尾矿库管理

尾矿库的管理

班级：矿加13-4班

姓名：岳 铭

学号：06132404

尾矿库的管理

【摘要】 针对了我国尾矿库的现状，尾矿库事故的趋势，尾矿库造成的危害，介绍了尾矿库的基本设施及作用，影响尾矿库安全性的主要因素，结合生产实际，提出对各设施的管理要求及办法措施，对尾矿库的管理提出了技术管理措施和安全管理措施

【关键词】尾矿库；现状；危害；尾矿设施；安全管理

1. 前言

尾矿是指矿山开采出的矿石，经选矿厂选出有价值的精矿后排放的“废渣”。这些尾矿具有数量大、成分复杂等特点，如果随意排放，会造成资源流失、污染环境。尾矿库是矿业开发中必不可少的重要措施，是指筑坝拦截谷口或围地构成的，用以堆存金属或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，也是矿山的重要组成部分。

2. 我国尾矿库现状

我查阅了我国尾矿库的现状，据不完全统计，我国目前尾矿库约12000座以上，其中危库613座，险库1265座，正常库7745座；已领许可证的为5199座，申请许可证的为1746座，在建的有1907座，应停用的有1853座，已闭库的有1905座；尾矿库超过500座的省份有8个，分别是河北、山西、内蒙、辽宁、河南、湖南、广西及云南，其中以河北省居首位，尾矿库数量最多，达到2888座。当我查阅有关尾矿库的资料时，因为我的专业是矿物加工工程（主要是洗煤），所以我先入为主的认为尾矿库大部分都是煤矿的，但听课时听到老师说我国很少有煤矿的尾矿库，经查询才发现实际上尾矿库主要分布于有色、冶金、化工、核工业、黄金、建材等6大行业，确实没有煤矿这一行业。

我国金属非金属矿山每年产出尾矿约3亿t ，基本上堆存在约1万1946座尾矿库中。这些库中最大设计坝高260m ，超过100m 的有26座，库容大于1亿m3的有10座。坝高小于30m 的小库占80%左右，但20%的大、中型库中堆积的尾矿占全国尾矿总量的80%。由于尾矿库的建设标准低，筑坝、维护、管理技

术水平较差，缺乏监测措施，大量的尾矿库带病运行，而且得不到有效的诊断与治理，其安全状况不容乐观。据统计，在世界上的各种重大灾害中，尾矿库灾害仅次于地震、霍乱、洪水等而居于第18 位。自2001年以来，全国共发生73起尾矿库溃坝事故，造成500余人死亡，事故起数和死亡人数呈逐年上升态势，安全形势十分严峻。如2007 年辽宁海城尾矿库“11.25”溃坝事故，造成13 人死亡，3 人失踪；2008 年山西襄汾“9.8”特别重大尾矿库溃坝事故，造成276 人死亡。由此可见尾矿库溃坝事故教训是极其深刻的。

3. 安全隐患

（1）尾矿库大都采用上游法筑坝。尾矿坝筑坝方式一般有上游法筑坝、下游法筑坝及中线法筑坝。由于上游法筑坝建设费用和运营费低、管理方便、适用性强且工艺简单，绝大数尾矿库采用上游法筑坝。但采用上游法筑坝的坝体，其沉积密度偏低、浸润线高、渗流难控制、稳定性不足，导致了许多尾矿库溃坝事故的发生。

（2）尾矿库安全设计标准低，多数尾矿库未经过正规设计。根据调研，目前全国有2787座（占总数的36.19%）尾矿库是由企业建造，未经设计单位设计。它们极不规范，在关系尾矿库的整体安全的坝体稳定性、排渗设计及防洪能力方面具有严重的安全隐患。尤其是民营中小型矿山的尾矿库大部分不符合有关规范的要求，而我国尾矿库小型库居多。

总的来说，尾矿库事故的主要表现形式为溃坝和尾矿泄漏。在尾矿库安全监督管理中，直接导致尾矿库事故的危险因素主要有：尾矿堆积坝边坡过陡，浸润线逸出，裂缝，渗漏，滑坡，坝外坡裸露拉沟，排洪构筑排洪能力不足，排洪构筑物堵塞，排洪构筑物错动、断裂、垮塌，干滩长度不够，安全超高不足，抗震能力不足，库区渗漏、崩岸和泥石流，地震，淹溺，雷击等。

4. 尾矿库管理要求

针对以上尾矿库的事故及危害，我想先从尾矿库的基本构成设施对尾矿库进行管理要求，具体要求方法如下：

（1）放矿系统

对于放矿系统有三个要求，分别是分段放矿、坝面均匀分撒放矿和放矿支管必须确保足够的长度。分段放矿指放矿分段交替作业进行，这样会使坝体均匀上升，从而避免了滩面出现测坡、扇形坡或细颗粒尾矿砂大量集中沉积于一段或一侧。坝面均匀分撒放矿就是在放矿主管道上间隔一定数量同管径同长度的放矿支管，各放矿支管均安装阀门进行流量控制，实现各放矿支管流量均匀稳定。放矿支管必须确保足够的长度，其长度视子坝的高低及内坡比而定，一般以支管放矿浆体不直接冲击子坝坡脚为宜。坡比是坡的垂直高度与水平宽度的比值，比值越小越安全。

（2）堆存系统

堆存系统一般包括坝上放矿管道、尾矿初期坝、尾矿后期坝、浸润线观测、位移观测以及排渗设施等。这里主要要求初期坝和后期坝。

初期坝的管理主要是在基建期进行，施工中选用的土、石等材料都要符合施工技术要求，而对初期坝基础、岸坡要按要求进行技术处理，按设计要求进行施工、验收，并做好初期坝的维护工作。同时初期坝应具有良好的渗透性，便于库内水的排出。

堆筑后期坝子坝前，要对岸坡进行处理、严格按尾矿坝设计坡比要求确定子坝堆筑位置。在子坝堆筑过程中，要选用尽可能粗的尾砂进行堆筑，并要严格按照设计进行。子坝堆筑完工后，要对下一级自拔的坝顶进行平整，设计足够排洪能力的浆砌块石截洪沟，降低坝体浸润线。

浸润线是指水从土坝(或土堤) 迎水面，经过坝体向下游渗透所形成的自由水面和坝体横剖面的相交线，如图1。

图1 浸润线

（3）排洪系统

排洪系统一般包括截洪沟、溢洪道、排水井、排水管、排水隧洞等构筑物。施工工程中要严格按设计要求进行，确保坝体高程的安全、排洪设施畅通，

控制

蓄水排洪泄流量。在满足回水水质和水量要求的前提下，应尽量降低库内水位，并且在任何情况下，均不得用常规子坝进行拦洪，安全库容和调洪库容都不允许被尾矿和水侵占。调洪库容用以拦蓄洪水，在满足水库下游防洪要求的前提下保证大坝安全。当汛期各时段分别拟定不同的防洪限制水位时，这一库容指其中最低的防洪限制水位至校核洪水位之间的水库容积。同时平时要认真做好汛前、讯后及日常的排洪设施检查。

（4）回水系统

回水系统大多利用库内排洪井、管将澄清水引入下游回水泵站，再扬至高位水池，也有在库内水面边缘设置活动泵站直接抽取澄清水，扬至高位水池。回水系统的设计应充分利用库中水的位能，以节约能源，还要确保尾矿库回水取水点位置正确和回水泵站泵的型号、管道。尾矿回水水池容量对中小型选厂不宜小于6~8h的回水水量，大型选厂不宜小于3~4h的回水水量。回水采用回水井塔回水，如采用多级井塔回水，相邻两井塔高度应有1m 左右重叠高度，以确保连续回水。 除了从基本构成规定管理要求，根据查阅资料及自己总结，我认为加强尾矿库管理，改善环境，改善设计和运行中的环境问题，还可以有以下几种措施：

（一）尾矿库加高，减少占地

在国内外尾矿坝的工程中，其尾矿库的初期坝、副坝，通常以堆石坝、土坝、废石坝、浆砌石坝和其组合坝等为主要坝型。由于工程中常常受地形、征地、资金等条件的限制，而给矿山生产带来很大麻烦，甚至造成停产。近年来，针对尾矿库的现状，有一种参照加筋挡土墙理论而提出并建成了一种加筋土坝新坝型。该坝是以锌板、塑料网络、土工织布物等为加筋材料，以土、砂、砾石等为骨架材料组合的复合坝体，简称为加筋土坝。1999 年7月该工程顺利的通过了国家经贸委组织的专家组的鉴定和验收，认为工程设计的各项技术参数和指标选用正确合理，设计优秀，施工质量的各项技术指标均达到了优良，达到和超过了设计标准。个别尾矿库开始实践，其加筋土坝自投入运行以来，坝体运行正常，这足以说明，应用加筋土坝结构加高坝体是成功的。它不但解决了因征地难而造成停产的困境局面，同时还为尾矿库的安全生产起到了至关重要的作用。

（二）植被绿化，减少粉尘

从大的方面讲，这是环保问题，而目前我国的环境较差，雾霾覆盖面积大，

粉尘又是导致雾霾的原因之一，所以植被绿化、减少粉尘是十分必要的。针对矿区水土流失特点，其水土流失防治对策为：坚持“预防为主，全面规划，综合防治，因地制宜，加强管理，注重效益”的方针，采取“水土保持生物措施，土地整治，复垦绿化与工程措施相结合”的办法，因地制宜，因害设防，配置各项水土流失综合防治对策，加强预防保护，防止产生新的水土流失，以彻底恢复和改善生态环境。具体举例以下三种措施：

（1）水土保持生物措施

废石场（排土场）复垦：废石场（排土场）是采矿过程中排出的岩石堆存场所，是人工堆积起来的废石山，表面岩石裸露，无覆土，无法直接复垦。故采取平整、覆土、栽植的办法，以固氮、保土、速生的当地适生乔木、灌木树种为主，辅以必要的工程整地措施，迅速覆盖地表，固土保水，培肥地力，复垦应主要布设在废石场平台及坡面、采矿场，并把采矿生产与排土场复垦有机地结合起来。一是在采矿过程中，将采矿剥离的表土单独存放，以备复垦利用，待排土场停止使用后，利用推土机对排土场进行平整，按“小平大不平”的方式操作，平台四周做出0. 5m 的挡土，以防止水土流失；二是在平整的基础上将存放的表土覆在排土场上部，覆土厚度以0. 5m 为宜；三是栽植以紫穗槐、刺槐为主的水土保持林。

（2）尾矿库坝面生物工程

尾矿库是选矿生产排出的尾矿砂堆积起来的沙丘。在坝面种植以紫穗槐为主的水土保持林，设专人管护，十几年或几十年后，尾矿库绿树成荫，茂密的林带构成了天然的绿色屏障，不仅能有效地防止水土流失，而且还会带来明显的社会效益和经济效益。例如水厂新水尾矿库按照传统的覆土植被方法，投资大，工期长，且需大量覆土资源。经过充分考察论证，确定了抗旱性强、耐瘠薄、具有强根瘤菌、固氨能力很强的沙棘作为主栽品种在尾矿库上直接栽植。不过几年，昔日的荒沙滩就变成了一片片茂密的沙棘林，不仅起到了防尘固沙改善生态环境的作用，而且，密集饱满的沙棘果林也成为远近闻名的新的参观景点，通过复垦，营造水保防护林，增加地表植被，防治水土流失，切实改善了生态环境。

（3）水土保持工程措施

水土保持工程措施主要包括拦渣工程、挡渣工程、截排水工程和削坡工程。

拦渣工程：布设在废石场下游直接危害区域内，拦截废渣泥沙，拦渣坝型为重力坝，材料为浆砌石或干砌石，设置排水孔。

挡渣工程：根据废石场坡脚部位的实际地形条件和可能危害程度大小布设。一是沿废石场坡脚修建挡渣墙；二是在废石场坡脚靠近河岸处修建挡渣堤；三是废石场坡脚靠近主要交通道路以及位于不便筑坝的宽浅沟道内，在道路一侧或两侧和沟道内修建挡渣墙。

截排水工程：挡水埂应布设在废石场平台及采矿场下盘零星弃土场平台的外侧周围，以防止平台降雨径流冲刷坡面。排水沟的布设，应结合拦渣墙修建墙外排水沟，防止地表径流冲刷下游；废石场位于沟道内且上游汇水较多的，应结合拦渣坝修。

（三）采坑做尾矿库

利用废弃露天大采坑堆存尾矿, 一般存在二大问题, 即压矿问题和边坡稳定问题。目前继续采用大露天开采, 剥采比偏大, 经济上明显不合理, 且大采坑围岩及矿体的渗透性较低, 外界补充水量较小, 但可通过推迟坑采的时间, 提高尾矿的固结度, 并根据下部矿床的形态分布, 分期进行必要的工程措施, 将尾矿堆积体内的水进行疏干, 甚至固化处理, 保留一定厚度的顶板和矿壁, 以尽可能经济合理的增加矿石回采量。尾矿库中、后期所需修建的排洪设施从尾矿库来讲可用宽浅式溢洪道安全泄洪, 但采用排洪井隧洞泄洪系统, 以利于后期深部坑采时尽量减少库内蓄水量。

查阅了其它资料，我还发现了在解决环境问题方面还有新材料新技术的应用，大棚薄膜在尾矿坝体的应用：

防洪防汛是尾矿库的重点工作，每年汛期坝面总有拉沟、拉槽等不良现象，耗费大量的人力、物力对尾矿子坝坝体进行维护。新一期子坝推筑后，经过一段时间的自然沉降，坝体较稳定，汛前对新筑坝体铺设薄膜，有助于坝体的维护。如图1所示，聚氯乙烯薄膜铺设中，于子坝坝顶约700 mm 处挖一条细沟，将薄膜一端埋入坝顶约300 mm ，并用尾砂回填、夯实，利于坝顶积水从薄膜中排出，且防止薄膜端口被风刮走或被外界损毁; 薄膜另一端位于上期坝坝面培土上，用黏土压实即可，间隔15 m 于培土表层滤出一条小沟，利用雨水及时排除，降低雨水对新坝体的渗透、冲刷，避免新坝体拉沟、拉槽等不良现象的出现。薄膜铺设

以来，减少汛期抢险的次数及物资等费用，避免野外作业被雷电击伤的危险，确保坝体的安全稳定运行。

图2. 子坝塑料薄膜铺设(单位:mm)

实际上，我最注重的还是尾矿库管理的环保问题，除了植被绿化还应该有其他工作，比如选址、污染治理和无尾工艺等。

尾矿库的选址十分重要，直接关系到尾矿库投资成本的大小和环保效益的高低。通常尾矿库需要避开人口密集区与生态敏感区，应在设计阶段先选择多个地址，经过认真勘察和技术经济比较后选择最优方案。在选址时，需要坚持以下原则：第一，尾矿库库容力需要满足矿山企业实际生产尾矿量和年限的需求，服务年限必须保持在5a 以上；第二，尾矿库与选矿厂距离要近，尽量在选矿厂下游，以便于尾矿输送和选矿厂的生产；第三，尾矿库尽量远离居民区、名胜古迹、水源地等处，并处于这些地方的下游方向；第四，尾矿库选址尽量不占农田，避免迁移村庄；第五，尾矿库选址尽量不在可开采矿床和不良地质上部，必要情况下需经过全面的技术经济论证；第六，库区纵深应尽量长、口部要小、纵坡要缓、库容要大、汇水面积要小、排洪系统要小。

污染治理是尾矿库管理工作中的一个难点问题，相关管理部门必须要重点处理污染严重的遗留问题，加大治理整顿力度，通过生态环境履约金等机制和矿业秩序治理整顿来营造一个环境保护与矿业生产协调发展的局面。

无尾工艺是矿山企业发展的重要研究课题，需要针对实际问题研究合理的处理措施和利用方案，进行有计划的加工再利用，并加大“三废”的综合回收利用投入力度，依靠高新技术将废弃物转换为建筑材料等有用之物，推广高效率、低成本的工艺技术，尽量减少尾矿生成量与堆放量。

5. 结论

综上所述，尾矿库的安全管理工作是一项长期而艰巨的任务，尾矿库的运行安全不仅直接关系到矿山的经济效益而且关系到下游广大居民的生命和财产安全。为此，一定要严格按照国家的有关规定和标准，通过建立有效的安全管理制度，对尾矿库进行科学规范的管理，消除各种事故隐患，最大程度的杜绝和减少尾矿库安全事故的发生。

6. 参考文献

[1]尾矿库安全技术规程（AQ2006-2005）

[2]王涛； 尾矿库危险有害因素的分析及预防[J]；矿业快报；2008年03期

[3]李全明；谢旭阳；陈守仁；王云海；尾矿库安全监测关键点[J]；劳动保护；2008年12期

[4]赵杰，李淑英；尾矿坝浸润线控制[J]；西部探矿工程；2005年02期

[5]王智明；矿山尾矿库事故预防措施探讨[J].西部探矿工程2010，（01）

[6]张兴凯，王启明，相桂生. 金属非金属尾矿库安全现状及分析[J].中国安全生产科学技术，2010，2（2）：60-63