AQ |
中华人民共和国安全生产行业标准
AQ XXXX - XXXX
模袋法尾矿堆坝安全技术规程
（征求意见稿）
Safety technical regulation for tailings damming with geofabriform method
20XX-XX-XX发布 |
AQ XXXX - XXXX
前言
为规范模袋法尾矿堆坝的建设、运行、验收、及安全评价，保障人民生命财产安全，依据《中华人民共和国安全生产法》、《中华人民共和国矿山安全法》和有关法律、行政法规及有关行业技术标准、规范、规定，制定本规程。
本规程的附录A、附录B是资料性附录。
本规程由国家安全生产监督管理总局提出并归口。
本规程起草单位北京矿冶研究总院、中国瑞林工程技术有限公司、中国恩菲工程技术有限公司、长沙有色冶金设计研究院有限公司、江苏昌泰建设工程有限公司。参加编写的单位 中钢集团马鞍山矿山研究院有限公司、中冶沈勘（秦皇岛）工程技术有限公司、纤科工业（珠海）有限公司、北京国信安科技术有限公司
本规程主要起草人周汉民、余斌、戴先庆、崔旋、杨小聪、袁永强、郑学鑫、陶东良、吴国高、代永新、王树、段蔚平、谢源、刘晓非、丁亮
目录
本规程规定了金属、非金属矿山尾矿库模袋法尾矿堆坝的建设、工程验收、运行、安全检查、安全评价等方面的安全要求。
本规程适用于中华人民共和国境内金属、非金属矿山选矿厂尾矿库。本规程不适用于核工业矿山尾矿库。
2规范性引用文件
下列文件中的条款通过本规程的引用而成为本规程的条款。引用文件最新版本，以及其后修订版均适用于本规程。
《尾矿设施设计规范》GB 50863
《尾矿设施施工及验收规范》GB 50864
《尾矿堆积坝岩土工程技术规范》GB 50547
《岩土工程勘察规范》GB 50021
《构筑物抗震设计规范》GB 50191
《尾矿库在线安全监测系统工程技术规范》GB 51108
《土工合成材料应用技术规范》GB/T 50290
《土工合成材料 长丝机织土工布》GB/T 17640
《土工合成材料 裂膜丝机织土工布》GB/T 17641
《土工合成材料 塑料扁丝编织土工布》GB/T 17690
《土工试验方法标准》GB/T 50123
《尾矿库安全技术规程》AQ2006
《水工建筑物抗震设计规范》SL203
《疏浚与吹填工程技术规范》SL17
《土工合成材料测试规程》SL235
《水运工程土工合成材料应用技术规范》JTJ239
下列术语和定义适用于本规程。
3.1 模袋法尾矿堆坝 geofabriform method tailings damming
通过向模袋内充灌尾砂并经压力排水形成固结充灌体，利用充灌体连续交错堆筑而形成的模袋子坝。
3.2 模袋 geofabriform
由有纺土工织物缝制的对灌注的尾矿浆起包裹、反滤作用的连续或单独的袋状结构材料，可分为普通模袋和高强模袋两类。
3.3 有纺土工织物 woven geotextile
由纤维纱或长丝按一定方向排列机织的土工织物，原材料主要有聚丙烯（PP）、聚酯（PET）等。
3.4 土工格栅 geogrid
由抗拉条带单元结合形成的有规则网络形式的加筋土工合成材料，其开孔可容填筑料嵌入。分为塑料土工格栅、玻纤格栅、聚酯经编格栅和由多条复合加筋带粘接或焊接成的钢塑土工格栅等。
3.5 塑料盲沟 prefabricated blind drain
以塑料土工合成材料建成的坝内排水通道。
3.6 垂直渗透系数 coefficient of vertical permeability
垂直于土工织物平面方向上的渗透系数。
3.7 等效孔径 
equivalent opening size
用干砂法做试验时，留在筛上的粒组的质量为（总投砂量的）95%时的颗粒尺寸。
3.8 脱水剂 dehydrating agent
4模袋法尾矿堆坝的适用条件
4.1 尾矿库纵深短、尾矿粒度细、坝体上升速度快、防洪高度不足的尾矿库，在满足整体稳定性的前提下，可采用模袋法尾矿堆坝。
4.2 对于灌袋尾矿用于堆坝的d≥0.045mm尾矿颗粒含量不小于50%（按重量百分数计），d≤0.005mm尾矿颗粒含量不大于10%（按重量百分数计）的尾矿可采用模袋法堆坝。
4.3 当不满足4.2时，需经专项试验研究论证后进行模袋法堆坝设计。试验研究结果包括但不限于以下内容：
1 最佳灌袋浓度；
2 选用灌袋尾矿粒级范围及相适合的模袋材料；
3 脱水剂添加种类及剂量；
4 袋内尾矿强度指标；
5模袋层间摩擦系数；
6 最佳固结时间；
7 适宜的坝型结构。
5.1 模袋材料
5.1.1 用作尾矿浆体灌袋的模袋应符合反滤、排水要求，即：
1 保土性：模袋孔径应与入袋尾矿粒度相匹配，减少灌袋尾矿颗粒的流失；
2 透水性：模袋应具有足够的透水性，保证渗透水通畅排出；
3 防堵性：模袋在灌袋过程中不应因细小颗粒淤堵而失效；
保土性、透水性及防堵性的要求详见附录A。
5.1.2 模袋材料应根据实际工程的尾砂性质、酸碱度、使用状态及防老化、抗化学腐蚀性等要求选择。
5.1.3 模袋材料指标包括以下主要项目：
1 物理指标：单位面积质量、厚度、等效孔径（EOS）等；
2 力学指标：拉伸强度、撕裂强度、胀破强度、顶破强度、伸长率等；
3 水力学指标：垂直渗透系数和透水率；
4 耐久性指标：抗老化性、强度保持率。
5.1.4 测得的极限抗拉强度T用于设计时，应按照式（5.1.1）予以折减。
（5.1.1）
式中：系数综合考虑模袋材料因蠕变影响、施工过程中受损伤以及长期老化的影响，在无实测资料时可采用0.2～0.4；当施工条件差、材料蠕变性大时，系数应取较小值。
5.1.5 模袋材料的撕裂强度、胀破强度、顶破强度以及材料的接缝强度等应符合5.1.4条的规定。
5.1.6 模袋材料单位面积质量不应小于150g/m2，极限抗拉强度不低于20kN/m，其主要技术指标应根据选用模袋材质的不同满足GB/T 17640、GB/T 17641及GB/T 17690的相关规定。当模袋裸露时间较长或因其他原因导致普通模袋不能满足设计要求时，可采用高强模袋，高强模袋的主要技术指标见附录B的相关要求。
5.2 模袋尾矿坝构造要求
5.2.1 模袋子坝上游坡比不宜陡于1：1.5，下游坡比不宜陡于1：2。
5.2.2 模袋子坝坝顶宽度不小于5m。
5.2.3 宜根据工程规划、年入库尾砂量、服务年限、最小安全超高等确定模袋子坝设计高度。
5.2.4 每级子坝均宜应设排渗设施，排渗设施可采用排渗褥垫、塑料盲沟（管）、三维排水网等，其断面尺寸及布置型式应满足排出渗水量的要求。
5.2.5 模袋坝的下游坡面上，应结合排渗设施每隔5m~10m高差设置坝面排水沟。
5.2.6 模袋坝下游坡与两岸山坡结合处应设置截水沟。
5.2.7 采用普通模袋时，单层模袋层高宜控制在0.3～0.8m；采用高强模袋时，单层模袋层高宜控制在2.0m以下。
5.2.8 模袋坝的下游坡面应设护坡。
5.2.9 模袋坝的上游坡面应有防止放矿冲刷模袋坝的措施。
5.2.10 当设计采用分级尾矿充灌模袋堆坝时：
1 应对模袋法堆坝全部运行期内的堆坝尾矿量与库内堆存量应按高度进行平衡计算，坝顶上升速度应满足库内沉积滩面的上升速度和防洪安全的需要，并由此确定各阶段需要的堆坝尾矿产率。
2 所选设备和分级工艺的最终成品堆坝尾砂的产率不宜小于各堆坝阶段需要的最大堆坝尾矿产率的1.2倍。
3 分级设备的选型、工作压力和设备参数宜根据设计确定的沉砂粒度、产率和浓度要求由设备厂商提供，并应经试验复核。
5.3 模袋尾矿坝基础
5.3.1 模袋坝与山体接触的坝肩部位，应对其表面腐土及杂草等进行清除，以保证坝体与山体接触良好。
5.3.2 模袋尾矿坝基础层应为具有足够承载力的地层、固结后的稳定尾砂层或模袋体层，且不应因模袋堆载后发生基础失稳；对不能满足稳定和沉降要求的基础层，应进行相应的处理。
5.3.3 对作为基础持力层或其它重点受力部位的模袋体可掺入水泥等固化剂以形成模袋固化土。固化剂种类、掺量和搅拌设备参数宜根据设计要求的矿浆性质、强度指标由试验确定。
5.4 模袋堆坝安全辅助设施
5.4.1 渗流控制措施
1尾矿坝的渗流控制措施必须确保浸润线低于控制浸润线。
2模袋坝体排渗设施可采用排渗褥垫、塑料盲沟（管）、三维排水网等，其断面尺寸及布置型式应满足排出渗水量的要求。
3排渗土工织物具有的导水率宜大于工程要求导水率的3-5倍。
5.4.2 坝体加筋措施
1模袋坝宜采用土工加筋方式增强尾矿强度，提高坝体结构稳定性和坝基承载力，加筋筋材可采用土工格栅、土工织物、土工格室或土工网等。
2加筋结构设计应通过计算，并依据计算结果选择加筋材料、确定筋材的布放位置、长度和间距等。
5.4.3 难固结细粒尾矿灌袋宜添加脱水剂加快固结速度，脱水剂的选型、药剂比例和加药设备参数宜根据设计确定的灌袋粒度、生产规模和浓度要求由药剂厂商提供，并应经试验复核。
5.5模袋坝体稳定计算
5.5.1 模袋坝体整体稳定性计算应符合《尾矿设施设计规范》（GB50863）的相关规定。
5.5.2 模袋子坝稳定性验算应进行模袋的层间抗滑稳定分析，其层间力学性质指标宜按照试验资料确定；当无试验资料时，其摩擦系数可采用0.5。
6.1 充砂要求
6.1.1 模袋尾矿堆坝的充砂方式可采用全尾矿直接充灌、旋流器分级充灌和库内干滩面取砂充灌。
1 采用全尾矿或旋流器分级尾矿充灌模袋时，应设置供浆稳压设施，压力宜控制在0.2 MPa ~0.3MPa。
2 采用库内取砂充灌时，应满足以下要求：
1）在尾砂干滩区进行制浆作业时，应远离干滩滩顶，保证安全距离，满足坝体渗流稳定要求；
2）制浆开挖坑深度和开挖边坡满足内边坡稳定要求。
6.2制袋要求
6.2.1 模袋缝制前，应根据坝体尺寸规划模袋的尺寸和形状。
6.2.2 模袋缝制时，每道缝不少于二道（先缝一道，折叠后再缝制一道或两道），针脚间距≤5mm，确保袋体的接缝牢固。
6.2.3 模袋接缝处宜采用不易老化降解的尼龙线，强度不低于180N；接缝处强度不宜低于模袋材料拉伸强度的70%。
6.3 铺设要求
6.3.1 模袋材料进场后应存放在通风遮光处，远离火源。
6.3.2 采用人工铺设时，要严格按照模袋控制线铺设，同层模袋之间及上、下两层模袋必须错缝铺设，错缝宽度横向不得小于模袋横向尺寸的1/3，纵向不得小于模袋纵向尺寸的1/5且不得小于3m。
6.3.3 模袋铺设应平整，不褶皱，模袋与模袋的横向搭接不小于300mm，纵向搭接长度不应小于1m；可能发生位移处应缝接；不平地、松软土铺设时，搭接宽度应适当增大。
6.4.1 充灌模袋时，宜对模袋体进行固定，防止袋体在充灌过程中受力不均而移位变形。
6.4.2 充灌用尾矿的浓度及粒度组成应符合设计要求。
6.4.3 充灌模袋时应按充灌、屏浆、再次充灌的顺序多次进行：
1、当采用普通模袋时，充灌速度宜控制为10m3/h～15m3/h，一次充满度宜为85%，待泌水基本停止时再次充灌。
2、当采用高强模袋充灌时，充灌速度、压力及一次充满度可由材料厂商提供，并能满足设计要求。
6.4.4 为保证充填效果，模袋的袖口宽度应与充填管相匹配；袖口间距宜控制在4～6m，梅花形布置。当尾矿粒度过粗或过细时，应以现场试验为准。
6.5 固结排水
6.5.1 模袋充灌尾矿浆后，逐步失水固结，其高度逐渐降低。模袋固结后的稳定高度应进行估算，需满足工程设计要求。
6.5.2 充灌过程中，可采用相应措施加快模袋的排水固结。待整个砂袋达到屏浆阶段，可适当减少充灌机械或停止充灌，以防布袋爆裂，并留有一定固结脱水时间。
6.5.3 上、下层模袋充灌施工的间隔时间应根据袋内尾砂的固结状况确定，袋体固结达到一定强度时，再进行上一层模袋充灌。
6.5.4 模袋子坝坡脚处应设置集水设施收集污水并泵送至尾矿库内。
6.6 模袋堆坝的检测
6.6.1 模袋材料检测
1 模袋材料的检测内容包括物理性指标、力学性指标、水力学指标及耐久性指标。
2 选用的模袋材料应具有经国家或部门认可的测试单位的测试报告，材料进场时应进行抽检，抽样率应多于交货数的3%，最少不应小于1个。试验方法应符合SL235的相关规定。
6.6.2 充灌尾矿检测
1 在模袋堆坝施工初期，宜对每个模袋的充灌尾砂进行粒度、浓度的检测；当充灌稳定后宜对模袋的颗粒组成、干密度及含水率等进行检测，每5个模袋的检测次数不小于1次。
2 每级子坝均需对充灌后尾砂的颗粒组成、干密度及含水率等指标进行检测。在堆坝初期，每50m坝长的检测点不得少于1个，每级子坝的检测点不得少于5个；充灌稳定后，可减少检测点数，但每级子坝的检测点数不得少于3个，试验方法应符合GB50547的相关规定。
3 对充灌后尾砂进行取样时，取样点宜沿子坝均匀分布。取样过程中，应对模袋进行保护，对破坏的表层模袋应进行修复。
6.6.3 模袋坝的质量控制
1 模袋坝表面污泥应冲洗干净。
2 模袋坝施工后的允许偏差应符合表6.6.3的规定。
表6.6.3模袋坝施工的允许偏差
序号 | 项目 | 允许偏差（mm） |
1 | 充灌袋袋体长度 | ±500 |
2 | 相邻袋体的局部最大缝宽 | 20 |
3 | 子坝顶部高程 | ±100 |
4 | 子坝轴线偏移 | ±500 |
7.1 一般规定
7.1.1 模袋法安全评价是尾矿库建设项目安全评价的组成部分，采用模袋法堆筑子坝的尾矿库建设项目需按本要求进行相关评价。
7.1.2 模袋堆坝安全评价是指采用模袋法堆筑子坝的尾矿库在建设期的安全预评价和安全验收评价、在生产运行期间及闭库前的安全现状评价。模袋堆坝安全评价除必须遵守安全评价规定及《尾矿库安全技术规程》中的相关规定外，还应遵守本规定。
7.2 模袋堆坝的安全评价要求
1 采用模袋堆坝的必要性和可行性分析评价；
2 模袋堆坝的坝体稳定性分析评价；
3 模袋堆坝的实施效果评价；
4 模袋堆坝的尾矿库安全监测数据结果分析评价；
5 模袋法堆坝袋的质量、施工质量评价。
7.3 生产期安全防护及措施评价
7.3.1 生产期间，应对模袋进行安全质量评估，着重针对模袋老化、抗冲刷、抗滑措施等进行评价。
7.3.2 坝体清基应采用水枪或机械设备将坝体表面的淤泥、杂质及有碍模袋施工的障碍物清除干净。
7.3.3 采用模袋堆筑尾矿坝，应对模袋坝体边坡稳定分析、排渗、加筋及其它辅助措施等进行安全评价。
7.3.4 模袋堆坝之前，应对基础进行岩土工程勘察，并对基础安全稳定进行评价。
8.1 安全生产管理
8.1.1 模袋法尾矿堆坝的实施必须遵守《中华人民共和国安全生产法》、《矿山安全法》、《尾矿库安全技术规程》、《尾矿库安全监督管理规定》的要求。
8.1.2 模袋法尾矿堆坝工程项目应设安全管理机构，建立安全生产保证体系，落实安全生产责任制度。
8.1.3 开工前，施工单位应编制安全技术措施及施工具体方案，力求全面、具体、可靠并有应急预案。
8.2 安全生产培训
8.2.1 建立健全安全生产管理体系。
8.2.2 现场作业人员应经过技术培训和学习，熟悉并掌握安全操作规程。
8.2.3 定期对管理人员和一般作业人员进行安全生产教育培训。
8.2.4 对现场施工作业人员进行全面的安全技术交底，作业人员必须严格执行安全操作技术规程。
8.3安全装备与防护
8.3.1 对施工作业区存在安全隐患的地方应设置必要的安全警示标志。
8.3.2 施工过程中的安全用电应符合相关标准的规定。夜间施工应保证有充足的照明光源，并配置应急照明电源。
8.3.3 用于模袋法尾矿堆坝施工的供浆稳压装置、旋流分级设备、水力充填渣浆泵机组、配电系统、尾矿浆输送系统等设施应配备有专门的操作人员，各操作人员之间应配置可靠的通讯联络设备。
8.3.4 现场作业人员必须配戴防护手套、安全帽等防护用品。当尾矿性质属强酸、强碱等类型时，施工前应穿戴防护服。
8.4安全生产措施
8.4.1 采用沿自然沉积滩面取砂方式进行模袋法堆坝时：
1 取砂及充灌作业时应有专人指挥、监护。
2 生产过程中应根据筑坝安排，合理规划取砂区和放矿区范围，取砂区和放矿区应交替布置。
8.4.2 由模袋体溢流并汇集至排水沟内的污水，应及时通过污泥泵等设备抽至库内。同时，施工过程中应安排专人对充灌稳压装置、管路、袋体等加强巡视，防止尾矿浆外溢对周边环境造成污染。
8.4.3 在寒冷地区模袋法堆坝实施时，可在冬季来临前通过提前堆积模袋子坝形成足够的可堆积库容或采取其他冬季排矿措施以满足选厂的连续生产需求。
8.5安全监测要求
8.5.1 模袋坝应设置水位观测，总沉降、表面水平位移观测、浸润线观测等，监测项布置应满足GB 51108的相关规定。
8.6 工程档案与归档
8.6.1 模袋法尾矿堆坝工程档案是指模袋法尾矿堆坝建设和管理活动中形成的历史资料，应确保其完整正确、安全保管和有效利用。
8.6.2 应按工程筹备、建设、运行和闭库等阶段分别进行档案管理，归档项应满足AQ2006的相关要求。
附录A 模袋材料等效孔径的选择要求
A.0.1 土工模袋的保土性应符合下式要求：
式中：——土工模袋的等效孔径（mm）；
——袋内尾矿中小于该粒径的尾矿质量占尾矿总质量的85%；
——与袋内尾矿的类型、级配、模袋品种和状态等有关的系数，可按表A.1的规定采用，当尾矿粒度较细或矿浆浓度较高时，值应通过试验确定。
表A.1 系数的取值
灌袋尾矿粒度 （ | 土的不均匀系数或土工模袋品种 |
|
≤50 |
| 1 |
| 0.5 | |
| 8/ | |
＞50 | 1 |
注：为不均匀系数，，、为尾矿中小于各该粒径的尾矿质量分别占尾矿总质量的60%和10%（mm)
A.0.2 土工模袋的透水性应符合下式要求：
式中：——系数，按工程经验确定，不宜小于10。来矿量大、水力梯度
高时应增大A值；
——土工模袋的垂直渗透系数（cm/s）；
——灌袋尾矿的渗透系数（cm/s）。
A.0.3 土工模袋的防堵性应符合下式要求：
式中：——尾矿中小于该粒径的尾矿质量占尾矿总质量的15%（mm）。
附录B 高强模袋的主要技术指标
特性 | 单位 | 指标 | 测试标准 | ||||
材质 | 高韧聚丙烯 | ||||||
物理指标 | 单位面积质量 | g/㎡ | ≤385 | ≤475 | ≤550 | ≤900 | GB/T 13762 |
力学指标 | 宽条抗拉强度 纵向 | kN/m | ≥80 | ≥90 | ≥120 | ≥200 | GB/T 15788 |
断裂延伸率 纵向 | % | ≤15 | ≤15 | ≤10 | ≤15 | GB/T 15788 | |
工厂缝合强度 横向 | kN/m | ≥50 | ≥70 | ≥85 | ≥160 | GB/T 16989 | |
CBR顶破强力 | kN | ≥8 | ≥10 | ≥14 | ≥20 | GB/T 14800 | |
动态落锥破裂直径 | mm | ≤9 | ≤8 | ≤10 | ≤8 | GB/T 17630 | |
水力学指标 | 渗透性Q50 | l/㎡/s | ≥20 | ≥25 | ≥15 | ≥20 | GB/T 15789 |
耐久性指标 | 抗磨损性 | %强力保持率 | ≥70 | ≥70 | ≥75 | ≥80 | ASTM D4886 |
抗紫外线能力（500小时） | %强力保持率 | ≥90 | ≥90 | ≥90 | ≥90 | ASTM D4355 | |
本规程用词说明
1. 表示很严格，非这样做不可的：
正面词采用“必须”；反面词采用“严禁”；
2. 表示严格，在正常情况下均应这样做的：
正面词采用“应”；反面词采用“不应”或“不得”。
3. 表示允许稍有选择，在条件许可时首先应这样做的：
正面词采用“宜”；反面词采用“不宜”；
4. 表示有选择，在一定条件下可以这样做的，采用“可”。
