生态环保型尾矿干堆设计方案 处理能力500万吨红旗沟尾矿干堆项目方案.doc

红旗沟尾矿干堆项目方案一、 尾矿干堆技术论证及国内应用实例当前我国黄金系统已经有运行的尾矿干堆场（辽宁的排山楼金矿在全国黄金矿山中率先采用了尾矿干堆技术），但是规模较小。2009年11月，河北承德市安全生产监督管理局推广了承德市尾矿干堆场安全技术要点（试行）。承德市龙兴矿业工程设计公司给出了承德地区一个300万吨/年尾矿干堆场的设计实例。辽宁鞍山齐大山铁矿风水沟尾矿库采用了高浓缩尾矿入库工艺。2009年3月，迁安市蔡园镇金岭铁矿尾矿干堆系统于正式投入运行。迁安凯达工贸红石崖铁矿尾矿干堆及自动化生产项目2012年1月开工，8月份试生产，9月份正式生产。实践证明，尾矿干堆工艺先进、可行，在取得明显经济效益的同时，也有着非常显著的安全效益和社会效益。主要表现在: 尾矿干式堆存安全系数大，解决了尾矿较长期贮存问题；节省常规尾矿储存设施的建设运营费用；回水利用率明显提高；减少了尾矿对土地资源的占地用；有利于矿区生态环境改善。二、 尾矿干堆安全度性分析1、非饱和尾矿砂抗剪强度高于饱和尾矿砂，干堆场堆积边坡抗滑系数高于湿式尾矿库；2、压滤后的尾矿砂不再沉积离析，同时没有了高水位渗流作用，降低了渗透破坏（管涌、流土）的风险；2、尾矿干堆场可能形成非常低的地下水位，大部分尾矿处于非饱和状态，因此地震情况下出现砂土液化的可能性小。三、 歪矿尾矿干堆选址红旗沟位于歪头山铁矿小西沟尾矿库副坝南部，区域辖区为辽阳市柳河子镇红旗沟村，该山沟呈南北走向，北部紧邻小西沟尾矿库副坝，地势从北向南逐渐走低，南部紧邻小小线公路，南北长1400米，东西最大宽度为1500米，平均高程为30米，估算容积为3000万立方米。考虑小西沟尾矿副坝加高，红旗沟尾矿干堆库最终高程可达到50米，库容达到5500万立方米左右。四、红旗沟尾矿干堆库干堆工艺尾矿干堆的运输方式应采用管道湿排到小西沟尾矿库副坝北侧合理位置、合理工艺进行尾矿脱水处理（磁选法放矿、旋流器、脱水筛、高效深锥浓密机、带式过滤机、压滤机等），脱水处理后的尾矿采用移动式皮带输送机（大约1000米左右）排放到指定地点。脱水工艺及脱水设备应经济合理，可参考国内外成功的应用项目案例。尾矿干堆筑坝如果采用利用尾矿内摩擦系数，35-40多倾角干堆积的方式，对于坝坡的安全性存在极大疑虑，难度相当大。结合国内外大型水利工程自嵌式干垒挡土墙的成功应用，红旗沟的尾矿干堆坝坡应当引进该种安全、经济、生态环保、美观的筑坝方式。自嵌式挡墙是在毛石挡土墙的基础上开发的一种新型柔性结构。该结构是一种新型的拟重力式结构，它主要依靠自嵌块块体、填土通过土工格栅连接构成的复合体来抵抗动、静荷载的作用，达到稳定的目的。目前在国内有200多项国家重点的水利工程项目采用了该项技术，例如辽河石佛寺水库工程、唐山环城水系、南水北调工程等。石佛寺水库是细粉砂的土质，不适宜做重力式挡墙。而细粉砂土质也不适宜作为填土，但是，外购土换填会增加很大的建设成本。最终，采用自嵌式挡墙技术，在碎石反滤层后，用粉细沙+灰土（也就是加入一定配比的水泥调配成的灰土）进行回填，再用400克反滤土工布包裹，用土工格栅加筋，成功解决了这一难题。 石佛寺水库枢纽工程在水闸的上游使用8米自嵌式挡土墙分两层各4米设计，两侧分别长度为1.7和2.3公里。在水闸的下游使用6米自嵌式挡土墙单层设计，两侧分别长度为1.1和2.6公里。 在抗水流冲刷方面，自嵌式挡墙的技术研发单位协同建设单位在2006年8月2日、8月14日、2007年8月24日、9月4日分别开启闸门使水流从每秒2米至6米，在每秒6米时持续6个小时，经观察没有发生水平位移和墙体沉降的现象。使用自嵌式干垒坝坡系统，每6米为一台阶，上盘台阶后缩1.5米为人行马道，整体台阶设计为8台阶，堆积高程为48米，设计服务年限为限为20年。每层台阶坝坡随尾矿干堆进度而推进，不需要特殊的施工工艺，施工简单方便，整体造价为0.15-0.45元/吨尾矿。脱水尾矿经皮带输送机输送至干垒坝3米左右，开始进行干垒筑坝，筑坝的高度和宽度随尾矿排放量同步进行，随排随筑。干垒坝形成后，尾矿逐步往里（即小西沟副坝方向）排放，待该台阶水平全部排满后，在重新筑坝，往里排放。整个排放期间的防尘、防洪等工作于现有尾矿库的工作方式一致，不在赘诉。 歪矿日排尾矿为1.4万吨/7000立方米，红旗沟尾矿干堆场面积为120万平，预计连续排放1000天，可形成一个6米台阶，干垒筑坝高度随干堆尾矿的排放逐步推进，需要铲车、钩机和作业人员进行常规化、程序化作业，保证尾矿的持续干堆工作正常进行。红旗沟尾矿干堆干垒坝施工方式干垒筑坝工艺彻底解决传统尾矿坝扬尘、拉沟、溃坝、滑坡、渗涌等问题，同时生态环保美观，维护费用低（几乎不用维护）。同时该产品可以利用采矿排岩加工的建筑砂石由福星公司进行生产，年可利用建筑砂石6000立。尾矿干堆在冬季实施起来会因为严寒天气增加很多困难，为此建议在尾矿干堆方式上，采用干湿排放相结合的方式，达到最大的经济合理性。即每年3月-11月进行尾矿干堆，12月-来年2月进行尾矿湿排（每年湿排量为125万吨，现有尾矿库增容后可形成2100万吨的能力，可服务16.8年，基本达到整体的矿山服务年限）。五、 红旗沟尾矿干堆项目效果 红旗沟尾矿干堆将形成日尾矿干堆处理能力1.5万吨，年处理能力375万吨，是目前国内最大的尾矿干堆项目，同时也是首个采用生态环保方式进行尾矿干堆应用的环保型、生态型尾矿干堆场，必将开创国内尾矿干堆的先例，具有极大的推广意义。 歪头山铁矿项目组2013年5月10日