干式堆存尾礦庫安全運行風險分析及對策

陳忠賢

（四川省冶金地質勘查局，四川 成都 610041）

尾礦庫干式堆存技術是近年來逐漸興起的一種新型尾礦堆筑技術。此技術有利于提高尾礦回水利用率，回收廢水中所含金屬，節約選礦藥劑消耗，其環保、安全效益尤為突出。本文以青海某黃金礦山為例，對干式堆存尾礦庫安全運行的一些常見風險進行了分析，提出了對策建議。

1 松樹南溝金礦尾礦庫概況

該礦山建于海拔3600m的青海省門源縣青石嘴鎮的松樹南溝區內。因環保、安全要求高以及冬季生產用水困難，尾礦由傳統直排改造為干式堆存尾礦庫，最終實現了生產廢水零排放。

（1）礦山主要工藝。礦山采用露天開采、汽車公路開拓運輸，全泥氰化炭浸提金選礦工藝。尾礦漿采用板框式壓濾機進行壓濾脫水，再經膠帶運輸機送至尾礦庫內，由汽車轉運堆存，庫區范圍設土工織物全面防滲。

（2）尾礦庫系統組成。礦山尾礦庫屬山谷型尾礦庫，全庫容324萬立方米，總壩高63m，屬于三等尾礦庫。堆存系統采用下游設初期壩，上游建攔洪壩的兩壩方案，筑壩方式采用上游法；排洪系統采用上游攔洪壩攔洪，庫區岸坡建排洪明渠泄洪，庫底設排水盲溝導排山巖裂隙水及泉水；回水系統為初期壩下游設截滲墻攔截滲水，并設事故池，截滲墻下游再設集水井，將所有滲水揚送回選廠高位回水池供生產循環使用。

2 影響尾礦庫安全運行的主要風險分析及對策措施

尾礦庫是一個具有高勢能的人造泥石流危險源，壩體、尾礦和水是尾礦庫安全管理的重點。本文從尾礦庫投入生產運行階段分析影響尾礦庫安全運行的主要風險，并提出針對性的對策措施。

2.1 尾礦排放方式及筑壩方式風險分析

該尾礦庫初期壩為堆石碾壓壩，壩高38m，壩頂寬4m，上游坡比1:1.5，下游坡比1:1.75。壩體安裝有在線監測系統，實時掌控初期壩的位移與沉降。

尾礦漿經壓濾脫水后采用膠帶運輸機送至尾礦庫內，再由汽車轉運堆存。后期壩利用壓濾后的尾礦渣（濾餅）干堆筑壩，設計三級子壩（分別高10m、10m、5m），上游法堆筑，外坡比1:4.5，最終壩頂標高3490m。

風險分析：①子壩坡比控制。因前期經驗不足，形成的一級子壩坡比1：4大于設計，影響堆積壩穩定性。②堆積壩碾壓密實度。因分層碾壓密實度受堆高、尾礦含水率、碾壓設備等多因數的影響，可能存在密實度不均勻，密實度不夠。③堆筑順序。為了方便就近堆放尾礦，優先占用后端庫容，將庫內積水推向初期壩一側，影響壩體安全。④壓濾、運輸、堆筑設備的可靠性。設備故障引發尾礦不能及時壓濾脫水或濾餅不能及時堆筑，造成選廠停產或尾礦漿直接進入尾礦庫，增加尾礦庫積水。

對策措施：①制定尾礦堆筑計劃和作業指導書，精確到月份，每年適時調整，確保堆筑按設計和計劃推進。②建立子壩堆筑驗收機制,每月對尾礦堆筑進度和質量、岸坡清理、防滲膜鋪設、安全文明施工等重點工作嚴格驗收。③嚴格執行堆筑順序，采用從下游至上游堆放干尾渣，分層碾壓、平整堆筑子壩。④強化設備維護保養，配置備用設備，增強設備運行可靠性。

2.2 尾礦物化特性風險分析

經壓濾后的尾礦渣（濾餅）主要由礦石、選礦藥劑、水組成，PH值8.5，尾礦堆積干容重1.45噸/立方米。

風險分析：①尾礦粒度-200目占88%～90%，較細，濾餅材料級配較差，堆筑的子壩穩定性相對較差，易在動荷載作用下發生變形，抗液化強度降低。②礦漿濃度在40%～42%之間，若選礦廠停機檢修或洗炭導致礦漿濃度降低，影響壓濾機工作效率，濾餅含水率將增加，堆積的子壩穩定性將會降低，嚴重時會出現堆積壩面液化現象。③尾礦渣中含有有毒物質氰化鈉，干燥后可能有粉塵揚散，污染周邊環境。

對策措施：①嚴格按生產參數控制好尾礦粒度和礦漿濃度，通過化驗檢測磨礦細度和礦漿濃度，控制磨礦粒度-200目含量不超過90%，礦漿濃度不低于40%，壩坡穩定安全系數滿足要求。②嚴格控制壓濾車間各項參數，確保濾餅含水率不超過20%。尾礦含水嚴重超標情況下，在堆筑作業區鋪墊石塊，以確保子壩穩定性及正常作業。③濾餅及時運輸、堆筑并覆蓋防塵布，已形成的子壩覆土植草。

2.3 排洪系統風險分析

排洪系統采用上游攔洪壩攔洪，庫區岸坡修建排洪明渠泄洪的方式，泄洪流量按200年一遇進行設計。庫區右岸修筑寬頂堰漸變排洪明渠，將庫區攔洪壩以上及右岸坡雨洪水排至下游原河道；庫區左岸設岸邊截洪溝，排出雨洪水。庫底和庫周邊設排水盲溝導排庫內山巖裂隙及泉水。

風險分析：①邊坡變形失穩或坍塌，堵塞或損毀排洪構筑物。②泥石流影響，該尾礦庫上游與礦山采場相連，采場有大量采空區和平硐，冰雪融化后易造成突水，引發泥石流，造成攔洪壩漫頂，淤積排洪明渠。③排洪構筑物受冰凍、洪水影響，出現坍塌、開裂、滲漏，排水盲溝冬季結冰不能正常排水，增加庫內積水。

對策措施：①加強汛期安全管理，開展巡排查及時發現和處置地災隱患，及時進行清淤和疏通，確保排水暢通。②冰雪融化期密切關注采空區積水動態，提前導流排出地下水和地表水。③汛前對排洪構筑物進行檢查修繕，及時維護和更換止水條，在排水盲溝集水井安裝水泵，及時排出庫內泉水。

2.4 防滲及回水系統風險分析

因尾礦含有少量劇毒氰化物，庫區范圍采用高密度聚乙烯膜（HDPE膜）全面防滲。初期壩下游設截滲墻，攔截意外滲水，截滲墻下游再設集水井，收集截滲墻未完全截住的滲水，并揚送回高位水池供生產循環使用。

風險分析：①尾礦中含水或庫內積水可能出現少量滲漏，污染地下水。②遇連續暴雨，庫內積水超過警戒水位，影響壩體安全。③回水系統設備故障或選廠意外事故停機，廢水無法回抽高位水池造成廢水外溢。④回水管道突然爆裂，造成環境污染。

對策措施：①在尾礦壩下游設5口觀測井，對水量和水質進行動態檢驗監測。②加強夏季汛期巡查，庫內水位超過警戒水位或長時間處于高水位狀態，將庫內積水經處理達標后排放。③維護保養回水系統設備，配置備用水泵、回水管。無法恢復回水系統時，則將截滲墻、集水井廢水回抽到庫內或應急壩內，待恢復正常后再返回生產系統。④加強冬季巡查，及時發現和搶修設備故障，在爆管處采取隔離措施，對周邊土壤進行無毒化處理。

3 結論與建議

影響尾礦庫安全運行的主要因素是渣和水，只要將尾礦渣和地表水、地下水、生產廢水進行分類、分流管理，尾礦庫就能按照設計預想的方式安全運行。本文所述的干式堆存尾礦庫與常規直排相比，實現了相對固液分離，尾礦為干尾礦，廢水全部回用不外排，本質安全程度更高，該項目基本實現了安全穩定運行。