干式堆存尾礦庫安全運行風(fēng)險分析及對策

陳忠賢

（四川省冶金地質(zhì)勘查局，四川 成都 610041）

尾礦庫干式堆存技術(shù)是近年來逐漸興起的一種新型尾礦堆筑技術(shù)。此技術(shù)有利于提高尾礦回水利用率，回收廢水中所含金屬，節(jié)約選礦藥劑消耗，其環(huán)保、安全效益尤為突出。本文以青海某黃金礦山為例，對干式堆存尾礦庫安全運行的一些常見風(fēng)險進行了分析，提出了對策建議。

1 松樹南溝金礦尾礦庫概況

該礦山建于海拔3600m的青海省門源縣青石嘴鎮(zhèn)的松樹南溝區(qū)內(nèi)。因環(huán)保、安全要求高以及冬季生產(chǎn)用水困難，尾礦由傳統(tǒng)直排改造為干式堆存尾礦庫，最終實現(xiàn)了生產(chǎn)廢水零排放。

（1）礦山主要工藝。礦山采用露天開采、汽車公路開拓運輸，全泥氰化炭浸提金選礦工藝。尾礦漿采用板框式壓濾機進行壓濾脫水，再經(jīng)膠帶運輸機送至尾礦庫內(nèi)，由汽車轉(zhuǎn)運堆存，庫區(qū)范圍設(shè)土工織物全面防滲。

（2）尾礦庫系統(tǒng)組成。礦山尾礦庫屬山谷型尾礦庫，全庫容324萬立方米，總壩高63m，屬于三等尾礦庫。堆存系統(tǒng)采用下游設(shè)初期壩，上游建攔洪壩的兩壩方案，筑壩方式采用上游法；排洪系統(tǒng)采用上游攔洪壩攔洪，庫區(qū)岸坡建排洪明渠泄洪，庫底設(shè)排水盲溝導(dǎo)排山巖裂隙水及泉水；回水系統(tǒng)為初期壩下游設(shè)截滲墻攔截滲水，并設(shè)事故池，截滲墻下游再設(shè)集水井，將所有滲水揚送回選廠高位回水池供生產(chǎn)循環(huán)使用。

2 影響尾礦庫安全運行的主要風(fēng)險分析及對策措施

尾礦庫是一個具有高勢能的人造泥石流危險源，壩體、尾礦和水是尾礦庫安全管理的重點。本文從尾礦庫投入生產(chǎn)運行階段分析影響尾礦庫安全運行的主要風(fēng)險，并提出針對性的對策措施。

2.1 尾礦排放方式及筑壩方式風(fēng)險分析

該尾礦庫初期壩為堆石碾壓壩，壩高38m，壩頂寬4m，上游坡比1:1.5，下游坡比1:1.75。壩體安裝有在線監(jiān)測系統(tǒng)，實時掌控初期壩的位移與沉降。

尾礦漿經(jīng)壓濾脫水后采用膠帶運輸機送至尾礦庫內(nèi)，再由汽車轉(zhuǎn)運堆存。后期壩利用壓濾后的尾礦渣（濾餅）干堆筑壩，設(shè)計三級子壩（分別高10m、10m、5m），上游法堆筑，外坡比1:4.5，最終壩頂標(biāo)高3490m。

風(fēng)險分析：①子壩坡比控制。因前期經(jīng)驗不足，形成的一級子壩坡比1：4大于設(shè)計，影響堆積壩穩(wěn)定性。②堆積壩碾壓密實度。因分層碾壓密實度受堆高、尾礦含水率、碾壓設(shè)備等多因數(shù)的影響，可能存在密實度不均勻，密實度不夠。③堆筑順序。為了方便就近堆放尾礦，優(yōu)先占用后端庫容，將庫內(nèi)積水推向初期壩一側(cè)，影響壩體安全。④壓濾、運輸、堆筑設(shè)備的可靠性。設(shè)備故障引發(fā)尾礦不能及時壓濾脫水或濾餅不能及時堆筑，造成選廠停產(chǎn)或尾礦漿直接進入尾礦庫，增加尾礦庫積水。

對策措施：①制定尾礦堆筑計劃和作業(yè)指導(dǎo)書，精確到月份，每年適時調(diào)整，確保堆筑按設(shè)計和計劃推進。②建立子壩堆筑驗收機制,每月對尾礦堆筑進度和質(zhì)量、岸坡清理、防滲膜鋪設(shè)、安全文明施工等重點工作嚴(yán)格驗收。③嚴(yán)格執(zhí)行堆筑順序，采用從下游至上游堆放干尾渣，分層碾壓、平整堆筑子壩。④強化設(shè)備維護保養(yǎng)，配置備用設(shè)備，增強設(shè)備運行可靠性。

2.2 尾礦物化特性風(fēng)險分析

經(jīng)壓濾后的尾礦渣（濾餅）主要由礦石、選礦藥劑、水組成，PH值8.5，尾礦堆積干容重1.45噸/立方米。

風(fēng)險分析：①尾礦粒度-200目占88%～90%，較細，濾餅材料級配較差，堆筑的子壩穩(wěn)定性相對較差，易在動荷載作用下發(fā)生變形，抗液化強度降低。②礦漿濃度在40%～42%之間，若選礦廠停機檢修或洗炭導(dǎo)致礦漿濃度降低，影響壓濾機工作效率，濾餅含水率將增加，堆積的子壩穩(wěn)定性將會降低，嚴(yán)重時會出現(xiàn)堆積壩面液化現(xiàn)象。③尾礦渣中含有有毒物質(zhì)氰化鈉，干燥后可能有粉塵揚散，污染周邊環(huán)境。

對策措施：①嚴(yán)格按生產(chǎn)參數(shù)控制好尾礦粒度和礦漿濃度，通過化驗檢測磨礦細度和礦漿濃度，控制磨礦粒度-200目含量不超過90%，礦漿濃度不低于40%，壩坡穩(wěn)定安全系數(shù)滿足要求。②嚴(yán)格控制壓濾車間各項參數(shù)，確保濾餅含水率不超過20%。尾礦含水嚴(yán)重超標(biāo)情況下，在堆筑作業(yè)區(qū)鋪墊石塊，以確保子壩穩(wěn)定性及正常作業(yè)。③濾餅及時運輸、堆筑并覆蓋防塵布，已形成的子壩覆土植草。

2.3 排洪系統(tǒng)風(fēng)險分析

排洪系統(tǒng)采用上游攔洪壩攔洪，庫區(qū)岸坡修建排洪明渠泄洪的方式，泄洪流量按200年一遇進行設(shè)計。庫區(qū)右岸修筑寬頂堰漸變排洪明渠，將庫區(qū)攔洪壩以上及右岸坡雨洪水排至下游原河道；庫區(qū)左岸設(shè)岸邊截洪溝，排出雨洪水。庫底和庫周邊設(shè)排水盲溝導(dǎo)排庫內(nèi)山巖裂隙及泉水。

風(fēng)險分析：①邊坡變形失穩(wěn)或坍塌，堵塞或損毀排洪構(gòu)筑物。②泥石流影響，該尾礦庫上游與礦山采場相連，采場有大量采空區(qū)和平硐，冰雪融化后易造成突水，引發(fā)泥石流，造成攔洪壩漫頂，淤積排洪明渠。③排洪構(gòu)筑物受冰凍、洪水影響，出現(xiàn)坍塌、開裂、滲漏，排水盲溝冬季結(jié)冰不能正常排水，增加庫內(nèi)積水。

對策措施：①加強汛期安全管理，開展巡排查及時發(fā)現(xiàn)和處置地災(zāi)隱患，及時進行清淤和疏通，確保排水暢通。②冰雪融化期密切關(guān)注采空區(qū)積水動態(tài)，提前導(dǎo)流排出地下水和地表水。③汛前對排洪構(gòu)筑物進行檢查修繕，及時維護和更換止水條，在排水盲溝集水井安裝水泵，及時排出庫內(nèi)泉水。

2.4 防滲及回水系統(tǒng)風(fēng)險分析

因尾礦含有少量劇毒氰化物，庫區(qū)范圍采用高密度聚乙烯膜（HDPE膜）全面防滲。初期壩下游設(shè)截滲墻，攔截意外滲水，截滲墻下游再設(shè)集水井，收集截滲墻未完全截住的滲水，并揚送回高位水池供生產(chǎn)循環(huán)使用。

風(fēng)險分析：①尾礦中含水或庫內(nèi)積水可能出現(xiàn)少量滲漏，污染地下水。②遇連續(xù)暴雨，庫內(nèi)積水超過警戒水位，影響壩體安全。③回水系統(tǒng)設(shè)備故障或選廠意外事故停機，廢水無法回抽高位水池造成廢水外溢。④回水管道突然爆裂，造成環(huán)境污染。

對策措施：①在尾礦壩下游設(shè)5口觀測井，對水量和水質(zhì)進行動態(tài)檢驗監(jiān)測。②加強夏季汛期巡查，庫內(nèi)水位超過警戒水位或長時間處于高水位狀態(tài)，將庫內(nèi)積水經(jīng)處理達標(biāo)后排放。③維護保養(yǎng)回水系統(tǒng)設(shè)備，配置備用水泵、回水管。無法恢復(fù)回水系統(tǒng)時，則將截滲墻、集水井廢水回抽到庫內(nèi)或應(yīng)急壩內(nèi)，待恢復(fù)正常后再返回生產(chǎn)系統(tǒng)。④加強冬季巡查，及時發(fā)現(xiàn)和搶修設(shè)備故障，在爆管處采取隔離措施，對周邊土壤進行無毒化處理。

3 結(jié)論與建議

影響尾礦庫安全運行的主要因素是渣和水，只要將尾礦渣和地表水、地下水、生產(chǎn)廢水進行分類、分流管理，尾礦庫就能按照設(shè)計預(yù)想的方式安全運行。本文所述的干式堆存尾礦庫與常規(guī)直排相比，實現(xiàn)了相對固液分離，尾礦為干尾礦，廢水全部回用不外排，本質(zhì)安全程度更高，該項目基本實現(xiàn)了安全穩(wěn)定運行。