[发明专利]一种增加已达到设计库容的尾矿库存储量的方法

说明书

技术领域

本发明属于采矿技术领域，涉及矿山尾矿库扩容领域，具体是指一种增加已达到设计库容的尾矿库存储量的方法。

背景技术

从矿石中提取有效成分后剩余的大量矿石碎屑和粉末称之为尾矿，尾矿的处置通常是将这些尾矿与大量的水混合制成很稀的尾矿泥浆，而后用泵通过管道输送到指定地点存放。为存放这些流态泥浆，通常需要筑坝（称之为尾矿坝）以阻止泥浆外泄，形成尾矿库。由于流态的泥浆会对坝体产生很大的水平作用力，且这种作用力随坝高的增加成指数关系增长，因此尾矿坝的高度就会受到限制，即尾矿库的容积会受到限制。当尾矿库内存放的尾矿泥浆达到设计标高后就必须停止向尾矿库内继续注入尾矿泥浆，否则将会导致溢坝或溃坝，从而给周围带来环境污染甚至是生命财产损失。

为了保证矿石开采能够继续进行，就需要建设新的尾矿库。然而由于土地资源稀缺，尾矿库占地面积大，因此新建尾矿库投资巨大，且新建尾矿坝通常会远离矿石生产基地，从而大幅度提高了尾矿泥浆的输送成本。

发明内容

本发明提出一种能够使已达到设计库容的尾矿库增加尾矿存储量的方法，能够节约土地资源和生产成本。其基本思想是将流态的尾矿泥浆转变成固态的可以自立的尾矿土，从而大大减少尾矿库内尾矿对坝体的水平作用力，并提高其自身的承载能力，达到提高尾矿库的容量的目的。基本的技术方案是：对于新注入的尾矿泥浆，经过适当的固化处理或翻晒处理，使之成为能够自立的尾矿土体，将其堆筑在尾矿库中已有的尾矿泥浆表面。对于尾矿库中原有的尾矿泥浆，在其中设置竖向排水通道、在其上部设置水平排水通道，构成一连通的排水体系，在新增的尾矿土体的重力作用下，使该部分尾矿泥浆的水分通过排水体系排出，实现排水固结，使其从流态的泥浆转化成为可以自立的坚硬土体。这一方面减弱了原有尾矿泥浆作用于原尾矿坝的水平作用力，另一方面能够承受上部新增加的尾矿土体产生的压力。

本发明提供的增加已达到设计库容的尾矿库存储量的方法，首先将原有尾矿库区域分为一个以上的尾矿库区域，然后对每一个区域进行扩容，具体方法如下：

第一步，在尾矿库区域的尾矿泥浆表面铺设一层工作面。

优选的，在铺设工作面之前，先在尾矿泥浆的表面铺设一层隔离层，然后在隔离层上铺设工作面。

第二步，在尾矿库区域的尾矿泥浆中设置竖向排水通道，并在工作面上表面设置水平排水通道，所述的竖向排水通道与水平排水通道连通，最后汇集在抽水井处，并与抽水井连通；所述的抽水井外接抽水泵。

第三步，在工作面上构筑一个以上的仓格，所述仓格的容积能存储1～3天排放的尾矿泥浆。

第四步，在尾矿库区域的四周修筑模板，模板高度与仓格高度相同。

第五步，将后续注入的尾矿泥浆依次注满仓格，沉积1~3天后通过泥浆抽取装置将沉积后的适当含水率的尾矿泥浆抽送至泥浆与固化剂混合装置。视天气情况和对堆筑土体的强度要求决定对其采用固化处理或翻晒处理。对于采用固化处理的尾矿泥浆，尾矿泥浆在泥浆与固化剂混合装置中与固化剂混合并搅拌均匀，形成固化尾矿土，而后通过输送装置将固化尾矿土输送至摊铺系统，所述的固化剂的添加量优选为尾矿泥浆质量百分比的3～30%；对于采用翻晒处理的尾矿泥浆，不添加固化剂，直接通过输送装置将尾矿泥浆输送至摊铺系统。

第六步，对于采用固化处理的尾矿泥浆，采用摊铺系统将固化尾矿土逐层浇注在模板内；对于采用翻晒处理的尾矿泥浆，采用摊铺系统将尾矿泥浆逐层浇注在模板内后，逐层对其进行翻晒至含水率降低到合适的含水率的尾矿土，称为翻晒尾矿土，然后再进行碾压，使其含水率和压实度满足现行筑坝规范的要求。

第七步，返回第五步，直至填筑的尾矿土（包括固化尾矿土和翻晒尾矿土）的高度达到仓格的高度。

第八步，加高仓格、模板和抽水井的高度，返回第五步，直至达到最终的尾矿土的设计填筑高度。

本发明的优点在于：

该方法通过促进原有尾矿库内的原有尾矿泥浆排水固结，并且对后续注入的尾矿泥浆进行固化或翻晒处理，一方面减小了原有尾矿泥浆对原尾矿坝的水平作用力，提高了原尾矿坝的安全稳定性；另一方面，能够大大增加尾矿库的库容，从而延长了尾矿库的使用年限，避免了新建尾矿库的投资和占地，节约了土地资源和生产成本。其施工装置操作简单、组合灵活、运行快速，施工工艺简洁高效。

附图说明

图1为本发明提供的尾矿库区域扩容示意图；

图2为本发明中采用的固化系统和摊铺系统示意图；

图3为本发明中采用的泥浆抽取装置的结构示意图。

图中：