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我國(guó)礦山機(jī)械領(lǐng)域尾礦堆壩的方法和實(shí)踐

2011年11月16日 14:3 11196次瀏覽 來(lái)源:   分類: 有色裝備


  排放方法有多點(diǎn)排放,即支管分散排放,獨(dú)管排放等。前者方便筑壩,后者多用于冬季排放和水下排放。有時(shí),為了調(diào)整沉積灘坡度,需要考慮不同支管的濃度和粒度,有目的的開啟支管。這都是企業(yè)長(zhǎng)期積累的“絕招”,通常不為認(rèn)知。
  如前所述,高濃度、細(xì)顆粒尾礦堆壩設(shè)計(jì)缺乏經(jīng)驗(yàn),現(xiàn)有規(guī)程主要內(nèi)容是上游法,或者說(shuō)上游法的條款較多。有幾個(gè)典型工程使用上游法,投產(chǎn)以后出現(xiàn)了筑壩困難的問(wèn)題。著名的有魯中、大頂、洪都等。
  細(xì)顆粒尾礦筑壩設(shè)計(jì)常采用補(bǔ)強(qiáng)方法增加穩(wěn)定性,例如:洪都尾礦壩每期子壩(高約3?m)鋪設(shè)100?m的土工格柵。西石門后井壩曾經(jīng)用旋流器在子壩前隔一個(gè)安全灘長(zhǎng)的距離,再堆筑一道子壩用來(lái)排礦、擋水以滿足安全灘長(zhǎng)要求。魯中不用尾礦筑子壩,用廢石土擠泥筑壩,無(wú)紡布做隔離層,再用旋流器沉砂形成排水層。大頂?shù)V的排放濃度低,尾礦粗、細(xì)兩級(jí)分化明顯,則用池田法就地沉砂,以獲得較寬厚的壩體,支撐細(xì)粒尾礦泥。
  據(jù)了解,欒川龍宇鉬業(yè)有限公司尾礦庫(kù)設(shè)計(jì)初期壩高60?m,初期庫(kù)容83.2萬(wàn)m3,堆積壩高200?m,總有效庫(kù)容3845.4萬(wàn)m3。前100?m的堆積壩坡1 : 4,后100?m的堆積壩坡1 : 5。2008年10月投入運(yùn)行,排放濃度55%。2009年5月下旬堆積高度超過(guò)了初期壩頂(高程1270?m),到2010年3月,堆至第十一期子壩時(shí),堆高22m(高程1?292?m),為了運(yùn)行安全采取了如下措施:
  針對(duì)上升速率過(guò)快采取了減產(chǎn)、限產(chǎn)措施;針對(duì)第一、二期子壩沼澤化的問(wèn)題,增設(shè)了水平排滲,在高程1270~1370m、距離壩頂142~160m還預(yù)埋了排滲盲溝;在高程1470m、距離壩頂180~200m區(qū)間設(shè)置土工席墊,土工席外包400 g/m 無(wú)紡布;把55%的排放濃度降至25%~35%,以改善尾礦漿的分選性和壩前沉積灘面坡度;調(diào)整選礦工藝,使尾礦中負(fù)200目的粒組由原來(lái)的65%以上減少到50%~60%。


  尾礦干堆和膏體排放
  采用干式排放和膏體排放來(lái)堆存尾礦,都需要先把尾礦漿濃縮到一個(gè)理想的濃度,再進(jìn)一步濃縮為膏體(在泵送前需要添加劑),或者把理想濃度的礦漿送入壓濾機(jī),強(qiáng)制縮水為“濕餅”或“干餅”。
  經(jīng)過(guò)深錐濃密機(jī)脫水后,不分選、離析,尾礦濃度大于臨界流態(tài)濃度而小于極限可輸送濃度。這種尾礦多用于膏體地表排放,以排放點(diǎn)作為中心,形成3o~10o坡度。顯然,中心高度越大,坡角也隨之增大。這樣在中心點(diǎn)排放,尾礦會(huì)形成一個(gè)堆體。上世紀(jì)90年代,國(guó)內(nèi)叫錐式排放(conical center disposal)。
  經(jīng)過(guò)壓濾或過(guò)濾后,不發(fā)生分選、離析,重量濃度80%或更高,含水在塑限附近,飽和度在75~90%之間的尾礦,稱為尾礦“干餅”或“?濕餅”??梢杂闷嚮騻魉蛶н\(yùn)至特定地點(diǎn)排放,可以在初期壩或平地圍堤所形成區(qū)域內(nèi)存放、排放,有的在溝谷的末端開始向下游排。這就是人們說(shuō)的干堆(dry stacking)。
  存放壓濾、過(guò)濾工藝后的尾礦干餅、濕餅的場(chǎng)所,如果場(chǎng)地內(nèi)無(wú)存水,可以叫尾礦干堆場(chǎng)(dry?tailings?yard)。錐式排放能形成尾礦堆,無(wú)需建壩的,也屬于尾礦堆場(chǎng)。為了收集徑流、防洪、防止揚(yáng)塵、回水和方便管理等,應(yīng)布置必要的工程,屬于附屬設(shè)施,主要有防滲、排滲、護(hù)坡、綠化、噴淋、集水及排水等。


  干式排放和膏體排放概況
  尾礦濃縮、分級(jí)、壓濾設(shè)備的發(fā)展,為尾礦膏體排放和“干堆”創(chuàng)造了基礎(chǔ)條件,具備了推廣的要素之一。
  膏體是在靜態(tài)條件下,基本不離析的固液兩相體,重量濃度在65%?75%。選礦專業(yè)有學(xué)者認(rèn)為膏體或高濃度直接排放工藝有以下特點(diǎn):
  濃度高,如果濃縮系統(tǒng)在選廠,廠內(nèi)回水率高;排放場(chǎng)所選擇靈活,可建在塌陷坑、低洼地、開礦坑等負(fù)地形和緩坡地;實(shí)現(xiàn)運(yùn)營(yíng)和復(fù)墾同步進(jìn)行;面積小,建設(shè)和維護(hù)費(fèi)用低。
  由于國(guó)內(nèi)膏體堆放的實(shí)際工程尚少見,從尾礦庫(kù)建設(shè)和運(yùn)行角度,為了和傳統(tǒng)尾礦堆存方法探討比較,假設(shè)有同一“V”型山谷,一個(gè)方案是傳統(tǒng)濕法排放。筑壩后使用濕法排放,初期壩高55m,筑壩的方量190萬(wàn)m3,庫(kù)容700萬(wàn)m3,不堆壩。由于這是一個(gè)帶有心墻的壩,不用尾礦堆壩,國(guó)內(nèi)通常稱為一次性筑壩。
  另一個(gè)方案是膏體堆排,筑壩后在壩內(nèi)錐形堆放,圍壩高20m,壩的方量15.35萬(wàn)m3,庫(kù)容5500萬(wàn)m3,錐高50m。如果粗尾礦,上游法筑壩,初期壩高20m,再堆壩35m,總庫(kù)容就肯定大于5500萬(wàn)m3。
  需要說(shuō)明,在這個(gè)舉例中要注意尾礦特性,如果需建55m高的心墻壩堆存的尾礦,按國(guó)內(nèi)的經(jīng)驗(yàn),全尾礦的評(píng)價(jià)粒徑當(dāng)小于0.04mm,-200目的大于80%,400目大于或接近40%。這種尾礦膏排易,干堆難。

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