尾礦庫的環保防滲設計研究

栗德星

（西安有色冶金設計研究院有限公司，陜西 西安 710001）

尾礦庫將選礦廠產生的大量尾礦集中堆存、妥善處理，能夠回收利用一部分資源，并有效保護周邊環境。只有通過科學合理的設計，規范精心的施工，外加嚴密的技術檢測，能有效保證防滲土工膜襯層的水利防滲性能，提高尾礦庫環保性能的可靠性。

1 尾礦庫對周邊環境的影響

尾礦庫對周邊環境的影響主要可以分為水環境、土壤、地質災害三個方面來論述：在水環境方面，礦山企業在生產過程中勢必會產生選礦廢水，如果這些廢水直接排入環境，將導致地下水污染及地表水污染，而且尾礦砂在風化、侵蝕的作用下也會產生滲濾液，這些滲濾液中包含有機物、金屬鹽類、硫化物、酸根離子等有害物質，不加以處理也會對周邊水資源造成污染；在土壤方面，尾礦庫在建設、使用的過程中必然會阻斷所在地生物與土壤間的物質交換，使周邊土壤不再適宜栽植植被，而且建設過程中會因整理土地、砍伐開墾、剝離地表等造成水土流失，并且堆放的尾礦也會溶出重金屬等有毒有害物質滲入土壤，使土壤環境惡化；在地質災害方面，尾礦庫通常建設在海拔較高的地段，是礦山企業具有高勢能的危險源，一旦尾礦庫出現事故，將帶來極大的災害。尾礦庫設計階段要綜合考慮尾礦砂的性質、尾礦庫庫址的工程地質條件，選擇適宜的防滲方案，做好環保防滲設計，才能保證尾礦庫的安全、長期使用，降低尾礦庫對水環境、土壤等帶來的污染和危害[1]。

2 尾礦庫管理的環保思路

基于“綠色礦業”理念下，政府有關部門努力調整能源、經濟、自然環境三者之間的關系，并將可持續發展理念貫徹到各個礦山企業中，努力做到礦山開采的選址、污染物排放及處理工作是改善尾礦庫環境保護性能的前提。

尾礦庫的選址會影響到尾礦庫的環保收益及投資成本的多少，目前國內多數尾礦庫建設選址會預先選擇一些不同地址，而這些地址都需要滿足遠離人群密度大地區，并且要經過實地勘查后最終確定選址方案。尾礦庫選址遵循的原則可分為如下四點：第一，尾礦庫的年產量能夠滿足實際需求，且開采年限能夠超過5年以上；第二，尾礦庫選址不要在選礦廠上游，這樣做的優點是能夠方便資源的運輸；第三，尾礦庫選址最佳點為在水源地、居民區、名勝古跡下游；第四，尾礦選址應該遠離人口密集的村莊，且做到不占用農田。

3 尾礦庫的環保防滲設計

尾礦庫發生滲漏的主要原因在于地基、壩體變形，尾礦澄清水結冰，土工膜粘結不良，地震作用，壩體沉降，放礦管理不善等原因。尾礦庫管理的環保思路僅是從大方面就如何提高尾礦庫環保水平進行了簡單論述，下文將具體探討如何進行環保防滲設計，從小環節提高尾礦庫的環保水平。

對于貯存及處置一般工業固體廢物或是危險廢物的尾礦庫，按國家的相關標準，尾礦庫根據貯存尾礦的浸出試驗性質、浸出液的危害程度和ph值的大小細分為“第I類”、“第II類”，其中尾礦庫屬“第I類”堆置場所的，不需要專門設置環保防滲措施；尾礦庫屬“第II類”堆置場所的，必須根據GB18599-2001標準采取相應的環保防滲措施：天然基礎層如果滲透系數在1.0×10-7cm/s以上，需要采用人對于貯存及處置危險廢物的尾礦庫，需要根據GB18597-2001標準設計環保防滲襯層：如果天然基礎層滲透系數在1.0×10-7cm/s以下，厚度在5m以上，不需要設置防滲襯層；如果天然基礎層滲透系數在1.0×10-7cm/s和1.0×10-6cm/s之間，需要設置單層土工膜復合防滲襯層；如果天然基礎層滲透系數在1.0×10-6cm/s以上，需要設置雙層土工膜防滲襯層。

4 設計實例

下面筆者將了解和參與的幾個設計實例介紹如下，供讀者參考。

①中國鋁業某分公司赤泥庫。赤泥浸出液的pH值為11.00、11.37，超過標準值6-9范圍，赤泥屬于第Ⅱ類一般工業固體廢物。針對赤泥庫天然基礎層的具體隋況采用單層土工膜復合防滲襯層：低密度聚乙烯(LDPE)復合土工膜(一布一膜，規格200g／m2/0.75mm)加夯實黃土地基。②某縣有色冶煉渣場。該渣場為一家20萬t/a鉛鋅冶煉廠和一家10萬t/a銅冶煉廠共同的渣場。渣場分為第Ⅱ類一般工業固體廢物填埋庫和危險廢物填埋庫兩部分。二者的防滲襯層結構如下（自上而下）。第Ⅱ類—般工業同體廢物填埋庫。庫底：處理厚的細粒廢物（厚1m）——卵石導排盲溝-600g/m2無紡土工布-1．0mm厚HDPE膜-400g/m2無紡土工布——平整的地基。危險廢物填埋庫。庫底：處理后的細粉粒廢物（厚1m）-120g/m2織質土工布-30cm厚卵石導流層（d=16-32mm）-800g/m2無紡土工布-20mm厚HDPE膜——復合土工排水網-1.0mm厚HDPE膜-4800g/m2GCL-50cm厚黏土層(K≤1.0x10-7cm／s)一平整的地基。工或天然防滲層，并確保防滲層性能達到1.0×10-7cm/s與1.5m厚粘土層的性能。

5 結語

尾礦庫的環保防滲治理是一項十分復雜的系統工程，需要嚴格依據相關的標準規范設計、嚴格施工。只有做好土工膜襯層環保防滲設計，并妥善處理尾礦庫設計、施工、管理、維護等各方面工作，進一步重視污染治理，加大對無尾工藝的研發和推廣，才能從根本上提高尾礦庫的環保水平，切實保障尾礦庫的安全、穩定使用，實現節約資源、保護環境的目的，為礦山企業創造更大的經濟效益、環保效益和社會效益。