尾矿库的环保防渗设计

摘要：尾矿库是矿山企业贮存尾矿的重要设施，在环保、增效等方面具有重要的作用。为了避免尾矿污染环境，尾矿库必须严格按照环保标准要求来进行环保防渗，根据实际需要采用单层或双层防渗土工膜衬层来达到环境保护目的。科学合理的设计，规范精心的施工，外加严密的技术检测，能有效保证防渗土工膜衬层的水利防渗性能，提高尾矿库环保性能的可靠性。

关键词：尾矿库；防渗土工膜衬层；环保防渗设计

Abstract: the tailings is mine enterprise storage tailings of important facilities, in environmental protection, efficiency, and so has an important role. In order to avoid tailings pollution of the environment, shall be in strict accordance with the environmental protection standard of the tailings requirements for the environmental protection seepage control, according to actual needs, the single or double leakage-proof geomembrane lining layer to achieve environmental protection purposes. Scientific and reasonable design, regulating the elaborate construction, and strict technical inspection, which could guarantee the leakage-proof geomembrane lining layer of water seepage control performance, improve the reliability of the tailings environmental protection performance.

Keywords: tailings; Leakage-proof geomembrane lining layer; Environmental protection seepage control design

中图分类号：S611文献标识码：A 文章编号：

矿山企业在生产运营的过程中，选矿厂选出精矿后会产生大量泥砂状的尾矿，这些尾矿中含有一定数量的有用成分和有害成分，如果随意排放既导致资源的流失和浪费，还会覆没农田、河道，导致严重的污染和灾害。目前，我国要求矿山企业应设立尾矿库来负责尾矿的贮存或进行无害化处理，因此尾矿库的合理建设与日常维护，成为各级安监部门和环保部门重点关注的环节。

一、尾矿库概述

尾矿库是用以堆存尾矿等工业废渣的重要场所，通常包括初期坝、尾矿堆坝、排洪、回水、尾矿输送和监测设施等系统。尾矿库将选矿厂产生的大量尾矿集中堆存、妥善处理，能够回收利用一部分资源，并有效保护周边环境。例如在水资源保护方面，矿山通常都是用水大户，处理1t原矿的用水量通常达到4t以上，有些甚至达到20t，处理原矿后的废水在尾矿库中澄清、净化后能够重复利用，理论上可以达到近90%的回水利用率，从而为保护水资源做出贡献。

由此可见，只要矿山生产有尾矿生成，就需要建立尾矿库对尾矿废弃物进行妥善处理，以免尾矿排放到江河、湖泊、农田等处产生污染和水资源浪费。尾矿库属于重大危险源，一旦出现尾矿库建设、管理、维护问题，将给矿山企业带来巨大的经济损失，给社会带来巨大的环境污染问题和系列的社会问题，甚至是重大的灾难。虽然各矿山企业极为重视尾矿库的建设，但在尾矿库建设和使用的过程中难免出现各种问题，而且尾矿库建设投资通常占到矿山建设总成本的10%以上，有的甚至接近选矿厂建设投资，尾矿库运营成本也通常达到选矿厂运营成本的30%以上，因而如果做好尾矿库设计、施工、检测、使用、管理、维护等工作，成为矿山企业生产管理的重要内容。下文中，仅针对尾矿库的环保防渗设计作简略探讨。

二、尾矿库的环保防渗设计

1.尾矿库对周边环境的影响

尾矿库对周边环境的影响主要可以分为水环境、土壤、地质灾害三个方面来论述：在水环境方面，矿山企业在生产过程中势必会产生选矿废水，如果这些废水直接排入环境，将导致地下水污染及地表水污染，而且尾矿砂在风化、侵蚀的作用下也会产生渗滤液，这些渗滤液中包含有机物、金属盐类、硫化物、酸根离子等有害物质，不加以处理也会对周边水资源造成污染；在土壤方面，尾矿库在建设、使用的过程中必然会阻断所在地生物与土壤间的物质交换，使周边土壤不再适宜栽植植被，而且建设过程中会因整理土地、砍伐开垦、剥离地表等造成水土流失，并且堆放的尾矿也会溶出重金属等有毒有害物质渗入土壤，使土壤环境恶化；在地质灾害方面，尾矿库通常建设在海拔较高的地段，是矿山企业具有高势能的危险源，在使用过程中雨水、鼠洞、管理不善等自然因素和人为因素无时无刻不在威胁着尾矿库的安全，一旦尾矿库出现事故，将带来极大的灾害。

由此可见，尾矿库设计阶段要综合考虑尾矿砂的性质、尾矿库库址的工程地质条件，选择适宜的防渗方案，做好环保防渗设计，才能保证尾矿库的安全、长期使用，降低尾矿库对水环境、土壤等带来的污染和危害。

2.尾矿库管理的环保思路

随着“绿色矿业“理念的不断普及和深入，正确协调社会经济发展与自然环境、资源之间的关系，走可持续发展之路，得到了国内矿山企业的普遍认同。为提高尾矿库的环保性能，必须做好选址、污染治理和无尾工艺等工作。

尾矿库的选址十分重要，直接关系到尾矿库投资成本的大小和环保效益的高低。通常尾矿库需要避开人口密集区与生态敏感区，应在设计阶段先选择多个地址，经过认真勘察和技术经济比较后选择最优方案。在选址时，需要坚持以下原则：第一，尾矿库库容力需要满足矿山企业实际生产尾矿量和年限的需求，服务年限必须保持在5a以上；第二，尾矿库与选矿厂距离要近，尽量在选矿厂下游，以便于尾矿输送和选矿厂的生产；第三，尾矿库尽量远离居民区、名胜古迹、水源地等处，并处于这些地方的下游方向；第四，尾矿库选址尽量不占农田，避免迁移村庄；第五，尾矿库选址尽量不在可开采矿床和不良地质上部，必要情况下需经过全面的技术经济论证；第六，库区纵深应尽量长、口部要小、纵坡要缓、库容要大、汇水面积要小、排洪系统要小。

污染治理是尾矿库管理工作中的一个难点问题，相关管理部门必须要重点处理污染严重的遗留问题，加大治理整顿力度，通过生态环境履约金等机制和矿业秩序治理整顿来营造一个环境保护与矿业生产协调发展的局面。

无尾工艺是矿山企业发展的重要研究课题，需要针对实际问题研究合理的处理措施和利用方案，进行有计划的加工再利用，并加大“三废”的综合回收利用投入力度，依靠高新技术将废弃物转换为建筑材料等有用之物，推广高效率、低成本的工艺技术，尽量减少尾矿生成量与堆放量。

3. 尾矿库的环保防渗设计

尾矿库发生渗漏的主要原因在于地基、坝体变形，尾矿澄清水结冰，土工膜粘结不良，地震作用，坝体沉降，放矿管理不善等原因。尾矿库管理的环保思路仅是从大方面就如何提高尾矿库环保水平进行了简单论述，下文将具体探讨如何进行环保防渗设计，从小环节提高尾矿库的环保水平。

对于贮存及处置一般工业固体废物或是危险废物的尾矿库，按国家的相关标准，尾矿库根据贮存尾矿的浸出试验性质、浸出液的危害程度和ph值的大小细分为“第I类”、“第II类”，其中尾矿库属“第I类”堆置场所的，不需要专门设置环保防渗措施；尾矿库属“第II类”堆置场所的，必须根据GB 18599-2001标准采取相应的环保防渗措施：天然基础层如果渗透系数在1.0×10-7cm/s以上，需要采用人工或天然防渗层，并确保防渗层性能达到1.0×10-7cm/s与1.5m厚粘土层的性能。

对于贮存及处置危险废物的尾矿库，需要根据GB18597-2001标准设计环保防渗衬层：如果天然基础层渗透系数在1.0×10-7cm/s以下，厚度在5m以上，不需要设置防渗衬层；如果天然基础层渗透系数在1.0×10-7cm/s和1.0×10-6cm/s之间，需要设置单层土工膜复合防渗衬层；如果天然基础层渗透系数在1.0×10-6cm/s以上，需要设置双层土工膜防渗衬层。

需要指出的是，尾矿库土工膜衬层的环保防渗与传统的水利工程防渗存在很大不同，尾矿库的环保防渗设计目的在于避免环境污染，防渗要求比水利工程要高，对用于防渗衬层的材料要求更严。尾矿库通常复合使用膨润土防渗毯、防渗土工膜等构成防渗衬层。

三、结语

综上所述，尾矿库的环保防渗治理是一项十分复杂的系统工程，需要严格依据相关的标准规范设计、严格施工。只有做好土工膜衬层环保防渗设计，并妥善处理尾矿库设计、施工、管理、维护等各方面工作，进一步重视污染治理，加大对无尾工艺的研发和推广，才能从根本上提高尾矿库的环保水平，切实保障尾矿库的安全、稳定使用，实现节约资源、保护环境的目的，为矿山企业创造更大的经济效益、环保效益和社会效益。

参考文献：

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