾礦壩構造要求
5.2.1 模袋子壩上游坡比不宜陡于1：1.5，下游坡比不宜陡于1：2。
5.2.2 模袋子壩壩頂寬度不小于5m。
5.2.3 宜根據工程規(guī)劃、年入庫尾砂量、服務年限、最小安全超高等確定模袋子壩設計高度。
5.2.4 每級子壩均宜應設排滲設施，排滲設施可采用排滲褥墊、塑料盲溝（管）、三維排水網等，其斷面尺寸及布置型式應滿足排出滲水量的要求。
5.2.5 模袋壩的下游坡面上，應結合排滲設施每隔5m~10m高差設置壩面排水溝。
5.2.6 模袋壩下游坡與兩岸山坡結合處應設置截水溝。
5.2.7 采用普通模袋時，單層模袋層高宜控制在0.3～0.8m；采用高強模袋時，單層模袋層高宜控制在2.0m以下。
5.2.8 模袋壩的下游坡面應設護坡。
5.2.9 模袋壩的上游坡面應有防止放礦沖刷模袋壩的措施。
5.2.10 當設計采用分級尾礦充灌模袋堆壩時：
1 應對模袋法堆壩全部運行期內的堆壩尾礦量與庫內堆存量應按高度進行平衡計算，壩頂上升速度應滿足庫內沉積灘面的上升速度和防洪安全的需要，并由此確定各階段需要的堆壩尾礦產率。
2 所選設備和分級工藝的最終成品堆壩尾砂的產率不宜小于各堆壩階段需要的最大堆壩尾礦產率的1.2倍。
3 分級設備的選型、工作壓力和設備參數宜根據設計確定的沉砂粒度、產率和濃度要求由設備廠商提供，并應經試驗復核。
5.3 模袋尾礦壩基礎
5.3.1 模袋壩與山體接觸的壩肩部位，應對其表面腐土及雜草等進行清除，以保證壩體與山體接觸良好。
5.3.2 模袋尾礦壩基礎層應為具有足夠承載力的地層、固結后的穩(wěn)定尾砂層或模袋體層，且不應因模袋堆載后發(fā)生基礎失穩(wěn)；對不能滿足穩(wěn)定和沉降要求的基礎層，應進行相應的處理。
5.3.3 對作為基礎持力層或其它重點受力部位的模袋體可摻入水泥等固化劑以形成模袋固化土。固化劑種類、摻量和攪拌設備參數宜根據設計要求的礦漿性質、強度指標由試驗確定。
5.4 模袋堆壩安全輔助設施
5.4.1 滲流控制措施
1尾礦壩的滲流控制措施必須確保浸潤線低于控制浸潤線。
2模袋壩體排滲設施可采用排滲褥墊、塑料盲溝（管）、三維排水網等，其斷面尺寸及布置型式應滿足排出滲水量的要求。
3排滲土工織物具有的導水率宜大于工程要求導水率的3-5倍。
5.4.2 壩體加筋措施
1模袋壩宜采用土工加筋方式增強尾礦強度，提高壩體結構穩(wěn)定性和壩基承載力，加筋筋材可采用土工格柵、土工織物、土工格室或土工網等。
2加筋結構設計應通過計算，并依據計算結果選擇加筋材料、確定筋材的布放位置、長度和間距等。
5.4.3 難固結細粒尾礦灌袋宜添加脫水劑加快固結速度，脫水劑的選型、藥劑比例和加藥設備參數宜根據設計確定的灌袋粒度、生產規(guī)模和濃度要求由藥劑廠商提供，并應經試驗復核。
5.5模袋壩體穩(wěn)定計算
5.5.1 模袋壩體整體穩(wěn)定性計算應符合《尾礦設施設計規(guī)范》（GB50863）的相關規(guī)定。
5.5.2 模袋子壩穩(wěn)定性驗算應進行模袋的層間抗滑穩(wěn)定分析，其層間力學性質指標宜按照試驗資料確定；當無試驗資料時，其摩擦系數可采用0.5。
6.1 充砂要求
6.1.1 模袋尾礦堆壩的充砂方式可采用全尾礦直接充灌、旋流器分級充灌和庫內干灘面取砂充灌。
1 采用全尾礦或旋流器分級尾礦充灌模袋時，應設置供漿穩(wěn)壓設施，壓力宜控制在0.2 MPa ~0.3MPa。
2 采用庫內取砂充灌時，應滿足以下要求：
1）在尾砂干灘區(qū)進行制漿作業(yè)時，應遠離干灘灘頂，保證安全距離，滿足壩體滲流穩(wěn)定要求；
2）制漿開挖坑深度和開挖邊坡滿足內邊坡穩(wěn)定要求。
6.2制袋要求
6.2.1 模袋縫制前，應根據壩體尺寸規(guī)劃模袋的尺寸和形狀。
6.2.2 模袋縫制時，每道縫不少于二道（先縫一道，折疊后再縫制一道或兩道），針腳間距≤5mm，確保袋體的接縫牢固。
6.2.3 模袋接縫處宜采用不易老化降解的尼龍線，強度不低于180N；接縫處強度不宜低于模袋材料拉伸強度的70%。
6.3 鋪設要求
6.3.1 模袋材料進場后應存放在通風遮光處，遠離火源。
6.3.2 采用人工鋪設時，要嚴格按照模袋控制線鋪設，同層模袋之間及上、下兩層模袋必須錯縫鋪設，錯縫寬度橫向不得小于模袋橫向尺寸的1/3，縱向不得小于模袋縱向尺寸的1/5且不得小于3m。
6.3.3 模袋鋪設應平整，不褶皺，模袋與模袋的橫向搭接不小于300mm，縱向搭接長度不應小于1m；可能發(fā)生位移處應縫接；不平地、松軟土鋪設時，搭接寬度應適當增大。
6.4.1 充灌模袋時，宜對模袋體進行固定，防止袋體在充灌過程中受力不均而移位變形。
6.4.2 充灌用尾礦的濃度及粒度組成應符合設計要求。
6.4.3 充灌模袋時應按充灌、屏漿、再次充灌的順序多次進行：
1、當采用普通模袋時，充灌速度宜控制為10m3/h～15m3/h，一次充滿度宜為85%，待泌水基本停止時再次充灌。
2、當采用高強模袋充灌時，充灌速度、壓力及一次充滿度可由材料廠商提供，并能滿足設計要求。
6.4.4 為保證充填效果，模袋的袖口寬度應與充填管相匹配；袖口間距宜控制在4～6m，梅花形布置。當尾礦粒度過粗或過細時，應以現場試驗為準。
6.5 固結排水
6.5.1 模袋充灌尾礦漿后，逐步失水固結，其高度逐漸降低。模袋固結后的穩(wěn)定高度應進行估算，需滿足工程設計要求。
6.5.2 充灌過程中，可采用相應措施加快模袋的排水固結。待整個砂袋達到屏漿階段，可適當減少充灌機械或停止充灌，以防布袋爆裂，并留有一定固結脫水時間。
6.5.3 上、下層模袋充灌施工的間隔時間應根據袋內尾砂的固結狀況確定，袋體固結達到一定強度時，再進行上一層模袋充灌。
6.5.4 模袋子壩坡腳處應設置集水設施收集污水并泵送至尾礦庫內。
6.6 模袋堆壩的檢測
6.6.1 模袋材料檢測
1 模袋材料的檢測內容包括物理性指標、力學性指標、水力學指標及耐久性指標。
2 選用的模袋材料應具有經國家或部門認可的測試單位的測試報告，材料進場時應進行抽檢，抽樣率應多于交貨數的3%，最少不應小于1個。試驗方法應符合SL235的相關規(guī)定。
6.6.2 充灌尾礦檢測
1 在模袋堆壩施工初期，宜對每個模袋的充灌尾砂進行粒度、濃度的檢測；當充灌穩(wěn)定后宜對模袋的顆粒組成、干密度及含水率等進行檢測，每5個模袋的檢測次數不小于1次。
2 每級子壩均需對充灌后尾砂的顆粒組成、干密度及含水率等指標進行檢測。在堆壩初期，每50m壩長的檢測點不得少于1個，每級子壩的檢測點不得少于5個；充灌穩(wěn)定后，可減少檢測點數，但每級子壩的檢測點數不得少于3個，試驗方法應符合GB50547的相關規(guī)定。
3 對充灌后尾砂進行取樣時，取樣點宜沿子壩均勻分布。取樣過程中，應對模袋進行保護，對破壞的表層模袋應進行修復。
6.6.3 模袋壩的質量控制
1 模袋壩表面污泥應沖洗干凈。
2 模袋壩施工后的允許偏差應符合表6.6.3的規(guī)定。
表6.6.3模袋壩施工的允許偏差
序號 | 項目 | 允許偏差（mm） |
1 | 充灌袋袋體長度 | ±500 |
2 | 相鄰袋體的局部最大縫寬 | 20 |
3 | 子壩頂部高程 | ±100 |
4 | 子壩軸線偏移 | ±500 |
7.1 一般規(guī)定
7.1.1 模袋法安全評價是尾礦庫建設項目安全評價的組成部分，采用模袋法堆筑子壩的尾礦庫建設項目需按本要求進行相關評價。
7.1.2 模袋堆壩安全評價是指采用模袋法堆筑子壩的尾礦庫在建設期的安全預評價和安全驗收評價、在生產運行期間及閉庫前的安全現狀評價。模袋堆壩安全評價除必須遵守安全評價規(guī)定及《尾礦庫安全技術規(guī)程》中的相關規(guī)定外，還應遵守本規(guī)定。
7.2 模袋堆壩的安全評價要求
1 采用模袋堆壩的必要性和可行性分析評價；
2 模袋堆壩的壩體穩(wěn)定性分析評價；
3 模袋堆壩的實施效果評價；
4 模袋堆壩的尾礦庫安全監(jiān)測數據結果分析評價；
5 模袋法堆壩袋的質量、施工質量評價。
7.3 生產期安全防護及措施評價
7.3.1 生產期間，應對模袋進行安全質量評估，著重針對模袋老化、抗沖刷、抗滑措施等進行評價。
7.3.2 壩體清基應采用水槍或機械設備將壩體表面的淤泥、雜質及有礙模袋施工的障礙物清除干凈。
7.3.3 采用模袋堆筑尾礦壩，應對模袋壩體邊坡穩(wěn)定分析、排滲、加筋及其它輔助措施等進行安全評價。
7.3.4 模袋堆壩之前，應對基礎進行巖土工程勘察，并對基礎安全穩(wěn)定進行評價。
8.1 安全生產管理
8.1.1 模袋法尾礦堆壩的實施必須遵守《中華人民共和國安全生產法》、《礦山安全法》、《尾礦庫安全技術規(guī)程》、《尾礦庫安全監(jiān)督管理規(guī)定》的要求。
8.1.2 模袋法尾礦堆壩工程項目應設安全管理機構，建立安全生產保證體系，落實安全生產責任制度。
8.1.3 開工前，施工單位應編制安全技術措施及施工具體方案，力求全面、具體、可靠并有應急預案。
8.2 安全生產培訓
8.2.1 建立健全安全生產管理體系。
8.2.2 現場作業(yè)人員應經過技術培訓和學習，熟悉并掌握安全操作規(guī)程。
8.2.3 定期對管理人員和一般作業(yè)人員進行安全生產教育培訓。
8.2.4 對現場施工作業(yè)人員進行全面的安全技術交底，作業(yè)人員必須嚴格執(zhí)行安全操作技術規(guī)程。
8.3安全裝備與防護
8.3.1 對施工作業(yè)區(qū)存在安全隱患的地方應設置必要的安全警示標志。
8.3.2 施工過程中的安全用電應符合相關標準的規(guī)定。夜間施工應保證有充足的照明光源，并配置應急照明電源。
8.3.3 用于模袋法尾礦堆壩施工的供漿穩(wěn)壓裝置、旋流分級設備、水力充填渣漿泵機組、配電系統(tǒng)、尾礦漿輸送系統(tǒng)等設施應配備有專門的操作人員，各操作人員之間應配置可靠的通訊聯絡設備。
8.3.4 現場作業(yè)人員必須配戴防護手套、安全帽等防護用品。當尾礦性質屬強酸、強堿等類型時，施工前應穿戴防護服。
8.4安全生產措施
8.4.1 采用沿自然沉積灘面取砂方式進行模袋法堆壩時：
1 取砂及充灌作業(yè)時應有專人指揮、監(jiān)護。
2 生產過程中應根據筑壩安排，合理規(guī)劃取砂區(qū)和放礦區(qū)范圍，取砂區(qū)和放礦區(qū)應交替布置。
8.4.2 由模袋體溢流并匯集至排水溝內的污水，應及時通過污泥泵等設備抽至庫內。同時，施工過程中應安排專人對充灌穩(wěn)壓裝置、管路、袋體等加強巡視，防止尾礦漿外溢對周邊環(huán)境造成污染。
8.4.3 在寒冷地區(qū)模袋法堆壩實施時，可在冬季來臨前通過提前堆積模袋子壩形成足夠的可堆積庫容或采取其他冬季排礦措施以滿足選廠的連續(xù)生產需求。
8.5安全監(jiān)測要求
8.5.1 模袋壩應設置水位觀測，總沉降、表面水平位移觀測、浸潤線觀測等，監(jiān)測項布置應滿足GB 51108的相關規(guī)定。
8.6 工程檔案與歸檔
8.6.1 模袋法尾礦堆壩工程檔案是指模袋法尾礦堆壩建設和管理活動中形成的歷史資料，應確保其完整正確、安全保管和有效利用。
8.6.2 應按工程籌備、建設、運行和閉庫等階段分別進行檔案管理，歸檔項應滿足AQ2006的相關要求。
附錄A 模袋材料等效孔徑的選擇要求
A.0.1 土工模袋的保土性應符合下式要求：
式中：——土工模袋的等效孔徑（mm）；
——袋內尾礦中小于該粒徑的尾礦質量占尾礦總質量的85%；
——與袋內尾礦的類型、級配、模袋品種和狀態(tài)等有關的系數，可按表A.1的規(guī)定采用，當尾礦粒度較細或礦漿濃度較高時，值應通過試驗確定。
表A.1 系數的取值
灌袋尾礦粒度 （ | 土的不均勻系數或土工模袋品種 |
|
≤50 |
| 1 |
| 0.5 | |
| 8/ | |
＞50 | 1 |
注：為不均勻系數，，、為尾礦中小于各該粒徑的尾礦質量分別占尾礦總質量的60%和10%（mm)
A.0.2 土工模袋的透水性應符合下式要求：
式中：——系數，按工程經驗確定，不宜小于10。來礦量大、水力梯度
高時應增大A值；
——土工模袋的垂直滲透系數（cm/s）；
——灌袋尾礦的滲透系數（cm/s）。
A.0.3 土工模袋的防堵性應符合下式要求：
式中：——尾礦中小于該粒徑的尾礦質量占尾礦總質量的15%（mm）。
附錄B 高強模袋的主要技術指標
特性 | 單位 | 指標 | 測試標準 | ||||
材質 | 高韌聚丙烯 | ||||||
物理指標 | 單位面積質量 | g/㎡ | ≤385 | ≤475 | ≤550 | ≤900 | GB/T 13762 |
力學指標 | 寬條抗拉強度 縱向 | kN/m | ≥80 | ≥90 | ≥120 | ≥200 | GB/T 15788 |
斷裂延伸率 縱向 | % | ≤15 | ≤15 | ≤10 | ≤15 | GB/T 15788 | |
工廠縫合強度 橫向 | kN/m | ≥50 | ≥70 | ≥85 | ≥160 | GB/T 16989 | |
CBR頂破強力 | kN | ≥8 | ≥10 | ≥14 | ≥20 | GB/T 14800 | |
動態(tài)落錐破裂直徑 | mm | ≤9 | ≤8 | ≤10 | ≤8 | GB/T 17630 | |
水力學指標 | 滲透性Q50 | l/㎡/s | ≥20 | ≥25 | ≥15 | ≥20 | GB/T 15789 |
耐久性指標 | 抗磨損性 | %強力保持率 | ≥70 | ≥70 | ≥75 | ≥80 | ASTM D4886 |
抗紫外線能力（500小時） | %強力保持率 | ≥90 | ≥90 | ≥90 | ≥90 | ASTM D4355 | |
本規(guī)程用詞說明
1. 表示很嚴格，非這樣做不可的：
正面詞采用“必須”；反面詞采用“嚴禁”；
2. 表示嚴格，在正常情況下均應這樣做的：
正面詞采用“應”；反面詞采用“不應”或“不得”。
3. 表示允許稍有選擇，在條件許可時首先應這樣做的：
正面詞采用“宜”；反面詞采用“不宜”；
4. 表示有選擇，在一定條件下可以這樣做的，采用“可”。
