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1、尾矿库安全技术 Still waters run deep.流静水深流静水深,人静心深人静心深 Where there is life,there is hope。有生命必有希望。有生命必有希望 一、尾矿库基础知识一、尾矿库基础知识 (一一)尾矿库尾矿库：筑坝拦截谷口或围地构成：筑坝拦截谷口或围地构成的，用于储存金属非金属矿山进行矿石选的，用于储存金属非金属矿山进行矿石选别后，排出尾矿或其他工业废渣的场所。别后，排出尾矿或其他工业废渣的场所。(二二)尾矿库的功能尾矿库的功能 1 1、保护环境；、保护环境；2 2、充分利用水资源；、充分利用水资源；3 3、保护矿产资源。、保护矿产资源。第三节第三
2、节 尾矿库及尾矿库的安全技术尾矿库及尾矿库的安全技术 (三三)尾矿分类：尾矿分类：1.1.软岩尾矿软岩尾矿：主要由页岩型岩石产生：主要由页岩型岩石产生的；的；2.2.硬岩尾矿硬岩尾矿：主要由一些金属矿石的：主要由一些金属矿石的砂质颗粒为主产生的；砂质颗粒为主产生的；3.3.细尾矿细尾矿：由很少或不含砂质颗粒的：由很少或不含砂质颗粒的矿泥组成的；矿泥组成的；4.4.粗尾矿粗尾矿：由沥青砂、铀矿、石膏、：由沥青砂、铀矿、石膏、粗铁尾砂和磷酸盐砂为主组成。粗铁尾砂和磷酸盐砂为主组成。(四四)尾矿水分类：尾矿水分类：分为中性水、碱性水分为中性水、碱性水(PH(PH7)7)和酸性水和酸性水(PH(PH7
3、)7)。(五五)尾矿坝的组成：尾矿坝的组成：由初期坝由初期坝(又称基础坝又称基础坝)和后期坝和后期坝(又称又称尾矿堆积坝尾矿堆积坝)组成。组成。(六六)尾矿库的特点和重要性尾矿库的特点和重要性 1.1.尾矿库是矿山生产不可缺少的设施；尾矿库是矿山生产不可缺少的设施；2.2.尾矿库的基建投资及运行费用巨大；尾矿库的基建投资及运行费用巨大；3.3.尾矿库是矿山生产最大的危险源。尾矿库是矿山生产最大的危险源。(七七)尾矿库工程尾矿库工程：包括选厂内尾矿处理、：包括选厂内尾矿处理、尾矿浆浓缩和输送、尾矿坝构造、尾矿排放、尾矿浆浓缩和输送、尾矿坝构造、尾矿排放、防渗和排渗、防洪和排洪、水循环、废水处防渗
4、和排渗、防洪和排洪、水循环、废水处理与污染控制、库区土地恢复与植被、尾矿理与污染控制、库区土地恢复与植被、尾矿库监测与管理等。库监测与管理等。(八八)尾矿库的基本构成：尾矿库的基本构成：(1)(1)尾矿水力输送系统尾矿水力输送系统：包括尾矿浓缩池、：包括尾矿浓缩池、尾矿输送管槽、砂泵站和尾矿分散管槽等。用以尾矿输送管槽、砂泵站和尾矿分散管槽等。用以将选矿厂排出的尾矿浆送往尾矿库堆存。将选矿厂排出的尾矿浆送往尾矿库堆存。(2)(2)尾矿回水系统尾矿回水系统：包括回水泵站、回水管：包括回水泵站、回水管道和回水池等。用以回收尾矿库或浓缩池的澄清道和回水池等。用以回收尾矿库或浓缩池的澄清水，送回选厂重
5、复使用。水，送回选厂重复使用。(3)(3)尾矿堆积系统：即尾矿库，尾矿堆积系统：即尾矿库，包括库区、包括库区、尾矿坝、排洪构筑物和坝的观测设施等。用以储尾矿坝、排洪构筑物和坝的观测设施等。用以储存选厂排出的尾矿。存选厂排出的尾矿。(4)(4)尾矿水处理系统尾矿水处理系统：包括水处理站和截渗：包括水处理站和截渗回收设施等。用以处理不符合重复利用或排放标回收设施等。用以处理不符合重复利用或排放标准要求的尾矿水，使之达到标准。准要求的尾矿水，使之达到标准。(九九)尾矿库的勘察和设计尾矿库的勘察和设计 1)1)尾矿库建设前矿山企业应该请有尾矿库建设前矿山企业应该请有工程勘察工程勘察资质资质的单位做工程
6、地质和水文地质勘察。的单位做工程地质和水文地质勘察。2)2)尾矿库工程地质与水文地质勘察应符合有关国尾矿库工程地质与水文地质勘察应符合有关国家及行业标准要求，应查明影响尾矿库及各构筑物安家及行业标准要求，应查明影响尾矿库及各构筑物安全性的不利因素，并提出工程措施建议，为设计提供全性的不利因素，并提出工程措施建议，为设计提供可靠依据。可靠依据。3)3)目前常用的上游式尾矿堆积坝的工程勘察应执目前常用的上游式尾矿堆积坝的工程勘察应执行行岩土工程勘察规范岩土工程勘察规范。4)4)矿山应请有资质的单位按照工程地质勘察报告矿山应请有资质的单位按照工程地质勘察报告对尾矿设施进行设计，经专家评审后确定正式方
7、案对尾矿设施进行设计，经专家评审后确定正式方案。5)5)尾矿库工程设计应当包括尾矿库工程设计应当包括安全专篇安全专篇。安。安全专篇应当对尾矿库及尾矿坝的稳定性、尾矿全专篇应当对尾矿库及尾矿坝的稳定性、尾矿库的防洪能力及排洪设施和安全观测设施的可库的防洪能力及排洪设施和安全观测设施的可靠性进行充分论证。靠性进行充分论证。6)6)尾矿库的勘察、设计、安全评价、施工尾矿库的勘察、设计、安全评价、施工及施工监理等都应当由具有相应资质的单位承及施工监理等都应当由具有相应资质的单位承担。担。7)7)尾矿库建设项目应当进行安全设施设计尾矿库建设项目应当进行安全设施设计并经审查合格，方可施工。无安全设施设计或
8、并经审查合格，方可施工。无安全设施设计或设计未通过审查，均不得施工。设计未通过审查，均不得施工。8)8)尾矿库应按规定申请领取尾矿库应按规定申请领取安全生产许可安全生产许可证证，未依法取得安全生产许可证之前的尾矿库，未依法取得安全生产许可证之前的尾矿库，不得投入生产运行。不得投入生产运行。(十十)选择库址的基本原则选择库址的基本原则 1)1)一个尾矿库的库容力求能容纳全部生产年限的尾一个尾矿库的库容力求能容纳全部生产年限的尾矿量。如确有困难，其服务年限以不少于五年为宜；矿量。如确有困难，其服务年限以不少于五年为宜；2)2)库址离选矿厂要近，最好位于选厂的下游方向。库址离选矿厂要近，最好位于选厂
9、的下游方向。可使尾矿输送距离缩短，扬程小，且可减少对选厂的不可使尾矿输送距离缩短，扬程小，且可减少对选厂的不利影响；利影响；3)3)尽量位于大的居民区、水源地、水产基地及重点尽量位于大的居民区、水源地、水产基地及重点保护的名胜古迹的下游方向；保护的名胜古迹的下游方向；4)4)尽量不占或少占农田，不迁或少迁村庄；尽量不占或少占农田，不迁或少迁村庄；5)5)不宜位于有开采价值的矿床上部；不宜位于有开采价值的矿床上部；6)6)库区汇水面积要小，纵深要长，纵坡要缓。这样库区汇水面积要小，纵深要长，纵坡要缓。这样可减小排洪系统的规模；可减小排洪系统的规模；7)7)库区口部要小，库区口部要小，“肚子肚子”
10、要大。可使初期坝基建要大。可使初期坝基建的工程量小，而库容大；的工程量小，而库容大；8)8)尽量避免位于有不良地质现象的地区，以减少处尽量避免位于有不良地质现象的地区，以减少处理费用。理费用。尾矿库选址时应考虑的几个问题：尾矿库选址时应考虑的几个问题：1.1.距选厂以距选厂以8km8km以内为宜；以内为宜；2.2.坝高在坝高在3060m3060m范围较好，坝高大于范围较好，坝高大于120m120m的的尽量避免；尽量避免；3.3.总汇水面积小于尾矿库面积的总汇水面积小于尾矿库面积的510510倍为宜；倍为宜；4.4.还要考虑地下水的水位、流向和渗透性能；还要考虑地下水的水位、流向和渗透性能；5.
11、5.还要考虑附件岩土材料筑坝的可行性；还要考虑附件岩土材料筑坝的可行性；6.6.还要考虑尾矿的物理化学性质、放射性和还要考虑尾矿的物理化学性质、放射性和毒性等，以便决定排放方式。毒性等，以便决定排放方式。(十一十一)尾矿库的库容尾矿库的库容 尾矿库的库容有尾矿库的库容有全库容、总库容和有效库容全库容、总库容和有效库容之分。用图之分。用图25来解释其间的区别，该图为尾矿来解释其间的区别，该图为尾矿库典型断面示意图。库典型断面示意图。图中：图中：H1某一坝顶标高某一坝顶标高，对应的水平面为，对应的水平面为AA；H2洪水水位洪水水位，对应的水平面为，对应的水平面为BB；H3蓄水水位蓄水水位，对应的水
12、平面为，对应的水平面为CC；H4正常生产的正常生产的最低水位最低水位，亦可称之为，亦可称之为死水位死水位，对应的水平面为对应的水平面为DD。该水位由最小澄清距离确定；。该水位由最小澄清距离确定；DE细颗粒尾矿沉积滩面及矿泥悬浮层面；细颗粒尾矿沉积滩面及矿泥悬浮层面；V1空余库容空余库容：指水平面指水平面AA与与BB之间的之间的库容库容，它是为确保设计洪水位时坝体安全超高和，它是为确保设计洪水位时坝体安全超高和沉积滩面以及地面以上所形成的空间容积，此库沉积滩面以及地面以上所形成的空间容积，此库容是不允许占用的，故容是不允许占用的，故又称安全库容；又称安全库容；V2调洪库容调洪库容：指水平面指水平
13、面BB和和CC之间的之间的库容库容，它是在暴雨期间用以调洪的库容。是设计，它是在暴雨期间用以调洪的库容。是设计确保最高洪水位不致超过确保最高洪水位不致超过BB水平面所需的库容，水平面所需的库容，因此，这部分库容在非雨季一般不许占用，雨季因此，这部分库容在非雨季一般不许占用，雨季绝对不许占用；绝对不许占用；V3蓄水库容蓄水库容：指水平面指水平面CC和和DD之间的之间的库容库容，供矿山生产水源紧张时使用，一般的尾矿，供矿山生产水源紧张时使用，一般的尾矿库不具备蓄水条件时，此值为零，库不具备蓄水条件时，此值为零，CC和和DD重合；重合；V4澄清库容澄清库容：指水平面指水平面DD和滩面和滩面DE之间的
14、之间的库容库容，它是保证正常生产时水量平衡和溢流水水质得以它是保证正常生产时水量平衡和溢流水水质得以澄清的最低水位所占用的库容，澄清的最低水位所占用的库容，俗称死库容俗称死库容；V5有效库容有效库容：是指滩面是指滩面ABCDE以下沉以下沉积尾矿以及悬浮状矿泥所占用的容积，即沉积滩积尾矿以及悬浮状矿泥所占用的容积，即沉积滩面以下到库底以上的空间。面以下到库底以上的空间。它是尾矿库实际可容它是尾矿库实际可容纳尾矿的库容纳尾矿的库容。设计根据选矿厂在全部生产期限。设计根据选矿厂在全部生产期限内产出的尾矿总量内产出的尾矿总量W(t)和尾矿平均堆积干密度和尾矿平均堆积干密度d(t/m3)按下式算得：按下
15、式算得：V5=W/d。V全库容：全库容：是指某标高顶面、下游坡面是指某标高顶面、下游坡面及库底面所围空间的总容积：及库底面所围空间的总容积：V=V1+V2+V3+V4+V5 尾矿库的尾矿库的总库容总库容是指尾矿堆至最终设计坝顶是指尾矿堆至最终设计坝顶标高时的全库容标高时的全库容。(十二十二)尾矿库等别及构筑物级别划分标尾矿库等别及构筑物级别划分标准准 尾矿库各生产期的设计等别应根据该期的全尾矿库各生产期的设计等别应根据该期的全库容和坝高分别按表库容和坝高分别按表2 21 1进行确定。进行确定。特殊情况下的确定原则：特殊情况下的确定原则：1)1)当用尾矿坝高和库容分别确定的等别相差当用尾矿坝高和
16、库容分别确定的等别相差一等时，以高者为准；一等时，以高者为准；2)2)当等差大于一等时，按高者降低一等；当等差大于一等时，按高者降低一等；3)3)如果尾矿库失事后会使下游重要城镇、工如果尾矿库失事后会使下游重要城镇、工矿企业或重要铁路干线、高速公路遭受严重灾害矿企业或重要铁路干线、高速公路遭受严重灾害者，其设计等别可提高一等。者，其设计等别可提高一等。假如要建坝高假如要建坝高25m25m、库容、库容800800万万m m3 3的尾矿库，的尾矿库，其等别的确定如下：坝高小于其等别的确定如下：坝高小于30m30m，则尾矿库等，则尾矿库等别应选五；库容别应选五；库容800800万万m m3 3尾矿库
17、等别应选四，按尾矿库等别应选四，按照等别相差一等时，应选高者的原则，尾矿库等照等别相差一等时，应选高者的原则，尾矿库等别应选四级。别应选四级。要建坝高要建坝高25m25m、库容、库容20002000万万m m3 3的尾矿库，其的尾矿库，其等别的确定：坝高小于等别的确定：坝高小于30m30m，尾矿库等别应选五；，尾矿库等别应选五；库容库容20002000万万m m3 3的尾矿库等别应选三，由于两者等的尾矿库等别应选三，由于两者等别差大于一等，按高者降低一等的原则，尾矿库别差大于一等，按高者降低一等的原则，尾矿库的等别应选四。的等别应选四。要建坝高要建坝高30m30m、总库容、总库容200200万
18、万m m3 3的尾矿库，并的尾矿库，并且其下游有高速公路，应如何确定尾矿库的等别：且其下游有高速公路，应如何确定尾矿库的等别：按设置等别应提高一等的原则，尾矿库的等别应按设置等别应提高一等的原则，尾矿库的等别应选三等。选三等。表表21 尾矿库等别划分表尾矿库等别划分表尾矿库等别尾矿库等别全库容全库容V（万（万m3）坝高坝高H（m）一一二等库具备提高等别条件者二等库具备提高等别条件者二二10000100三三1000V1000060H100四四100V100030H60五五V100H30 从上表可以看出：从上表可以看出：1)1)尾矿库的全库容越小，则尾矿库的尾矿库的全库容越小，则尾矿库的等别就越低
19、；反之尾矿库的全库容越大，等别就越低；反之尾矿库的全库容越大，则尾矿库的等别越高。则尾矿库的等别越高。2)2)尾矿库的坝高越低，则尾矿库的等尾矿库的坝高越低，则尾矿库的等别越低；反之尾矿库的坝高越高，则尾矿别越低；反之尾矿库的坝高越高，则尾矿库的等别就越高。库的等别就越高。3)3)尾矿库的等别分为一、二、三、四、尾矿库的等别分为一、二、三、四、五几等，数字越大尾矿库的等别越低；数五几等，数字越大尾矿库的等别越低；数字越小尾矿库的等别越高，危险程度也越字越小尾矿库的等别越高，危险程度也越高。高。尾矿库有如下特点尾矿库有如下特点：1)1)尾矿库失事造成灾害的大小与库内尾矿量的多尾矿库失事造成灾害的
20、大小与库内尾矿量的多少以及尾矿坝的高矮成正比。少以及尾矿坝的高矮成正比。2)2)尾矿库使用的尾矿库使用的特点特点是尾矿量由少到多，尾矿坝是尾矿量由少到多，尾矿坝由矮到高，在不同使用期失事，造成危害的严重程度由矮到高，在不同使用期失事，造成危害的严重程度是不同的是不同的。因此，同一个尾矿库在整个生产期间应根因此，同一个尾矿库在整个生产期间应根据其不同的库容和坝高划分为不同的等别。据其不同的库容和坝高划分为不同的等别。3)3)在尾矿库使用过程中，由于汇水面积是随着坝在尾矿库使用过程中，由于汇水面积是随着坝高的增高而不断减小的，高的增高而不断减小的，所以其初期的调洪能力较小，所以其初期的调洪能力较小
21、，后期调洪能力较大。后期调洪能力较大。同一个尾矿库其初期的等别较低，而中期及后期同一个尾矿库其初期的等别较低，而中期及后期逐渐将等别提高逐渐将等别提高，所以我们设计的排洪构筑物应按高，所以我们设计的排洪构筑物应按高等别的要求进行，这样一次建成的尾矿库就比较经济等别的要求进行，这样一次建成的尾矿库就比较经济合理。合理。表表22 尾矿库构筑物的级别划分表尾矿库构筑物的级别划分表 尾矿库尾矿库等别等别构筑物级别构筑物级别主要主要构筑物构筑物次要次要构筑物构筑物临时临时构筑物构筑物一一134二二234三三355四四455五五555 尾矿库构筑物的级别是根据尾矿库的等尾矿库构筑物的级别是根据尾矿库的等别
22、及其重要性按表别及其重要性按表22确定。确定。（尾矿库构筑物的级别和尾矿库的等别一样也是数字越大其级别越低）（尾矿库构筑物的级别和尾矿库的等别一样也是数字越大其级别越低）二、尾矿的排放方式二、尾矿的排放方式 尾矿排放方式主要尾矿排放方式主要包括地表排放、地下排放和深水包括地表排放、地下排放和深水排放排放等三种方式。另外，目前部分矿区积极利用尾矿，等三种方式。另外，目前部分矿区积极利用尾矿，变害为利，将尾矿作为散状填料或原材料，实际上也是变害为利，将尾矿作为散状填料或原材料，实际上也是一种最积极的尾矿处理方式。一种最积极的尾矿处理方式。地表排放是目前最普遍使用的排放方法，地表排放是目前最普遍使用
23、的排放方法，仍在尾矿仍在尾矿管理中占有重要地位。然而，由于经济条件、技术条件管理中占有重要地位。然而，由于经济条件、技术条件和管理条件的发展，必将产生更实用的、更有创新性的和管理条件的发展，必将产生更实用的、更有创新性的排放方法。排放方法。1.1.地表排放地表排放 是采用某种类型堤坝形成拦挡、容纳尾矿和选矿废是采用某种类型堤坝形成拦挡、容纳尾矿和选矿废水的尾矿库，水的尾矿库，使尾矿从悬浮状态沉淀下来形成稳定的沉使尾矿从悬浮状态沉淀下来形成稳定的沉积层，使废水澄清再返回选矿厂使用。积层，使废水澄清再返回选矿厂使用。地表排放方式有地表排放方式有挡水坝、上升坝、环形坝和干处置。挡水坝、上升坝、环形坝
24、和干处置。(1)(1)挡水坝挡水坝。是在开始向尾矿库排放之前是在开始向尾矿库排放之前一一次性地按全高程构筑的坝。次性地按全高程构筑的坝。筑坝材料通常取用各筑坝材料通常取用各种天然土。种天然土。挡水坝包括不透水心墙、排水带、渗挡水坝包括不透水心墙、排水带、渗滤层和上游式堆石坝等。滤层和上游式堆石坝等。挡水坝适宜于蓄水要求高的尾矿库，例如暴挡水坝适宜于蓄水要求高的尾矿库，例如暴雨径流流入量大的尾矿库，或者因选矿工艺的制雨径流流入量大的尾矿库，或者因选矿工艺的制约限制尾矿废水再循环的场合，或者尾矿沉淀需约限制尾矿废水再循环的场合，或者尾矿沉淀需要大的贮水容积和蒸发面积的场合，或者为控制要大的贮水容积
25、和蒸发面积的场合，或者为控制尾矿废水污染当地水系的场合。尾矿废水污染当地水系的场合。挡水坝分为山谷坝和环形坝挡水坝分为山谷坝和环形坝。从工程角度看，挡水坝适用于任意类型和级从工程角度看，挡水坝适用于任意类型和级配的尾矿，适用于任意排放方法，抗震性能较好，配的尾矿，适用于任意排放方法，抗震性能较好，坝体一次筑就，无升高速度的限制，防渗性能要坝体一次筑就，无升高速度的限制，防渗性能要求较高，因此，求较高，因此，筑坝成本较高筑坝成本较高。(2)(2)上升坝上升坝。地表尾矿库使用最普遍的是上地表尾矿库使用最普遍的是上升坝，它与挡水坝不同，是在尾矿库整个服务期升坝，它与挡水坝不同，是在尾矿库整个服务期间
26、分期构筑的坝间分期构筑的坝。首先构筑初期坝，继后按照预定的。首先构筑初期坝，继后按照预定的尾矿上升高程、库中允许洪水蓄积量逐步升高坝体。建尾矿上升高程、库中允许洪水蓄积量逐步升高坝体。建筑材料包括天然土、露天和地下开采的废石、水力沉积筑材料包括天然土、露天和地下开采的废石、水力沉积或旋流尾矿砂。或旋流尾矿砂。上升坝的优点上升坝的优点：由于在尾矿库整个服务期间分由于在尾矿库整个服务期间分配建设费用，初期工程费用低。配建设费用，初期工程费用低。由于不必在筑坝初期由于不必在筑坝初期一次性备齐筑坝材料，在筑坝材料的选择上可有很大的一次性备齐筑坝材料，在筑坝材料的选择上可有很大的灵活性。采矿废石或尾矿砂
27、都是理想的筑坝材料。除压灵活性。采矿废石或尾矿砂都是理想的筑坝材料。除压密费用外，材料是密费用外，材料是“免费免费”提供的。提供的。上升坝可分为上游坝、下游坝和中心线坝上升坝可分为上游坝、下游坝和中心线坝三类三类。(3)(3)环形坝环形坝。它是。它是在平地上四面筑坝形成的，在平地上四面筑坝形成的，因此成本较高。因此成本较高。(4)(4)干处置干处置。在尾矿沉淀之前尾矿以固体形在尾矿沉淀之前尾矿以固体形式干处理式干处理，通过带式过滤机把水从中排出，形成，通过带式过滤机把水从中排出，形成干尾矿，从而减少尾矿废水的渗漏，但成本高。干尾矿，从而减少尾矿废水的渗漏，但成本高。带式过滤工作原理简单，随着尾
28、矿在合成橡带式过滤工作原理简单，随着尾矿在合成橡胶支托的过滤编织带上移动，采用真空装置从尾胶支托的过滤编织带上移动，采用真空装置从尾矿中汲取液体，使尾矿含水量从约矿中汲取液体，使尾矿含水量从约5050降低到降低到20203030，处理成，处理成“干饼干饼”状堆放。状堆放。由于尾矿基本上呈固体形式处置，所以土地由于尾矿基本上呈固体形式处置，所以土地恢复可与尾矿处置同时进行有很大优点。但恢复可与尾矿处置同时进行有很大优点。但这种这种处置方法的成本较高，基建费用和作业费用都很处置方法的成本较高，基建费用和作业费用都很高。高。2 2地下排放地下排放 虽然地表尾矿库是最广泛应用的尾矿排放方法，但长期虽然
29、地表尾矿库是最广泛应用的尾矿排放方法，但长期以来，地下采矿已采用尾矿砂充填空区以支护岩层和客观上起以来，地下采矿已采用尾矿砂充填空区以支护岩层和客观上起到减少尾矿地表处理量的作用。近些年来，由于地表排放的成到减少尾矿地表处理量的作用。近些年来，由于地表排放的成本和环境管理规程压力的增大，日趋把地下排放视作正规的排本和环境管理规程压力的增大，日趋把地下排放视作正规的排放方案。特别是所排放尾矿属惰性、无潜在危险时，地下排放放方案。特别是所排放尾矿属惰性、无潜在危险时，地下排放更有突出优点。更有突出优点。地下排放包括地下矿山充填、露天矿坑排放和地下排放包括地下矿山充填、露天矿坑排放和专门掘坑排放。专
30、门掘坑排放。3 3深水排放深水排放 是把尾矿泵入深湖或近海是把尾矿泵入深湖或近海。这种排放的主要特点是：尾。这种排放的主要特点是：尾矿上面的水位形成一个理想的输氧屏障，从而能抑制硫化物生矿上面的水位形成一个理想的输氧屏障，从而能抑制硫化物生成酸的反应；减少了细菌出现，有助于防止氧化；节省了昂贵成酸的反应；减少了细菌出现，有助于防止氧化；节省了昂贵的尾矿库建设费用；如果这种排放在环境生态上允许，则的尾矿库建设费用；如果这种排放在环境生态上允许，则有少有少占土地和美化环境的优点。占土地和美化环境的优点。三、三、尾矿库的类型尾矿库的类型 1 1山谷型尾矿库山谷型尾矿库 是在山谷谷口处筑坝形成的是在山
31、谷谷口处筑坝形成的尾矿库，尾矿库，如图如图6 62 2所示。它的所示。它的特点是初期坝相对较短，坝体特点是初期坝相对较短，坝体工程量较小；后期尾矿堆坝相工程量较小；后期尾矿堆坝相对较易管理和维护，当堆坝较对较易管理和维护，当堆坝较高时，可获得较大的库容；库高时，可获得较大的库容；库区纵深较长，澄清距离及干滩区纵深较长，澄清距离及干滩长度易于满足设计要求；但汇长度易于满足设计要求；但汇水面积较大，排水设施工程量水面积较大，排水设施工程量大。大。我国大中型尾矿库大多属我国大中型尾矿库大多属于这类尾矿库。于这类尾矿库。2 2傍山型尾矿库傍山型尾矿库 是在山坡脚下依山筑坝是在山坡脚下依山筑坝所围成的尾
32、矿库所围成的尾矿库，如图，如图6 63 3所示。它的特点是初期坝所示。它的特点是初期坝相对较长，初期坝和后期相对较长，初期坝和后期尾矿堆坝工程量较大；由尾矿堆坝工程量较大；由于库区纵深较短，澄清距于库区纵深较短，澄清距离及干滩长度受到限制，离及干滩长度受到限制，后期堆坝高度一般不太高，后期堆坝高度一般不太高，库容较小；汇水面积虽小，库容较小；汇水面积虽小，但调洪能力较小，排洪设但调洪能力较小，排洪设施的进水构筑物较大；由施的进水构筑物较大；由于尾矿于尾矿水的澄清条件和防水的澄清条件和防洪控制条件较差，管理、洪控制条件较差，管理、维护相对比较复杂。维护相对比较复杂。国内国内低山丘陵地区的尾矿库大
33、低山丘陵地区的尾矿库大多属于这种类型。多属于这种类型。3 3平地型尾矿库平地型尾矿库 是在平地四面筑坝围成的尾矿库是在平地四面筑坝围成的尾矿库，如下图所示。其特点，如下图所示。其特点是初期坝和后期尾矿堆坝工程量最大，维护管理比较麻烦；是初期坝和后期尾矿堆坝工程量最大，维护管理比较麻烦；由于周边堆坝，库区面积越来越小，尾矿沉积滩坡度越来越由于周边堆坝，库区面积越来越小，尾矿沉积滩坡度越来越缓，因而澄清距离、干滩长度以及调洪缓，因而澄清距离、干滩长度以及调洪能力能力都随之减少；都随之减少；堆坝高度受到限制，一般不高；但汇水面积小，排水构筑物堆坝高度受到限制，一般不高；但汇水面积小，排水构筑物相对较
34、小。相对较小。国内平原或沙漠地区多采用这类尾矿库国内平原或沙漠地区多采用这类尾矿库。平平地地型型尾尾矿矿库库 4 4截河型尾矿库截河型尾矿库 是截取一段河床，在其上、下游两端分别筑坝形成的尾矿库，是截取一段河床，在其上、下游两端分别筑坝形成的尾矿库，如下图所示。有的在宽浅式河床上留出一定的流水宽度，三面筑如下图所示。有的在宽浅式河床上留出一定的流水宽度，三面筑坝围成尾矿库。其特点是不占农田；库区汇水面积不太大，但库坝围成尾矿库。其特点是不占农田；库区汇水面积不太大，但库外上游的汇水面积通常很大，库内和库上游都要设置排水系统，外上游的汇水面积通常很大，库内和库上游都要设置排水系统，配置较复杂，规
35、模庞大。这种类型的尾矿库维护管理比较复杂。配置较复杂，规模庞大。这种类型的尾矿库维护管理比较复杂。国内采用者不多国内采用者不多。截截河河型型尾尾矿矿库库 新的尾矿库分类方法把尾矿库分为：新的尾矿库分类方法把尾矿库分为：1.1.跨谷型尾矿库：跨谷型尾矿库：是由尾矿坝跨过谷是由尾矿坝跨过谷底两侧拦截而成的；底两侧拦截而成的；2.2.山坡型尾矿库：山坡型尾矿库：是库区三面采用尾是库区三面采用尾矿坝围筑而成的；矿坝围筑而成的；3.3.谷底型尾矿库：谷底型尾矿库：它兼顾了跨谷型布它兼顾了跨谷型布置与山坡型布置的特点，是两面筑坝而成置与山坡型布置的特点，是两面筑坝而成的；的；4.4.环型尾矿库：环型尾矿库
36、：是四面筑坝而成的，是四面筑坝而成的，适用于平原地区。适用于平原地区。四、四、尾矿坝尾矿坝 尾矿坝尾矿坝是尾矿库用来拦挡尾矿和水的围护构是尾矿库用来拦挡尾矿和水的围护构筑物。筑物。由于一般尾矿坝是由由于一般尾矿坝是由初期坝初期坝(又称又称基础坝基础坝)和和后期坝后期坝(又称又称尾矿堆坝尾矿堆坝)组成，所以组成，所以尾矿坝常泛尾矿坝常泛指尾矿库初期坝和后期尾矿堆积坝的总称指尾矿库初期坝和后期尾矿堆积坝的总称。1.1.初期坝：初期坝：用于容纳选矿厂生产初期用于容纳选矿厂生产初期0.510.51年排出的尾矿量，作为后期坝的支撑及排渗棱体，年排出的尾矿量，作为后期坝的支撑及排渗棱体，是基建中用做支撑后
37、期尾矿堆积体的坝。是基建中用做支撑后期尾矿堆积体的坝。初期坝初期坝分为不透水坝和透水坝，透水初期坝采用透水性分为不透水坝和透水坝，透水初期坝采用透水性好的材料堆筑而成，具有较强的透水性，有利于好的材料堆筑而成，具有较强的透水性，有利于后期堆积坝的排渗固结和坝体稳定，目前被广泛后期堆积坝的排渗固结和坝体稳定，目前被广泛应用。应用。2.2.后期坝后期坝是生产过程中在初期坝坝顶是生产过程中在初期坝坝顶以上用尾矿充填堆筑而成的坝。以上用尾矿充填堆筑而成的坝。选矿厂投产后，在生产过程中随着尾矿的不选矿厂投产后，在生产过程中随着尾矿的不断排入尾矿库，断排入尾矿库，在初期坝坝顶以上用尾砂逐层加在初期坝坝顶以
38、上用尾砂逐层加高筑成的小坝体，称之为子坝。高筑成的小坝体，称之为子坝。子坝连同子坝坝子坝连同子坝坝前的尾矿沉积体统称为前的尾矿沉积体统称为后期坝后期坝(也称尾矿堆积坝也称尾矿堆积坝)。可见后期坝除下游坡面有明确的边界外，没有明可见后期坝除下游坡面有明确的边界外，没有明确的内坡面分界线。也可认为沉积滩面即为其上确的内坡面分界线。也可认为沉积滩面即为其上游坡面。游坡面。后期坝后期坝分为上游坝、下游坝和中心线坝。分为上游坝、下游坝和中心线坝。1)1)上游式尾矿筑坝法上游式尾矿筑坝法 上游式尾矿筑坝法上游式尾矿筑坝法是在初期坝的上游方是在初期坝的上游方向充填堆积尾矿的筑坝方式。向充填堆积尾矿的筑坝方式
39、。上游式尾矿筑坝的特点是子坝中心线上游式尾矿筑坝的特点是子坝中心线位置不断向初期坝上游方向移升，坝体由位置不断向初期坝上游方向移升，坝体由流动的矿浆自然沉积而成，如图流动的矿浆自然沉积而成，如图2 212a12a所所示。受排矿方式的影响，往往含细粒夹层示。受排矿方式的影响，往往含细粒夹层较多，渗透性能较差，浸润线位置较高，较多，渗透性能较差，浸润线位置较高，故坝体稳定性较差。但它具有筑坝工艺简故坝体稳定性较差。但它具有筑坝工艺简单，管理也相对简单，运营费用较低等优单，管理也相对简单，运营费用较低等优点，且对库址地形没有太特别的要求，所点，且对库址地形没有太特别的要求，所以以国内外均普遍采用。国
40、内外均普遍采用。2)2)下游式尾矿筑坝法下游式尾矿筑坝法 下游式尾矿筑坝法下游式尾矿筑坝法是在初期坝的下游方向用是在初期坝的下游方向用尾矿浆液中分离出来的粗尾砂冲积而成的筑坝方尾矿浆液中分离出来的粗尾砂冲积而成的筑坝方式。式。下游式尾矿筑坝是用水力旋流器将尾矿分级，下游式尾矿筑坝是用水力旋流器将尾矿分级，溢流部分溢流部分(细粒尾矿细粒尾矿)排向初期坝上游方向沉积；排向初期坝上游方向沉积；底流部分底流部分(粗粒尾矿是指粗粒尾矿是指d0.074mmd0.074mm含量不少于含量不少于70%)70%)排向初期坝下游方向沉积。其特点是子坝中排向初期坝下游方向沉积。其特点是子坝中心线位置不断向初期坝下游
41、方向移升，如图心线位置不断向初期坝下游方向移升，如图2 212b12b所示。由于坝体尾矿颗粒粗，抗剪强度高，所示。由于坝体尾矿颗粒粗，抗剪强度高，渗透性能较好，浸润线位置较低，故坝体稳定性渗透性能较好，浸润线位置较低，故坝体稳定性较好。但分级设施费用较高，且只适用于颗粒较较好。但分级设施费用较高，且只适用于颗粒较粗的原尾矿，又要有比较狭窄的坝址地点。粗的原尾矿，又要有比较狭窄的坝址地点。国外国外使用较多，国内使用尚少见使用较多，国内使用尚少见。3)3)中线式尾矿筑坝中线式尾矿筑坝 中线式尾矿筑坝工艺与下游式尾矿筑坝类中线式尾矿筑坝工艺与下游式尾矿筑坝类似，但坝的中心线位置始终不变似，但坝的中心
42、线位置始终不变，如图，如图2 212c12c所所示。其优缺点介于上游式与下游式之间。示。其优缺点介于上游式与下游式之间。3.3.浓缩锥式尾矿筑坝浓缩锥式尾矿筑坝 就是将在选矿厂已经浓缩过的浓度高就是将在选矿厂已经浓缩过的浓度高达达55%55%以上的尾矿浆液用管道输送到堆存场以上的尾矿浆液用管道输送到堆存场地的某个点集中排放，沉积的尾矿自然形地的某个点集中排放，沉积的尾矿自然形成锥型堆体。堆体的表面坡度一般只有成锥型堆体。堆体的表面坡度一般只有5 56%6%，因此该筑坝法占地面积较大，且需要，因此该筑坝法占地面积较大，且需要配备相应的尾矿高效浓缩设施，所以用得配备相应的尾矿高效浓缩设施，所以用得
43、较少。较少。四、尾矿库危险性分级的要求四、尾矿库危险性分级的要求 1 1.尾矿库安全度的分类：尾矿库安全度的分类：根据尾矿库的根据尾矿库的防洪能力和尾矿坝坝体的稳定性确定。防洪能力和尾矿坝坝体的稳定性确定。尾矿库尾矿库分为危库、险库、病库和正常库分为危库、险库、病库和正常库。(1)(1)尾矿库有下列工况之一的为危库尾矿库有下列工况之一的为危库：尾矿坝的最小安全超高和尾矿库的最小干滩长度尾矿坝的最小安全超高和尾矿库的最小干滩长度达不到设计规范的要求，不能确保坝体的安全；达不到设计规范的要求，不能确保坝体的安全；排水系统严重堵塞或坍塌，不能排水或排水能力排水系统严重堵塞或坍塌，不能排水或排水能力急
44、剧降低，排水井显著倾斜，有倒塌的迹象；坝急剧降低，排水井显著倾斜，有倒塌的迹象；坝体出现深层滑动迹象；其他危及尾矿库的情况。体出现深层滑动迹象；其他危及尾矿库的情况。(2)(2)尾矿库有下列工况之一的为险库尾矿库有下列工况之一的为险库：尾矿坝的最小安全超高和尾矿库的最小干尾矿坝的最小安全超高和尾矿库的最小干滩长度达不到设计规范的要求，但平时对滩长度达不到设计规范的要求，但平时对坝体的安全影响不大；排水系统部分堵塞坝体的安全影响不大；排水系统部分堵塞或坍塌，排水能力有所降低，达不到设计或坍塌，排水能力有所降低，达不到设计要求；坝体出现浅层滑动迹象；坝体出现要求；坝体出现浅层滑动迹象；坝体出现贯穿
45、性的横向裂缝，且出现较大的管涌，贯穿性的横向裂缝，且出现较大的管涌，水质浑浊挟带泥沙或坝体渗流在堆积坝坡水质浑浊挟带泥沙或坝体渗流在堆积坝坡有较大范围逸出，且出现流土变形；其他有较大范围逸出，且出现流土变形；其他影响尾矿库安全运行的情况。影响尾矿库安全运行的情况。(3)(3)尾矿库有下列工况之一的为病库尾矿库有下列工况之一的为病库：尾矿坝：尾矿坝的最小安全超高和尾矿库的最小干滩长度达不到的最小安全超高和尾矿库的最小干滩长度达不到设计规范的要求；排水系统出现裂缝、变形、腐设计规范的要求；排水系统出现裂缝、变形、腐蚀或磨损，排水管接头漏砂；堆积坝的整体外坡蚀或磨损，排水管接头漏砂；堆积坝的整体外坡
46、坡比陡于设计规定值，或虽符合设计规定，但部坡比陡于设计规定值，或虽符合设计规定，但部分高程上的堆积坝边坡过陡，可能形成局部失稳；分高程上的堆积坝边坡过陡，可能形成局部失稳；经验算，坝体稳定安全系数小于设计规范规定值；经验算，坝体稳定安全系数小于设计规范规定值；浸润线位置过高，渗透水自高位出逸，坝面出现浸润线位置过高，渗透水自高位出逸，坝面出现沼泽化；坝体出现较多的局部纵向或横向裂缝；沼泽化；坝体出现较多的局部纵向或横向裂缝；坝体出现小的管涌并挟带少量泥沙；堆积坝外坡坝体出现小的管涌并挟带少量泥沙；堆积坝外坡冲蚀严重，形成较多或较大的冲沟；坝端无截水冲蚀严重，形成较多或较大的冲沟；坝端无截水沟，
47、山坡雨水冲刷坝肩；其他不正常现象。沟，山坡雨水冲刷坝肩；其他不正常现象。(4)(4)同时满足下列工况的为正常库同时满足下列工况的为正常库：尾：尾矿坝的最小安全超高和尾矿库的最小于滩矿坝的最小安全超高和尾矿库的最小于滩长度均符合设计要求；排水系统各构筑物长度均符合设计要求；排水系统各构筑物符合设计要求，工况正常；尾矿坝的轮廓符合设计要求，工况正常；尾矿坝的轮廓尺寸符合设计要求，稳定安全系数及坝体尺寸符合设计要求，稳定安全系数及坝体渗流控制满足要求，工况正常。渗流控制满足要求，工况正常。危库是指没有保障，随时可能发生垮坝事故危库是指没有保障，随时可能发生垮坝事故的尾矿库；险库是指安全设施存在严重隐
48、患，若的尾矿库；险库是指安全设施存在严重隐患，若不及时处理将会导致垮坝事故的尾矿库；病库是不及时处理将会导致垮坝事故的尾矿库；病库是指安全设施不完全符合设计规定，但基本符合安指安全设施不完全符合设计规定，但基本符合安全生产条件的尾矿库。全生产条件的尾矿库。要依法取缔各类非法尾矿库要依法取缔各类非法尾矿库；关闭不具备安；关闭不具备安全生产条件和污染环境的尾矿库；健全和完善尾全生产条件和污染环境的尾矿库；健全和完善尾矿库安全和环境监督管理体制，消除尾矿库重大矿库安全和环境监督管理体制，消除尾矿库重大隐患，有效监控运行状况；促进企业建立和完善隐患，有效监控运行状况；促进企业建立和完善尾矿库安全和环境
49、管理制度，加强技术管理和现尾矿库安全和环境管理制度，加强技术管理和现场管理，切实使尾矿库安全生产和环境安全管理场管理，切实使尾矿库安全生产和环境安全管理水平得到有效提高，安全生产条件和环境保护水水平得到有效提高，安全生产条件和环境保护水平得到明显改善，重特大安全生产事故和环境污平得到明显改善，重特大安全生产事故和环境污染事件得到有效遏制。染事件得到有效遏制。2.2.尾矿库的整治尾矿库的整治：第十九条尾矿库应当每三年至少进第十九条尾矿库应当每三年至少进行一次安全现状评价。安全现状评价应当行一次安全现状评价。安全现状评价应当符合国家标准或者行业标准的要求。符合国家标准或者行业标准的要求。尾矿库安全
50、现状评价工作应当有能够尾矿库安全现状评价工作应当有能够进行尾矿坝稳定性验算、尾矿库水文计算、进行尾矿坝稳定性验算、尾矿库水文计算、构筑物计算的专业技术人员参加。构筑物计算的专业技术人员参加。上游式尾矿坝堆积至二分之一至三分上游式尾矿坝堆积至二分之一至三分之二最终设计坝高时，应当对坝体进行一之二最终设计坝高时，应当对坝体进行一次全面勘察，并进行稳定性专项评价。次全面勘察，并进行稳定性专项评价。第二十条第二十条尾矿库经安全现状评价或者专家尾矿库经安全现状评价或者专家论证被确定为危库、险库和病库的，生产经营单论证被确定为危库、险库和病库的，生产经营单位应当分别采取下列措施：位应当分别采取下列措施：（