机械论文发表尾矿地表高浓度堆存技术总论(2)

(3)尾矿入库顺序

尾矿滤饼入库之方式可参照传统尾矿筑坝形式：上游式、中线式、下游式，但由于采用以上形式时，库内有积水，大大降低了滤饼形式堆放之效果，因此实际工程中很少采用，只在个别加高扩容老尾矿库时采用。

大多数工程中提倡倒排式入库，即从库尾开始逐层堆筑，逐步向下游推进，最后形成库尾高、下游低之形式，一般坡度在0.5%~1%为宜。这种入库形式之主要优点是：库内不存水;库内无水尾矿不饱与，从而不易液化;一旦失稳后不会长距离流动，不会形成大之泥石流危害;缩短库内溢水管长度等。倒排式能够及时将库内积水排出，大大提高尾矿库之安全度。

3.1.2.2 膏体形式堆存

(1)膏体尾矿之定义与膏体尾矿与较高浓度尾矿浆之区别

膏体尾矿是一种具有流动特性与一定屈服应力，并有足够之呈胶体状态水之不离析尾矿固液混合体。如果用塌落度来定义尾矿膏体之话，被定义为塌落度在178mm至254mm之间之尾矿浆体[5]。因组成成分不同、物理化学特性差异、处理工艺不同以及水之存在形式之不同，不同物料形成之膏体所表现出水力学指标相差较大。

膏体尾矿与较高浓度尾矿浆不是一个概念，不是所有之尾矿都能形成膏体，应对特定之尾矿进行必要之试验。在较高浓度尾矿浆与膏体尾矿之间有一个过渡，对于不同之尾矿，这个过渡应经过试验取得。对于达不到膏体标准之较高浓度尾矿浆是否能够进行地表堆存、如何堆放等问题，本文暂不进行讨论。

膏体尾矿堆存方式

膏体尾矿之堆存方式虽也采用管道输送，但与传统之矿浆排放之堆存方式有质之区别，尾矿膏体入库以后，水与固体之间、固体中之粗细颗粒之间不产生离析，膏体表面不产生流动之水，属于干法堆存。加拿大安大略省Kidd Creek尾矿堆场始建于1973年，是世界上第一座采用膏体尾矿堆存方式之尾矿堆场，当前入场尾矿1亿吨，至2023年，设计入场尾矿1.3亿吨，设计堆积总高度29m[6]。内蒙古乌奴格土山铜钼矿在国内大型有色金属矿山中打开了膏体尾矿堆存之先例。现常用之膏体尾矿之堆存方式主要有：自由式堆存、山谷堆存与筑坝堆存三种。

①自由式堆存

此种方法适用于开阔地带，膏体自流沉积坡度在5%~7%左右。自由式堆存可选择单管排放，也可选择多管轮流前进式排放。

单管排放之自由式堆存：此种情况下，会形成一个坡度较缓之圆锥体，稳定性较高，不需筑坝，为了防止库内降雨对环境之污染，建议在库下游建一个拦水坝，将雨水沉淀后再外排。

多管轮流前进式排放之自由式堆存：此法是指采用多条管道，间隔一定距离沿尾矿沉积坡度轮流向前放矿，停止放矿之尾矿表面很快干裂，表面强度增加，此时在干裂之尾矿堆上继续安装支架与向前接管，在先前排放之已干裂之尾矿上面继续放矿。此种方法可以增大膏体自流沉积之角度，从而增大尾矿堆存量，适用于降水量少、蒸发量大之地区。

②山谷堆存

此种方式是利用山谷地形之有利条件进行尾矿之堆存，即有一段很平缓而且又比较窄之山沟，利用自然地形平缓，尾矿自流沉积坡度相对比较陡之高差堆存尾矿。河北峪耳崖金矿新选矿厂尾矿库即采用此种堆存方法[5]。

③筑坝堆存

膏体尾矿之筑坝堆存多采用上游放矿，下游筑坝之方法，原因同滤饼堆存方式中之倒排式入库。筑坝堆存方式初期坝工程量比较小，随着尾矿排放量之增多，用下游筑坝法逐级加高尾矿坝。

3.2在尾矿堆存之后利用自重压力疏干水分

此方法是指在矿浆中加入一定量之絮凝剂经浓密机浓缩后达到40~50%之浓度，通过砂浆泵装入耐腐蚀、耐风化、渗水性强之聚丙烯树脂袋，在平整好之场地中，按一定坡度分层顺序铺设，一定浓度之尾矿浆在袋中自然沉降，通过自滤与上部尾矿重量挤压、滤水、固结，形成尾矿滤饼，使滤饼浓度达到80%以上，含水量仅有20%左右，使滤饼固结封闭在袋中，并使尾矿随袋成型，分层堆筑形成干堆坝体。

该法不需要建坝，形成之尾矿堆坝安全性高，操作简单，取消了机械压滤，减少投资，便于复垦。已在老挝万荣邦双铁矿尾矿项目成功应用。

4 尾矿地表高浓度堆存中需注意之几个问题

4.1 堆放台阶高度、角度等参数之选择

台阶高度、台阶坡面角、最终堆积角等直接影响尾矿堆体之安全性，在对这些参数进行选择之时候，应综合考虑安全因素与经济因素，还应结合地质调查与稳定计算确定。

4.2 明确碾压要求并在堆存过程中避免干、湿混排现象

滤饼在碾压过程中受人为影响因素较大，设计中要明确滤饼之碾压要求。堆存过程中应分堆放区、碾压区、准备区、晾干区，四个区轮流进行，避免干、湿混排现象。

4.3 库内尾矿水之处理

在有断裂带之区域，为避免尾矿水渗入地下，造成环境污染，建议在此类地区做防渗处理。

4.4 坝外来水之防治

对于尾矿高浓度堆存，排洪系统仍不可忽视，应做到：(1)在坝坡与山坡交界处设截水沟，防止山坡回流冲刷坝体。(2)在马道内侧设排水沟，防止坡面汇水冲刷坝面。(3)坝体下游设集水井，并随时监测水质。

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