《尾矿工培训》PPT课件.ppt
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1、尾矿工培训,二0一一年度刘 小 鹏,第一章 概述第一节 尾矿设施的概念与组成一、尾矿设施的概念(一)尾矿的概念矿石经选矿厂破碎和选别,选出大部分有价值的精矿以后,剩下泥砂一样的剩余物。(二)尾矿处理的概念将选厂排出的尾矿送往指定地点如何堆存或如何使用的过程和方法。(三)尾矿设施的概念为尾矿处理建造的全部设施系统。尾矿设施的组成包括:尾矿输送、尾矿堆存、尾矿库排洪和尾矿回水四个系统的工程。,尾矿库设施示意图,第二节 尾矿设施的功能及重要性,一、功能(三大功能)(一)保护环境(二)充分利用水资源(三)保护矿产资源二、尾矿设施的重要性(一)矿山生产不可缺少的设施(二)尾矿设施投资巨大(三)是矿山生产
2、最大的危险源,第二章 尾矿设施基础知识,第一节 尾矿库一、选择库址的基本原则设计时一般选择多个库址,进行技术经济比较,寻找库址应综合考虑下列原则:1、一个尾矿库的库容力求能容纳全部生产年限的尾矿量。如确有困难,其服务年限以不少于五年为宜;2、库址离选矿厂要近,最好位于选厂的下游方向。可使尾矿输送距离缩短,扬程小,且可减少对选厂的不利影响;,3、尽量位于大的居民区、水源池、水产基地及重点保护的名胜古迹的下游方向;4、尽量不占或少占农田,不迁或少迁村庄;5、未经技术论证,不宜位于有开采价值的矿床上部;6、库区汇水面积要小,纵深要长,纵坡要缓。可减小排洪系统的规模;7、库区口部要小,“肚子”要大。可
3、使初期坝基建的工程量小,库容大;8、尽量避免位于有不良地质现象的地区,以减少处理费用。,二、尾矿库的类型(一)山谷型尾矿库(二)傍山型尾矿库(三)平地型尾矿库(四)截河型尾矿库,山谷型 傍山型尾矿库,平地型 截河型尾矿库,三、尾矿库的库容(一)尾矿库的库容组成尾矿库的库容有全库容、总库容和有效库容之分。全库容:某坝顶标高时的各种库容之和;总库容:尾矿堆至最终设计坝顶标高时的全库容;有效库容:滩面以下沉积尾矿以及悬浮状矿泥所占用的面积。,尾矿库库容组成示意图,A,B,C,D,A/,B/,C/,D/,E,V5,V1,V2,V3,V4,H1,H2,H3,H4,排水井,初期坝,后期坝,最小澄清距离,H
4、1-某一坝顶标高,对应的水平面为AA/;H2-洪水水位,对应的水平面为BB/;H3-蓄水水位,对应的水平面为CC/;H4-正常生产的最低水位,对应的水平面为DD/;DE-细颗粒尾矿沉积滩面及矿泥悬浮层面;V1-空余库容,又称安全库容;是确保设计洪水位 时坝体安全超高和沉积滩面以及地面以上形成的 空间容积;V2-调洪库容,是暴雨期间用以调洪的库容;是确保最高洪水位不超过BB/水平面所需的库容;雨季绝对不许占用。,V3-蓄水库容:供矿山生产水源紧张时使用,一般尾矿库不具备蓄水条件;V4-澄清库容:是保证正常生产时水量平衡和溢流水水质得以澄清的最低水位所占的库容;V5-有效库容:指滩面以下沉积尾矿以
5、及悬浮状矿泥所占的库容。全库容V=V1+V2+V3+V4+V5,四、尾矿库等别及构筑物级别划分标准划分标准:按全库容和坝高分别划分;确定的等别相差一等时,以高者为准,当等差大于一等时,按高者降低一等。下游有重镇、工矿企业、铁路、高速路等提高一个等别。,尾矿库造成灾害的大小与库内尾矿量的多少和尾矿坝的高矮成正比,所以在不同使用时期,造成危害的严重程度是不同的。,第二节 尾矿坝,一 尾矿坝定义 1.尾矿坝 挡尾矿和水的尾矿库外围构筑物,常泛指尾矿库初期坝和堆积坝的总体。2.初期坝 基建中用作支撑后期尾矿堆存体的坝。3.堆积坝 生产过程中在初期坝坝顶以上用尾矿充填堆筑而成的坝。,尾矿坝,具体类型:均
6、质土坝(典型的不透水坝),不透水均质土坝,均质土坝 均质土坝是用粘土、粉质粘土或风化土料筑成的坝,如图所示,它像水坝一样,属典型的不透水坝型。在坝的外坡脚往往设有毛石堆成的排水棱体,以降低坝体浸润线。该坝型对坝基工程地质条件 要求不高,施工简单,造价 较低。在早期或缺少石材地 区应用较多。,反滤层,碎石排水层,导水管,透水均质土坝,若在均质土坝内坡面和坝底面铺筑可靠的排渗层,如图所示,使尾矿堆积坝内的渗水通过此排渗层排到坝外。这样,便成了适用于后期尾矿堆坝要求的透水土坝。,反滤层,废石坝:当质量符合强度时按正常堆石坝筑,另一种是废石不挑选,下游坝坡为废石的自然安息角,为了安全坝顶宽度较大。砌石
7、坝:用块石或条石砌成的坝。这种坝强度较高,坝坡可做得比较陡,能省材料,但造价高。混凝土坝:工程量小,但造价高。二、初期坝的构造(一)坝顶宽度(用于敷设尾矿输送管、放矿支管和操作),初期坝坝顶最小宽度,(二)坝坡(三)马道(四)排水棱体(五)反滤层三、后期坝的类型(一)上游式尾矿筑坝(子坝中心线不断向初期坝上游方向移升),上游式尾矿坝,上游式尾矿坝,(1)上游式 缺点:细粒夹层多 渗透性能差 浸潤线高 坝体稳定性差 优点:筑坝工艺简单 管理方便 运营费用 国内外均普遍采用,中线式尾矿坝,(3)中线式优点:坝体质量可控 渗透性较强 浸潤线低 坝体稳定性较好缺点:筑坝工艺较复杂 管理较复杂 受地形限
8、制 运营费用高 国内采用少,下游式尾矿坝,(2)下游式优点:坝体质量可控 渗透性强 浸潤线低 坝体稳定性好缺点:筑坝工艺复杂 管理复杂 受地形限制 运营费用高 国内采用少,(二)下游式尾矿筑坝:子坝中心线不断向初期坝下游方向移升。(书上16页有图)(三)中线式尾矿筑坝:子坝中心线始终不变。四、尾矿坝稳定性分析抗滑稳定性分析(下游坝坡抵抗滑动破坏的能力)尾矿堆积的高度越高、下游坡坡度越陡、坝体内浸润线的位置越浅、库内水位越高、坝基和坝体土料的抗剪强度越低,坑滑稳定的安全系数就越小,反之,安全系数就越大。,渗透稳定分析浸润线:坝体横剖面上稳定渗流的自由水面线。管涌:当渗流的流速较大时,将尾砂中的小
9、颗粒从孔隙中带走,并形成越来越大的孔隙或空洞。级别较高的尾矿库,设计时大多采取措施使浸润线不致在坡面逸出,级别较低的尾矿库可在逸出部位采取贴坡反滤加以保护。液化稳定分析液化就是饱和砂土在振动作用下抗剪强度骤然下降为零而成为粘滞液体的现象。,堆积坝,堆积坝,堆积坝,堆积坝,第三节 尾矿库排洪系统,一、排洪系统布置原则1、作用:及时排除矿内暴雨;兼作回收库内尾矿澄清水用。原则:应靠尾矿库一侧山坡进行布置,选线力求短直,地基工程地质条件好,无断层、破碎带及软弱岩层或结构面。关键:进水构筑物的位置。1、要满足安全排洪和尾矿水最小澄清距离。2、采用排水井时,相邻二井井筒有一定的重叠。,尾矿库防洪标准,二
10、、排洪计算步骤1、确定防洪标准2、洪水计算及调洪演算洪水计算:求出尾矿库不同高程汇水面积的洪峰流量和洪水总量。调洪演算:根据尾矿沉积滩的坡度求出不同高程的调洪库容。3、排洪计算通过上一步的演算求出洪峰流量即该尾矿库的排洪流量,以确定构筑物的净空断在尺寸。,三、排洪构筑物的类型排洪构筑物由进水构筑物输水构筑物组成。1、进水构筑物:有排水井、排水斜槽、溢洪道以及山坡截洪沟。2、输水构筑物:有排水管、隧洞、斜槽、山坡截洪沟。排水管一般埋设在库内底部,采用钢筋混凝土。3、坝坡排水沟:一类是沿山坡与坝坡结合部设置的浆砌块石截水沟;另一类是坝体下游坡面设置的纵横排水沟,将坝面雨水导流排出制坝外。,第四节
11、尾矿输送系统,一、尾矿浓缩设施机械浓缩池1、周边传动式浓缩机2、中心传动式浓缩机二、尾矿压力输送(一)管线布置原则1、尽量不占或少占农田;2、避免通过市区和居民区;3、结合砂泵位置的选择,缩短压力管线;4、避免通过不良地质地段、矿区崩落和洪水淹没区;5、便于施工和维护。,(二)尾矿管敷设方式1、明设:设置在路堤、路堑或栈桥上;2、暗设:设置在地沟或隧道内;3、埋设:直接埋设在地表以下。(三)砂泵站的型式及连接方式型式有两种:地面式和地下式,常用的是地面式,只有地形和给矿条件受到限制的情况下才采用地下式。连接方式有两种:直接串联和间接串联直接串联:只有一个泵站间接串联:有多个泵站(四)砂泵类型离
12、心泵往复泵(P31),三、尾矿自流输送尾矿库低于选厂且有足够的高差。四、输送管材钢管、无缝钢管、铸铁管、内衬耐磨材料的复合管(高分子复合管、陶瓷管)、高密度聚乙烯管等。,第五节 尾矿水处理系统,一、尾矿澄清水的回收方式1、通过溢流井或斜槽进入排水管,流至下游回水泵站,再扬送到高位水池供选厂用。2、在库区建立活动回水泵站。二、尾矿水的排放及净化1、尽可能的回收使用尾矿水;做到达标排放。2、净化:自然净化和人工净化,第三章尾矿设施的操作、维护与管理,第一节尾矿浓缩与分级一、尾矿浓缩设施的操作管理1、浓缩机不宜时开时停,以免发生堵塞或卡机事故。2、给入和排除浓缩机的尾矿浓度、流量、粒度、比重和溢流水
13、的水质、流量等,应按设计要求控制。3、浓缩池给矿流槽出口处的格栅与挡板及排矿管易发生尾矿沉积的部位,应及时冲洗清理。,4、浓缩池围边溢水挡板应保持平齐,以便均匀溢流,排水沟应经常清理。5、浓缩池底部排矿阀门应定期检修,维持均匀排矿。6、寒冷地区必须做好防寒工作。冬季停运应采取保温措施或放空尾矿,以免冻裂浓缩池。二、尾矿分级设备的操作管理1、给入和排出水力旋流器的尾矿浆压力、浓度、流量和粒度应按设计要求控制。2、应及时更换水力旋流器的易损件,以保证正常使用。,第二节 尾矿泵站及输送线路,一、尾矿泵站的操作管理1、操作人员必须按安全生产条例和设备仪表的技术规范进行操作,严禁发生人身或设备事故。2、
14、注意观察设备和仪表的运行和变化情况。3、应加强配电室的管理,非值班人员不得进入配电室。4、矿浆池来矿口处的格栅,应经常冲洗,池内液位指示器应定期维护。,5、地下或半地下式泵站内的排污泵必须保持良好状态,严防淹没泵站。6、应适当储备必要的备品和备用的设备仪表。7、当发生事故停车时,应及时开启事故阀门实施事故放矿。8、备用泵站应及时检修,使其处于完好状态。9、操作中做到:勤检查、勤联系、勤分析、勤调整、勤维护。10、在检查中要勤“看”、勤“摸”、勤“嗅”、勤“听”。,二、尾矿输送线路的管理1、应经常巡视检查输送线路,防止堵、漏、跑、冒。2、对无浓缩设施的尾矿系统,应定期测定输送矿浆的流量、流速、浓
15、度和比重,使其各项指标符合要求。3、输送线路应保持矿浆的设计流量,维持水力输送的正常流速,以保证输送管道不堵塞。4、寒冷地区应加强管、阀的维护管理和防冻措施,尽理避免停产。,5、当停产时,必须及时开启;输送管路的放空阀门,排放矿浆,以免堵塞。6、通过居民区、农田、交通线的管、沟、槽、渠及构筑物要加强检查和维修管理,防止发生破管、喷浆和漏矿事故。7、输送渠槽磨损严重的部位,停产时要及时检修。8、自流输送槽上设置的拦污栅,应定期维护和修缮,及时清除树枝等杂物,防止发行堵塞漫溢矿浆的现象。,9、输送线路通过填土堤处,应保持排水沟畅通,防止雨水冲刷路堤。10、山区管路应加强巡视,保持沿线边坡稳定。11
16、、金属管道应定期翻转,延长使用年限,防止漏矿事故。12、严禁在输送线路附近采石、放炮、建房或堆料等危及线路安全的活动。13、输送管道通过隧洞,应加强巡视。,14、输送管道通过栈桥要加强巡视,防止洪水冲毁桥墩和桥面。15、管道敷设应避免凹形管段,如避免不了,在凹形管段的最低点设置可迅速开启的放矿阀。16、引起尾矿输送管道堵塞的原因归根到底就是管道中矿浆的实际流速低于当时输送矿浆的临界流速而造成的。其原因有:矿浆浓度突然增大、粒度变粗和矿浆中的级配不合理、泵本身的原因。,第三节 尾矿筑坝与排放,一、尾矿筑坝的基本要求1、尾矿筑坝一般先堆子坝,再通过尾矿排放自然沉积形成尾矿坝的主体,子坝最后成为尾矿
17、坝下游坝面的一层坝壳。2、每期堆坝作业前必须严格按照设计的坡面坡度,结合本期子坝高度放出子坝坝基的轮廓线。3、对岸坡进行清基处理。,4、必须从坝前排放尾矿,使粗粒尾砂沉积于坝前,有利于提高尾矿坝的稳定性,子坝力求夯实或碾压。5、浸润线高低影响坝的稳定性,坝前沉积矿泥会抬高坝内浸润线,因此,放矿过程中应避免矿泥分布于坝前。,二、排放管件的使用与维护1、放矿主管:沿坝顶敷设的尾矿输送管。2、放矿支管:将放矿主管内矿浆引流排入尾矿库的管道。管径一般是主管的1/51/3。3、支管连接三通:放矿主管与调节阀门联接的偏心三通管。4、矿浆调节阀门:联接三通与放矿支管并控制排放量的阀门。5、水力旋流器:一种分
18、级设备,矿浆以给矿压力进入旋流器后高速旋转,在离心力作用下固体颗粒分级,粗粒尾砂由沉砂口排出用于堆坝,细粒尾砂用管道送往库内较远处。,三、尾矿子坝的堆筑与维护堆筑1、冲积法:采用机械或人工从库内沉积滩上取砂,分层压实,堆坝子坝。2、池填法:沿坝长先用人工堆筑子堤,形成连续的巨形池子,池子宽由子坝宽度确定,池子中部埋设溢流管通向库内,粗粒尾矿沉积于池内,细粒级由溢流管流向库内。3、渠槽法:沿坝长方向先用人工筑成两道平行的子堤,形成一条渠槽,从槽一端排放尾矿,尾矿流动中沉积于渠内,细粒尾矿和水从另一端流入库内,逐层冲积形成子坝。,4、旋流器法:利用水力旋流器将矿浆进行分级,由沉砂嘴排出的高浓度粗颗
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