尾矿设施

    2.尾矿坝
    尾矿坝广泛采用的为初期坝和后期坝（也称尾矿堆积坝）两者组合。初期坝是尾矿坝的支撑棱体，采用当地的土和石料筑成，初期坝的设计尾矿量一般为0.5~1.0a.后期坝是选矿厂投产后利用尾矿堆积而成。如下图所示。

    初期坝  近年来采用较多的是透水性坝，它是由堆石体、上游面铺设反滤层和保护层构成所谓的透水堆石坝，利于尾矿堆积坝迅速排水，降低尾矿坝的浸润线，加快尾矿固结，有利于坝的稳定。反滤层系防止渗透水将尾矿带出，是在堆石坝的上游面铺设的，另外在堆石与非岩石地基之间，为了防止渗透水流的冲刷，也需设置反滤层。堆石坝的反滤层一般由砂、砾、卵石或碎石三层组成，三层的用料粒径沿渗流流向由细到粗，并确保内层的颗粒不能穿过相邻的外层的孔隙，每层内的颗粒不应发生移动，反滤层的砂石料应是未经风化、不被溶蚀、抗冻、不被水溶解，反滤层厚度不小于400mm为宜。为防止尾矿浆及雨水对内坡反滤层的冲刷，在反滤层表面需铺设保护层，其可用干砌块石、砂卵石、碎石、大卵石或采矿废石铺筑，以就地取材，施工简便为原则。[next]
    对于坝顶和外坡可采用下列作法：
   （1）铺盖0.1~0.15m的密实砾石或碎石层；
   （2）铺种草皮或种植茅草；
   （3）在坝肩与坡脚设置截水沟和排水沟。还有一种初期坝为土坝，这是在缺少砂石料地区常用的其造价低、施工方便，要求筑坝土料级配良好，压实性好，可得到较高的干容重，较小的渗透系数，的抗剪强度。因土料透水性较尾矿差，当尾矿堆积坝达到一定高度时，浸润线往往从堆积坝坡逸出，易造成管涌，导致垮坝事故发生的可能。采用土坝必须采用综合排渗设施以降低尾矿坝的浸润线。初期坝是在基建期由施工单位负责修筑。我国早期采用较多的是不透水堆石坝，其应用于尾矿不能堆坝，尾矿水中含有毒物质对下游产生危害的场合。
    后期坝  由生产单位在整个生产过程中利用尾矿逐年堆积修筑加高。后期坝筑法有：
   （1）上游筑坝法；
   （2）下游筑坝法；
   （3）中线筑坝法。一般多采用上游法（即向坝的内坡放矿）筑坝，其工程量较小，当不能满足坝的稳定时可用后两者筑坝，地震较多地区可用下游法筑坝。
    后期坝的堆筑  尾矿粒度是影响尾矿沉积的主要因素，粒径大于37μm是形成冲积滩的主要部分，小于5μm粒级很不易沉积而形成水中悬浮物。应尽量利用尾矿冲积筑坝，如果尾矿库距采场较近，利用采矿废石筑坝并兼作废石堆场也是可行的。尾矿冲积筑坝方法较多，有冲积法、池填法、渠槽法、水力旋流器分级上游法和分级下游法等，其方法选择主要根据尾矿排出量的大小、粒度组成、矿浆浓度、坝长、坝高及当地气候条件等因素确定。为使尾矿冲积坝有较高的抗剪强度，要求各放矿口冲积的矿浆中物料粒度一致，冲积滩无矿泥夹层。做到筑坝期间分散排放矿浆，其矿浆管沿坝顶轴线敷设，放矿浆支管沿坝坡敷设，随筑坝增高而加长。在库内应开设集中放矿口，以备不筑坝期、冰冻期和汛期向库内排放尾矿，以保护堆积坝的稳定。[next]
    尾矿坝的高度无论是初期坝和堆积坝均要考虑，除满足调洪、蓄水要求外，还要有安全超高。
    尾矿堆积坝排渗  其目的为了降低浸润线，防止浸润线由坝坡逸出和流失尾矿，利于坝的稳定。其排渗设施有：
   （1）底部排渗（需铺设反滤层），用于尾矿坝置不透水地基上或初期坝为不透水坝；
   （2）冲积坝体排渗，为改善尾矿冲积坝外坡排渗条件，其方法较多，有贴坡滤层排渗（当初期坝和地基均不透水，又未设底部排渗体，在尾矿堆积坝外坡铺设此层）及渗管或排渗盲沟（与坝轴线平行布置），渗井，立式排渗（国外下游筑坝采用较多）等。排渗设施与筑坝应同时施工。尾矿坝身主要几何尺寸参考值见下表。

    表中数值应视所用材料、坝高、稳定计算及经验而定。对整体坝的设计，首先要确保坝的稳定和安全，即使在生产中向尾矿库排放尾矿也必须进行合理的控制和管理，决不允许溃坝事故发生。[next]

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    3.尾矿库排水（包括回水）系统
    排水系统常用的基本型式有：排水管、隧洞、溢洪道和山坡截洪沟等。应根据排水量、地形条件、使用要求和施工条件等因素经过技术经济比较后确定所需要的排水系统。对于小流量多采用排水管排水；中等流量可采用排水管或隧洞，大流量采用隧洞或溢洪道。排水系统的进水头部可采用排水井或斜槽。对于大中型工程如果工程地质条件允许，隧洞排洪常较排水管排洪经济而可靠。国内的尾矿库一般多将洪水和尾矿澄清水合用一个排水系统排放。有些尾矿库在使用后期，尾矿堆积高度接近周围山脊或鞍部地段时，可利用鞍部地形开挖溢洪道是很有利的，可考虑采用正堰式溢洪道作为尾矿库后期排水，如上图所示。
    尾矿库排水系统应靠在尾矿库一侧山坡进行布置，选线力求短直，地基均一，无断层、滑坡、破碎带和弱地基。其进水头部的布置应满足在使用过程中任何时候均可以进入尾矿澄清水的要求。当进水设施为排水井时，应认真考虑其数量、高程、距离和位置，如第一井（位置最低的）既能满足初始期使用时澄清距离L的要求，又能满足尽早地排出澄清水供选矿厂使用的要求，其余各井位置逐步抬高，并使各井筒有一定高度的重叠（重叠高度△h=0.5~1.0m），上图一已示出。澄清距离L的目的是确保排水井不跑浑水。当尾矿库受水面积很大，在短时间内可能下来大量洪水，为能迅速排出大部或部分洪水，可靠尾矿库一侧山坡上，在尾矿坝附近修筑一条溢洪道。
    上述所有流经排水系统设施的排水井窗口、管道直径、沟槽断面、隧洞断面等尺寸和泄流量需经计算后再结合实际经验给予确定。
    由于选矿厂排出的尾矿浓度一般都较低，为节省新水消耗，对于磁选厂和重选厂的尾矿常在厂前区修建尾矿浓缩池或倾斜板浓缩池等回水设施，回收尾矿水供选矿厂生产循环使用。
    三、粗粒干尾矿的输送和堆积
   （1）利用箕斗或矿车沿斜坡轨道提升运输尾矿，然后倒卸在锥形尾矿堆上，这是一利常用的方法。根据尾矿输送量的大小可采用单轨或双轨运输。地形平坦，尾矿场距选矿厂较近时可采用此法输送。
   （2）利用铁路自动翻车运输尾矿向尾矿场倾卸。此方案运输能力大，距选矿厂较远，尾矿场是低于路面的斜坡场地。
   （3）利用架空索道运输尾矿，适于起伏交错的山区，特别是业已采用架空索道输送原矿的条件，可沿索道回线输送废石，尾矿场在索道下方。寒冷地区潮湿尾矿、箕斗容积小者易冻结。
   （4）利用移动胶带运输机输送尾矿，运至露天扇形底的尾矿堆场。适于气候暖和地区，距选矿厂较近。