矿业论文尾矿库方向论文范文

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　　【摘要】由于尾矿和粉煤灰的物理及化学特性的区别，尾矿库和贮灰场筑坝采取的方法也不尽相同，安全措施亦有差异。本文分析比较了尾矿和粉煤灰的物理力学特性，以及筑坝区别和综合利用。

　　【关键词】尾矿,粉煤灰,物理力学,筑坝,安全,利用,区别

　　尾矿库是堆存尾矿的场所，贮灰场是贮存粉煤灰的场所。尾矿库、贮灰场的筑坝有许多相同、相似之处，也有一些不同之处。本文分析了库、场贮存介质的不同，筑坝的区别以及安全上的区别。

　　一、尾矿库、贮灰场贮存介质的区别

　　（一）尾矿——尾矿库

　　1、尾矿。尾矿是选矿中分选作业的产品之一，在此作业的产品中，其有用成分的含量最低。在当前的技术经济条件下，不宜再进一步分选的矿，称最终尾矿。

　　2、尾矿库。顾名思义存放尾矿的仓库，具体是指筑坝拦截谷口或围地构成的、用以贮存金属非金属矿山进行矿石选别后排出尾矿或其他工业废渣的场所。在钢铁和有色金属的大型矿山，尾矿库都很大，一个尾矿库的堆存量可达到十几亿吨尾矿。

　　（二）粉煤灰——贮灰场

　　1、粉煤灰。粉煤灰是从煤燃烧后的烟气中收捕下来的细灰，粉煤灰是燃煤电厂排出的主要固体废物。

　　2、贮灰场。贮灰场指筑坝拦截谷口或围地形成的具有一定容积、主要用以贮存粉煤灰的专用场地，包括灰坝（含灰堤）、场内粉煤灰排放系统、排水系统、排渗系统、喷淋系统、回水泵站、贮灰场管理站等建（构）筑物和设备设施。

　　二、尾矿、粉煤灰的物理力学特性区别

　　（一）尾矿的物理力学特性。

　　1、颗粒状态。大部分尾矿是选厂经粗碎、细磨后变成了相当于粘土、粉土的细颗粒物质，由水力输送进入尾矿库沉淀、堆存。尾矿颗粒形态上分，可分为碎石(重选出的重介质)、砂(粗磨后的)、粉土、粘土(细磨后的)。

　　2、渗透性和变形特性。尾矿的粒度组成能综合反映尾矿的特性和本质，即尾矿具有渗透性、变形特性、固化性、压实性等。孔隙比与颗粒级配，含水量与抗剪强度都相互关联，其结果会对尾矿库坝体产生影响。坝体尾矿尾矿的平均物理力学指标见下表：

　　（二）粉煤灰的物理力学特性

　　1、粉粒形状。粉煤灰主要以粉粒为主，粘粒为次。呈灰色、灰黑色、颗粒为比表面积大的多孔颗粒，对水的吸附能力很大，主要成分为硅、铝、铁、钙和硫等。粉煤灰属粉土质砂，多孔，质轻，SO2，AL2O3的含量较高，具有较高的持水性。粉煤灰比重小，自然沉积的干容重低。

　　2、粉煤灰的物理力学特性。由于粉煤灰中粉粒、粘粒的自硬性和毛细水的表面张力，其强度特性表现出一定的粘聚力，但数值很小。粉煤灰的比重为2.03―2.29，孔隙率60-78%。一般碾压筑坝后，对灰渣进行强度试验，数值如下：筑坝灰渣的含水量一般控制在18-23%，碾压后的灰渣干密度大于1.30g/立方厘米，现场施工后灰渣粘聚力C≥16.2，内摩擦角≥25.1°。

　　3、压缩性和渗透性。粉煤灰的击实特性与粘性土不同，具有典型的非粘性土特性，在含水量27%-32%范围内可获得理想的压实密度，表明粉煤灰击实密度对含水量不是很敏感。粉煤灰的干密度不同，渗透系数有细微变化，粉煤灰的干密度越小，渗透系数越大，临界坡降越小。粉煤灰为细颗粒土，故其渗透破坏形式主要为流土。

　　三、尾矿库与贮灰场筑坝及安全上区别

　　（一）尾矿库筑坝

　　1、影响尾矿库筑坝的因素。由于尾矿的物理性质，尾矿库的筑坝主要应根据尾矿排出量大小、尾矿粒度组成、矿浆浓度、坝长、坝高、年上升速度以及当地气候条件(冰冻期及汛期)等因素决定。

　　2、尾矿库筑坝方法。

　　（1）尾矿库选址。尾矿库的选址不宜位于工矿企业、大型水源地、水产基地和大型居民区上游，也不应位于全国和省重点保护名胜古迹的上游，应避开地质构造复杂、不良地质现象严重区域。

　　（2）筑坝方法。尾矿坝一般有两部组成，即初期坝和后期坝。目前初期坝主要有勃土堆积坝和砂石坝两种。后期坝则采用上游法、下游法、中线法等筑坝技术。尾矿库一定要处理好尾矿水和地下水的分隔，不能污染地下水或造成地下水的径流变化和路径变化。尾矿坝的建筑方法对尾矿坝体的结构稳定性和安全起着十分重要的作用。

　　3、安全管理。尾矿库安全度主要根据尾矿库防洪能力和尾矿坝坝体稳定性确定，分为危库、险库、病库、正常库四级。随着矿石开采量和处理量不断增加，尾矿量日益增多，尾矿坝体高度也与日俱增，因而尾矿库安全管理已成为选矿工业生产的重要环节。尾矿库的安全管理包括选矿厂尾矿砂的妥善储存及经常性加固加高坝体的施工，还要进行排水、防渗，并经常对库内水位、浸润线及坝体位移等项目进行监测。

　　（二）贮灰场筑坝

　　1、影响贮灰场筑坝的因素。主要有贮灰场所在气象条件、地理位置、面积及下游（或周边）村庄、建筑物、居民等因素。

　　2、贮灰场筑坝。筑坝前对贮灰场及灰坝稳定性、防排洪能力、安全设施可靠性、环境保护、坝基适用性等要进行充分论证。贮灰场安全等级分为三级：正常灰场、病态灰场、险情灰场。目前贮灰场的筑坝方法主要有固化法和水力冲填粉煤灰筑坝技术。

　　3、安全管理。安全设施与主体工程同时设计、同时施工、同时投入使用。应做好贮灰场喷淋设施运行维护管理，以及灰场植被和灰场周边的防尘绿化带维护管理，防止扬尘污染。贮灰场排放灰水及渗漏水应定期进行水质监测。定期进行坝体位移、坝体沉降、坝体浸润线埋深及其出溢点变化情况等安全监测。

　　四、尾矿和粉煤灰综合利用

　　尾矿和粉煤灰都是放错地方的资源，由于尾矿和粉煤灰各自的物理和化学特性，其综合利用有很大区别。

　　（一）尾矿的综合利用。首先可以提取稀有金属。如冶金方面采矿形成的尾矿，尾矿中还存在着众多的金属和稀有金属，可从尾矿中提取新的金属，不断地降低尾矿中各种有价金属和物质的含量。其次可利用尾矿作为矿山井下回填的材料，减少尾矿的堆存量。再次，利用尾矿进行造地、复垦造田，尤其是无有害物质、没有人为添加有害物质的尾矿，如铝土矿的细泥就很适合于此种用途。

　　（二）粉煤灰的综合利用。经过开发，粉煤灰综合利用的途径越来越广泛，可以做路基、填方、混凝土掺和料，还可以做高附加值和大掺量利用：发展技术成熟的大掺量粉煤灰新型墙体材料；利用粉煤灰作为水泥混合材料替代黏土进行配料；利用粉煤灰作为商品混凝土掺和料等。还可用作农业肥料和土壤改良剂，回收工业原料和作环境材料。

　　总之，尾矿库和贮灰场因尾矿和粉煤灰的物理力学特性不同，库、场的筑坝要求也不尽相同，但尾矿和粉煤灰都是资源，综合利用，变废为宝、变害为利，已成为重要的发展方向。

　　【参考文献】

　　[1]国家电力监管委员会.燃煤发电厂贮灰场安全监督管理规定[S].电监安全,[2013]3号.

　　[2]国家安全生产监督管理总局.尾矿库安全监督管理规定[S].2011，7.

　　[3]国家安全生产监督管理总局.尾矿库安全技术规程(AQ2006-2005)[S].2005-12-07.