1. 引言
本文概述了ZSBYNE矿业公司165万吨/年铅锌矿的尾矿库现状,该尾矿库范围不占用永久基本农田,不占用生态保护红线,即尾矿库不在自然保护区、风景名胜区、国家级森林公园、地质公园、湿地公园、饮用水源保护区范围内、不在“生态保护红线”范围内,不占用城镇开发边界,尾矿库的下游1~1.7km有生活区、河流以及公路。该尾矿库为3000t/d 选厂的配套尾矿库,2013年投入运行,总库容994.97万立方米,目前已使用库容约745万立方米,剩余库容约250万立方米,选厂排出的尾矿优先用于采空区的充填,剩余尾矿均水力输送至尾矿库堆存。按公司现有生产规模计算,还可以存4.1年尾矿。考虑到165万吨/年铅锌矿采选扩建项目2028年年底投入运行,现有露天采坑及采空区充填治理和现有尾矿库剩余库容可以容纳选厂尾矿9年以上。
2. 尾矿坝设计
该尾矿库为山谷型尾矿库,为四等库,采用上游法尾矿筑坝,初期坝高为18m(坝顶标高970m),坝顶宽度3.5m,筑坝材料采用石料,初期坝于2013年建设完成;尾矿堆积坝高39.3m(最终堆积标高1009.30m),整体堆积坡比1:4.0,总坝高57.3m,库区及岸坡全部采用 1.5mm HDPE 土工膜全防渗。现尾矿库坝顶标高998.0m,滩顶标高995.0m,堆积坝高28m,现尾矿坝高46m,堆积坝有7级子坝,每级子坝高4m。3. 库内排水设施
现排水设施采用“排水明渠+排水方涵+排水斜槽”的方式联合排水。排水方涵净断面尺寸B×H=1m×1.5m,长约289m,坡度1%,浇筑厚度350mm;排水斜槽为单孔平盖板结构,净断面尺寸B×H=1m×1.5m,长约392m,坡度1%,盖板厚度350mm,进水标高992.50m;排水方涵出口接排水明渠,排水明渠为钢筋混凝土结构,净断面尺寸B×H=1m×1.5m,侧壁及底板厚度300mm。4. 尾矿输送设施
尾矿输送包括至尾矿库的尾矿输送和至充填站的尾矿输送,至尾矿库的尾矿输送为利用现有自流管和1#尾矿输送泵站,尾矿输送管道采用 DN150 耐磨钢管;至充填站尾矿输送为利用现有 2#尾矿输送泵站(至1#深锥浓密机),内设4台渣浆泵,2台串联为1组,1用1备,管道规采用DN250 耐磨钢管。5. 尾矿回水设施
尾矿送至尾矿库堆存,选矿时尾矿水进行回收,尾矿库回水由尾矿专业水泵加压送至回水高位水池,回水量为每天11580立方米。尾矿库库内回水通过潜水泵输送至排水斜槽回到坝下回水泵站内。坝下回水泵站设在尾矿坝下排水出口附近,回水管线采用 DN275焊接钢管,全长2600m。6. 回水坝
回水坝 (Return Water Dams, RWDs)是矿业操作中尾矿储存设施 (Tailings Storage Facilities, TSFs)的重要组成部分,它们的主要功能是管理和回收在矿物加工阶段使用的水。回水坝是用于储存工艺用水的设施,这些水会被送往工厂或回收站,这些坝是根据尾矿库基础设施的规格建造的,可能包括衬里、溢流点和回水泵站。尾矿库回水系统的主要作用是将尾矿浆中的水澄清并回收,供选矿厂复用。这个过程中,尾矿回水率是一个重要的指标,它表示回水量占尾矿量的百分数。尾矿回水的方式主要有两种:尾矿库回水和厂区就地回水。尾矿库回水是指将尾矿直接送入尾矿库,让尾矿浆在库内流动减缓并开始沉淀,上层水逐渐澄清后,通过泵站或自流方式送回选矿厂使用。厂区回水则是在选矿厂附近设置浓密机,分离尾矿砂和水,然后将澄清水送回选矿厂。
尾矿库回水系统的设计和运行对于节约用水、节省能源和保护环境具有重要意义。在水资源和能源日益紧张,环境保护要求日益严格的背景下,提高尾矿回水率,减少尾矿水排放是尾矿库管理的重要方向。水坝的设计通常包括:
(1) 防渗膜障碍:许多回水坝使用高密度聚乙烯 (HDPE) 防渗膜进行衬里,以防止渗漏并保护地下水免受尾矿污染。
(2) 与尾矿库的整合:回水坝通常作为整体尾矿储存系统的一部分进行建设,确保它们有效捕获和管理来自尾矿库的水,同时保持对上方尾矿重量和压力的结构完整性。
(3) 持续监测:定期监测和维护是确保回水坝正常运作所必需的,特别是因为它们可能受到尾矿成分变化和外部环境因素影响。
总之,回水坝在尾矿储存设施中发挥着关键作用,通过回收可再利用的宝贵水资源、保护当地水资源以及提高矿业过程中的运营效率。
下图所示的是马里Sadiola金矿的尾矿库,图中顶部的蓝色水域是回水坝的积水,下部是尾矿库,这个库的周长大约为7.8km。