磷石膏库安全技术规程(AQ2059-2016).docx
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1、ICS 73.080D 50备案号:569282017AQ中华人民共和国安全生产行业标准AQ20592016磷石膏库安全技术规程Safetytechnicalregulationonphosphogypsumstack201D8-29 发布2017-03-01实施国家安全生产监督管理总局发布目次前言II1范围12规范性引用文件13术语和定义14磷石膏库等别及构筑物级别35磷石膏库建设46磷石膏库生产运行107磷石膏库安全检查138磷石膏库安全度149磷石膏库闭库1510库内回采1611磷石膏库安全评价1612磷石膏库安全技术档案18附录A(资料性附录)磷石膏特性19-U-A-刖三本标准的第5.
2、1.1、5.3.2、5.5.1、5.6.1条为强制性的,其余为推荐性的。本标准按照GB/T1.12009给出的规则起草。本标准由国家安全生产监督管理总局监管一司提出。本标准由全国安全生产标准化技术委员会非煤矿山安全分技术委员会(SAC/TC288/SC2)归口。本标准起草单位:上海交通大学、瓮福(集团)有限责任公司、深圳市胜义环保有限公司、中国城市建设研究院有限公司、长沙有色冶金设计研究院有限公司、中国环境科学研究院。本标准主要起草人:刘宁、杨三可、周晓晖、徐文龙、黄进、范福平、董路、何同庆、盛勇、陈龙珠、陆庆国、许宇彪、刘晶昊。磷石青库安全技术规程1范围本标准规定了磷石膏库建设、生产运行、安
3、全检查、闭库、库内回采等方面的安全要求。本标准适用于中华人民共和国境内磷石膏库。本标准不适用于磷石膏临时堆存和周转堆场。2规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件,仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。GB14784带式输送机安全规范GB15580磷肥工业水污染物排放标准GB/T17643土工合成材料聚乙烯土工膜GB18306中国地震动参数区划图GB18599一般工业固体废物贮存、处置场污染控制标准GB50021岩土工程勘察规范GB50046工业建筑防腐蚀设计规范GB50290土工合成材料应用技术规范GB
4、50863尾矿设施设计规范GB50864尾矿设施施工及验收规范GBJ22厂矿道路设计规范AQ2006尾矿库安全技术规程3术语和定义下列术语和定义适用于本文件。3.1磷石Wphosphogypsum以磷矿石为原料,采用湿法制取磷酸过程中产生的,以硫酸钙为主要成分的化工副产物。3.2磷石膏库phosphogypsumstack筑坝或利用露天废弃采坑、凹地贮存磷石膏的场所。3.3调节回水池recyclingpond磷石膏库外,用于调蓄库内水的场所。3.4磷石膏坝phosphogypsumdam拦挡磷石膏和库内水的磷石膏库外围构筑物。通常指初期坝和磷石膏堆积坝的总体。3.5干法堆存drystackin
5、g进库堆存磷石膏含水率小于等于30)时,称为干法堆存。3.6湿法堆存wetstacking进库堆存磷石膏含水率大于30%时,称为湿法堆存。3.7碾压法筑子坝compactedphosphogypsumembankment使用接近最优含水率的磷石膏,通过逐层碾压密实的方式修筑磷石膏子坝的筑坝工艺。3.8胶结法筑子坝cementedphosphogypsumembankment利用磷石膏胶结特性,使用含水率高于30%的、未板结的磷石膏逐层修筑磷石膏子坝的筑坝工艺。3.9满足饱和酸性条件的磷石青库wetphosphogypsumstackundersaturatedacidiccondition磷石
6、膏板结形成稳定沉积相,库内水PH值小于2.0,且磷石膏堆积坝坝顶标高以上汇水面积与库内集水区面积之比值小于2的湿法堆存磷石膏库。3.10满足饱和酸性条件的磷石膏子坝phosphogypsumembankmentundersaturatedacidiccondition在满足饱和酸性条件的磷石膏库中,使用碾压法或胶结法修筑的磷石膏子坝。3.11一次建坝one-stepconstructeddam指全部用除磷石膏以外的筑坝材料一次或分期建造的磷石膏坝。3.12拦挡坝debrisdam修筑于山谷型干法堆存磷石膏库下游,用于拦挡库区渗水、径流及雨水冲刷夹带磷石膏的坝体。3.13沉积滩deposited
7、beach湿法堆存磷石膏工艺中水力冲积形成的沉积体表层,按库内集水区水面划分为水上和水下两部分,通常将水上部分称为干滩。3.14安全超高freeheight在非地震运行条件下,对不满足饱和酸性条件的磷石膏库,为设计洪水位与堆积坝滩顶标高的高差;对挡水坝、一次建坝和满足饱和酸性条件的磷石膏子坝,为设计洪水位加最大波浪爬高和最大风壅水面高度之和与坝顶标高的高差。在地震运行条件下,对不满足饱和酸性条件的磷石膏库,为正常生产水位加地震沉降和地震壅浪高度之和与堆积坝滩顶标高的高差;对挡水坝、一次建坝和满足饱和酸性条件的磷石膏子坝,为正常生产水位加最大波浪最大爬高、最大风壅水面高度、地震沉降和地震壅浪高度
8、之和与坝顶标高的高差。3.15最小安全超高minimumfreeheight设计洪水位时安全超高的最小允许值。3.16调洪高度floodregulationheight指正常泄洪起始水位与设计洪水位的高差。3.17移动式竖井removablespillway一种随磷石膏堆积坝抬升而抬升的被动排洪设施。一般由可移动的竖向集水井和穿过堆积坝的排水管构成。3.18磷石膏库安全设施safetyfacilitiesofphosphogypsumstack直接影响磷石膏库安全的设施,包括初期坝、堆积坝、坝体防排渗设施、排洪设施、观测设施、库区道路及其他保障磷石膏库安全的设施。4磷石膏库等别及构筑物级别4.
9、1 磷石膏库等别磷石膏库等别应根据磷石膏库的总库容及总坝高按表1确定。磷石膏库各使用期的等别应根据该期的全库容和坝高分别按表1确定。当两者的等差为一个等别时,以高者为准;当等差大于一个等别时,按高者降一个等别。对于露天废弃采坑或凹地贮存磷石膏,周边未建磷石膏坝的,定为五等库;建磷石膏坝的,根据坝高及其对应的库容确定库的等别。除一等库外,磷石膏库失事将使下游重要城镇、工矿企业、铁路干线或高速公路等遭受严重灾害者,经充分论证后,其设计等别可提高一个等别。表1磷石膏库等别划分表等别全库容V10000m3坝高HmV50000H200二10000V50000100H200三1000V1000060H10
10、0四100V100030H60五V100HH100100H6060H30H30浸润线的最小埋深m1088664422注:任意高度堆积坝下游坡浸润线的最小埋深可用插入法确定。5.5.13磷石膏库初期坝与堆积坝坝坡的抗滑稳定性应根据坝体材料及坝基岩土的物理力学性质,考虑各种荷载组合,经计算确定。计算方法宜采用简化毕肖普法。地震荷载按拟静力法计算。坝基存在软弱土层或铺设防渗膜的磷石膏库,应验算经软弱土层及防渗膜上、下界面等潜在滑移面的坝坡抗滑稳定安全系数。坝坡抗滑稳定安全系数不应小于表5规定的数值。表5坝坡抗滑稳定最小安全系数运行条件坝的级别1234、5正常运行1.501.351.301.25洪水运
11、行1.301.251.201.15特殊运行1.201.151.151.105.5.14湿法堆存磷石膏坝的计算断面应考虑磷石膏沉积规律,根据沉积时间和颗粒粗细程度概化分区。各区磷石膏的物理力学指标可参考类似磷石膏坝确定,必要时通过试验研究确定。在用磷石膏坝稳定计算应根据勘察及试验结果确定概化分区及相应的物理力学指标。5.5.15干法堆存磷石膏的物理力学性质指标应按碾压取样试验或参考类似工程实测资料确定。5.5.16上游式堆坝的磷石膏库在堆筑第一级子坝前应通过地质勘察取得磷石膏的物理力学指标,由设计单位复核坝坡稳定性。磷石膏库在堆至1312总坝高时,应对坝体进行全面的工程地质和水文地质勘察,并由设
12、计单位对磷石膏坝做全面论证,以验证最终坝坡的稳定性和确定后期的处理措施。5.5.173级及3级以下的磷石膏坝可采用GB/T18306中的地震基本烈度作为地震设计烈度,当磷石膏坝溃决产生严重次生灾害时,磷石膏坝的地震设防标准应提高一级。1级和2级磷石膏坝的地震设计烈度应按批准的场地危险性分析结果确定。考虑地震荷载时,可按SL203推荐的方法进行计算。5.5.18除1级和2级磷石膏坝外,场地设计基本地震加速度可按表6选用。表6场地设计基本地震加速度a地震烈度7829水平加速度a0.05g0.IOgs0.15g0.20g、0.30g20.40g注:g为重力加速度,单位为m/s?。5.5.19磷石膏坝
13、动应力抗震计算应符合GB50863要求。5.5.20初期坝下游坡坡比在初定时可按表7确定。堆石坝上游坡坡比不宜陡于1:1.6;土坝上游坡坡比可略陡于或等于下游坡坡比。表7初期坝下游坡坡比坝高n土坝下游坡坡比堆石坝下游坡坡比岩基非岩基*5101:1.751:2.01:1.51:1.7:1:1.75-1:2.010-201:2.01:2.520-301:2.51:3.0软基除外。5.5.21当无行车要求时,初期坝坝顶最小宽度宜符合表8规定的数值;当有行车要求时,坝顶宽度及路面构造应符合GBJ22的规定。表8初期坝坝顶最小宽度坝高m30坝顶最小宽度m2.53.03.54.05.5.22磷石膏堆积坝与
14、两岸山坡结合处应设置坝肩排水沟,堆积坝下游坡应设置坝脚排水沟。5.5.23上游式磷石膏堆积坝外坡坡比不应陡于1;2.0,并应结合排渗设施每隔不超过20m高差设置马道及坝坡排水沟。5.6微排洪设计5.6.1 磷石膏库应设置可靠的截排洪设施,以满足在设计洪水条件下的防洪安全。磷石膏库的排洪方式,应根据库区地形、地质条件、洪水总量、调洪能力、回水方式、水质要求、操作条件与使用年限等因素,经过技术比较确定,并符合下列规定)/上游式磷石膏库宜采用排水井-斜槽(/排水管一隧洞(排洪系统:/一次建坝的磷石膏库,可采用溢洪道排洪,同时宜以排水井-或斜槽(控制库内运行水位:/满足饱和酸性条件的磷石膏库,可采用可
15、移动式竖井或穿坝管排洪。穿坝管移除后,应按设计要求通过胶结法或碾压法修复磷石膏子坝,修复区域两周内不得挡水:/当上游汇水面积较大,库内调洪难以满足要求时,可在上游设拦洪坝截洪。拦洪坝以上的库外排洪系统不得与库内排洪系统合并。5.6.2磷石膏库各使用期的防洪标准应根据等别、库容、坝高及对下游可能造成的危害程度等因素,按表9确定。表9磷石膏库防洪标准磷石膏库各使用期等别二三四五洪水重现期年1000-5000或可能最大洪水500-1000200-5001002001005.6.3当确定的磷石膏库等别的库容或坝高偏于该等别下限,磷石膏库使用年限较短或失事后对下游不会造成严重危害者可取下限:反之应取上限
16、。对于高堆积坝或下游有重要居民点的,防洪标准可提高一个等别。磷石膏库失事后对下游环境造成极其严重危害的磷石膏库,防洪标准应提高,必要时可按可能最大洪水进行设计。5. 6.4采用露天废弃采坑或凹地贮存磷石膏的磷石膏库,周边未建磷石膏坝时,防洪应按100年一遇洪水重现期的防洪标准设计:建磷石膏坝时,应根据坝高及其对应的库容确定库的等别及防洪标准。6. 6.5磷石膏库洪水计算应符合下列要求)/应根据各省水文图集或有关部门建议的适用于特小汇水面积的计算公式计算:当采用全国通用的公式时,应用当地的水文参数:有条件时应结合现场洪水调查予以验证:/库内水面面积不超过流域面积的10%时,可按陆面汇流计算。否则
17、,水面和陆面面积的汇流应分别计算。5.6.6设计洪水的降雨历时应采用24h计算,经论证也可采用短历时计算。5.6.7当24h洪水总量小于调洪库容时,洪水排出时间一般不宜超过72ho5.6.8磷石膏库排洪构筑物的型式与尺寸应根据水力计算及调洪计算确定,调洪计算应采用GB50863规定的水量平衡法。5.6.9磷石膏库周边应设置清污分流的截水沟。截水沟过流断面宜按50年一遇洪水重现期的防洪标准设计。当设计的磷石膏最终堆积坝坝顶与初期坝坝顶的高差超过60m时,还宜增设中间截水沟:当上游汇水面积较大并有合适地形时,应专设拦洪坝排洪系统。5.6.10干法堆存磷石膏库的周边应设置可靠的截洪设施,其位置应根据
18、运行的需要综合考虑。5.6.11库前和四周堆排的干法堆存磷石膏库,库前或库周应建初期坝。库内排洪系统除不需考虑澄清水距离外,均应按湿法堆存磷石膏库设计。5. 6.12库尾和库中堆排的干法堆存磷石膏库,排洪设计应满足下列要求:一库沟应建拦挡坝,拦挡坝应按坝型采用相应的水库坝设计规范设计,形成的库容应满足贮存一次设计洪水冲刷静带磷石膏预的要求;其高度与总坝高之比宜为1814,并且不小于5m;应在拦挡坝沟设排水井、管或其他排水设施,及时排出坝沟积水,坝沟排水口应高于磷石膏至积标高05m1.0m以上,并应及时清理坝沟至积的磷石膏;应在磷石膏堆积体最泉的下游涌面设投半层及永久性浆澄向截排水析。5.6.1
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