淺議尾礦庫防塵建議方案

申 思

（中材地質(zhì)工程勘查研究院有限公司，北京 100102）

尾礦庫是用于堆放礦石篩選后所殘留尾礦廢渣的場所，其存儲的大量尾礦具有顆粒粒徑細(xì)小、數(shù)量大和無粘結(jié)性分散等特征，極易隨空氣流動而發(fā)生大規(guī)模遷徙，進(jìn)而產(chǎn)生揚塵等大氣污染現(xiàn)象。如何有效防治尾礦庫揚塵，實現(xiàn)低塵甚至無塵作業(yè)，成為大氣防治的重中之重。截至目前，國內(nèi)外相關(guān)研究機(jī)構(gòu)針對尾礦庫防塵已開展了一系列的研究，獲得了一些有效方法[1-6]。同時，不同類型尾礦庫的揚塵特點各有不同，為有效改善尾礦庫周圍的環(huán)境，提高庫區(qū)周邊的環(huán)境質(zhì)量，本文針對不同的揚塵特征，提出了相應(yīng)的防塵措施，為實際工程中尾礦庫的抑揚方案選擇提供了有效參考。

1 尾礦庫揚塵產(chǎn)生的原因分析

尾礦庫在堆存尾礦的過程中，由于尾礦壩和干灘上的尾礦粒度小，含水量相對較低，在風(fēng)力作用下極易產(chǎn)生揚塵，尤其是天氣干旱、少雨、大風(fēng)季節(jié)，尾礦庫揚塵更為嚴(yán)重，進(jìn)而污染環(huán)境。目前國內(nèi)外尾礦庫揚塵產(chǎn)生的原因主要有以下幾個：

(1) 尾礦顆粒細(xì)：由于選礦工藝的要求，礦石必須經(jīng)過破碎、磨礦，致使尾礦砂的粒度很細(xì)，一般-0.074mm占全尾礦的70%以上，有的甚至達(dá)90%以上[5]。尾礦粒徑直接影響摩阻起動速度和粉塵量，尾礦粒徑越細(xì)起動摩阻速度越低，粉塵產(chǎn)生量越大[4]。

(2) 尾礦庫壩體高：隨著尾礦庫壩體高度不斷增加，壩頂風(fēng)力也在加大，從而增加了尾礦揚塵的發(fā)生機(jī)率，因此壩體高度越高，粉塵產(chǎn)生量越大[1]。

(3) 尾礦庫干灘長度過長：尾礦庫干灘長度是保證壩體安全的重要措施之一，同時也是產(chǎn)生尾礦揚塵的主要區(qū)域，在尾礦庫實際運行過程中，由于對干灘長度控制不規(guī)范，導(dǎo)致?lián)P塵問題更為突出。

(4) 尾礦排放管理不到位：為了降低成本，部分企業(yè)對多管放礦在具體管理和生產(chǎn)安排上存在一定漏洞，如：多管排放間距不合理、投資資金不到位、改為獨管排放、多管排放時間間隔過長，從而影響了尾礦庫防塵。

2 不同類型的尾礦庫揚塵特點

2.1 不同的尾礦堆存方式揚塵特點

目前國內(nèi)外對于尾礦堆存的方式，按照尾礦中含水量的多少，可分為低濃度堆存、高濃度堆存、膏體堆存和壓濾堆存四種方式。

其中低濃度堆存、高濃度堆存時，尾礦可以自由流動，含水量均較大，以礦漿的形式輸送到尾礦庫中進(jìn)行存儲，統(tǒng)稱為濕法堆存。該方法為尾礦傳統(tǒng)的堆存工藝，目前，國內(nèi)外90%的尾礦堆存均采用濕法堆存。由于尾礦含水量較高(一般＞35%)，且?guī)靸?nèi)存有大量尾礦庫澄清水，因此該類堆存方式揚塵產(chǎn)生量相對較低。

干法堆存是指經(jīng)選礦產(chǎn)生的尾礦漿經(jīng)多級濃縮后，再經(jīng)脫水壓濾等設(shè)備處理，形成含水量少、易沉淀固化的尾礦，尾礦由汽車或皮帶轉(zhuǎn)運至尾礦庫進(jìn)行堆存，膏體堆存介于干法和濕法之間。由于尾礦含水量較低(10%～20%)，該類堆存方式，極易產(chǎn)生揚塵，且產(chǎn)塵量大。

2.2 不同的尾礦庫類型揚塵特點

目前，國內(nèi)外尾礦庫的主要類型有山谷型、傍山型和平地型等。

(1) 山谷型尾礦庫：指在山谷谷口處筑壩形成的尾礦庫，該類尾礦庫受山谷風(fēng)的影響而產(chǎn)生揚塵，但揚塵影響范圍主要集中在山谷內(nèi)區(qū)域，揚塵受山體的阻滯，影響范圍相對較小。

(2) 傍山型尾礦庫：指在山坡腳下依山筑壩所圍成的尾礦庫，該類尾礦庫受山谷風(fēng)的影響產(chǎn)生揚塵，揚塵影響范圍主要集中在山體腳下，由于只有一側(cè)揚塵受山體的阻滯，影響范圍相對較大。

(3) 平地型尾礦庫：指在平緩地形周邊筑壩圍成的尾礦庫，該類尾礦庫極易因大風(fēng)而產(chǎn)生揚塵，由于無阻滯的作用，揚塵影響距離較遠(yuǎn)，影響范圍最大。

2.3 不同的筑壩方式揚塵特點

根據(jù)不同的尾礦筑壩形式，尾礦庫又分為上游式、中線式和下游式三種筑壩類型。

(1) 上游式筑壩是指在初期壩上游方向充填堆積尾礦的筑壩方式，該類尾礦庫由于隨著堆積子壩的不斷增加，可對下游穩(wěn)定的子壩及時進(jìn)行生態(tài)恢復(fù)，減少壩體裸露時間和面積，降低揚塵量的產(chǎn)生。

(2) 中線式筑壩指在初期壩軸線處用旋流分級粗尾砂沖積尾礦的筑壩方式，該類尾礦庫在運行過程中，由于堆積壩的邊坡始終處在活動面，無法進(jìn)行生態(tài)恢復(fù)，壩體始終處于裸露狀態(tài)，揚塵產(chǎn)生量非常大。

(3) 下游式筑壩指在初期壩下游方向用旋流分級粗尾砂沖積尾礦的筑壩方式，該類尾礦庫在運行過程中，由于堆積壩的邊坡始終處在活動面，無法進(jìn)行生態(tài)恢復(fù)，壩體始終處于裸露狀態(tài)，揚塵產(chǎn)生量非常大。

3 尾礦庫防塵措施

根據(jù)調(diào)查分析，尾礦庫揚塵對周圍環(huán)境的影響程度和范圍主要與尾礦砂的物理特性、尾礦壩和干灘的幾何尺寸、相對濕度、風(fēng)速、尾礦庫周圍地形以及防塵措施、管理水平等因素有關(guān)。在眾多影響因素中，相對濕度和風(fēng)速是外部影響因素，防塵措施和管理水平是污染控制的決定因素。因此，鑒于不同類型尾礦庫的揚塵特點，建設(shè)單位應(yīng)根據(jù)自身尾礦庫的實際特點，采取有針對性的防塵措施，并提高對尾礦庫的管理水平。

3.1 施工期防塵措施

(1) 對尾礦庫區(qū)域的表土進(jìn)行剝離，單獨堆存，及時夯實綠化或氈布覆蓋，防止風(fēng)蝕揚塵，將來作為尾礦庫生態(tài)恢復(fù)土源。

(2) 施工場地及建筑材料臨時堆場定期灑水，防止浮塵產(chǎn)生，干燥天氣應(yīng)增加灑水次數(shù)，遇到四級風(fēng)以上的天氣減少施工。

(3) 施工場地內(nèi)運輸?shù)缆芳皶r清掃、灑水，以減少運輸車輛揚塵。

(4) 運輸車輛進(jìn)入施工場地應(yīng)低速或限速行駛，物料裝卸應(yīng)盡可能降低落差、輕裝慢卸，運輸車輛運送物料及固廢時用帆布棚苫蓋，以減少揚塵對環(huán)境的影響。

3.2 運營期防塵措施

(1) 采用多管放礦方式：即在非冰凍季節(jié)分散放礦和經(jīng)常改變放礦位置，采用多管小流量分散放礦的方式將尾礦排入尾礦庫，使尾礦庫灘面始終保持濕潤。采用這種放礦方式，可在各分區(qū)范圍內(nèi)的干灘面上覆蓋一層細(xì)粒級尾礦，這種細(xì)粒級尾礦風(fēng)干后形成結(jié)實的表皮層，類似天然的龜裂粘土層，它不僅可用于短期的生產(chǎn)防塵，而且可用于長期固定尾礦庫的表面[6]。

(2) 合理設(shè)置干灘距離：建設(shè)單位在實際運行過程中，要加強(qiáng)對尾礦庫的監(jiān)管，在遵守干灘距離相關(guān)規(guī)定的前提下，合理設(shè)置干灘距離，減少干灘面積，從而減少揚塵的產(chǎn)生。

(3) 設(shè)置噴淋裝置：建造專用的輸水管網(wǎng)，通過灑水或形成水簾的方式增加尾礦砂的含水率，噴淋水一般從尾礦庫中取。

(4) 采用表面固結(jié)劑：為防止尾礦庫運營期間干灘面尾礦揚塵對附近環(huán)境產(chǎn)生污染，除了灑水噴淋，還可采取噴灑化學(xué)固結(jié)劑等措施，使干灘面保持濕潤固結(jié)。該方法原理主要是利用藥劑或添加劑(如石灰、水泥、樹脂類等)與尾礦表面作用生成一個堅硬的外殼，可以長時間防止地表粉塵的飛揚。

3.3 閉庫期防塵措施

在尾礦庫服務(wù)期滿后，需對尾礦庫進(jìn)行閉庫，為進(jìn)一步降低揚塵影響，建議采用以下措施：對庫區(qū)表面進(jìn)行平整，平整后的庫面上覆蓋客土1m左右，并對0.5m以內(nèi)的土壤進(jìn)行改良和配肥，達(dá)到植被生長的基本條件。覆土?xí)r利用自然降水、機(jī)械壓實等方法使土壤沉降，保持一定的緊實度，防止水土流水。植被可以種植農(nóng)作物、草皮或木質(zhì)植。繼續(xù)完善壩坡植被綠化，對未成活的植被及時清除，并重新種植適生植被。

3.4 尾礦壩防塵措施

(1) 上游式尾礦壩防塵措施：隨著堆積子壩的不斷增加，對下游穩(wěn)定的子壩及時進(jìn)行生態(tài)恢復(fù)，減少壩體裸露時間和面積，從而降低揚塵量的產(chǎn)生。具體操作方式如下：尾礦堆積子壩外坡面應(yīng)隨著尾礦堆積壩的加高，用碎石土復(fù)面或在其上覆蓋一層厚度不小于30cm、適于植物生長的粘土，再在其上種植草皮；坡面修筑人字溝或網(wǎng)狀排水溝，減少因雨水沖刷而形成的沖溝；壩外坡面種植植被應(yīng)適當(dāng)播撒生根粉和保水劑，并施加一定的肥料，同時加強(qiáng)日常灑水等管理，以增加植被的成活率；禁止在壩面上種植高大種類的木質(zhì)植物，禁止墾荒和種植農(nóng)作物，以免影響壩體安全。

(2) 中線式和下游式尾礦壩防塵措施：由于采用中線式和下游式筑壩工藝的尾礦庫，堆積壩的邊坡始終處在活動面，無法進(jìn)行生態(tài)恢復(fù)，壩體始終處于裸露狀態(tài)，揚塵量非常大。適宜采用噴灌設(shè)備灑水裝置，保持壩體邊坡潤濕。

4 其他建議

(1) 生態(tài)恢復(fù)中植物的選擇，尤其是先鋒植物的選擇非常重要，選擇應(yīng)遵循以下原則：一是要對尾礦干灘的極端條件具有耐性；二是要適應(yīng)當(dāng)?shù)氐臍夂驐l件，最好是鄉(xiāng)土植物。

(2) 建設(shè)單位應(yīng)探索尾礦的利用途徑，如對尾礦中部分金屬資源再回收、采用尾砂充填井下采空區(qū)等，減少地面堆存尾礦的數(shù)量，從而減少揚塵的產(chǎn)生源。