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v 1058
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u 1059
附表Ⅱ—2紊流区沉降速度u 1059
附表Ⅱ—3介流区沉降速度u 1060
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Eh 1083
附表Ⅴ—6钢筋的弹性模量Eg 1083
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l0 1085
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ld 1089
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f 1092
附表Ⅶ—2砌体与各类岩石地基的摩擦系数f 1092
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γ 1987