一种尾矿干堆工艺新方法技术

本发明专利技术公开了一种尾矿干堆工艺新方法，通过以下技术方案来实现：干堆场区调查、尾矿特性分析、对场地地基进行处理及分析、对地下水渗流场分析，对干堆场参数的确定及土工编织袋规格的选择，利用选矿厂产生的尾矿，向土工编织袋内注入尾矿浆，矿浆中水通过土工编织袋（3）流出，粗粒尾矿留在袋中并最终填满；装满尾矿的土工编织袋（3）自下而上错缝分层堆置，最终堆存后的尾矿干堆坝体（6）为上窄底宽的梯形体结构；在所述的尾矿干堆坝体内设置排渗管道（4）；在尾矿干堆坝体（6）表面设置坡面覆土保护层（5）。本发明专利技术既可解决矿山附近缺乏建设尾矿库地形带来的困难，又降低了尾矿长距离输送成本，保证了矿山正常的生产，加速了矿山建设速度。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种尾矿堆存的方法，尤其是涉及一种尾矿干堆的工艺方法，广泛适应于缺乏建坝(尾矿库)条件的区域进行尾矿干式堆放，尤其适用于因无理想库址或库址距离选矿厂太远等因素无法建设尾矿库的工程。
技术介绍
尾矿库是指筑坝拦截谷口或围地构成的用以堆存金属非金属矿山进行矿石选别后排除尾矿的场所，是维持矿山正常生产的必要设施，是矿山企业最大的环境保护工程项目。可以防止尾矿向江、河、湖、海、沙漠及草原等处任意排放。目前，尾矿库的类型有山谷型尾矿库、傍山型尾矿库、平地型尾矿库、截河型尾矿库。尾矿库的基建投资一般约占矿山建设总投资的10%以上，占选矿厂投资的20%左右， 有的几乎接近甚至超过选矿厂投资。尾矿设施的运行成本也较高，有些矿山尾矿设施运行成本占选矿厂生产成本的30%以上。为了减少运行费，有些矿山的选矿厂厂址取决于尾矿库的位置。为了尽量不占或少占农田，不迁或少迁村庄，减少尾矿库征地、基建投资和运行的成本，尾矿库的选址十分重要。尾矿库选址研究论证是一个工作复杂，经历时间长，综合面广，整体概念强的工作。近年来，由于征购土地和搬迁农户越发困难，建设尾矿库的费用更高。特别是一些受当地地形条件、规划等的限制，很难在现有厂区附近寻找到适宜建库的库址，使得矿山企业不得不考虑采用尾矿库干堆来解决尾矿堆存问题。本专利技术根据尾矿库尾矿粒径分布规律，利用土工编织袋形成不同的有小孔径及尾矿在尾矿浆中的悬浮、沉积规律等，判别尾矿浆内水排出土工编织袋的速度，确定袋装尾矿体干堆工艺。
技术实现思路
本专利技术的目的就是针对现有技术中存在的问题，而提供，既可解决矿山附近缺乏建设尾矿库地形带来的困难，又降低了尾矿长距离输送成本，保证了矿山正常的生产，加速了矿山建设速度。为实现本专利技术的上述目的，本专利技术通过以下技术方案来实现通过以下技术方案来实现1)干堆场区调查系统地对干堆场区所在的位置，工程地质、水文地质，地基承载力、土壤力学指标进行调查，确定建设干堆场最优场址；2)尾矿特性分析通过实验对选矿厂试生产产生的尾矿粒径、尾矿浆内是否含有胶体粒子以及尾矿浆PH值、是否具有腐蚀性进行测定分析；所述的对尾矿浆内是否含有胶体粒子进行分析是指，通过分析确定胶体粒子在尾矿浆中对土工编织袋有效孔隙造成的影响，主要指堵塞等。所述的对尾矿浆PH值及是否具有腐蚀性等进行分析，是指通过实验手段确定尾矿浆酸碱性及腐蚀性大小，及与土工编织袋相遇后是否发生不良化学反应等。3)对场地地基进行处理及分析通过盲沟及其他措施增加场地基础渗透力；通过利用有限元法进行地基应力场变化分析，分析在袋装尾矿体干堆加载下地基应力状态、变形特征及其变化规律；4)地下水渗流场分析用有限元计算出结点水头，并用计算机输出水位线；5)干堆场参数的确定及土工编织袋规格的选择通过拟建区地基承载力，确定尾矿干堆坝体高度、坡度；并综合考虑尾矿特性，确定土工编织袋规格、袋装尾矿体复合体单层的施工厚度；所述尾矿干堆体坡度范围为1:2 1:5为宜；所述土工编织袋有效孔径为 0.033 0. 1mm，堆积尾矿后形成的规格为长X宽X高=(40 60)米X (5 10)米X (0. 25 0. 4)米。所述的土工编织袋采用高强度抗老化编织袋为宜，即普通编织袋在加工过程中添加相关添加剂以增加编织袋的强度及抗老化性，可在市场上订购。6)袋装尾矿体筑坝利用选矿厂产生的尾矿，向土工编织袋内注入尾矿浆，矿浆中水通过土工编织袋流出，粗粒尾矿留在袋中并最终填满；装满尾矿的土工编织袋自下而上错缝分层堆置，最终堆存后的尾矿干堆坝体为上窄底宽的梯形体结构；在所述的尾矿干堆坝体内设置排渗管道；在尾矿干堆坝体表面设置坡面覆土保护层；7)对尾矿干堆坝体进行稳定性及可靠性分析利用岩土工程软件模拟出各个袋装尾矿体各个受力点，对尾矿干堆坝体进行稳定性及可靠性分析。所述的尾矿干堆坝体的稳定性及可靠性分析为用Bishop法进行稳定性分析，并用蒙特卡罗(Monte-carlo)模拟法进行可靠性分析。本专利技术，通过以上技术方案具有以下积极效果(1)突破了尾矿库选址瓶颈，缩短了尾矿库与选矿厂的距离，降低了矿山运营期间尾矿运输成本，且袋装尾矿体筑坝干堆工艺前期仅进行地基处理，降低了矿山前期投资。(2)由于尾矿干堆工艺使尾矿干堆场内无水，降低了传统尾矿堆存所产生的安全急 ^^ ο( 3 )首次形成尾矿干堆工艺，能为国内外矿山工程起借鉴作用。同时该成果直接转化为生产力，将产生巨大社会效益。附图说明图1为本专利技术堆存的尾矿干堆坝体立体结构示意图。图2为本专利技术采用的高强度抗老化编织袋结构示意图。图3为图1中尾矿干堆坝体埋设排渗管道部分的局部放大图。附图标记为1 一干堆场场址；2 —袋装尾矿体；3 —高强度抗老化编织袋；4 一排渗管道；5 —坡面保护层；6 —尾矿干堆坝体。具体实施方式为进一步描述本专利技术，下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步详细描述。由图1所示的为本专利技术堆存的尾矿干堆坝体立体结构示意图并结合图2、图3看出，本专利技术根据矿山整体规划要求确定干堆场场址1，通过对尾矿干堆场场址1的调查，确定干堆场场址1的工程地质及水文地质情况，并对干堆场场址1进行处理，增加其渗透能力，确保后期施工中水能顺利渗流出；再将根据选矿厂排出尾矿的浓度、粒径分布情况、流速及水质情况定做出符合现场的高强度抗老化编织袋3铺设在拟建干堆场场址1处，利用选矿厂排出的尾矿浆体直接泵入高强度老化编织袋3中形成袋装尾矿体2，袋装尾矿体2的尺度可根据现场进行调整。由于定制的袋装高强度抗老化编织袋具有一定的有效孔径，水从编织袋3中流出，尾矿留在编织袋3内并形成袋装尾矿体2，利用袋装尾矿体2层层堆积形成尾矿干堆坝体6。为有效增加坝体排渗能力，增加尾矿安全稳定性，在尾矿干堆加高中，每隔一定高度铺设排渗管道4。为防止尾矿干堆坝体形成尾矿浆渗流通道，袋装尾矿坝体2均错缝堆筑，防止通缝。尾矿干堆坝体结束后对整个坡面进行覆土保护形成保护层5。袋装尾矿体干堆工艺的设计与施工可以分为三个阶段第一阶段干堆场区及选矿资料的调查与研究。系统地对干堆场区地基承载力、基础水文地质进行分析，并对选矿厂产出的尾矿浆进行浓度、流速、PH值进行调查，并对尾矿浆中尾矿颗粒级配进行分析；第二阶段在对尾矿干堆场场区地基调查与研究基础上，确定干堆的总高度及袋装尾矿体边坡坡度；根据尾矿实验结果确定高强度抗老化编织袋即模袋的平面尺寸及每个模袋的装砂高度等；并根据项目确定监测与安全检查方式、内容及制度的建立；应急预案的制定寸。第三阶段在确定干堆场场址的基础上进行尾矿库设计与施工。本专利技术提供的方法已在我国某大型地下矿山中进行施工，并利用该干堆工艺筑起一道坝体，该实例于2009年4月开始实施，于2009年11约建设完毕，建设过程中遭受了 2009年6月发生的200年一遇暴雨，保证下游居民人身安全、财产安全及下游风景区的正常运营。2010年9月，该工程完工后一年，未发现地基不均勻沉降及其他隐患。该项目成功实施后取得了显著的经济社会效益。( 1)解决了矿山由于尾矿库库满面临无库可排局面，防止了矿山因缺乏尾矿库而进入停产困境。(2)为矿山新建传统尾矿库提供了时间，解决矿山尾矿排放问题，为企业直接节省投资2000余万元，经济效益显著；(3)实现了尾矿干堆的开创性成果，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：汪斌，段蔚平，秦柯，曹作忠，曾学敏，窦晓峰，汪良峰，吴小刚，华跃，
申请(专利权)人：中钢集团马鞍山矿山研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：