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延伸尾矿库服务年限的途径
作者:贺金刚,…   文章来历:letou网   点击数:   更新时刻:2009-5-22 11:03:42
 

 

  前 言

  尾矿库是矿山企业中十分重要的环保和安全设备,依照尾矿坝堆积办法的不同,首要有上游法、中线法、下流法尾矿库。鉴于上游法筑坝工艺简略、便于办理、适应性强的特色,我国95%以上的尾矿库选用上游法筑坝[1]。但上游法尾矿库遍及存在着库容利用系数低、能耗高、坝体上升速度快、尾矿固结时刻短、滋润线高级缺陷,严重影响了尾矿库的服务年限,并存在安全隐患。

  跟着采选工业的开展,我国尾矿每年以超越3亿t的速度添加,需求更多尾矿库堆存。而现在我国许多尾矿库已处于服务后期,新建或对现有尾矿库进行改造已火烧眉毛。因为新建尾矿库工程量大、建造周期长,出资巨大,国内现在遍及选用加高扩容延伸尾矿库服务年限。可是因盲目延伸尾矿库服务年限而导致溃坝的事端时有发生,如2006年4月30日陕西镇安尾矿库溃坝,逝世17人;2007年11月25日辽宁海城一尾矿库溃坝,构成16人逝世。其溃坝原因都是私行加高坝体,改动坡比,构成坝体超高,边坡过陡,超越极限平衡,使坝体失稳。因而,在挑选建造计划时,要充分利用库区地势,选用新技能、新工艺,改善坝体结构,从根本上保证尾矿库安全,到达延伸尾矿库服务年限的意图。本文针对尾矿库服务中、后期,对延伸尾矿库服务年限所选用各种工艺技能进行讨论。

  1  现有尾矿库技能改造

  现有尾矿库技能改造,即在不加高现有尾矿库的基础上,采纳一些技能办法,在保证尾矿库安全的前提下,添加尾矿库的服务年限。首要有:改善尾矿库放矿工艺、高浓度尾矿堆筑等。

  1.1 尾矿放矿工艺

  1.1.1 坝前接前放矿

  现在尾矿库坝前放矿一般选用管架法、斜管法和会集放矿3种办法。管架法和斜管法一般用于坝轴线较长的尾矿库。涣散管的间隔、管径一般由尾矿粒度、矿浆浓度、流量等确认,涣散管间隔一般为15~20 m。会集放矿一般因坝轴线短而选用此种办法。放矿(支)管一般长度2~3 m,放矿时简单在坝前构成堆积堆,使尾矿堆积滩构成坎或部分陡坡,下降了库容利用系数。为了进步库容利用系数,涣散管或会集放矿管应尽或许延伸到库内,进步库容利用系数,一起使细粒尾矿远离坝体,进步坝体安稳性。

  技能特色为能使尾矿充分运移,使尾矿在堆积滩散布均匀,进步库容利用系数。

  1.1.2 库尾冰下放矿

  在高寒区域,为了战胜低温排放尾矿困难,运用冰下排放尾矿的办法,如黑龙江松江铜矿、铜陵有色凤凰山想念谷尾矿库、安庆铜矿朱家冲尾矿库等,均选用库尾冰下放矿。

  技能特色:①能战胜低温排放尾矿困难问题;②充分利用水体搁置库容,到达进步库容利用系数的意图。

  1.1.3 归纳法放矿

  此种办法是对库尾冰下放矿技能的开展,选用坝前和库内水体下归纳排放尾矿的办法,进步库容利用系数。

  其技能特色:①充分利用原有设备和尾矿库搁置库容,进步库容利用系数,减缓坝体升高速度,在不加高尾矿坝的状况下,便能完成扩容;②有满足的库容、水下体积、干滩长度;③放矿时在不影响尾矿筑坝和干滩长度,不侵吞调洪库容的状况下进行;④放矿时依据干滩长度、筑坝状况合理调整坝前及库后放矿量,保证坝体均衡上升。

  金堆城栗西尾矿库即选用该归纳放矿办法[2],首要尾矿量在坝前选用分段涣散放矿,少数尾矿在库后水体下选用移动分段涣散放矿。据测算在规划范围内,库容利用系数由077进步到085,坝体上升速度每年削减0.85 m/a,添加了库容3 000多万m3。 

  关于细粒尾矿库也可选用归纳法放矿。用旋流器将尾矿分级成粗颗粒尾砂和细颗粒矿泥,出产满足量粗颗粒尾砂进行坝前放矿筑坝,细粒矿泥排入水下库内。其工艺体系见图1。

  但该办法在库容缺乏或堆积坝顶的安全超高时,存在安全隐患。现有国外北极区某山坡型尾矿库挑选了如下办法[3]:气温0 ℃以上时,涣散向堆积滩放矿;气温0 ℃下时,选用归纳法放矿,用旋流器将尾矿分级成尾砂和矿泥,尾砂部分会集排放到与山坡毗邻的尾矿库坡岸上,矿泥排入冰下库池内。这种把浓缩尾矿运送到排放地最高点邻近排放的工艺比尾矿库按层增高的工艺多贮存250万m3尾矿,冰下保有未充溢的空间,构成清的回水。

  1.2 高浓度堆筑改造扩容

  高浓度尾矿堆坝技能是EI·I Robinsry在1965年构思规划的,现已使用在加拿大、美国、秘鲁等国家。据材料[4]介绍该办法将尾矿经稠密机浓缩后,浓度≥50%,运送至库内预订排放点,一切尾矿悉数呈浆状堆积,没有分级,在排放口可构成锥形堆积体。为排放尾矿,需构筑一些坡道,跟着堆积体的增高,逐渐举高斜度。这种堆存办法多在较大面积的平地或丘陵地选用。与传统上游法筑坝比较具有库存才能大,不需求用尾砂筑后期坝,安稳性高,下降渗漏水和粉尘对库周围环境污染的影响等。

  国外用高浓度尾矿堆筑法改造上游法,可添加尾矿库的服务年限。如加拿大新不伦瑞克省哈达姆矿选用上游法扩建尾矿库需添加周边坝,而选用高浓度法扩建,可添加15年库容量,且不需添加周边坝的高度。美国亚利桑那州麦戈马铜矿,保证20年尾矿处理量,尾矿库用上游法扩建,需加高,而选用高浓度堆筑,只需沿山沟内侧较高区域设置固定点排放,无需加高即可满足需求。

  我国齐大山铁矿风水沟尾矿库进行了高浓度尾矿堆坝实验,结果表明,合理的尾矿排放浓度为50%,坡道式排放,分期分段设置拦塘坝,比上游法可添加80%库容量。

  因为该项技能触及尾矿运送体系改造、放矿筑坝办法的改动,存在办理及技能联接等问题,需进一步研讨。

  2  尾矿库加高扩容

  尾矿库加高扩容技能首要有持续上游法和上游法改中线法扩容加高。

  2.1 上游法加高扩容

  该办法的技能特色是沿袭原有放矿办法和堆坝工艺,能最大极限的运用现有设备,削减很多工程费用等,因而国内遍及选用上游法持续扩容加高。

  选用上游法加高扩容需对尾矿库排洪体系、回水体系、坝体降渗等设备进行改造,有时乃至考虑一些副坝工程。假如盲目加高则有或许导致坝体失稳,乃至溃坝等严重后果。因而,选用该办法需求进行专门的渗流、动力安稳剖析,在保证安全的前提下,进行尾矿库的加高扩容。国内大都矿山尾矿库选用此种办法。如金堆城木子沟尾矿库、米箭沟尾矿库、马鞍山南山铁矿凹山尾矿库、首钢大石河尾矿库等。

  在上游法加高扩容中,一些尾矿库依据其本身特色进行了技能改善:

  (1)堆积滩上宽渠道筑坝:如云南海口磷矿桃树箐尾矿库[4]依据尾矿较细、含水量高、不能自堆坝的特色,选用在堆积滩必定间隔构成宽渠道,上游法分期筑坝。在堆积滩相似饱满亚粘土地基上,选用土工布与毛石垫层的单面排水办法,加快堆积滩的排水固结,进步地基强度,建成了两期堆石透塘坝,扩展了老库库容。

  (2)大间隔子坝的冲沟式堆坝:龙烟矿山公司小吴营尾矿库[3]处于服务后期,库内沟岔多,依据沟沿高差,在库内必定间隔的尾矿滩上用粗尾矿筑子坝后,向子坝内放矿。

  (3)加筋土坝结构加高坝体:大石河铁矿孟家冲尾矿库使用加筋土坝结构加高坝体,既不占库内用地又不占坝外土地的加高坝体新办法[5]。

  2.2 上游法改中线法扩容加高

  上游法尾矿坝简直都存在程度不同的病害前史:滋润线溢出、渗流损坏、坝面沼泽化等。而下流法和中线法都具有滋润线较低、抗震安稳性好的长处,在上游法筑坝的基础上,改用中线式筑坝加高扩容工艺,从而使接近晚期老尾矿库完成大幅度扩容,在我国已有成功经验。如太钢峨口铁矿1#尾矿库、通钢板石矿业公司尾矿库[6]。其特征是,以上游法筑坝的尾矿库的最上部子坝为固定轴线笔直向上分层筑坝,将原尾矿库加高扩容,用水力旋流器将尾矿浆分级,粗粒级尾矿排放到坝外堆成尾矿沉砂堆积体,细粒级溢流矿浆充填到库内成堆积体,在坝下流堆筑滤水堆石坝。

  其技能要求:(1)采纳加固办法保证坝体安全;(2)尾矿中要有满足量沉砂及时分离出来,是中线法胜败要害;(3)适宜的水力旋流器设备。

  选用这种筑坝法改造现有的尾矿库比用上游法扩容量大、出资省、安全性能好。存在问题首要有:(1)改造后的坝体安稳性;(2)不同放矿办法的技能办理联接;(3)坝体下降滋润线;(4)坝外坡面防尘。

  3  结论及主张

  (1)接前坝前放矿能有用进步库容利用系数,保证坝体安全,应大力推广使用。

  (2)改善现有尾矿库放矿工艺,选用归纳法放矿,能够添加库内回水量、减缓坝体上升速度,增强坝体安稳性,一起下降能耗。在不加高尾矿坝的基础上添加尾矿库的服务年限,充分发挥尾矿库的潜能,安全、环保性较高,应大力推广使用。

  (3)高浓度堆筑改造扩容,相同能够在不加高尾矿坝的基础上添加尾矿库的服务年限,但技能杂乱,在我国起步较晚。高浓度尾矿筑坝技能因其有明显的节能、环保、安全作用,应是往后开展方向,需进一步加强研讨及使用。

  (4)在现有尾矿库上进行加高扩容,无论是上游法、上游法改中线法等,都需求对尾矿坝进行专门的渗流、动力安稳核算,并对排洪体系、排渗体系等进行加固处理,保证尾矿库安全。

  参考文献

  [1]田文旗,薛剑光尾矿库安全技能与办理[M]北京:煤炭工业出版社, 2006

  [2]郭振世,贺金刚,等栗西尾矿库延伸服务年限及环境保护研讨报告[R]金堆城钼业集团有限公司,2006,6

  [3]吴金有,杨德安国内外尾矿节省土地的堆置工艺办法三则[J]金属矿山,1990,(9):48-50

  [4]裘家骙,陈禄华高浓度尾矿堆筑新技能[J]湖南有色金属,1988,4(1):27-28

  [5]王树加筋土坝在孟家冲尾矿库加高工程中的使用[J]冶金矿山规划与建造,2001,33(4):24-31

  [6]王柏纯,曲忠德选用中线法筑坝工艺完成尾矿库大幅扩容[J]矿业快报,2002 ,(17):18-20

文章录入:摆渡船夫    责任编辑:摆渡船夫 
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