大岭矿露天采坑改建尾矿库的工程实践.pdf

2 0 0 9 年第4 期／第3 0 卷 黄金 G o L D 大岭矿露天采坑改建尾矿库的工程实践 陈国山1 ．王玉文2 ．张晓满。 1 ．吉林电子信息职业技术学院；2 ．吉林吉恩镍业股份有限公司 摘要露天采坑改建为尾矿库，可以减少占用土地，有利环境保护、节省投资。针对吉恩镍业公 司选矿厂、尾矿库、大岭矿生产状况，通过可行性论证及露天采坑的加固与防渗、尾矿的浓缩与输 送、露天采坑的排水与防洪等问题的处理，使改建工程收到了很好的应用效果。 关键词露天采坑；尾矿库；改建；大岭矿 中图分类号T D 2 1 7文献标识码B文章编号1 0 0 l 1 2 7 7 1 2 0 0 9 0 4 0 0 2 5 0 2 吉林吉恩镍业股份有限公司 下简称吉恩镍业 公司 是一个集采、选、冶于一体的大型企业 上市公 司 ，国家级高新技术企业，总部地处长白山下，松花 江畔，资产总额3 2 亿元，员工近万人。吉恩镍业公司 大岭矿 下简称大岭矿 1 9 6 0 年开始建设，1 9 6 4 年投 产，采用露天开采，汽车运输、螺旋斜坡道开拓。1 9 8 9 年结束采矿闭坑，在3 0 多年的采剥生产中，共采出矿 石1 3 2 万t ，剥离岩石4 0 0 万m 3 ，合计采剥总量 4 5 3 万m 3 ，形成了一个近似圆锥体的露天采坑。 1 尾矿库问题的提出 吉恩镍业公司选矿厂年处理矿量大约4 0 万t ，需 要排放尾矿大约3 4 万t 。根据吉恩镍业公司目前大 岭和富家两个矿山的储量情况，尾矿库的服务年限大 约要在2 0 a 以上。此前吉恩镍业公司使用的是1 9 7 1 年建成的何家尾矿库，设计服务年限3 0 a ，设计库容 量3 5 0 万m 3 ，2 0 0 1 年曾根据需要扩建一次，其服务年 限增加了7 8 a ，到2 0 0 5 年尚余尾矿库库容仅能使 用3 5 a ，且何家尾矿库根据目前地形标高、公路影’ 响、低山垭口限制，如果再一次增容扩建，其服务年限 也只能再延长7 8 8 ，需要投资大约7 0 0 万元，无法 满足两个矿山再生产2 0 a 的要求。吉恩镍业公司急 需建设一个满足服务年限的新尾矿库。 2 露天采坑改建尾矿库的可行性 吉恩镍业公司大岭矿露天开采于1 9 8 9 年结束， 共采出矿岩总量4 5 3 万m 3 ，形成了一个地表大约 3 2 0 m 2 5 0 m 、坑底2 5 m 4 0 m 、深约1 0 0 m 的近似圆 锥体的露天采坑。露天采坑下盘岩石稳固，上盘岩石 虽然有局部脱落，但总体轮廓清晰，破坏不太严重。 露天采坑总容积为4 0 0 万m 3 ，若在地表2 9 0 m 标高筑 坝，形成封闭圈，库容可以达到5 1 4 万m 3 ，能够服务 吉恩镍业公司选矿厂4 0 万t ／a 处理能力2 6 a ，同时满 足吉恩镍业公司建设新尾矿库的需求。 大岭矿露天坑底海拔标高2 2 0 m ，2 0 0 2 2 0 m 采 用的是一次崩落嗣后胶结充填采矿法，1 5 0 2 0 0 m 采 用的是分段胶结充填采矿法，1 5 0 m 以下采用分层胶 结充填采矿法，现在已经回采到标高1 2 6 m ，继续采用 充填采矿法开采，距离露天坑底的垂直距离9 4 m ，矿 体倾角4 0 0 ，正在开采的矿体部位已经移出锫天坑底 1 1 0 m ，改建为尾矿库后尾矿的载荷不会直接作用在 开采的矿体上，不会增加回采时的地压。经过技术论 证，露天采坑改建为尾矿库是可行的，不会对深部矿 体的回采构成影响。但尚需解决露天采坑加固与防 渗问题，尾矿的浓缩与输送问题，尾矿库的排水与防 洪问题。 3改建工程 3 ．1 露天采坑加固与防渗 露天采坑尾矿库库底7 0 m 以下1 5 0 m 、1 0 0 m 中 段仍在进行采矿作业，而露天采坑尾矿库内上盘岩石 较为破碎，节理发育，在库底部进行防渗与加固工作 十分重要，且尚有2 条断层需要处理，因为一次洪水 总量远大于地下采掘工程空间量，防渗工作处理不好 将导致井下透水事故。 根据大岭矿转入地下开采后，其规模为5 0 0t ／d ， 斜井开拓，阶段高度为5 0 m ，现正进行机械化下向分 层胶结充填采矿法回采。采场顶部标高2 2 0 m 至 1 5 6 m 之间厚6 4 m 的矿段回采结束，采空区大部分已 经充填，但效果不理想，上盘F ，、F 2 断层已经发生大 面积沉陷。要实现井下2 个中段正常采矿，同时地表 露天采坑排放尾矿的要求，就必须对露天采坑进行必 收稿日期2 0 0 9 0 2 - 2 4 作者简介陈m t l J 1 9 6 3 一 ．男。内蒙古林西人．副教授，从事金属矿山采矿技术教学及研究工作；吉林市龙潭区汉阳街酤号，吉林电子信息职业 技术学院材料工程系，1 3 2 0 2 1 万方数据 黄金 要的防渗及加固处理，即在尾矿库底部标高2 3 2 m 至 标高2 7 0 m 之间 高3 8 m 进行防渗加固处理。防渗 加固处理方案分两部分工程一是在库底标高2 3 2 m 左右，先浇注厚3 0 0 m m 的C 1 5 混凝土加固，面积约 32 0 0 m 2 ，上面铺l 层土工膜防渗，再浇注厚1 0 0 r a m 的C l O 混凝土保护层；二是在库底边坡处标高2 3 2 m 至标高2 7 0 m 之间，将浮石及尖角石清理干净，然后 铺设土工膜1 层，并与库底土工膜连接成封闭防渗体 土工膜成阶梯铺设，以适应变形 ，土工膜上浇注厚 3 0 0 m mC 1 5 混凝土加固保护层。总共约需铺设土工 膜2 ．0 万n 1 2 。浇注混凝土0 ．6 万m 3 。断层处理应先 清除断层中的断层泥石，局部形成凹槽，凹槽内浇注 C I O 混凝土塞实，使其与岩石形成整体。 3 ．2 尾矿的浓缩与输送 在大岭矿露天采坑尾矿库西北角，距大岭矿尾矿 泵站, 0 1 0 0 m 处新建尾矿浓密机脱水系统 尾砂浓密系 统 ，尾砂浓密系统由2 台4 , 2 4 0 0 0 浓密机组与回水 砂泵站组成。选矿厂排出的尾矿浆进入尾矿泵站后， 由2 台9 0 k W 砂泵给入2 台4 , 2 4 0 0 0 浓密机组，尾矿 经有效脱水后，沉砂压力输送排入露天采坑尾矿库， 浓密机溢流自流输送回现大岭矿尾矿泵站，再经由原 有1 3 2 k W 砂泵输送至何家尾矿库，澄清后回水由现 有回水系统返回选矿厂。 浓密机尾矿排出点到露天采坑尾矿库尾矿排放 点之间自然高差4 ．O m ，矿浆密度1 ．4 7 4 t ／m 3 ，扬送最 大距离4 0 0 m 。 经计算，尾矿浆压力输送所需扬程2 0 m ，输送最 后回用。 3 ．3 露天采坑尾矿库的排水与防洪 尾矿库排洪设施是尾矿库安全运行的保证，尤其 是露天采坑型尾矿库及时排除洪水及尾矿澄清水，就 可减轻井下开采的排水压力和安全隐患。为了排出 尾矿库内的尾矿澄清水，尤其是洪水期的洪水，保证 尾矿库的正常、安全运行，尾矿库必须设置可靠的排 洪设施。 大岭矿露天采坑的汇水面积1 2 0 万m 2 。依据洪 水计算，汇入尾矿库中的2 0 0 年一遇设计洪峰流量为 4 ．O l i n 3 ／s ，设计最大一次洪水总量2 ．3 万m 3 ，排水能 力应达到0 ．1 7 5 m 3 ／s 。经水力计算，在尾矿库西岸铺 设直径3 5 0 m m 钢管排水，管长2 6 5 m ，管内流速 1 ．8 2 m ／s ，管路损失1 ．0 7 ％，管路总损失2 ．8 4 m ，自然 地形高差1 0 0 m ，总需水泵扬程1 0 2 ．8 4 m 。． 尾矿库排水形式设计选用浮 趸 船，船型选择 国标4 号钢趸船 编号 6 3 6 ．1 2 。该船长1 2 m ，宽 4 ．6 m ，船上安装3 台水泵，其中2 台为2 0 0 S L D 2 8 0 4 3 3 型水泵 流量9 3 ．1 L ／s ，扬程1 1 4 m ，转速 l4 8 0 r ／r a i n ，配带Y 3 1 5 M 2 4 型电动机，1 5 0 k W ，另 l 台为I S 8 0 5 0 3 1 5 型水泵 流量1 6 ．7 L ／s ，扬程 1 2 3 m ，转速29 5 0 r ／I I l i n ，配带Y 2 0 0 L 一2 型电动机， 3 7 k W 。这3 台多级离心式水泵在排泄洪水时根据 洪水分别并联使用。从副坝南端越过标高3 3 0 m 泄 入北兴隆河内。 4 结语 A b s t r a c t R e b u i l d i n go p e np i tf i t , S , t a i l i n g sr e s e r v i o rC O i lr e d u c et h el a n dc o n s u m p t i o n ．p r o t e c tt h ee n v i r o n m e n ta n d B a v et h ei n v e s t m e n t ．A i m i n ga tt h ep r o d u c t i o nc o n d i t i o n so fc o n c e n t r a t i o np l a n t ．t a i l i n g sr e s e r v i o ra n dD a l i n gm i n ei n J il mN i c k e lM i n i n gC o m p a n y ，t h eo p e np i ti Sr e b u i l ta st a i l i n g sr e s e r v i o r ．。I nt h ep r o c e s s ，t h ep r o b l e m so nt h er e i n * f o r e e m e n ta n da n t i s e e p a g eo ft h eo p e np i t ，t h ec o n c e n t r a t i o na n dt r a n s p o r t a t i o no fr a i l i n g s ，t h ed r a i n a g ea n df l o o dp r e - v e n t i o no ft h eo p e np i ta r eh a n d l e dp r o p e r l y ．T h er e b u i l d i n gp r e l e c ta c h i e v e sg o o dr e s u l t ． 万方数据