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尾矿库回采设计(尾矿库综合利用)

尾矿库回采设计(尾矿库综合利用) 尾矿干燥填埋场的设计

  1.概述

尾矿入库时含水量很高。虽然可以通过滤水设施渗出,但同时会得到雨水和地表径流水的补充。如果是在雨季或者连续暴雨后,有时尾矿会处于水分饱和状态,会对尾矿坝造成很大的侧压力。如果不小心,一旦溃坝就会造成巨大损失。

采用新的工艺设计,尾矿在填埋阶段可以逐渐脱水干燥,最终封场后严格密封在填埋区,因此最终形成的尾矿库绝对安全可靠,对外界环境无污染。

这项新技术在平原和山区都适用。具有特殊的实用价值:可以对现有尾矿库进行加固、覆盖和扩建,不仅彻底消除了现有尾矿库的安全隐患,还可以对现有尾矿库进行大容量扩建(见图W-9竖向分阶段实施剖面示意图),从而大大提高土地利用效率。

为便于计算,本实施例的工程建在平原上,填埋场占地面积为矩形。

2.实施内容

新技术分两个阶段实施尾矿干化填埋:第一阶段是& ldquo按仓库填埋阶段& rdquo;第二阶段是& ldquo合成阶段& rdquo,如下所示:

2.1仓库填埋阶段

子筒仓填埋阶段的主要内容是依次建造和填埋所有筒仓,实施期为填埋场的设计寿命。本次设计工程共修建408座筒仓,每座筒仓直径20米,填充高度24米,容积7540立方米。48个筒仓的总填埋容量为307.63万立方米。如果每天填埋量421立方米,可以埋20年。

筒仓直径应根据筒仓的高度来确定。一般来说,筒仓直径与高度的合适比例约为1: 1.2。

首先,平整场地。如果当地土源缺乏,可将表土挖出运到场地外,以便日后运回填埋场顶部覆盖。

然后铺设尾矿排水干管和支管,修建各集水井。最后每个筒仓依次建造,依次投料。

由于液态尾矿浆会对筒仓体施加很大的侧压力,所以没有必要连续向筒仓中加入太多。按照每天给料421立方米计算,1.5天第一个筒仓要给料631立方米,筒仓内尾矿工作面上升2米左右,再给第二个筒仓。

依次给最后408个筒仓加料用了408X1.5=612天。此时,由于渗透和蒸发,第一个筒仓中的大量尾矿水已经排出,尾矿趋于干燥和固结,充填面也下降。

尾矿给料达到适当高度后,放置加强圈,加强圈为圆形,按设计要求放置。加料时,应先填充加强圈的内侧,再填充加强圈的外侧。

在固体物料中放置加强环可以大大减少固体物料堆积对筒仓产生的侧向力。此外,在筒仓中心和沿筒仓内壁共布设13根垂直软透水管,能及时排出尾矿浆中的水,使筒仓壁上不能形成侧向水压力。这两项措施可以保证筒仓结构的安全。

根据实验室的钢筋拉伸试验图,如果用Q235低碳钢做仓库的环筋,达到屈服极限时对应的延伸率约为0.1%,达到强度极限时对应的延伸率约为16%,会导致明显的拉伸变形。因此,不需要计算筒仓内壁的应力,只需日常观测筒仓环向钢筋的拉伸变形就可以掌握筒仓结构的安全性。

料仓进料后,为了加速水分蒸发,不需要加盖。如遇大雨或为避免灰尘污染,应再次覆盖。

2.2围绕合成阶段

当所有的筒仓都填满后,就会进入围合合成阶段,需要临时招募很多人力参与。由于需要提升回收筒仓,筒仓周围均匀分布12人。在每个筒仓顶部挖掘尾矿,并在筒仓周围的空间隙中抛掷和填充,然后夯实和压实抛掷的填充物。每填高0.75米,自下而上拆除一节仓体,拆除沿仓内壁标高0.3米以上的垂直软透水管。重复上述过程,直到相邻料仓空之间的缝隙被完全填满,所有料仓被拆除并回收。

与上述过程同时进行的还有填埋场沿线浆砌块石的砌筑。护坡的高度随着排尾作业面的升高而升高,当相邻筒仓空之间的缝隙全部填满时,护坡砌体也同步升至顶部。推土机按照设计标高平整工作面,在填埋场中间形成最高,周围形成1%的排水坡。整平、碾压、压实后,铺设1毫米厚的HDPE膜,形成防水垫层,并按设计图纸在垫层上均匀布设软质透水管。

最终场地外的多余土方回填在防水垫层上,厚度约0.6m,覆盖层上可种植浅根花卉。

围合阶段应避开雨季,尽可能在一个月内完成。

在单独填埋阶段,每个筒仓顶部的填埋标高为23.5米,复垦后,填埋场顶面的平均标高约为20.1米(包括0.6米厚的覆盖层)。

3.新技术的优势

新技术的优势主要体现在:

3.1尾矿库绝对安全可靠,主要表现在:

3.1.1填埋场形成后,填埋场顶部设置防水内衬和水平透水管,可有效防止降雨侵入;

3.1.2填埋场复垦阶段虽然回收了筒仓周边的垂直透水管,但每个筒仓中心的垂直透水管无法回收,留在尾矿堆中,所以堆中仍有许多均匀分布的垂直透水管,可以保证堆中永远不积水;

3.1.3由于尾矿堆中放置了大量的加强环,形成了许多独立的固结体,所以堆中不可能出现滑移破裂面。

3.2良好的环境效益:由于填埋阶段可随时覆盖填筑面,复垦后严格密封,环境效益可达到零污染。

3.3工程造价低:根据工程实例,在不考虑仓库回收的情况下,每立方米造价约为36元。如果筒仓按70%折旧回收,每立方米成本约为19.6元。另外,在实施过程中,可以分阶段实施,前期实施完成后回收的筒仓可以用于后期实施,可以进一步降低工程成本。

3.4节约用地:可利用库区现有场地。

4.选择

4.1在分仓填埋期间,由于进入仓内的降雨量有限,主要是为了防止粉尘污染,仓顶可以用草帘覆盖,不用HDPE膜。这样,封闭式填埋场顶面的防水垫层可以全部采用新型HDPE膜,拼接简单,更耐用。

4.2筒仓内壁用土工格栅和透水土工布代替HDPE膜,形成透水筒仓,这样就可以完全省略沿筒仓内壁设置的竖向软质透水管。这种方案可以降低工程造价,但前提是筒仓直接渗出的尾矿水不能污染环境。

用1 
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