一种基于分段筑坝提高尾矿库安全系数的方法与流程

1.本发明涉及一种选矿厂尾矿坝安全堆放的技术领域，具体是一种基于分段筑坝提高尾矿库安全系数的方法。


背景技术：

2.尾矿坝的安全堆放是国家对尾矿库安全管理的要求，根据尾矿库安全管理规定第二章第二节尾矿库排放与筑坝规定执行。
3.现有技术一般是粗细一起泵送堆放，这种方法简单，大量的细泥夹杂在坝首，但是细粒尾矿在其中，细料比表面积大，流动性高，含水量高，稳定性差，易流动，不安全。还有采用粗颗粒放在坝首，挡住细颗粒，使其稳定。
4.目前选矿作业排出的尾矿堆存方式有三种：湿式、干式堆存及井下充填堆存，无论哪种方式堆存，必须确保堆存场地安全、环保，保证外排水达标排放，保护环境。
5.尾矿堆存场地一搬在三面环山的凹地处选址，过去的尾矿坝基础坝建设比较简单，投资费用较低，随着国家新的安全环保政策及环境保护法实施，新、旧的尾矿坝对安全环保要求比较严格，外排水质达标排放标准提高，尾矿坝投入费用增加。
6.一般尾矿车间采用的尾矿输送堆放方式是：砂泵直接输送尾矿至尾矿坝末端(坝尾)，粗、细粒尾矿按坝尾至坝首方向逐级分布堆存，容易造成坝首末端尾矿过细，无法快速沉淀，影响外排水质达标及坝首安全。
7.随着尾矿坝尾矿堆存逐年抬高，尾矿坝库容逐步缩小，坝首堆存的浓浆沉淀时间较长，影响了尾矿坝外排水达标排放，污染环境，造成生产被迫停产停机，近年来每年投入尾矿库治理费用逐年增加，影响企业生存发展。
8.传统尾矿子坝堆筑方法主要有冲积法、池填法、渠槽法和旋流器法。采用传统堆筑方法，一般粗粒尾矿容易在近端(尾矿坝某放矿点或坝尾)先沉淀堆存，细粒尾矿在远端(坝尾) 沉淀堆存，细粒级尾矿对坝首筑坝和干滩形成非常不利，对整个坝体安全影响很大，整个坝体安全系数很低。因此传统的堆筑尾矿方法存在坝体不牢固，安全系数低，尾矿库外排水难以澄清问题。


技术实现要素：

9.本发明的目的是提供一种基于分段筑坝提高尾矿库安全系数的方法。尾矿车间采用：库区内逐级构筑子坝及形成干滩区，通过螺旋分级机分级尾矿，产生粗细两等级尾矿，粗粒级尾矿通过砂泵输送至坝首、各子坝区域，较粗粒级尾矿构筑坝首子坝、各级子坝；粗粒级尾矿输送至坝首分散多点放矿自然沉淀自然形成干滩区域。细粒级尾矿分五级自然沉淀堆放，堆放效率提高，降低成本，提高坝体安全性，延长尾矿坝使用寿命，促进外排水澄清及达标排放。本发明具有施工、使用、维护方便、适应性强。
10.为达到上述目的，本方法所采用的技术方案是：一种基于分段筑坝提高尾矿库安全系数的方法，用于在尾矿坝堆放过程，所述尾矿坝堆放采用螺旋分级机分级尾矿技术，给
合传统的子坝堆筑方法(池填法)，细粒级尾矿采取多级子坝分级堆放及粗粒级尾矿泵送坝首筑坝，充分利用尾矿坝地形地貌，从尾矿坝一侧面中间至坝尾，坝尾至坝首，分5级人工修筑子坝 (1-5号)，1号子坝宽度较窄，长度较长。细粒级尾矿沿着各级子坝流动堆存沉淀，粗粒级尾矿泵送坝首、各子坝筑坝并自然形成干滩区，具体步骤如下：
11.(1)分级：在尾矿进入库区前的尾矿通过分级机分级产出粗、细粒级两种尾矿；
12.(2)细粒级排放按粒级大小自然沉降：细粒部分尾矿自流进入尾矿库，沿着1-5号子坝流动自然沉淀堆放，细粒级首先在前面几段沉淀；
13.(3)微细粒级排放到最后几段自然沉降；
14.(4)粗粒级泵送坝首堆放：粗粒部分尾矿通过砂泵扬送至坝首自然沉淀堆放，形成上层粗粒级压实下层细粒级，形成稳定的粗粒级尾矿结构和干滩面积，提高坝首安全性能；
15.(5)逐级按坡比筑坝：粗粒部分尾矿通过砂泵扬送至各子坝，对尾矿坝进行分段筑坝；
16.(6)在线监控：在坝首安装了尾矿坝安全在线监测系统，通过浸润线在线监控，24小时实时监测尾矿库坝体的安全。
17.泵送粗粒级尾矿至坝首，沿着坝首管道横向设置多个带闸阀放矿出口，粗粒尾矿多点分散排出堆放，粗粒尾矿在坝首和干潍区自然沉淀堆放，形成干滩和坝首按坡比人工构筑子坝。
18.步骤(5)所述逐级按坡比筑坝是指粗粒级尾矿泵送至坝首、各级子坝，人工构筑坝首子坝和各级子坝，从尾矿坝一侧面中间至坝尾，人工修筑1号子坝，再从坝尾至坝首人工构筑 2-5号子坝，共分六个区域。
19.所述共分六个区域是指五个沉淀区和一个汇水区域，包括干滩区。
20.步骤(5)所述逐级按坡比筑坝是指粗粒级尾矿原料用人工按坡比逐级筑坝，坡比为1： 4。
21.各子坝采用池填法筑坝。
22.本发明的显著效果在于：
23.粗细一起泵送堆放，这种方法简单，但是细粒尾矿在其中，细料比表面积大，流动性高，含水量高，稳定性差，易流动，不安全。采用粗颗粒放在坝首，挡住细颗粒，使其稳定。
24.由于在库区内设置多个子坝，细粒级、微细粒级尾矿自然排放、分散沉淀于各级子坝区域内，粗粒级泵送坝首堆放堆放，改善了坝首和各子坝堆存的尾矿粒度组成；大量的泥浆分布于坝尾中，巧妙的避免了外排水质因尾矿泥浆过多难于澄清的困难，促进外排水达标排放。
25.本发明有效解决了尾矿坝安全性能问题，尾矿坝安全监测浸润线高度，提高了尾矿坝安全系数，降低尾矿库外排水质治理成本，促进外排水达标排放，同时延长尾矿坝使用寿命，具有良好的经济效益和环境效益。
附图说明
26.图1是进库尾矿流向图。
27.图2是螺旋分级机分级剖面结构示意图。
28.图中标记为：1.5米螺旋分级机1、给矿溜槽2、给矿口3、溢流口4、沉砂口5。
29.图3是尾矿库平面示意图。
30.图中标记为：1号坝6、2号坝7、3号坝8、4号坝9、5号坝10、6号坝11、干滩区12。
31.图4池填法筑坝结构示意图。
32.图中标记为：放矿主管13、放矿支软管14、围埝15、溢流管16、子坝廊线17。
具体实施方式
33.以下通过实施例对本发明的技术方案作进一步详细描述。
34.实施例1
35.本实施例为本发明所述的基于分段筑坝提高尾矿库安全系数的方法的一个实例，包括如下步骤：
36.(1)分级：在尾矿进入库区前的尾矿通过分级机分级产出粗、细粒级两种尾矿；
37.(2)细粒级排放按粒级大小自然沉降：细粒部分尾矿自流进入尾矿库，沿着1-5号子坝流动自然沉淀堆放，细粒级首先在前面几段沉淀；
38.(3)微细粒级排放到最后几段自然沉降；
39.(4)粗粒级泵送坝首堆放：粗粒部分尾矿通过砂泵扬送至坝首自然沉淀堆放，形成上层粗粒级压实下层细粒级，形成稳定的粗粒级尾矿结构和干滩面积，提高坝首安全性能；
40.(5)逐级按坡比筑坝：粗粒部分尾矿通过砂泵扬送至各子坝，对尾矿坝进行分段筑坝；
41.(6)在线监控：在坝首安装了尾矿坝安全在线监测系统，通过浸润线在线监控，24小时实时监测尾矿库坝体的安全。
42.某多金属矿山尾矿库已服务多年，年排入尾矿100万吨，近年来，随着国家新的安全环保政策及环境保护法实施，外排水要求达标排放。实施以上方法前，由于该尾矿库尾矿主要含有砷重金属离子，尾矿库溢流水经常不能及时沉淀澄清，致使外排水质不稳定，造成砷离子超标现象，同时坝体较高，安全性能下降。经试用本发明所述的基于分段筑坝提高尾矿库安全系数的方法后，尾矿库尾矿溢流水实现了快速沉淀澄清问题，溢流水水质明显改善，外排水达标排放，尾矿坝浸润线由原来3米降低到2.5米，坝体安全系数提高。
43.实施例2
44.本实施例为本发明所述的基于分段筑坝提高尾矿库安全系数的方法的另一个实例，包括如下步骤：
45.(1)分级：在尾矿进入库区前的尾矿通过分级机分级产出粗、细粒级两种尾矿；
46.(2)细粒级排放按粒级大小自然沉降：细粒部分尾矿自流进入尾矿库，沿着1-5号子坝流动自然沉淀堆放，细粒级首先在前面几段沉淀；
47.(3)微细粒级排放到最后几段自然沉降；
48.(4)粗粒级泵送坝首堆放：粗粒部分尾矿通过砂泵扬送至坝首自然沉淀堆放，形成上层粗粒级压实下层细粒级，形成稳定的粗粒级尾矿结构和干滩面积，提高坝首安全性能；
49.(5)逐级按坡比筑坝：粗粒部分尾矿通过砂泵扬送至各子坝，对尾矿坝进行分段筑坝；
50.(6)在线监控：在坝首安装了尾矿坝安全在线监测系统，通过浸润线在线监控，24小时实时监测尾矿库坝体的安全。
51.某多金属矿山尾矿再选选厂，每年处理尾矿50万吨，年排入尾矿库尾矿量约40万吨，传统方法尾矿在坝内堆存，大量较细粒级尾矿汇聚坝首堆存，造成坝首溢流水质沉淀时间过长，难以澄清，含砷等重金属离子较高，无法形成有效的干滩面积，坝体稳定性较差。经试用本发明所述的基于分段筑坝提高尾矿库安全系数的方法后，尾矿库尾矿溢流水在各级子坝得到分级沉淀，最终溢流水水质明显改善，促进外排水达标排放，尾矿坝浸润线由原来3.5 米降低到2米整个坝体稳定性提高，延长尾矿坝使用寿命。
52.实施例3
53.本实施例为本发明所述的基于分段筑坝提高尾矿库安全系数的方法的再一个实例，包括如下步骤：
54.(1)分级：在尾矿进入库区前的尾矿通过分级机分级产出粗、细粒级两种尾矿；
55.(2)细粒级排放按粒级大小自然沉降：细粒部分尾矿自流进入尾矿库，沿着1-5号子坝流动自然沉淀堆放，细粒级首先在前面几段沉淀；
56.(3)微细粒级排放到最后几段自然沉降；
57.(4)粗粒级泵送坝首堆放：粗粒部分尾矿通过砂泵扬送至坝首自然沉淀堆放，形成上层粗粒级压实下层细粒级，形成稳定的粗粒级尾矿结构和干滩面积，提高坝首安全性能；
58.(5)逐级按坡比筑坝：粗粒部分尾矿通过砂泵扬送至各子坝，对尾矿坝进行分段筑坝；
59.(6)在线监控：在坝首安装了尾矿坝安全在线监测系统，通过浸润线在线监控，24小时实时监测尾矿库坝体的安全。
60.某铅锌金属矿山尾矿库使用多年，年排入尾矿30万吨，尾矿库容不断扩大和提高，根据国家新的安全环保政策及环境保护法实施要求，外排水要求达标排放。本矿山尾矿库存实施以上方法前，采用传统的尾矿堆放方法堆放尾矿，尾矿库存汇水面积较小，尾矿库溢流水经常不能及时沉淀澄清，致使外排水质不稳定，同时坝体较高安全性能下降。经试用本发明所述的基于分段筑坝提高尾矿库安全系数的方法后，尾矿库尾矿溢流水实现了快速沉淀澄清问题，溢流水水质明显改善，外排水达标排放，尾矿坝浸润线由原来3.5米降低到2.5米，坝体安全系数提高。