[發明專利]一種增加已達到設計庫容的尾礦庫存儲量的方法

無效

• 申請號: 201210160251.7
• 申請日: 2012-05-22
• 公開（公告）號: CN102691304A
• 公開（公告）日: 2012-09-26
• 發明（設計）人: 于浩;程寅;劉苗苗;楊建偉;黃新
• 申請（專利權）人: 北京航空航天大學
• 主分類號: E02D17/18
• 分類號: E02D17/18;E02D3/10
• 代理公司: 北京永創新實專利事務所 11121
• 代理人: 姜榮麗

技術領域

本發明屬于采礦技術領域，涉及礦山尾礦庫擴容領域，具體是指一種增加已達到設計庫容的尾礦庫存儲量的方法。

背景技術

從礦石中提取有效成分后剩余的大量礦石碎屑和粉末稱之為尾礦，尾礦的處置通常是將這些尾礦與大量的水混合制成很稀的尾礦泥漿，而后用泵通過管道輸送到指定地點存放。為存放這些流態泥漿，通常需要筑壩（稱之為尾礦壩）以阻止泥漿外泄，形成尾礦庫。由于流態的泥漿會對壩體產生很大的水平作用力，且這種作用力隨壩高的增加成指數關系增長，因此尾礦壩的高度就會受到限制，即尾礦庫的容積會受到限制。當尾礦庫內存放的尾礦泥漿達到設計標高后就必須停止向尾礦庫內繼續注入尾礦泥漿，否則將會導致溢壩或潰壩，從而給周圍帶來環境污染甚至是生命財產損失。

為了保證礦石開采能夠繼續進行，就需要建設新的尾礦庫。然而由于土地資源稀缺，尾礦庫占地面積大，因此新建尾礦庫投資巨大，且新建尾礦壩通常會遠離礦石生產基地，從而大幅度提高了尾礦泥漿的輸送成本。

發明內容

本發明提出一種能夠使已達到設計庫容的尾礦庫增加尾礦存儲量的方法，能夠節約土地資源和生產成本。其基本思想是將流態的尾礦泥漿轉變成固態的可以自立的尾礦土，從而大大減少尾礦庫內尾礦對壩體的水平作用力，并提高其自身的承載能力，達到提高尾礦庫的容量的目的。基本的技術方案是：對于新注入的尾礦泥漿，經過適當的固化處理或翻曬處理，使之成為能夠自立的尾礦土體，將其堆筑在尾礦庫中已有的尾礦泥漿表面。對于尾礦庫中原有的尾礦泥漿，在其中設置豎向排水通道、在其上部設置水平排水通道，構成一連通的排水體系，在新增的尾礦土體的重力作用下，使該部分尾礦泥漿的水分通過排水體系排出，實現排水固結，使其從流態的泥漿轉化成為可以自立的堅硬土體。這一方面減弱了原有尾礦泥漿作用于原尾礦壩的水平作用力，另一方面能夠承受上部新增加的尾礦土體產生的壓力。

本發明提供的增加已達到設計庫容的尾礦庫存儲量的方法，首先將原有尾礦庫區域分為一個以上的尾礦庫區域，然后對每一個區域進行擴容，具體方法如下：

第一步，在尾礦庫區域的尾礦泥漿表面鋪設一層工作面。

優選的，在鋪設工作面之前，先在尾礦泥漿的表面鋪設一層隔離層，然后在隔離層上鋪設工作面。

第二步，在尾礦庫區域的尾礦泥漿中設置豎向排水通道，并在工作面上表面設置水平排水通道，所述的豎向排水通道與水平排水通道連通，最后匯集在抽水井處，并與抽水井連通；所述的抽水井外接抽水泵。

第三步，在工作面上構筑一個以上的倉格，所述倉格的容積能存儲1～3天排放的尾礦泥漿。

第四步，在尾礦庫區域的四周修筑模板，模板高度與倉格高度相同。

第五步，將后續注入的尾礦泥漿依次注滿倉格，沉積1~3天后通過泥漿抽取裝置將沉積后的適當含水率的尾礦泥漿抽送至泥漿與固化劑混合裝置。視天氣情況和對堆筑土體的強度要求決定對其采用固化處理或翻曬處理。對于采用固化處理的尾礦泥漿，尾礦泥漿在泥漿與固化劑混合裝置中與固化劑混合并攪拌均勻，形成固化尾礦土，而后通過輸送裝置將固化尾礦土輸送至攤鋪系統，所述的固化劑的添加量優選為尾礦泥漿質量百分比的3～30%；對于采用翻曬處理的尾礦泥漿，不添加固化劑，直接通過輸送裝置將尾礦泥漿輸送至攤鋪系統。

第六步，對于采用固化處理的尾礦泥漿，采用攤鋪系統將固化尾礦土逐層澆注在模板內；對于采用翻曬處理的尾礦泥漿，采用攤鋪系統將尾礦泥漿逐層澆注在模板內后，逐層對其進行翻曬至含水率降低到合適的含水率的尾礦土，稱為翻曬尾礦土，然后再進行碾壓，使其含水率和壓實度滿足現行筑壩規范的要求。

第七步，返回第五步，直至填筑的尾礦土（包括固化尾礦土和翻曬尾礦土）的高度達到倉格的高度。

第八步，加高倉格、模板和抽水井的高度，返回第五步，直至達到最終的尾礦土的設計填筑高度。

本發明的優點在于：

該方法通過促進原有尾礦庫內的原有尾礦泥漿排水固結，并且對后續注入的尾礦泥漿進行固化或翻曬處理，一方面減小了原有尾礦泥漿對原尾礦壩的水平作用力，提高了原尾礦壩的安全穩定性；另一方面，能夠大大增加尾礦庫的庫容，從而延長了尾礦庫的使用年限，避免了新建尾礦庫的投資和占地，節約了土地資源和生產成本。其施工裝置操作簡單、組合靈活、運行快速，施工工藝簡潔高效。

附圖說明

圖1為本發明提供的尾礦庫區域擴容示意圖；

圖2為本發明中采用的固化系統和攤鋪系統示意圖；

圖3為本發明中采用的泥漿抽取裝置的結構示意圖。

圖中：