[发明专利]一种提高已堆存尾矿库存储量的工艺方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种提高已堆存尾矿库存储量的工艺方法，属于采矿技术领域中的矿山尾矿坝堆筑技术。

背景技术

尾矿坝是蓄积水力选矿后排放的泥浆矿渣的坝式建筑物，坝体内主要堆存矿山选矿后排出的尾矿泥浆或其他工业废渣，对矿山环境的保护和治理起到很大的作用。选矿所排放的尾矿通常是含水量较大的稀泥浆，多采用泵抽装置通过管道输送至尾矿库存放。随着尾矿库中流态泥浆堆存量的加大，其对尾矿坝施加的水平力随着坝高的增加成指数增长，因此尾矿坝设计高度就会受到限制，即尾矿库的容量受到限制。当坝内存放的尾矿稀泥浆达到设计标高后就必须停止向坝内继续注入尾矿泥浆，否则将会导致溢坝或溃坝，造成灾难性的后果。

我国是矿产大国，目前年排放尾矿量已超10亿吨，且仍在逐年增加。为保证矿石的继续开采，在尾矿库满库容后，就必须重新选址新建尾矿库。然而由于土地资源稀缺，环境问题突出，选址建造新尾矿库投资成本加大、尾矿输送距离增加，矿企将承受巨额建设、运输费用，造成对其发展的严重不利影响。

发明内容

本发明为了解决现有技术中存在的问题，提出一种提高已堆存尾矿库容量的工艺方法，为节约土地资源和生产成本提供了有效安全的技术途径。现有的尾矿库设计理念基本是把尾矿泥浆视作与水性能相同的东西，即流体；因此它的存储也与水的存储一样，需要构筑坝体形成尾矿库。此外，基于上述理念，现有的尾矿泥浆的注入是随意的。流态的尾矿泥浆对坝体产生与尾矿泥浆的堆存深度成指数关系的水平推力，这是影响尾矿坝稳定安全的关键因素。

本发明所提出的一种提高已堆存尾矿库存储量的工艺方法，主要基于以下的新理念：将尾矿泥浆区别于水，设法将尾矿泥浆中的水排除，使尾矿泥浆转变成低含水量的可自立的密实土体，则可大大消除作用于尾矿坝上的水平作用力，并提高其自身的承载力，从而消除影响坝体稳定安全的不利因素。同时，由于尾矿泥浆中水的排除，可腾出很大的空间，进而提高尾矿泥浆的存储量。之后对后续新出尾矿泥浆的注入进行管理，改变现有随意注入模式，采用有序注入，通过有组织管理分片区分层振动排水、翻晒碾压或固化等方法使之形成可自立的固态尾矿土，从而将库内贮存流动态泥浆的方式转变成堆土山的贮存方式，大大提高尾矿库的尾矿存储量。

本发明提出一种能提高已堆存尾矿库存储量的工艺方法。其基本方法是：采用适当排水增密施工工艺将已堆存的高含水量尾矿泥浆中的水排除并使其密实，将尾矿泥浆转变成低含水量的固态自立尾矿土，从而腾出部分库容；之后对后续注入的尾矿泥浆实施分片区、分层的有组织注入，通过对尾矿泥浆的分片区、分层排水、压密或固化，使之也成为固态自立的尾矿土。逐层堆筑至设计高度后，最终形成高密实度固态自立尾矿堆存体，实现已堆存尾矿库扩容。

本发明所述一种能提高已堆存尾矿库存储量的工艺方法的基本技术方案是依据尾矿库内堆存的尾矿泥浆的颗粒级配，分两种情况采用以下方法：

当尾矿泥浆为砂土且粘粒质量百分比含量不大于30%时，对已堆存于尾矿库的尾矿泥浆采用振冲挤密排水工艺。利用振冲器产生高频振动，使处于不稳定松散堆积状态的砂粒、粉粒在高频振动作用下下沉，重新排列形成密实堆积，导致砂、水分离，水排出后，宏观表现为尾矿泥浆振挤密实，腾出较大体积库容。对后续注入的新尾矿泥浆，则采用分片区分层有组织注入，通过振动、挤密排水工艺使后续注入的新尾矿泥浆形成密实的固态自立堆存土。

当尾矿泥浆为粉土或粘性土或砂土但粘粒质量百分比含量大于30%时，对已堆存于尾矿库的尾矿泥浆采用排水、击密法施工工艺，包括真空预压、击密工艺和击密排水工艺。真空预压、击密工艺具体是：在尾矿泥浆中设置竖向排水通道，并在尾矿泥浆面层设置横向排水通道，然后覆盖不透气的密封膜，通过带有滤水孔的分布管使用真空装置进行抽气，使密封膜内外形成气压差，从而使密封膜下尾矿泥浆产生排水固结，进而采用击密方法进一步促进土体排水固结，如此将真空预压和击密两道工序多遍循环，最终达到尾矿泥浆排水固结、体积大大压缩、腾出大体积库容的效果。击密排水工艺是在尾矿泥浆中设置竖向排水通道，并在尾矿泥浆面层铺设一定厚度的砂石垫层，所设置竖向排水通道与砂石垫层形成连续的排水通道，采用多遍击密方法使尾矿泥浆排水固结、体积大大压缩、并腾出大体积库容。对于后续注入的新尾矿泥浆，则采用分片区分层有组织注入，通过翻晒、碾压或固化工艺使流态的尾矿泥浆转变为固态自立的尾矿土，逐层填筑后达到固态堆存要求。