干堆工艺尾矿库建设中的应用

(五矿二十三冶建设集团矿业工程有限公司 湖南 长沙 410000)

干堆工艺尾矿库建设中的应用

龚延军

(五矿二十三冶建设集团矿业工程有限公司湖南长沙410000)

结合自己积累的一些工作经验，先对尾矿干、湿堆工艺及其优缺点进行了简要的阐述，然后对干堆工艺需注意的问题进行了研究，最后对几个尾矿干堆工程的应用实例进行了阐述，希望能够为类似工程提供一定的指导与参考。

干堆工艺；尾矿库；应用

一、前言

上世纪90年代，尾矿干堆工艺在我国得以实施，目的是为了节约用水、避免有毒物质对周边水质造成的污染，提高利用率，减少尾矿库的征地面积。近些年来，随着现代科技的不断提升，改进机械设备及地形地质限制等，通过对经济效益、生态效益等方面论证对比后，干堆工艺得到了越来越广泛的应用，并受到了人们的青睐。

二、干、湿堆工艺及其优缺点

(一)干堆

按照排矿的不同，可将其分成库尾排矿、库前排矿以及周边排矿等形式。通过对含水率的控制，使其达到20%，甚至还会低，进而形成了“滤饼”，并运输到干堆场，然后通过设备的分层，使碾压达到了一定的要求。

(二)传统湿堆

按照堆筑方式的不同，可以分成上游式、下游式、中线式和一次性的筑坝。其中，我国大部分尾矿库都采取的是上游式的筑坝，把含水率较高的尾矿浆运到坝前，再通过放矿主管、支管分散放矿的方式均匀进行排放，从而形成了沉积的滩滩面。

(三)优缺点

传统的湿堆优点是工艺比较成熟、实例多、经验丰富、尾矿库竣工后运营成本比较低。其不足与本身的特点有关，由于具有最小控制干滩长度、超高、调洪等方面的要求，因此，该类尾矿库占地面积比较大、费用高，对于周边生态环境的破坏也较大。另外，由于库内长期积水，使堆坝边坡安全性及其稳定性受到浸润线的影响。根据不同尾矿粒度和放矿，也要加大管理。相比之下，尾矿干堆不但能够节约用水，减少了药剂的消耗量，降低了对生态环境的污染，而且还能够提高尾矿库利用率。但就目前分析，干堆也存在着一定的问题。1.推广应用范围及其技术的成熟度比较有限，实践经验欠缺；2.对于不同地形、地质及其尾矿性质等因素，缺少应用和试验的相关分析作为支撑；3.干堆的工艺环节比较多，前期对设备投入较大，后期对设备维护与各环节的协调管理比较繁琐，大额的资金使一些小型矿山企业难以承受。

三、干堆工艺需注意的问题

1.干堆工艺的选择对于南方多雨、地形与地质条件受限的区域，采取干堆工艺时，还要慎重进行考虑，多方面进行论证，避免由于排洪设施、输送设备等要求，造成投资过大、管理困难的局面。

2.防洪设施设置干堆库时，周边设置坚固可靠的排洪设施，若上游的汇水面积比较大的时候，还要设置拦水坝。对于库前或周边排矿方式的干堆库，库内的排洪设施可以参照湿堆进行设计。对于库尾排矿的干堆库，可以在拦挡坝前设置排水管井。

3.扬尘防护干堆与湿堆不同，其一大区别是所排尾矿含水率较低，在大风作用下，堆坝极易出现扬尘，进而对周边环境带来了极大的影响。因此，库内可采取洒水喷淋或灌木绿化等措施。

4.尾矿干堆大部分的尾渣处于非饱和的状态，抗剪强度指标提高，压滤后“滤饼”不易产生沉积，加之浸润线比较低，降低了渗透变形与地震液化的出现。对于尾矿堆坝来说，分阶段进行稳定性复核。若堆坝外坝坡的坡度比较陡的时候，还要考虑降雨入渗以及表面湿化的情况。另外，对于一般抗震计算可采取拟静力法，对于设防烈度较高或条件较复杂的，可采取时程法进行判断。

5.干堆的监测内容包括滤饼含水率与干密度、堆场上下游水质、粉尘监测，以满足环境空气的质量；对于坝体浸润线的位置，外坝坡坡面沉降、裂缝、滑坡及其表面的侵蚀及时进行监测，并对数据进行收集；降雨量多的地区还要对雨量进行监测；此外，汛期库内有调洪要求的，还要对水位进行布置监测。

6.日常的管理内容包括：对于压滤设备的维修及养护；强化从业人员责任与安全意识，严禁乱排、乱堆尾矿；对日常巡查和监测中的数据进行分析，发现问题及时进行处理。此外，还要制定科学合理的应急管理预案。

四、应用实例分析

(一)新建尾矿库

某尾矿库的总坝高是35m，为了有效减少征地及其对周边经济作物造成的影响，堆坝采取库前排矿的干堆工艺。通过修建初期坝，由坝前向库内对干尾渣进行排放，然后通过分层碾压、分台堆筑不断上升，最终形成了1：6的外坝坡。库尾积水及库内汇水通过溢水管与排渗盲沟导入到下游。此库堆坝与上游式的湿堆相类似，而且结合库址山谷型的一个特点，更有利于修建盘山公路，从而保证了堆放要求的干渣料顺利运到坝前，并有效保证了碾压的实施。

(二)临时干堆渣场

此渣场是一个临时的干堆库，总坝高是39m，由于渣场库尾有一些老渣堆体，为了有效避免库内的积水对于渣体坡脚处形成的淘刷，影响到稳定性，临时渣场可采取库尾排矿的形式。渣料通过皮带进行运送，然后分层进行碾压，另外，堆坝坡脚处要设置拦渣坝，下游设置挡水坝，两者间的封闭区域作为调节池。此渣场最大特征是库面不积水，因此，雨水及汛期的洪水顺着库面所设置的纵、横雨水沟排入到下游。拦渣坝与挡水坝间的容积可以兼作泥沙收集和回水池。其服务年限比较短，仅1个月就会堆满，由于坝前没有设置排水设施，若遇到库容量大、拦渣坝前积水，那么就要修建坝前排水管井，把水及时导出，从而大大减少了对于堆渣所造成的影响。

(三)大沙地尾矿库

此尾矿库总坝高是36m，是一个典型的四周平地型的筑坝。选厂所排尾矿浆经过浓密及其压滤脱水进行处理以后，通过移动式的皮带进行输送，然后经过推土机进行分层碾压。多余的水量通过排渗盲沟汇入到集液池内，然后通过处理后回抽到选厂，进而满足了生产的需要。在干堆进行实施的时候，该库由于场内面积比较大，通过皮带移动传输，能够有效把矿渣分块、分区进行堆放、晾晒，并通过推土机辅助堆放与碾压，能够使尾矿满足设计要求，加快了尾矿固结的速度、提高了坝坡的稳定性，并保证了尾矿库的库容利用率。另外，优于山谷型地形条件，也大大降低汛期洪水对于干堆库所带来的影响，洪水通过初期坝外侧截洪沟能够得以收集与排泄。库内雨水经排渗的盲沟与库面纵、横雨水沟排到集液池。

五、结束语

综上所述，从节能减排与环保要求进行分析，尾矿库的干堆对于传统的湿堆更具有明显的优势。由于尾矿库进行建设的过程中，要结合气候、环境、地形条件等多方面因素进行考虑，不要一味的追求新工艺和新设备。因此，在尾矿建设过程中，对干堆工艺综合进行考虑，并且在堆放过程中，定期对尾渣进行取样与分析，复核边坡的稳定性，从而实现了最大化的效益。

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[2]岳俊偶，付琳.尾矿干堆技术在黄金矿山的应用实践[J].黄金，2010，31(8)：51-54.

[3]吴鹏，胡建军.堆积参数对膏体尾矿堆积体稳定性影响分析[J].有色金属(矿山部分)，2012，64(3)：61-64.

龚延军(1982.2-)，男，江苏人，五矿二十三冶建设集团矿业工程有限公司。