凹山采场闭坑后改建尾矿库的可行性研究2009-2-2
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[导读]文章分析了马钢南山矿业有限责任公司目前尾矿库的现状，论述了利用闭坑的凹山采场改建尾矿库的可行性；研究了采坑改建尾矿库的防洪、回水排放等问题，表明该采坑改作尾矿库后具有容量大、安全性好、投资少及不新占土地等优点；还给出了“45m标高以下的凹山采坑尾矿库库容计算、－150m以上台阶蓄洪容量”一览表。本文可作为与“改建尾矿库可行性研究”有关从业人员的技术指导，亦可为矿业企业行政、技术管理人员提供参考。 一、尾矿库现状
库容8476万m，设计终库标高100 m，现已占用有效库容7078万m，剩余1398万m，按设计每年排尾220万t计算，还可使用约10年。城门峒尾矿库设计有效库容2350万m3，设计终库标高180m,现已占用有效库容约953万m，剩余1397万m，按设计每年排尾200万t计算，还可使用约11年。目前尾矿流向示意如图1所示。
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图1 南山矿业公司尾矿流向示意图
二、利用凹山露天闭坑采场改建尾矿库
（一）可行性
至2007年底凹山总尾矿库和城门峒尾矿库剩余库容2795万m，而高村采场采期至2028年底，将合计有超过9000万t的尾矿，其中近2000万t干尾进排土场，余下的近7000万t排入尾矿库；即将开采的和尚桥铁矿，将产生近6000万t尾矿进入尾矿库，合计入库尾矿超过1.3亿t、容量近9000万m，目前两库的库容量远小于产生的尾矿量，建设新的尾矿库势在必行。
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凹山露天采坑是合适的库址。凹山采场预定于2009年末闭坑，其下部不再有采矿活动。利用该采坑作尾矿库，可避免在地表筑坝易出现坝体移位、开裂、渗漏、被水冲刷及地震溃坝等隐患；同时具有不占用土地、无需筑坝、投资少、安全性高的优点。 该采场以45m标高封闭圈为界，45m高程以下至－201m为一完整的凹坑；45m高程以上至90m标高有西、东、北3个出口；90m标高以上除北部有殿庵山、西部有大王山外，为敞开形山坡露天矿。 45m标高封闭圈周长3615m，面积81.5万m，开挖最低标高按采矿设计为－201m，深246m，闭坑后有足够的空间容纳尾砂，而且在矿坑外围底部－165和－65m标高处分别设有完整的排水巷道系统，可供尾矿排水用。因此，45m标高以下的废弃矿坑改建为尾矿库是可行的。 （二）库容计算 库容计算时采用采矿台阶的上边线，忽略平台宽度所占据的部分容积，计算结果可直接作为有效库容使用，见表1。 表1 45m标高以下的凹山采坑尾矿库库容计算 面积/m2 库容/m3 累计库容/m3 8510.57 12816.48 127962.32 127962.32 24801.95 225710.57 353672.90 43052.67 407127.72 760800.62 64886.73 809545.50 1570346.12 81506.63 1097950.17 2668296.29 128852.62 1577694.37 4245990.65 195953.39 2436045.09 6682035.74 231150.66 32.3280.43 9885316.17 264941.93 3720694.41 13606010.58 314748.04 4347674.77 17953685.35 358474.64 5049170.16 23002855.52 421419.17 5849203.57 28852059.09 509260.43 6980096.94 35832156.03 592027.08 8259656.29 44091812.32 665755.93 9433372.59 53525184.92 2标高/m －201 －189 －177 －165 －150 －135 －120 －105 －90 －75 －60 －45 －30 －15 0 15 30 45 737236.74 815133.67 10522445.08 11642778.08 364047630.00 75690408.08 由表1可知，凹山采坑45m以下库容多达7000万m，加上目前两库的容量，已超过1亿m，满足未来南山矿矿石处理产生的约9000万m的尾矿容量。 （三）排放方式 采坑周围地面标高45m，利用低于45m标高的废弃采坑作尾矿库不需建筑初期坝和后期坝，只须解决尾砂从下到上逐台阶排放，正常固结。最低一层为－201m高程，其后按表1中的标高依次增高直到＋45m。 三、尾矿库防洪及排、回水 （一）疏干排水系统 凹山露天采场己建成两期坑道疏干排水系统，一期排水巷道设在－65m高程，二期设在－165m高程。－165m排水巷道有3个入口分别与－105、－90和－75m矿坑台阶的Φ600mm泄水孔相通；－65m排水巷道亦有与矿坑台阶相通的泄水口。 由于尾矿库低于地面，可利用原矿坑使用的－165及－65m两级巷道排水系统，在矿坑内相应台阶上建排水井，选用Φ1.0m窗口式排水井，井底由泄水孔（Φ0.6m）与排水巷道相连。无论洪水还是尾矿回水均由此通道进入巷道内，再由巷道流至水仓，用水泵通过斜井排到地面外。 凹山坑尾矿库使用初期，坑底回水由－165m排水巷道排至地表；后期则由－65m排水巷道排至地表。因坑底排水巷道最低标高为－165m，对于－165m及以下的－177～201m个台阶，可采用预建竖井加浮船泵抽水，用软管打至排水井内，排向－165m巷道。 由于该尾矿库低于地面，且排水能力是由巷道内水泵所决定的，对洪水以蓄为主、排为辅。越深处蓄水面面积越小，蓄洪能力也越小（表2）。现以最低处的排水井为例，进水标高下口为－150m，既使日降雨303.6mm的特大洪水，洪水总量38.9万m，使－150m台阶淹没约5～6m，而－165m巷道内水泵排水能力4000t/h，全部洪水排尽只需97.25小时。 3333
露天矿坑改建尾矿库可行性技术研究
