CN209227555U - 湿排尾矿库干式排放结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种湿排尾矿库干式排放结构，所述排放结构为叠层设置的尾矿坝体，每层尾矿中均设有一组并排设置的排水盲沟，排水盲沟中设有排渗管，每层尾矿的边坡上均设有用于排水的水沟，每层中所有的排渗管均通过导渗管与对应层的水沟相连通。可极大地提高湿式排放尾矿库的库容利用率，延长尾矿库的服务年限，避免闭库治理产生巨大工程量，降低排尾成本，提高整个矿山的经济效益。

Description

湿排尾矿库干式排放结构

技术领域

本实用新型涉及尾矿堆排技术领域，尤其是涉及一种湿排尾矿库干式排放结构。

背景技术

尾矿库是指筑坝拦截谷口或围地构成的用以堆存金属非金属矿山进行矿石选别后堆存尾矿的场所，是维持矿山正常生产的必要设施，是矿山企业最大的环境保护工程项目。可以防止尾矿向江、河、湖、海、沙漠及草原等处任意排放。

目前，我国绝大部分矿山尾矿库采用上游法尾矿堆坝,采用管道输送的方式把尾矿浆泵送到尾矿库进行湿式排放，尾矿从坝前排放管口流出后在坝内坡面上流动、沉积，沉积的尾矿形成尾矿坝体。在此流动过程中,粗颗粒先沉降下来,随着流速的减弱,细颗粒也逐步沉积下来，只有一部分悬移质随水流在库尾回水区缓慢沉积。

由于库型条件、尾矿排放工艺、尾矿库防洪等众多客观因素的限制，采用湿式排放方式的尾矿库在库尾形成面积巨大水面，构成了尾矿库的防洪和回水区，这些空余库容和调洪库容一般占总库容比重为20％～25％(该部分库容不堆存尾矿)，存在巨大库容浪费现象。

在矿山基建投资中，尾矿库约占矿山建设总投资的10％以上，占选矿厂投资的20％左右，有的几乎接近甚至超过选矿厂投资。尾矿设施的运行成本也较高，有些矿山尾矿设施运行成本占选矿厂生产成本的30％以上。近年来,由于征购土地和搬迁农户越发困难,建设尾矿库的费用更高。特别是一些受当地地形条件、规划等的限制，很难找到合适的尾矿库库址。

而据不完全统计，我国湿式排放尾矿库数量达1万余座。一方面，按现有湿式排尾方式下，沉积面呈现坝前高、库尾低，库尾形成巨大的回水及防洪库容，无法堆存尾矿，这样造成了巨大库容浪费和经济效益损失；另一方面，这些尾矿库堆筑至设计标高后，需要进行闭库治理，其主要措施为平整尾矿干滩面后覆土绿化，最终形成库尾高、坝前低的自然坡度利于排水，滩面平整工程量巨大。

因此，当前湿式排放尾矿库不但库容资源利用率偏低，而且后期闭库治理工程量较大，造成经济损失和环境破坏。

实用新型内容

针对现有技术不足，本实用新型所要解决的技术问题是提供一种湿排尾矿库干式排放结构，以达到提高库容利用率，降低成本的目的。

为了解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案为：

一种湿排尾矿库干式排放结构，所述排放结构为叠层设置的尾矿坝体，每层尾矿中均设有一组并排设置的排水盲沟，排水盲沟中设有排渗管，每层尾矿的边坡上均设有用于排水的水沟，每层中所有的排渗管均通过导渗管与对应层的水沟相连通。

所述每层的水沟位于每层的最低处。

所述排渗管设置在排水盲沟中的最低处。

所述导渗管为倾斜设置导管。

所述干式排放结构设置在湿排尾矿库中的湿式排放结构上。

所述湿排尾矿库中设有浓缩机组和脱水设备，干式排放结构通过浓缩机组浓缩再经过脱水设备脱水形成。

所述湿排尾矿库中设有分拆式输送设备，脱水形成的干式排放结构通过分拆式输送设备输送至坝体上堆放。

本实用新型与现有技术相比，具有以下优点：

该湿排尾矿库干式排放结构设计合理，采用湿式与干式相结合的方法排尾，可极大地提高湿式排放尾矿库的库容利用率，延长尾矿库的服务年限，避免闭库治理产生巨大工程量，降低排尾成本，提高整个矿山的经济效益。

附图说明

下面对本说明书各幅附图所表达的内容及图中的标记作简要说明：

图1为本实用新型湿排尾矿库干式排放平面示意图。

图2为本实用新型湿排尾矿库干式排放剖面示意图。

图3为本实用新型干式排放形成尾矿坝边坡剖面示意图。

图中：

1-湿排终止标高；2-山体；3-坝体；4-干滩面；5-水面；6-截水沟；7-环山道路；8-斜槽口；9-汇水区；10-浓缩机组；11-脱水设备；12-分拆式输送设备；13-尾矿干堆；14-平整设备；15-设计标高；

101-尾矿坝边坡；102-场基底线；103-排水盲沟；104-排渗管；105-导渗管；106-水沟。

具体实施方式

下面对照附图，通过对实施例的描述，对本实用新型的具体实施方式作进一步详细的说明。

如图1至图3所示，该湿排尾矿库干式排放结构，所述排放结构为叠层设置的尾矿坝体，设在倾斜的场基底线102上，每层尾矿中均设有一组并排设置的排水盲沟103，排水盲沟中设有排渗管，每层尾矿的尾矿坝边坡101上均设有用于排水的水沟，每层中所有的排渗管104均通过导渗管105与对应层的水沟106相连通。

导渗管105为倾斜设置导管，每层的水沟位于每层的最低处，排渗管设置在排水盲沟中的最低处。

干式排放结构设置在湿排尾矿库中的湿式排放结构上。采用这种湿式与干式相结合的方法排尾，可极大地提高湿式排放尾矿库的库容利用率，延长尾矿库的服务年限，避免闭库治理产生巨大工程量，降低排尾成本，提高整个矿山的经济效益。

湿排尾矿库中设有浓缩机组10和脱水设备11，干式排放结构通过浓缩机组浓缩再经过脱水设备脱水形成。湿排尾矿库中设有分拆式输送设备12，脱水形成的干式排放结构通过分拆式输送设备输送至坝体上堆放。

提高尾矿库有效库容方法，包括以下步骤：

尾矿库运行达到设计高度的80-90％时，将选矿厂经过浓缩大井浓缩后的尾矿通过一级或多级输送泵站输送到尾矿库，再经过高效浓缩机组进行高效浓缩，浓缩后的浆体给入脱水设备进行脱水，得到的含水量大于80％的干尾矿由分拆式输送设备输送至子坝前堆放，堆排一定高度和宽度后，采用工程机械进行平整、修坡、覆土，播种复绿。

每2～4米高度预埋水平排渗设施，直到堆筑高度达到设计标高15为止。汛期雨水经尾矿库澄清区澄清后排入下游沟渠或和高效浓密机组溢流及脱水设备的滤液一起通过泵站输送至选厂循环使用。

优选具体实例为：

湿式排放到达湿排终止标高1后，将选矿厂经过浓缩大井浓缩后的尾矿通过一级或多级输送泵站输送到尾矿库，再经过高效浓缩机组10进行高效浓缩，浓缩后的浆体给入脱水设备11进行脱水，得到的含水量大于80％的干尾矿由分拆式输送设备12输送至子坝前堆放，堆排一定高度和宽度后，采用平整设备14进行平整、修坡、覆土，播种复绿。每2～4米铺设水平排渗设施，直到堆筑高度达到设计标高15为止。

湿排尾矿库设置在山体2一侧，并在山体内侧设有环山道路7，环山道路靠山体侧设有截水沟6，环山道路的另一侧对应汇水区9设有斜槽口8，汇水区形成水面5，坝体3的内侧为干滩面4，干尾矿通过浓缩机组和脱水设备形成，通过平整设备14将尾矿干堆13平整。

提高尾矿库有效库容方法通过以下工艺设计实现：

(1)尾矿库工程地质条件调查：系统地对尾矿库周边汇水面积、截洪沟布置情况、尾矿堆存地层特征、水文地质条件、尾矿的物理力学性质等进行调查，分析验算尾矿干式堆排的相关参数；

(2)尾矿性质试验

尾矿性质试验包括尾矿粒度分析试验、尾矿沉降试验及压滤试验，粒度分析试验包括粒度分布和尾矿密度试验对传统使用的浓密机底流进行了物理性质分析；尾矿沉降试验包括静态沉降试验、动态沉降试验，分别实施自然沉降试验和絮凝沉降试验。

(3)尾砂固结试验：包括针对特定尾矿的固化剂固化效果分析和配比试验，对固化体的力学性能、沉降性能、搅拌和易性能、凝固性、泌水性、耐水性、收缩性等性能进行检测，进行掺入固化剂的尾砂固结体的泌水性试验、体积收缩性试验、耐水性试验、塌落度试验和直接剪切试验。通过对尾砂固结体的泌水性试验、体积收缩性试验、耐水性试验、塌落度试验和直接剪切试验等各项试验指标的分析，选定低成本高效的固化剂。

(4)尾矿输送包括浓缩尾矿的输送和固化尾矿的输送试验，旨在分析输送工艺和设备的各项关键参数。

(5)对尾矿进行干式堆排后尾矿坝进行弹塑性有限元分析：建立三维有限元模型，模型中对尾砂堆置区域进行分区，分别设置分析各种工况下的应力状态、变形特征及其变化规律，通过建模软件进行位移及应力分析；

(6)尾矿坝的稳定性及可靠性分析：本实用新型根据尾矿坝的岩土结构特征，进行稳定性分析，并用模拟法进行可靠性分析；

(7)尾矿干排工艺及参数优化：通过上述计算和分析，不断进行干排工艺和进行参数调整，再进行计算和分析，以期得到最优的干排工艺和参数，在保证安全的情况下尽可能节约尾矿干排投资；

(8)其他工程措施：尾矿干堆区周边截排水设施，尾矿干堆场场内疏干排水等有利于尾矿干堆稳定的措施。

上述弹塑性有限元分析是对干堆场建立三维有限元模型，利用弹塑性理论分析其在各种工况下的应力状态、变形特征及其变化规律。

本实用新型具有以下积极效果：

本实用新型专利与常规湿式排尾堆筑子坝的方式相比，库内不存水或少量存水，尾矿坝体浸润线低、尾矿坝安全稳定性号、可降低尾矿库运行过程中安全和环保的风险；本实用新型专利可提高尾矿库有效库容，增加尾矿库服务年限；节约巨额的尾矿库基建费、征地费、尾砂堆存长距离输送费及运营费，直接经济效益显著；首次提出尾矿库后期运行湿式排尾改为干式排尾技术，能为国内外同行起借鉴作用，成果的大范围应用，可将我国现有尾矿库设计可堆存尾矿总量整体增加10％以上，同时降低安全风险，成果转化为生产力，将产生巨大社会效益。

采用湿式与干式相结合的方法排尾，可极大地提高湿式排放尾矿库的库容利用率，延长尾矿库的服务年限，避免闭库治理产生巨大工程量，降低排尾成本，提高整个矿山的经济效益。

上述仅为对本实用新型较佳的实施例说明，上述技术特征可以任意组合形成多个本实用新型的实施例方案。

上面结合附图对本实用新型进行了示例性描述，显然本实用新型具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本实用新型的构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本实用新型的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本实用新型的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种湿排尾矿库干式排放结构，其特征在于：所述排放结构为叠层设置的尾矿坝体，每层尾矿中均设有一组并排设置的排水盲沟，排水盲沟中设有排渗管，每层尾矿的边坡上均设有用于排水的水沟，每层中所有的排渗管均通过导渗管与对应层的水沟相连通。

2.如权利要求1所述湿排尾矿库干式排放结构，其特征在于：所述每层的水沟位于每层的最低处。

3.如权利要求1所述湿排尾矿库干式排放结构，其特征在于：所述排渗管设置在排水盲沟中的最低处。

4.如权利要求1所述湿排尾矿库干式排放结构，其特征在于：所述导渗管为倾斜设置导管。

5.如权利要求1所述湿排尾矿库干式排放结构，其特征在于：所述干式排放结构设置在湿排尾矿库中的湿式排放结构上。

6.如权利要求1所述湿排尾矿库干式排放结构，其特征在于：所述湿排尾矿库中设有浓缩机组和脱水设备，干式排放结构通过浓缩机组浓缩再经过脱水设备脱水形成。

7.如权利要求6所述湿排尾矿库干式排放结构，其特征在于：所述湿排尾矿库中设有分拆式输送设备，脱水形成的干式排放结构通过分拆式输送设备输送至坝体上堆放。