CN114263460B - 一种傍山型尾矿库回采方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种傍山型尾矿库干式回采方法，具体包括：通过对尾矿库勘查、回采区域划分及参数确定、运输道路铺设、采用倒退式开挖方式分层分带回采、排水设施及坝体拆除后完成整个尾矿库的回采；本发明利用履带式挖掘机回采尾矿装车，回采带内开挖排水明沟进行降排水，降排水安全性和时效性能够得到保证；库内运输道路根据尾矿强度敷设铁板用于车辆通行；本方法工程量可直接作为回采量，投入设施设备简单，加快了尾矿库回采速度，缩短回采工期，解决了传统干式回采有效工作时间短的问题。加快了尾矿库尾矿晾晒速度，从而快速、高效、大规模地完成尾矿库尾矿回采工作。

Description

一种傍山型尾矿库回采方法

技术领域

本发明属于尾矿回采技术领域，具体涉及一种傍山型尾矿库基于“排水井+涵管”排水的尾矿干式回采方法。

背景技术

矿产资源在开发利用过程中，伴随着产生大量尾矿库，尾矿中储存了可观的资源，但是尾矿坝的修建、维护费用很大，给矿业发展带来了安全、环境经济方面的影响和难题，特别是一些“头顶库”更是安全管理的重中之重。

国家相关部门关于印发深入开展尾矿库综合治理行动方案中提出“加强尾矿综合利用技术研发，鼓励和支持研发一批尾矿综合利用共性关键技术，提高尾矿综合利用技术水平”、“鼓励采矿权人依法回收利用尾矿资源”。《防范化解尾矿库安全凤险工作方案》提出了“稳步推进尾矿资源综合利用”的要求，包括鼓励利用尾矿生产建筑材料、充填采空区等综合利用方式。因此回采尾矿对充分利用不可再生资源具有非常重要的意义，同时回采后对尾矿库进行销库、复垦绿化，有效防范化解尾矿库安全风险。

目前，我国在尾矿坝尾矿回采中，尾矿回采的方式主要有水采、船采和干采三种方式。水采是借助于水泵加压，通过高压水枪产生高速水流推动力与尾矿本身的重力将尾矿冲击崩落使尾矿破碎分离出来；船采是采用挖泥船或采砂船按照规定的采掘带进行开采；干采即机械开采，使用推土机和挖掘设备等开挖设备开挖尾矿，再通过装载设备直接将尾矿装入运输工具。

傍山型尾矿库是在山坡脚下依山三面筑坝所围成的尾矿库，其特点在于库区纵深较短，坝体较长，回采过程中必须保证坝体安全，保障库内干滩长度至关重要，雨季尾矿库浸润线容易超高，甚至从坝体溢出，存在尾矿库管涌、溃坝等风险。

传统回采尾矿采用的水采+压滤方法和堆式取料机+移动皮带方法，人工、设备投入明显较大，回采周期长，从而回采成本相对较高。水采+压滤方法，借助于水泵加压，通过高压水枪将尾矿冲击崩落使尾矿破碎分离出来，用渣浆泵将矿浆通过管道打入压滤机，压滤后再用运输车辆运走。此方法，人工、设备投入明显较大，设备维护费用，水资源费用同样较大，尾矿通过再加工的方式，增加了回采周期，从而大大提高了回采成本。堆式取料机+移动皮带方法，人工投入及设备维护费用较大，回采不够灵活，对于降排水不理想。

发明内容

根据以上现有技术中的不足，本发明要解决的技术问题是：提供一种傍山型尾矿库回采方法，以解决现阶段尾矿回采中存在的问题。

本发明所述的傍山型尾矿库回采方法，其是基于“排水井+涵管”排水的尾矿干式回采方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1)尾矿库勘查：将尾矿库分为干燥区域和龟裂、湿润区域，对尾矿库沉积滩面的地基承载力强度、干燥区域堆存地形、堆存坝体稳定性和湿润区域积水情况进行系统调查，为尾矿干式回采提供基础资料；

步骤2)回采区域划分及参数确定：根据勘察报告，针对尾矿含水率低于23％，粒度较粗的尾矿库坝前区域，采用干式回采；针对尾矿物理力学指标较差的库区后部区域，晾干后采用干式回采；根据尾矿库干滩长度要求和尾矿滩面承载力划分回采区域，回采区域划分为坝前Ⅰ区、中部Ⅱ区、坝尾Ⅲ区；

步骤3)运输道路铺设：尾矿库内运输道路路基直接采用尾矿，用铲运机和履带挖掘设备平整压实路面，坝前干采区软弱基础采用废石、碎石土进行填筑形成临时回采道路，库内运输道路根据尾矿情况，不能满足运输汽车标载行走的部位采用铺设铁板的办法满足车辆承载要求；尾矿库库外留有一条库外道路；

步骤4)采用倒退式开挖方式，以坝尾排水井为中心，形成一个25M扇面，再以此扇面向外敷设形成运输及采掘带；

两辆挖掘设备分布于运输装置的两侧，同时装车，挖掘设备装满运输装置后，运输装置沿库内道路运出尾矿库，进入库外道路；回采顺序总体按先内后外、先上后下，分区、分块、分带、分层开采的原则进行；回采过程按坝尾Ⅲ区→中部Ⅱ区→坝前Ⅰ区循环进行回采，回采过程中始终保持坝前高，坝尾低；

步骤5)排水设施设置：在采掘带中间部位，从坝前Ⅰ区、中部Ⅱ区交汇处至中部Ⅱ区、坝尾Ⅲ区交汇处用挖掘设备挖一倒梯形排水明沟，沟底压实。库内排洪采用排水井+涵管进行排洪，当进水标高低于排水井最低进水标高时，拆除涵管上半部分，将涵管改造成斜槽，用于排洪，随尾矿回采，排水系统逐步拆除；排水明沟内的汇集水利用潜污泵进行循环抽干，保证沟内无水；

步骤6)按步骤3)、步骤4)、步骤5)进行，直至尾矿库回采结束。

进一步地，所述的步骤3)中运输道路车道宽度≥5m，坝体开口放坡坡度≮1：2.0，为保证防洪安全，坝体开口道路标高高于库内尾砂面≮1.0m。

进一步地，所述的步骤4)中运输道路顶部宽10M，尾矿回采坡度为1:3.0，分层高度≯3.0m；采掘带为20M，为确保回采过程中的排渗和地表干燥，坝前Ⅰ区、中部Ⅱ区地表始终向库内方向倾斜≥1％；

进一步地，所述的步骤5)中排水明沟宽度1M，排水明沟的明沟边坡坡比为1:1.4～1:2.0。

本发明与现有技术相比所具有的有益效果是：

库内道路直接尾矿铺设，地基承载力弱的部位采用铁板铺装，提高承载力，如此省时便捷，投资少，方便移装，加快了尾矿库回采速度，缩短开采工期，解决了传统干式回采有效工作时间短的问题；在运输道路两侧开挖回采采掘带，利用履带式挖掘设备在运输车辆两侧同时装车，分带挖掘工程量可直接作为回采量，挖出采掘带后，对裸露出的运输道路下的尾矿进行晾晒，尾矿的水分较低，保持干燥，还加快了尾矿库地基承载力的上升速度；利用履带挖掘设备开挖排水明沟进行降排水，降排水安全性和时效性能够得到保证；合理设计坝前回采区，有助于浸润线控制，避免出现汛期难以控制现象；此回采方法投入设施设备简单，只需挖掘设备和运输车辆等，人工和其它设备投入少，也不会间接影响回采工作的进行，而且，从而快速、高效、大规模地完成尾矿坝尾砂回采工作，提高尾矿坝尾砂回采效率，降低回采成本，节约回采时间，具有广泛的适应性。

附图说明

图1是本发明傍山型尾矿库干式回采方法平面示意图；

图2是本发明库内运输道路剖面示意图；

图3是图2中A部位的局部放大图。

图中：1、尾矿坝体；2、库外运输道路；3、干燥区域；4、龟裂、湿润区域；5、排水井；6、排水明沟；7、采掘带；8、库内运输道路；9、运输车辆；10、铁板；11、履带式挖掘机。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明做进一步描述：

如图1～3所示，本发明所述的傍山型尾矿库回采方法，包括如下步骤：

步骤1)尾矿库勘查：尾矿库目前处于停排状态，将尾矿库分为干燥区域3和龟裂、湿润区域4，对尾矿库沉积滩面的地基承载力强度、干燥区域堆存地形、堆存坝体稳定性和湿润区域尾矿粒度组成及含水率等情况进行系统调查，为尾矿干式回采提供基础资料。

步骤2)回采区域划分及参数确定：根据勘察报告，尾矿库库区尾矿砂主要有尾粉砂、尾粉土、尾粉质粘土。尾矿库坝前区域尾矿物理力学指标相对良好，采取一定工程措施后可采用干式回采。库区后部尾矿物理力学指标相对较差，部分区域需晾干后采用干式回采。另根据保护坝体及浸润线设置需求将回采区域划分为坝前Ⅰ区、中部Ⅱ区、坝尾Ⅲ区。坝前尾矿粒度粗，物理力学性能好，结合载重运输装置能正常行走的区域和浸润线控制的需要，坝前40M设为坝前Ⅰ区；设计要求排水井5周边15m范围不得行走重型机械或堆载，再外加10M机械作业及运输带，形成25M扇形区域为坝尾Ⅲ区，中间部分区域为中部Ⅱ区。

步骤3)运输道路铺设：尾矿库内运输道路8路基直接采用尾矿，铲运机和履带挖掘机平整压实路面，坝前干采区软弱基础采用废石、碎石土填筑临时回采道路，库内运输道路8根据尾矿物理力化情况，地基承载力较低或不足部位采用铺设铁板10承载车辆；库内运输道路8车道宽度10M，尾矿库库外留有一条库外运输道路2，尾矿坝体1开口放坡坡度≮1：2.0，为保证防洪安全，尾矿坝体1开口道路标高高于库内尾砂面≮1.0m。上述的铁板10尺寸为3.2m*2.5m，宽度大于运输车辆9宽度，在铁板10中间焊接吊装环，方便移动铁板10，在铁板10两端焊接固定销，用于铁板10相互连接，保证路面的稳定性。

步骤4)采用倒退式开挖方式，以坝尾排水井5为中心，形成一个25M扇面，再以此扇面向外敷设形成运输及采掘带7；排水井5周边15M尾矿采用人工回采，再用履带式挖掘机11装车；坝前15M同样采用人工回采，再用履带式挖掘机11装车；库内运输道路8顶部宽10M，采掘带7为20M，尾矿回采坡度为1:3.0，分层高度≯3.0m；为确保回采过程中的排渗和地表干燥，坝前Ⅰ区、中部Ⅱ区地表始终向库内方向倾斜≥1％。当从坝尾向坝前回采过程中，两采掘带7间距≥30M时，中间10M为库内运输道路8。

两辆履带式挖掘机11分布于运输车辆9的两侧，同时装车，履带式挖掘机11装满运输车辆9后，运输车辆9沿库内道路运出尾矿库，进入库外道路；回采方向自坝体北至南方向，自西往东。回采顺序总体按先内后外、先上后下，分区、分块、分带、分层开采的原则进行。回采过程按坝尾Ⅲ区→中部Ⅱ区→坝前Ⅰ区循环进行回采，回采过程中始终保持坝前高，坝尾低。在回采完第一层后再开始下一层回采，以此类推。采用此方法回采有助于尾矿的晾晒，尾矿的水分低，为运输车辆9、履带式挖掘机11等设备在库内行走创造条件，可以两个以上采掘带7回采装车，提高了效率。同时，该方法有利于尾矿库回采期间浸润线的控制。

步骤5)排水设施设置：在采掘带7中间部位，从坝前Ⅰ、中部Ⅱ区交汇处至中部Ⅱ、坝尾Ⅲ区交汇处用挖掘设备挖一倒梯形排水明沟6，宽度约1M，排水明沟6的边坡比为1:1.4～1:2.0，沟底压实。排水明沟6始终向库内方向倾斜≥1％，有利于雨水向排水井5汇集，排水明沟6内的汇集水利用潜污泵进行循环抽干，保证沟内无水。库内排洪采用现有排水井5+涵管进行排洪，当进水标高低于排水井最低进水标高时，拆除涵管上半部分，将涵管改造成斜槽，用于排洪，随尾矿回采，排水系统逐步拆除。

步骤6)回采过程按步骤3)、步骤4)、步骤)5进行，直至尾矿库回采结束。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种傍山型尾矿库回采方法，其是基于“排水井+涵管”排水的尾矿干式回采方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1)尾矿库勘查：将尾矿库分为干燥区域和龟裂、湿润区域，对尾矿库沉积滩面的地基承载力强度、干燥区域堆存地形、堆存坝体稳定性和湿润区域积水情况进行系统调查，为尾矿干式回采提供基础资料；

步骤2)回采区域划分及参数确定：根据勘察报告，针对尾矿含水率低于23％的尾矿库坝前区域，直接采用干式回采；针对尾矿含水率高于等于23％的库区后部区域，晾干后采用干式回采；根据尾矿库干滩长度要求和尾矿滩面承载力划分回采区域，回采区域划分为坝前Ⅰ区、中部Ⅱ区、坝尾Ⅲ区；

步骤3)运输道路铺设：尾矿库内运输道路路基直接采用尾矿，用设备平整压实路面，坝前干采区软弱基础进行填筑形成临时回采道路，库内运输道路根据尾矿情况，地基承载力不能满足运输汽车标载行走的部位采用铺设铁板的办法满足车辆承载要求；尾矿库库外留有一条库外道路；

步骤4)采用倒退式开挖方式，以坝尾排水井为中心，形成一个25M扇面，再以此扇面向外敷设形成运输及采掘带；

挖掘设备分布于运输装置的两侧，同时装车，挖掘设备装满运输装置后，运输装置沿库内道路运出尾矿库，进入库外道路；回采顺序总体按先内后外、先上后下，分区、分块、分带、分层开采的原则进行；回采过程按坝尾Ⅲ区→中部Ⅱ区→坝前Ⅰ区循环进行回采，回采过程中始终保持坝前高，库尾低；

步骤5)排水设施设置：在采掘带中间部位，从坝前Ⅰ区、中部Ⅱ区交汇处至中部Ⅱ区、坝尾Ⅲ区交汇处用挖掘设备挖一倒梯形排水明沟，沟底压实；库内排洪采用排水井+涵管进行排洪，当进水标高低于排水井最低进水标高时，拆除涵管上半部分，将涵管改造成斜槽，用于排洪，随尾矿回采，排水系统逐步拆除；排水明沟内的汇集水利用潜污泵进行循环抽干，保证沟内无水；

步骤6)按步骤3)、步骤4)、步骤5)进行，直至尾矿库回采结束。

2.根据权利要求1所述的傍山型尾矿库回采方法，其特征在于：所述的步骤3)中运输道路车道宽度≥5m，坝体开口放坡坡度≮1：2.0，坝体开口道路标高高于库内尾砂面≮1.0m。

3.根据权利要求1所述的傍山型尾矿库回采方法，其特征在于：所述的步骤4)中运输道路顶部宽10M，尾矿回采坡度为1:3.0，分层高度≯3.0m；采掘带为20M，坝前Ⅰ区、中部Ⅱ区地表始终向库内方向倾斜≥1％。

4.根据权利要求1所述的傍山型尾矿库回采方法，其特征在于：所述的步骤5)中排水明沟宽度1M，排水明沟的明沟边坡坡比为1:1.4～1:2.0。