传统的资源型国有工业企业，受计划经济时期国家产业政策的影响和技术发展的限制，一直遵循“高开采、低利用、高排放”的线性经济模式，资源利用率低，矿产开采造成的生态破坏、环境污染和安全隐患严重。大量尾矿堆积在左尾矿库，造成严重的环境污染和生态破坏，不仅需要环保和生态修复，而且存在严重的安全隐患，同时增加了企业成本，降低了产品的市场竞争力。本项目开采凤凰山铜矿林冲尾矿库的尾矿，用于充填凤凰山铜矿露天开采形成的露天坑，治理尾矿库和露天坑两大安全隐患，恢复矿山及周边生态环境。
一、林冲尾矿库概况
林冲尾矿库由原北京有色冶金设计研究院设计，1970年底建成投产，1979年12月停止使用。设计总坝高36.1m，总库容120万m3，汇水面积约0.95km2，现有尾矿量120万m3(主要为-37微米尾矿)，约1.71×106t，尾矿库三面环山，一面筑坝。库区流域有数千公顷耕地。尾矿坝下游常住居民约300人，还有几家私营企业。公路和矿山专用铁路穿越大坝下游，地理位置十分重要。尾矿库的设计和现有技术参数见表1。
表1尾矿库设计及现有技术参数
2009年8月，马鞍山矿业研究院提交了《凤凰山铜矿林冲尾矿库安全评价报告》。结论是，在目前工况下，尾矿库在最高洪水位时不能满足规范规定的安全超高和最小干滩长度要求，泄洪系统部分堵塞，坝肩和坝面排水沟损坏缺失，尾矿坝整体抗滑稳定安全系数不能满足规范要求。根据《尾矿库安全技术规范》(AQ2006-2005)的规定，林冲尾矿库在现状条件下属于危库。
二、闭库管理方案
根据马鞍山矿业研究院2009年8月发布的凤凰山铜矿林冲尾矿库安全评价报告，林冲尾矿库为病险库，先整改尾矿库临时隐患，再从尾矿库取砂的方案是尾矿库闭库的最佳方法，适合尾矿库现状。方案中，库区所有尾矿将被取出，露天坑将被填埋，最后基础坝将被平整，以彻底消除危险源，实现库区安全截流，从而恢复库区及其周边的生态环境和土地使用功能。闭库治理的流程是:采砂前的临时安全措施→库区采砂→尾矿输送充填→闭库复垦。
(一)尾矿库采砂前的临时安全措施
根据关闭林冲尾矿库的方案，在采砂和除库前，应对尾矿库的安全隐患进行临时处理，处理后尾矿库应达到正常库的标准，为采砂期间尾矿库的安全做好准备。考虑到整个工程结束后尾矿库已不存在，处理方案遵循安全第一、技术可行、经济合理的原则，即在确保尾矿库安全的前提下，尾矿库的处理和建设应尽可能采用施工简单、造价低、安全可靠的工程措施，尾矿库的一些次要和临时构筑物应按规范要求的较低标准进行设计和验算。
1、泄洪安全隐患管理
根据尾矿库防洪现状安全分析，虽然目前尾矿库泄洪系统运行正常，但泄洪能力不能满足要求。凤凰山铜矿林冲尾矿库安全评价报告也得出了同样的结论，建议重新布置泄洪系统。考虑到尾矿库区的地形和尾矿库已满的实际情况，重新设计和布置排水井和溜井显然不符合实际。鉴于库岸地形较缓，考虑采用在水库周边设置拦洪设施的方案，减少入库洪水，并修复现有排洪系统，保证水库洪水顺利下泄。
(1)设置截洪沟:根据尾矿库的地形特点，在尾矿库岸边设置截洪沟。
(2)新建溢洪道:尾矿库蓄水后，库内泄洪只是库面雨水。溢洪道延伸至50m外的尾矿坝，设计宽度3.5m，全长75m。沟壁采用砂浆块石，沟底铺砾石石，这样在取砂降坝时，会减少溢洪道沟底的施工。进水沟底部的坡度设计为不小于3%。
(3)修复现有泄洪系统:现有泄洪建筑物堵塞、开裂、磨损，故设计对泄洪建筑物进行清理和修复，以利于水库蓄洪的泄流。修整工程主要包括疏浚、加固排水井和排水渠，以及修整下游明渠。
2、大坝安全隐患管理
(1)堆积坝贴坡过滤:排洪系统建成后，尾矿坝的稳定性将得到一定程度的提高。但考虑到粘土坝内土体处于高含水量状态，设计后期在坝外坡实施块石压坡反滤，堆石高程100 ~ 105 m，在100m平台内侧堆石坡脚设置0.4m×0.4m浆砌石水平排水沟，连接大坝渗流。
(2)新建坝面和坝肩排水沟:林冲尾矿库的坝肩和坝面排水沟在大坝初期和后期损坏缺失，不能再起到截水(排水)的作用。为防止雨水对坝面的侵蚀，设计分别在87m、100m和105m高程设置0.3m×0.4m浆砌石水平排水沟。紧邻南坝肩的溢洪道设置纵向排水沟，兼作坝肩截水沟。设计断面为2.0m×1.5m，在北坝肩设置1.5m×1.0m排水沟。坝肩排水沟采用浆砌块石结构，水泥砂浆抹面。
3.安全监控系统的建立
本项目完成后，林冲尾矿库将不复存在。安全监控系统的建立遵循安全、可靠、经济、合理的原则，即为保证尾矿库处于可控状态，应尽可能采用简单、安全、可靠、低成本的设备和工艺。
(1)坝体位移观测设施:观测坝体表面变形，包括垂直位移和水平位移。水平位移包括垂直于坝轴线的水平位移和平行于坝轴线的垂直位移，为坝体稳定性监测提供实测数据。每月监测一次，汛期增加观测频率。使用全站仪和其他仪器进行观测。
(2)浸润线观测:浸润线观测是通过钻孔进行的。垂直于坝体轴线布置4组钻孔，每组2个，每组间距50 ~ 60m。观测井布置在105米和109.1米的台阶上，采用φ110毫米钢管制作，深度8.0米，下端1.0米长为渗水管，渗水管段设有400克/平方米的土工布反滤层。施工期间，观察井应保持垂直。
(3)库区水位观测标尺:库区水位观测标尺设置在排水井上，并与之固定。库区的水位应定期检测和记录。汛期应增加观测次数，水库水位高程应按设计调洪高度控制。
(4)视频监控系统:在坝体、取砂池、溢洪道、排水井等重要尾矿设施的适当位置安装可视视频监控系统，对尾矿库坝面、滩面、水面进行实时监控。
经过处理，水库汇集的洪水量小于安全超过要求的调洪水库的库容，尾矿库的泄洪安全满足规范要求，使尾矿库达到正常水库的标准，为尾矿库采砂安全做好准备。
(2)尾矿库采砂
尾矿开采设计采用吸泥船+推土机(电耙)联合采砂方案，具有劳动生产率高、连续采砂、能耗低、产量大、成本低等优点。
利用液压绞吸挖泥船、推土机、电动耙等设备，采用下向水平分层采矿法，分层厚度为0.6m，整个库区分为两个采区。第一个矿区是一个采矿池，面积为9.7×104m2。为确保尾矿坝的安全，采矿池距主坝132米。基础坝下游段为二采区，面积约3.8×l04m2。两个矿区按以下顺序开采。
第一步:用挖沙船将基坑扩大到整个矿区(开采池)，面积约为9.7×l04m2，形成一、二矿区的边界。
第二步:开采第一采区(矿池)，用采砂船分层(层厚0.6m)向下开采整个矿池区域，开采的尾矿量约为8.44×104t
第三步:二采区开采下降一片，二采区尾矿下降一片约为3.42×104t .由于矿池距基础坝130m以上，推土机将尾矿推到距矿池岸边5 ~ 25m范围内， 然后安装在采矿船上的30kW电动耙子将尾矿耙入采矿池，然后船上的吸砂泵将浓度为20%的砂浆吸到位于岸边的浓缩机进行浓缩。
二采区向矿池的坡度为3% ~ 5%，其目的是雨天雨水径流流入矿池，洪水由溢流井排出。第二，推土机更容易推下坡。严格按照上述两步进行开采，使两个采区逐层均匀递减。尾矿库边角的尾矿用铲运机处理。
(3)尾矿运输和充填
库区产生的尾矿在库边稠化，然后运到充填站制成料浆，再充填到原露天矿。采砂砂浆浓度为20%，稠化后底流浓度达到40%。
露天矿填筑后，为防止干燥天气的风沙对周围环境的影响，并消除对附近凤凰山省级风景名胜区的影响，考虑在尾矿表面覆土并绿化植被，在坑口周围布置排水沟。
(4)闭库回收
库内尾矿全部开采后，库区基本恢复到建库前的原始地貌。采取相应的安全环保措施闭库后，消除对下游安全和库区环境的影响，最终整合自然生态系统，恢复土地功能。根据尾矿库的特点和实际情况，拟采取的工程措施如下。
1.坝体拆除
初期尾矿坝为块石斜墙堆石体，坝高27.0米，内坡比为1∶1.5，外坡比为1 ∶ 2。坝底高程为73.0米，采砂后将对初期堆石坝进行整平。为了充分利用材料，节约成本，可利用原坝的干石头修筑排水沟和堤坡，废弃土石方可用于平整库底。
2.水库底部的坡度
(1)库底尾泥的清除:根据尾矿沉积的特点，沉积在库底的尾泥与库内表层土经过长时间的混合，已经渗入表层土中。采砂结束后，要疏浚库底表土，以利于下一步覆土绿化。清淤范围为尾矿库沉淀区，库内主坝内侧向上约150m至库尾，面积约80000m2，清理土层深度1.0m
(2)库底平整:库内尾矿取出后，在库底斜坡上露出库前原有的山坡地形。为方便绿化景观和集水排水，拟按库岸两侧向中心的坡度，将库底地坪整平至2% ~ 3%的坡度，库底土石方就地挖填，差额部分用其他地方的土填筑。
(3)绿化景观:库底边坡整平后，覆盖土石(风化土石)，覆盖层厚度不小于300mm。覆土后撒草籽进行植被保护。在原坝址约20000m2的区域种植绿化树木，将在库区和下游居民区之间形成绿色隔离带。
三。结论。
凤凰山铜矿林冲尾矿库的尾矿用于充填凤凰山铜矿露天开采形成的露天采场。通过采取安全环保措施，恢复了矿山及周边的生态环境，最终整合了自然生态系统，恢复了土地功能。
