高寒地区细颗粒尾矿筑坝技术

第 卷 年 第 期 黄 金 高寒地区细颗粒尾矿筑坝技术 唐 艳 华 冶金工业部长春黄金设计院 【摘要 】本文通过剖析高寒地区细颗粒尾矿筑坝实例 , 深人讨论了高寒地区细 颗 社 尾矿的沉积规律 , 沉积特性和尾矿坝稳定状况 。 结合设计实践论述了高寒地区细颗 粒 尾 矿筑坝在采取一定的技术措施后 , 有效地提高了高寒地区细颗粒尾矿筑坝稳定性 , 彻 底 地解决高寒地区细颗粒尾矿筑坝问 题 快递公司问题件快递公司问题件货款处理关于圆的周长面积重点题型关于解方程组的题及答案关于南海问题 。 关健词 高寒 细颗粒 尾矿筑坝 沉积规律 , 技术措施 影响 , 大量矿浆冻结于库内 , 待春天气温回 一 、 前 言 长期以来 , 高寒地区利用细颗粒尾矿堆 筑尾矿坝是人们普遍关注的问题 , 已成为尾 矿筑坝讨论的热点 。 近几年来 , 随着科学技 术的进步和发展 , 试验方法和计算手段的更 新和提高 , 细颗粒尾矿筑坝问题 , 首先在我 院得以突破 。 高寒地区细颗粒尾 矿 能 否 筑 坝 , 作为新的课题 , 而使尾矿坝学术讨论进 一步深人 。 本文通过对高寒地区细颗粒尾矿 筑坝的工程勘察和设计研究 , 探索高寒地区 细颗粒尾矿筑坝的沉积规律和设计施工方法 以及相应的技术措施 , 确保高寒地区细颗粒 尾矿坝的经济合理性 , 运行安 全可靠性 。 二 、 高寒地 区细颗粒尾矿 筑 问 题 的提出 随着黄金事业的发展 , 北方高寒地 区细 颗粒尾矿筑坝成为尾矿坝设计新的难题 。 其 一 , 为 了提高回收率 , 许多黄金矿山引进先 进选矿工艺流程 , 磨矿粒度由 一 目占 提高到 以上 , 这就使 利 用 尾 矿 筑坝带来许多困难 , 为尾矿设施的设计和安 全运行带来许多难题 其二 , 高寒地区气锡 低 , 最低气温可达 一 一 ℃ , 低于 。℃ 的气温长达半年以上 。 由于气温低 , 大量尾 矿浆中的水份来不及排除即冻结于库内 , 形 成永冻层 , 影响尾砂 固结 , 给尾矿坝的安全 使用带来极大隐患 。 共三 , 由于严寒气候的 升矿浆融化时 , 造成尾矿库春汛 。 因此 , 如 何针对高寒地区黄金矿山尾矿库的特点 , 正 确地解决细颗粒尾矿筑坝的有关技术问题 , 成为高寒地区黄金矿山尾矿库设计的主要课 题 。 三 、 高寒地区细颗粒尾矿筑 坝 实 例 分析 定性数据统计分析pdf销售业绩分析模板建筑结构震害分析销售进度分析表京东商城竞争战略分析 为了研究高寒地区细颗粒尾 矿 筑 坝 技 术 , 我们于 年对赤卫沟金矿作了全面的 工程地质工作 。 从该矿尾矿库的运行情况分 析 , 可以典型地看 出高寒地区细颗粒尾矿的 堆筑规律 。 赤卫沟金矿尾矿工程简介 赤卫沟金矿位于吉林省汪清县 以 东 的刺猜沟内。 生产规模为 , 选矿工 艺流程为全泥氰化 。 磨矿粒度 一 目占 以上 。 尾矿设 施 由 输 送 、 排水 、 尾矿库三 部分组成 。 初期坝为前坡碾压后坡堆石之不 透水的土石混合坝 , 坝高 。 堆积坝由尾 矿和部分山皮土堆积而成 。 筑坝方法为水力 旋流器上游法筑坝 , 坝外坡铺盖不同厚度的 含石坡积土或植草皮护坡 。 子坝堆高达 余 米 , 坝外坡平均坡度 。 该矿 年投 产 , 十几年来 , 尾矿库运行基本正常 。 在运 行过程中 , 由于子坝外坡堆积过陡 , 局部为 一 , 曾一度出现管涌现象 。 在采取 了加大子坝外坡 由 增至 , 加 黄 金 快筑坝速度和保证澄清距离的情况下 , 减少 水面长度等措施 , 较好地解决了问题 , 保证 了运行安全 。 赤卫沟金矿 尾矿 坝工程地质评价 通过工程地质勘察 , 摸清了该矿尾矿库 沉积的地质条件 。 从勘察结果分析可知 , 该 尾矿库初期坝基为密实亚粘土 , 其下为稳定 的安 山岩 。 坝基齿槽嵌入基岩中 。 初期坝的 坝基为不透水坝基 , 筑坝土料碾压密实 , 坝 后坡堆石坝体稳定 。 整个尾矿库坝体 、 坝基 均不透水 , 故排渗条件不好 , 整个尾矿库无 排渗通道 。 根据尾矿逐年堆积的 自然状态和 物理力学性质的差异 , 尾矿库分为三大工程 地质带 , 即尾矿坝体沉积带 堆 积 坝 外 坝 壳 , 库内矿浆沉积带 当年沉积层 和下部 冻结带 尾矿冻结体 。 见图 。 图 赤卫沟金矿尾矿坝工程地质分带示意图 尾矿堆积坝外坝壳尾矿颗粒较粗 , 经多 年重力沉积和局部机械碾压 , 坝体中 、 下部 坝壳尾砂中所含水份被挤压排出 , 整个坝壳 尾砂有一定程度的 固结和具有较高的强度 。 当年沉积层为尾矿冲击滩上 当年夏季放 矿未经冬季冻结部分 。 该部分尾 砂 颗 粒 较 细 , 含水量较高 , 未脱水 , 未固结 , 强度极 低 。 尾矿冻结体为堆积坝外坝壳平均厚度 以内 , 冲积滩 当年放矿厚度 以下至库底 部分 。 该部分在堆积坝外坝壳和 当年沉积层 的保温作用下 , 常年冻结于库内 , 至今强度很 高 。 但在尾矿库 闭库以后 , 受地热的影响会逐 渐解冻 , 直至完全融化 , 丧失冻结时的强度 。 同时 , 由于尾矿坝体内冻结体的存在 , 形成 了尾矿内部隔断体 , 且坝内无任 何 排 渗 设 施 , 尾矿中水份无法排除 , 致使坝体浸润曲 线过高 , 危及坝体安 个 。 堆积坝稳定分析 计算从略 按现状计算坝坡稳定 按现状计算坝坡的稳定 , 考虑了库内冻 结体在冻结状态 下 所 起 的 作 用 , 并 按 实 际情况对整个坝体 进 行 了 细 致 的 分 区 , 各取其相应的数值计算 。 为使计算有较高的 淮确度 , 计算断面采用了工程地质勘察的实 测断面 。 计算结果在距坝顶向下 , 滑弧 半 径 , 为 危 险滑动面 , 最小安全系数 按库区冻结体全部融化计算坝坡稳 定 按库区内冻结体全部融化计算坝坡稳定 的目地是为了掌握丧失强度后的稳定情况 。 经计算 , 最危险滑动面在距坝顶向下 ’ 滑动半径 , 最小安全系数 。 从稳定分析看 出 , 赤卫沟金矿尾矿坝的 稳定性较好 , 最小安全系数 , 满足 规范 编程规范下载gsp规范下载钢格栅规范下载警徽规范下载建设厅规范下载 要求值 。 尾矿颗粒分析表明 , 平均粒径 为 , 属 细颗粒尾矿筑坝 。 从该矿 尾矿库工程地质勘察中看 出 , 高寒地区细颗 粒尾矿筑坝的特殊规律 。 四 、 高寒地区黄金矿山尾矿 坝 设 计探讨 从赤卫沟金矿尾矿坝工程地质研究可以 看出 , 高寒地区黄金矿山尾矿坝设计 , 在遵 循尾矿库一般的设计规程外 , 还必须考虑其 特殊性 , 即细颗粒筑坝 、 库区永冻层和冰凌 春汛对尾矿库的影响 。 如不能在技术上认真 解决上述问题 , 将给尾矿库的安全运行带来 极大隐患 。 ’ 初期坝坝型设计 最大限度地降低坝体浸润线和筑坝尾矿 第 卷 年 第 期 砂的含水量 , 是高寒地区黄金矿山尾矿坝设 计的主要原则之一 。 因此 , 初期坝应具有较 好地透水性 。 初期坝坝型选择首先考虑采用 透水坝 , 使其成为整个尾矿坝排水设施的一 部分 , 有利于库区渗透水的排除 , 保证后期 子坝的稳定 。 但在实际设计中 , 初期坝坝型 选择既要考虑技术可行 , 也应考 虑 经 济 合 理 。 黑龙江省老柞 山金矿在初期坝坝型设计 时 , 首先考虑采用透水坝 , 但该地区砂石缺 乏 , 如设计透水坝 , 基建投资将大幅度的增 加 。 通过技术经济比较 , 老柞山金矿尾矿初 期坝设计为含有水平排渗带的均质土坝 见 图 、 图 。 这就是说 , 高寒地区尾 矿 库 初期坝坝型选择 , 是尾矿坝设计 重 要 的 一 环 。 如建厂条件限制 , 采用不透水初期坝 , 解决坝体的排渗问题 , 将成为初期坝设计的 关键 。 抽抽侧 ,, 图 老柞山金矿尾矿初期坝份断面 心壁兰兰兰 图 老柞山金矿尾矿初期坝纵断面 尾矿库排渗设施的技术处理 根据我国细颗粒筑坝的工程实践 , 工程 勘察和试验研究证明 , 影响细颗粒尾矿筑坝 的重要因素是坝内浸润线的高低 。 这是由于 尾扩在库内特殊的沉积规律 , 使得尾矿库的 渗流变得极其复杂 。 采用全泥氰化选矿工艺 流程和用旋流器筑坝的高寒地区黄金矿山 , 其尾矿坝具有如下特点 。 尾矿各向渗透系数的差异性 尾矿在水力冲积坝面上的沉积规律 , 是 随着沉积滩的延伸 , 粒度由粗变细 , 粗细层相 间交替出现 , 矿泥呈千层饼广布 , 使得其渗 透性呈各向异性 尤其是矿泥层的存在 , 对 垂直渗透系数影响相 当显著 , 对水平渗透系 数影响不大 , 使水平渗透系数大于垂直渗透 系数 。 实测赤卫沟金矿尾砂 , 水平渗透系数 , 又 一 , 垂直渗透系数 。 一 。 细颗粒尾砂渗透的特殊性 尾砂是由岩石经机械研磨而成 , 虽然颗 粒极细 , 但完全具备砂的特性 。 因此 , 尾砂 的渗流计算 , 完全适合达西定律 的 适 用 条 件 。 只要考虑矿泥层的影响和水平渗透系数 与垂直渗透系数的差异 , 即可较准确地计算 出渗流量和确定排渗设施 。 库内高含水尾砂冻结特性 高寒地区黄金矿山尾矿库在严寒条件下 作业达半年之久 , 水力输送尾砂在高寒作用 下 , 未完全脱水便冻结库内。 并由于春 、 夏 季节尾砂的覆盖 、 保温作用 , 使高含水冻结 层滞留 。 尾矿库冻结体的存在 , 不但影响库 容的充分利用 , 而且影响尾矿坝体内水量的 排出 , 致使尾矿坝稳定程度降低 。 黄金矿山尾矿库设计 , 必须具备完整的 坝体排渗设施 。 在选择排渗设施形式时 , 首 先尽量利用地基作为坝体底部的排渗设施 , 如地基为不透水基础 , 初期坝型 为 不 透 水 坝 。 此时应在初期坝底部设置排渗设施 , 同 时在库区内设置排渗带 , 使库区内尾砂渗透 水能及时排至库外 。 高寒地区细颗粒尾矿筑坝措施 如上论述证实 , 细颗粒尾矿可以筑起一 定高度的尾矿坝 。 但考虑到尾矿子坝的堆筑 技术 、 施工质量及矿山闭矿后的 管 理 等 因 素 , 在设计中 , 单采用排渗设施和正确的放 金一黄一 矿方法 , 仍存在 着许多难以克服的缺点 , 还 需采取如下工程措施 , 才能确保尾矿库的安 全运行 。 高寒地区气候严寒 , 尾矿颗粒细 , 渗透性能不好 , 所以在尾矿筑坝时 , 必须增 设部分排渗设施 , 以降低坝体浸润线 , 加速 尾矿固结 , 防止子坝冻胀破坏 。 采用旋流器筑坝 , 可增加尾矿透水 性 , 加速坝体固结 , 并通过分级粗颗粒在子 坝外坡形成较稳固的坝壳 。 在尾矿堆积坝外坡 , 覆盖一定厚度 的山皮土或移植草皮 、 加压废石 , 有利于坝 坡稳定和提高抗液化能力 。 细颗粒尾矿无纺土工布加筋筑坝 。 采用细颗粒尾矿堆筑高尾矿坝时 , 细颗粒尾 矿含水量较高 , 固结缓慢 , 致使坝体强度减 弱 , 容易产生滑动破坏 。 为提高尾矿筑坝坝 外部分强度 , 增加尾矿坝内尾砂的密实度 , 内摩擦角和凝聚力 , 利用土工布加固子坝外 坡 。 土工布可承受拉应力防止滑坡 。 其反滤 排渗性可减低坝内水压力 , 防止浸润线在堆 积坝外坡逸 出 。 土工布加筋筑坝稳定计算 , 可依据不排水应力和强度或依据有效应力和 强度计算 。 老柞 山金矿尾矿堆积坝设计中 , 由于该 坝较短 , 子坝堆积高度 , 通过计算采用 分级法分选 出的粗颗粒尾矿 , 完全满足筑坝 所需的强度和工程量 。 只为降低坝体浸润线 和冰冻的影响 , 在子坝 内增设水平排渗带 。 防洪库容的确定 高寒地区黄金矿山尾矿库 , 除具备一般 黄金矿山规模小 、 库容小 、 尾矿库底坡大 , 尾矿颗粒细的特点外 , 还具有在冬季低气温 放矿时 , 尾矿浆冻结在库 区形成冰冻层的独 特特性 。 常规进行库容计算时 , 不包括冰冻 层这部分库容 。 因此 , 在尾矿库 洪 水 计 算 时 , 除按规范规定计算洪峰流量 , 采用全泄 式排洪外 , 还应考虑在春季库内浅层冰冻层 融化时 , 尾矿浆体积膨胀增 加 的 库 容 。 所 以 , 在库容设计时 , 初期坝坝高确定和秋季 提前堆筑子坝 , 要通过计算预留 此 部 分 库 容 , 以防止矿浆融化漫顶 、 破坏尾矿库的正 常运行 。 五 、 结 语 通过实践和试验研究表明 , 在一定条件 下 , 采取必要的工程措施 , 高寒地区细颗粒 尾矿筑坝是完全可行的 。 高寒地区细颗粒尾 矿筑坝问题的解决 , 对于北方磨矿粒度较细 的矿山 , 其实用价值和经济价值的意义是巨 大的 。 从文中看出 , 高寒地区细颗粒尾矿筑坝 的关键问题是采取一定的技术措施 , 避免库 区冻结体对尾矿库安全运行的影响 。 最主要 的技术问题是尾矿库必须具备一套完整的排 渗设施 , 使库区尾矿渗透水及时排至库外 , 最大限度地降低浸润线的高度 , 控制冻结体 的产生 。 其次是子坝外坡的加固和 防洪库容 的确定 。 采取上述技术措施后 , 就可以保证 高寒地区细颗粒尾矿筑坝的尾矿 库 安 全 运 行 。 特别是土工布这种新型建筑 材 料 的 引 入 , 解决了坝体排渗 、 反滤 、 堆积子坝外坡 加 固等方面的设计难题 , 从这一点也充分显 示了土工布在尾矿设施设计中 , 具有广阔的 使用前景 。 参考文献略 一 编辑 崔 岱 云 介 刀己 介 艺“ 七 七 七 骨 第 卷 年 第 期 黄 金 水泥卷锚杆在我矿巷道支护的应用 王 茂喜 、 王 玉凯 、 张克服 辽宁五龙金矿 一 、 月 舌 场电耙巷道和十一 中段调车场的支护工程 中 使用 , 取得了很好的支护效果 。 五龙金矿四道沟分矿矿石属强蚀变浸染 型 , 局部为黄铁矿石英脉型 。 矿脉属中等稳 固 围岩以厚层长石石英片岩为主 , 下盘局 部为石墨化片岩 , 并发育黄铁矿化 、 硅化 、 石墨化 , 比较松软 , 稳固性较差 , 特别是石 墨化片岩稳固性更差 。 因此 , 掘进巷道时必 须采取人工支护 , 若支护不及时 , 即马上冒 落 , 其高度可达 一 , 加大了支护难度 和材料消耗 。 四道沟分矿传统的巷道支护方法是采用 木支护 , 架设密集的木棚子 。 这种支护方法 暂时可以解决掘进速度问题 , 保 证 作 业 安 全 。 但是使用时间较长后 , 木材腐烂 , 导致 木棚子倒塌 , 引起巷道冒落 , 必 须 重 新 架 设 , 增加材料消耗 , 加大工人劳动强度 , 增 加不安全因素 。 尤其四道沟分矿采场的电耙 巷道采用的木支护 , 破坏 的 因 素 更 多 其 一 , 放矿时经常出现大块矿石 , 二次爆破时 极容易将木棚子炸坏 其二 , 电耙头在巷道 中来往运行 , 也可能将木棚子的立柱刮倒 , 致使棚子倒塌 , 影响正常生产 。 年 , 我矿引进水泥卷锚 杆 支 护 技 术 , 并在四道沟分矿进行试验应用 , 先后在 采场 、 、 号电耙巷道 , 采 二 、 水泥卷锚杆支护的实质 水泥卷锚杆就是将杆柱的特种水泥卷固 定于原岩上 , 形成一个悬 吊组合体 , 对巷道 起到支护 的作用 。 水泥卷参数 我矿用的特种水泥卷是由铁法矿务局所 属单位购买的 , 水泥卷 直 径 , 长度 锚杆长度的确定 水泥卷锚杆主要作为一种悬吊岩石的组 合体 , 加强巷道的稳固性 , 保证巷道顶板不冒 落 。 因此 , 锚杆的总长度按下列公式确定 二 , 二 式中 —锚杆插人稳固岩体 的 长 度 , 一般在 以上 , 。 —危险岩块的 最大高度或 厚 度 —锚杆在孔外长度 , 为 。 水泥卷锚杆布置网度 根据岩石的稳固情况 , 来确定锚杆的位 置及其网度 。 从悬吊的理论分析 , 每根锚杆 所负担的岩体重量为其所受的荷载 · · 七 七 一 七 一 七 七 七 七 七