干式堆存尾矿库安全运行风险分析及对策

陈忠贤

（四川省冶金地质勘查局，四川 成都 610041）

尾矿库干式堆存技术是近年来逐渐兴起的一种新型尾矿堆筑技术。此技术有利于提高尾矿回水利用率，回收废水中所含金属，节约选矿药剂消耗，其环保、安全效益尤为突出。本文以青海某黄金矿山为例，对干式堆存尾矿库安全运行的一些常见风险进行了分析，提出了对策建议。

1 松树南沟金矿尾矿库概况

该矿山建于海拔3600m的青海省门源县青石嘴镇的松树南沟区内。因环保、安全要求高以及冬季生产用水困难，尾矿由传统直排改造为干式堆存尾矿库，最终实现了生产废水零排放。

（1）矿山主要工艺。矿山采用露天开采、汽车公路开拓运输，全泥氰化炭浸提金选矿工艺。尾矿浆采用板框式压滤机进行压滤脱水，再经胶带运输机送至尾矿库内，由汽车转运堆存，库区范围设土工织物全面防渗。

（2）尾矿库系统组成。矿山尾矿库属山谷型尾矿库，全库容324万立方米，总坝高63m，属于三等尾矿库。堆存系统采用下游设初期坝，上游建拦洪坝的两坝方案，筑坝方式采用上游法；排洪系统采用上游拦洪坝拦洪，库区岸坡建排洪明渠泄洪，库底设排水盲沟导排山岩裂隙水及泉水；回水系统为初期坝下游设截渗墙拦截渗水，并设事故池，截渗墙下游再设集水井，将所有渗水扬送回选厂高位回水池供生产循环使用。

2 影响尾矿库安全运行的主要风险分析及对策措施

尾矿库是一个具有高势能的人造泥石流危险源，坝体、尾矿和水是尾矿库安全管理的重点。本文从尾矿库投入生产运行阶段分析影响尾矿库安全运行的主要风险，并提出针对性的对策措施。

2.1 尾矿排放方式及筑坝方式风险分析

该尾矿库初期坝为堆石碾压坝，坝高38m，坝顶宽4m，上游坡比1:1.5，下游坡比1:1.75。坝体安装有在线监测系统，实时掌控初期坝的位移与沉降。

尾矿浆经压滤脱水后采用胶带运输机送至尾矿库内，再由汽车转运堆存。后期坝利用压滤后的尾矿渣（滤饼）干堆筑坝，设计三级子坝（分别高10m、10m、5m），上游法堆筑，外坡比1:4.5，最终坝顶标高3490m。

风险分析：①子坝坡比控制。因前期经验不足，形成的一级子坝坡比1：4大于设计，影响堆积坝稳定性。②堆积坝碾压密实度。因分层碾压密实度受堆高、尾矿含水率、碾压设备等多因数的影响，可能存在密实度不均匀，密实度不够。③堆筑顺序。为了方便就近堆放尾矿，优先占用后端库容，将库内积水推向初期坝一侧，影响坝体安全。④压滤、运输、堆筑设备的可靠性。设备故障引发尾矿不能及时压滤脱水或滤饼不能及时堆筑，造成选厂停产或尾矿浆直接进入尾矿库，增加尾矿库积水。

对策措施：①制定尾矿堆筑计划和作业指导书，精确到月份，每年适时调整，确保堆筑按设计和计划推进。②建立子坝堆筑验收机制,每月对尾矿堆筑进度和质量、岸坡清理、防渗膜铺设、安全文明施工等重点工作严格验收。③严格执行堆筑顺序，采用从下游至上游堆放干尾渣，分层碾压、平整堆筑子坝。④强化设备维护保养，配置备用设备，增强设备运行可靠性。

2.2 尾矿物化特性风险分析

经压滤后的尾矿渣（滤饼）主要由矿石、选矿药剂、水组成，PH值8.5，尾矿堆积干容重1.45吨/立方米。

风险分析：①尾矿粒度-200目占88%～90%，较细，滤饼材料级配较差，堆筑的子坝稳定性相对较差，易在动荷载作用下发生变形，抗液化强度降低。②矿浆浓度在40%～42%之间，若选矿厂停机检修或洗炭导致矿浆浓度降低，影响压滤机工作效率，滤饼含水率将增加，堆积的子坝稳定性将会降低，严重时会出现堆积坝面液化现象。③尾矿渣中含有有毒物质氰化钠，干燥后可能有粉尘扬散，污染周边环境。

对策措施：①严格按生产参数控制好尾矿粒度和矿浆浓度，通过化验检测磨矿细度和矿浆浓度，控制磨矿粒度-200目含量不超过90%，矿浆浓度不低于40%，坝坡稳定安全系数满足要求。②严格控制压滤车间各项参数，确保滤饼含水率不超过20%。尾矿含水严重超标情况下，在堆筑作业区铺垫石块，以确保子坝稳定性及正常作业。③滤饼及时运输、堆筑并覆盖防尘布，已形成的子坝覆土植草。

2.3 排洪系统风险分析

排洪系统采用上游拦洪坝拦洪，库区岸坡修建排洪明渠泄洪的方式，泄洪流量按200年一遇进行设计。库区右岸修筑宽顶堰渐变排洪明渠，将库区拦洪坝以上及右岸坡雨洪水排至下游原河道；库区左岸设岸边截洪沟，排出雨洪水。库底和库周边设排水盲沟导排库内山岩裂隙及泉水。

风险分析：①边坡变形失稳或坍塌，堵塞或损毁排洪构筑物。②泥石流影响，该尾矿库上游与矿山采场相连，采场有大量采空区和平硐，冰雪融化后易造成突水，引发泥石流，造成拦洪坝漫顶，淤积排洪明渠。③排洪构筑物受冰冻、洪水影响，出现坍塌、开裂、渗漏，排水盲沟冬季结冰不能正常排水，增加库内积水。

对策措施：①加强汛期安全管理，开展巡排查及时发现和处置地灾隐患，及时进行清淤和疏通，确保排水畅通。②冰雪融化期密切关注采空区积水动态，提前导流排出地下水和地表水。③汛前对排洪构筑物进行检查修缮，及时维护和更换止水条，在排水盲沟集水井安装水泵，及时排出库内泉水。

2.4 防渗及回水系统风险分析

因尾矿含有少量剧毒氰化物，库区范围采用高密度聚乙烯膜（HDPE膜）全面防渗。初期坝下游设截渗墙，拦截意外渗水，截渗墙下游再设集水井，收集截渗墙未完全截住的渗水，并扬送回高位水池供生产循环使用。

风险分析：①尾矿中含水或库内积水可能出现少量渗漏，污染地下水。②遇连续暴雨，库内积水超过警戒水位，影响坝体安全。③回水系统设备故障或选厂意外事故停机，废水无法回抽高位水池造成废水外溢。④回水管道突然爆裂，造成环境污染。

对策措施：①在尾矿坝下游设5口观测井，对水量和水质进行动态检验监测。②加强夏季汛期巡查，库内水位超过警戒水位或长时间处于高水位状态，将库内积水经处理达标后排放。③维护保养回水系统设备，配置备用水泵、回水管。无法恢复回水系统时，则将截渗墙、集水井废水回抽到库内或应急坝内，待恢复正常后再返回生产系统。④加强冬季巡查，及时发现和抢修设备故障，在爆管处采取隔离措施，对周边土壤进行无毒化处理。

3 结论与建议

影响尾矿库安全运行的主要因素是渣和水，只要将尾矿渣和地表水、地下水、生产废水进行分类、分流管理，尾矿库就能按照设计预想的方式安全运行。本文所述的干式堆存尾矿库与常规直排相比，实现了相对固液分离，尾矿为干尾矿，废水全部回用不外排，本质安全程度更高，该项目基本实现了安全稳定运行。