尾矿库的综合治理在矿山中的应用

摘 要：某黄金矿山是一座国有大型矿山，其发展理念为“发展生态矿业，造福子孙后代”。随着该矿山生产能力的不断提升，尾矿排放量逐渐增加，给尾矿库的安全与环保带来了极大的隐患。为了确保尾矿库的安全运行，满足 环保要求，对尾矿库进行综合治理成为当务之急。

关键词：生态矿业；尾矿库；综合治理

中图分类号：X752 文献标识码：A

亓传铎（1985-），男，山东潍坊人，本科，助理工程师，主要从事选矿工艺技术管理工作。15854537819，

1引 言

尾矿库是一个具有高势能的人造泥石流危险源，存在溃坝危险，且尾矿水中往往含有多种药剂。如果尾矿库一旦发生溃坝、裂缝和沉陷、滑坡和渗漏等事故，就会造成对周围土壤、水系等生态系统的污染。[1]

尾矿库是矿山企业最大的环境保护工程项目。对尾矿库进行合理的治理利用不仅能够充分保障其安全运行，而且能够最大限度的存放尾砂，满足选厂的排尾要求，发挥其效用。

因此，对尾矿库的综合治理工作关系到矿山安全生产的大局，必须加大对尾矿库的管理力度，确保尾矿库的安全运行。

2尾矿库的综合治理技术

近年，某黄金矿山的生产规模不断扩大，日处理矿量迅速增长，随之尾矿的排放量也在日渐增长，尾矿库汇水面积逐渐减小，每次筑坝加高后的使用年限也在逐渐缩短。

该矿山尾矿库后期坝加高方式为尾砂池填法筑坝分次加高，每级子坝高3米，坝顶宽6米，外坡坡比1:2—1:3，内坡坡比1:1，库内回水方式为中央浮船回水，从坝顶一侧至浮船架有浮桥，便于巡检与维修。随着库内尾砂高度的不断抬升，当库区水位上升至浮桥底板0.5米时，进行浮桥加高工程；为了减少筑坝工程量，降低筑坝投资，同时又要确保尾矿的安全运行，当库内四周尾砂距离坝顶≤0.5米时，进行坝体加高；坝体加高结束后，将原坝顶放矿主管道上移至新坝顶外侧，移放矿主管路时，要与选厂积极协调沟通，不能影响选厂正常生产；最后将坝体外坡及坝顶进行绿化，在外坡修筑排水构筑物，以满足安全环保要求。

2.1筑坝工艺

目前，该矿山运用比较成熟的筑坝工艺为尾砂池填法筑坝工艺。

采用池填法筑坝工艺，可充分利用尾矿粗砂自然沉积规律，提高滩顶高程，解决沉积滩坡度缓、尾矿砂土固结速度慢等问题，能够满足汛期尾矿库安全运行要求。[2]具体方法为：首先在一次筑坝区段上分几个小池，近方形，池边长20m，然后用人工或机械筑围埝，埝高0.5m，顶宽0.5m，边坡1:1左右，再安设溢流管，溢流管采用DN50的钢管，间距5m，共10根，溢流管顶口低于埝顶0.1m，溢流口进水口设在靠近里侧围埝2m处，出口断设在坝外2m，便于回收，待围埝筑好后，采用分散放矿向池内冲填，粗粒于池内沉积，细粒随水一起由溢流管排向库内。当冲积至埝顶时，停止放矿，干燥一段时间，再筑围埝，重复上述作业直至达到要求的子坝高度。[3]

尾砂筑坝工艺的优点是工艺简单，筑坝成本低，不需要大型机械设备，坝体密实程度高，不易透水，对库容利用系数高；缺点是筑坝过程中需要有人24小时看护，难以一次成型，筑坝周期长，受尾砂质量影响大。

2.2植被绿化

由于矿石品位低，选矿要求磨矿粒度细，筑坝的尾矿颗粒也细[4]，且坝体标高越高，坝顶风速越大，从而增加了尾矿库扬尘的发生几率。[5]坝体加高结束后，其表面的细砂干燥后极易形成扬尘，对周边环境带来不利影响。将加高后的坝体覆土绿化后，能够有效避免扬尘的影响，并且能够极大的减少雨水对坝体冲刷的影响，防止对周边的水污染，保障了尾矿库的安全。

绿化方式采用在坝体外坡覆盖草袋种植土，覆盖厚度25cm，草袋之间不能留缝。坝顶覆盖20cm厚种植土，覆土厚度要均匀并且压实，坝顶向排水口出形成坡度，便于坝顶排水。

2.3排渗设施

坝体浸润线变化的速度，一般决定于库区水位变化的速度、土体的渗透系数和土体的给水度等因素，与坝体的结构形式特别是坝体的排水条件有很大的关系。[6]

该矿山尾砂的排放浓度为35-40%，尾砂带入库内的水量相对较大，在库内形成水区，通过水区中央的排水管排出，最终返回选厂循环利用。尾矿库内的大量生产用水，能够抬升坝体浸润线高度，造成坝体失稳。为了降低坝体浸润线高度，保证坝体稳定性，需要布置排渗设施。

排渗设施采用预埋的方式进行布置，在坝体加高前提前埋设，排渗管由导水管和透水管组成，导水管埋设在坝体中，透水管埋设在库内，库内透水管进口用土工布封闭，由库区内至坝体外整个排水管形成1%的坡度，便于库内渗水排出坝外。

通过以上工程措施的实施，可以有效的降低坝体内的浸润线埋深，从而使坝体能够满足渗流、边坡稳定及抗震的构造要求。

2.4排水设施

施工排水设施的目的是及时排出雨季期间的降水及排渗管的渗水，防止坝面积水浸泡坝体，造成坝体失稳。

在每级子坝外坡表面砌筑纵向排水沟，必须与下面一级子坝的纵向排水沟上下一致。在有排渗管的坝脚砌筑横向排水沟，横向排水沟由相邻两条纵向排水明沟连线的中间点向两侧方向按1%的坡度放坡。

纵向排水沟的砌筑方式采用砖铺底、两边挡墙用砖砌。两级子坝排水溜槽之间地面用砼垫层，并向坝外侧形成1%的坡度。横向排水沟采用砖砌结构，并用水泥砂浆抹面。

2.5回水系统

随尾砂进入尾矿库的水除蒸发、渗漏损失外，余者全部经回水系统排出坝外，经沉淀澄清后返回选厂使用。排水系统常用的基本形式有：排水管、隧洞、溢洪道和山坡截洪沟等。[4]该矿山尾矿库的排水系统为排水管式，利用浮船进行回水，库内清水经浮船上回水泵直接打入矿区水处理系统，经处理后返回至选厂循环利用。

库区中央回水系统至坝面架设浮桥进行连接，便于对回水系统进行巡检与维修。随着尾矿库的不断加高，浮桥也必须进行相应加高，以保证回水系统的正常工作。

2.6尾矿输送系统

尾矿库内尾砂排放方式为四周分散放矿，放矿时必须保证尾砂四周均匀分布，可以有效增长库内干滩长度。

尾砂输送主管路绕坝顶一周布置，均匀安装放矿支管，合理布置阀门，通过调整阀门达到周边均匀放矿的目的。尾矿库每加高一级子坝，尾矿主管路随之上移，降低材料成本。

2.7观测设施

准确掌握尾矿坝的运行状态，及时采取应急措施，确保尾矿库安全运行，必须对尾矿库布置观测设施，采用人工观测系统，对位移和浸润线进行观测。

浸润线观测孔根据尾矿库的需求，布置在相应坝面。定期对浸润线观测孔进行人工测量，根据孔内的水位情况，掌握尾矿库四周坝体的浸润线高度，对尾矿库的运行状态进行合理评价。

3应用结论

通过近几年尾矿库运行情况看，尾矿库的综合治理工作在生产过程中发挥了巨大的作用，确保了尾矿库服务于生产的目的，发挥了尾矿库的最大效用。同时，保障了尾矿库的安全环保要求，使尾矿库能够与当地生态环境友好相处，为该矿山打造生态矿山迈出了一大步。

（1）利用草袋种植土进行绿化的方法取得了良好的效果，整个坝体表面植物生长良好，坝面完全被绿草覆盖，植物生长茂密，并且避免扬尘，防止环境污染。

（2）坝体纵横排水沟的修筑，对降水进行了有效的汇集，防止了雨季坝顶路面积水的现象，减少了雨水冲刷坝体造成局部坍塌的情况。

（3）利用浮船回水效果明显，库内进出水基本平衡，回水顺畅且澄清，杜绝淤管的现象。

（4）排渗管的安装，达到了预期效果，坝体浸润线明显降低，从而使坝体能够满足渗流、边坡稳定及抗震的构造要求。

总之，尾矿库的综合治理工作保证了尾矿库的安全运行，使尾矿库的环境与周边环境和谐美观，符合安全环保要求，为企业在当地赢得了良好的声誉。

参考文献

[1]冀红娟，杨春和等.尾矿库环境影响指标体系及评价方法及其应用[J].岩土力学，2008,29（8）:2087-2091.

[2]方罗法，舒加强.池填法筑坝提高尾矿库条洪高度[J].矿业快报，2008，（12）：101-102.

[3]徐宏达.我国尾矿库病害事故统计分析[J].工业建筑，2001,31（1）:69-71.

[4] 李荣海，于淼等.尾矿库扬尘综合治理措施研究[J].金属材料与冶金工程，2012,（40）：135-139.

[5]王友保，刘登义.铜官山铜尾矿库植被及土壤酶活性研究[J].应用生态学报，2003,14（5）757-760.

[6]冯守本.选矿厂设计[M].北京：冶金工业出版社，2011.