【摘要】：目前安監(jiān)部門、環(huán)保部門都在提倡尾礦干式堆存，以提高尾礦庫的安全性并減小其對環(huán)境的影響。將庫區(qū)分為生產(chǎn)運行區(qū)及安全緩沖區(qū)（污染過度區(qū)）兩部分，并對各區(qū)壩體采用不同堆筑方式、不同的防洪標準，罕遇期洪水利用環(huán)庫道路排洪等措施是一種較為新穎、可靠的設計思路，較好地解決了尾礦干堆庫的環(huán)保及安全問題，不僅節(jié)省工程造價，還大大提高了尾礦庫的本質安全。在目前國家無相應的干式排尾、堆壩建庫等技術標準情況下，可供設計單位和行政主管部門作為參考與借鑒。

【關鍵詞】：尾礦庫；干式堆存；設計

傳統(tǒng)的尾礦庫基本上都是采用濕式直排、上游筑壩的堆存方式，上游式尾礦筑壩法具有筑壩工藝簡單，管理方便，運營費用較低等優(yōu)點，所以國其內(nèi)外均普遍采用。但其缺點也很突出，即：后期筑壩是隨著生產(chǎn)的進行而完成，由于放礦操作不當或礦石性質、選礦工藝流程變更，引起尾礦性質（粒度組成、粒徑、比重、礦漿濃度等）的改變，而造成后期壩的隱患和筑壩質量可靠性不足。而且濕式直排造成庫內(nèi)存水，庫區(qū)易產(chǎn)生滲漏等環(huán)境風險，壩體一旦失事，將會形成人工泥石流，對下游人員的生命及財產(chǎn)造成嚴重損失。

尾礦庫的危害性，主要就在于它同時具備著高勢能及流動性，切斷了二者之一，就可以降低甚至消除其危害性。尾礦庫作為尾砂的堆存場所，高勢能避免不了，那么我們可以從降低其流動性進行防范。因此，采用適當?shù)墓に噷ξ驳V采用干式堆存可以從本質上消除尾礦庫的危害性。目前安監(jiān)部門、環(huán)保部門都在提倡尾礦干式堆存，以提高尾礦庫的安全性并減小其對環(huán)境的影響。國家安全監(jiān)管總局、國家發(fā)展改革委、工業(yè)和信息化部、國土資源部、 環(huán)境保護部等五部委也于二○一二年三月十二日聯(lián)合下發(fā)了《關于進一步加強尾礦庫監(jiān)督管理工作的指導意見》，要求積極引導各地區(qū)和尾礦庫企業(yè)應用干式排尾等先進適用技術。

隨著國民經(jīng)濟的發(fā)展，庫下游人員生活及活動區(qū)也越來越密集，尾礦庫失事后所造成的損失及影響各級政府也逐漸變得不可接受。而且，國家也進入可持續(xù)發(fā)展、生態(tài)社會建設的階段，可以預見，隨著生態(tài)安全礦山的建設，礦業(yè)的持續(xù)發(fā)展實現(xiàn)，對環(huán)境風險的控制將會逐漸趨嚴，傳統(tǒng)的尾礦排放方式將逐漸淘汰。與濕式排放相比較，干堆庫可以從本質上有效地降低其內(nèi)在風險，具有很大的環(huán)保及安全優(yōu)勢。但是，困擾各設計單位及管理部門的問題是，目前國家沒有出臺尾礦干堆庫的相關技術標準，干堆尾礦庫如何設計、建設各地都缺乏統(tǒng)一的執(zhí)行標準。筆者通過多年的設計工作經(jīng)驗及總結，提出一些尾礦干式堆存的設計思路供各位同行借鑒與參考。

一、總體設計思路

干堆庫的庫區(qū)分為生產(chǎn)運行區(qū)及安全緩沖區(qū)（污染過度區(qū)）兩部分。生產(chǎn)運行區(qū)是作為正常生產(chǎn)期間尾礦堆存場所；安全緩沖區(qū)（污染過度區(qū)）則作為風險控制區(qū)，目的：1、安全因素：若生產(chǎn)運行區(qū)的坡體發(fā)生塌滑，可控制塌滑范圍在該區(qū)域內(nèi)；2、環(huán)保因素：雨季，由生產(chǎn)運行區(qū)域沖刷下來的部分尾礦砂可沉積在緩沖區(qū)，雨季過后定期清理，避免污染下游。庫區(qū)分區(qū)見下圖。

生產(chǎn)運行區(qū)堆筑至設計標高時進入閉庫階段，此時需將尾砂分層堆填至安全緩沖區(qū)（污染過度區(qū)）并逐層碾壓，最終形成設計坡面、覆土閉庫。

干堆庫分區(qū)建設堆存的優(yōu)點：

1、安全及環(huán)保風險均可控制在庫內(nèi)；

2、后期安全緩沖區(qū)（污染過度區(qū)）內(nèi)分層堆填并碾壓尾砂，此項工作由相應資質隊伍施工，確保工程質量可靠，以期在庫首形成穩(wěn)定的壩首支撐體，提高庫的整體安全性。

二、各區(qū)堆筑方式

1、生產(chǎn)運行區(qū)

堆筑原則：采用倒排式的排尾方式，從庫尾開始堆筑，逐步向下游推進，形成庫尾高于庫首的坡面，坡度為0.5%-l%，保證庫內(nèi)不存水。因庫內(nèi)無水，就不存在尾礦砂飽和液化的情況，即使局部失穩(wěn)后也不會形成泥石流，大大提高了尾礦庫的安全度。

堆筑方法：分層臺階排放，每層不高于5米，邊坡為自然安息角。臺階寬度不小于5米，作為交通道路及安全平臺。

該區(qū)域下游需設置臨時壩, 目的有兩個：一是作為庫區(qū)的功能分界線，二是作為生產(chǎn)區(qū)初期尾砂堆筑的支撐棱體，防止廢渣滾落滑移到安全緩沖區(qū)。

2、安全緩沖區(qū)（污染過度區(qū)）

安全緩沖區(qū)（污染過度區(qū)）堆筑原則同上，亦采用倒排式分層排放。區(qū)別在于該區(qū)域由專業(yè)施工隊實施，尾砂需分層碾壓，達到設計要求的密實度，最終按設計要求的坡度平整外表坡面。

該區(qū)域下游需設置攔砂壩，目的：若運行期尾礦庫發(fā)生垮塌事故則將垮塌的尾砂攔截在安全緩沖區(qū)內(nèi)，防止事故的擴散；另外其作為尾礦庫閉庫后的壩體永久使用。

三、排洪方式

庫內(nèi)設兩套排水系統(tǒng)。第一套排水系統(tǒng)為庫外截水（清水）系統(tǒng)，可采用環(huán)庫道路及路肩排水溝，將庫周邊雨水順地形直接外排到庫外，既滿足了環(huán)保的清污分流要求，同時也減少了入庫洪水量。

第二套排水系統(tǒng)為庫內(nèi)排水（污水）系統(tǒng)。將庫區(qū)截洪溝內(nèi)、直接落在庫面上受污染的地表降水，首先收集在安全緩沖區(qū)（污染過度區(qū)）內(nèi)，沉淀后排向下游污水處理池，經(jīng)處理達標后排放。

四、設計標準

1、壩體：

參照《尾礦庫安全技術規(guī)程》（AQ2006-2005），攔砂壩為永久使用的主要構筑物，其設計標準同庫等別；臨時壩主要是在生產(chǎn)期使用，年限較短，其設計標準可按庫庫等別降一級[1]。

生產(chǎn)運行區(qū)堆筑形成的后期壩坡比，因其屬臨時性質，且下游有安全緩沖區(qū)，即使垮塌對下游也不造成影響，故原則上可根據(jù)尾砂物理性質設定，只要大于其自然休止角即可。

2、庫外截水（清水）系統(tǒng)：

利用環(huán)庫道路作為排水設施的一部分。罕遇期洪水是小概率事件，排水溝做得太大會大幅度影響項目的投資，因此可考慮50年重現(xiàn)期以上的罕遇洪水直接從混凝土路面排走，因路面有一定的過流、抗沖刷、耐磨能力，過流后也易于維護，因此可將環(huán)庫道路兼用于排洪。5-10年重現(xiàn)期的頻遇洪水則從路肩排水溝排走，減少對路面的沖刷

3、庫內(nèi)排水（污水）系統(tǒng)

庫內(nèi)排洪設施也設為兩套系統(tǒng)，一套可按常規(guī)的斜槽-暗涵或豎井-隧洞方式布置，設計標準按5-10年的頻遇洪水重現(xiàn)期進行設計；另一套為壩頂或庫邊緊急泄洪槽（渠），其設計標準需按50年以上的罕遇洪水重現(xiàn)期。需特別說明的是，緊急泄洪槽（渠）的設計洪水標準建議按庫區(qū)上游全流域的匯水面積計算，即考慮庫外截水溝損毀情況下庫內(nèi)洪水亦不漫壩，以確保尾礦庫的安全。

五、其他

1、環(huán)庫道路

為方便后期施工和日常庫區(qū)巡查、事故搶險，在庫最終堆積標高處設置環(huán)庫道路。環(huán)庫道路按場外四級道路標準設計，路面寬3.5m，路基寬4.5m，路基采用20cm厚混凝土路面，路內(nèi)側設路肩排水溝。

2、庫下游安全距離

庫下游安全距離的設定，可根據(jù)計算的最不利滑弧范圍估算塌落方量，再根據(jù)勢能→動能→靜止的物理模型估算滑移量來確定安全距離。

3、干堆庫的管理

干堆庫首先是廠礦的環(huán)保設施，用于堆存廢棄的尾砂（渣），避免尾砂的無序排放污染環(huán)境，因其堆存量的不斷累積、壩體的增高，造成了安全隱患。因此，干堆庫的管理既要滿足環(huán)保管理要求，也要滿足安全管理要求。環(huán)保管理可直接按《一般工業(yè)固體廢物貯存、處置場污染控制標準》GB18599-2001執(zhí)行，安全管理除按《尾礦庫安全技術規(guī)程》AQ2006-2005執(zhí)行外，還需參照《金屬非金屬礦山排土場安全生產(chǎn)規(guī)則》執(zhí)行。

六、結語

干式排尾是尾礦排放的一項新技術，鑒于目前國家無相關的建庫技術標準，筆者通過多年的設計工作經(jīng)驗及總結，提出干堆庫分區(qū)設置的設計理念，并針對各區(qū)的設計標準、工程設施提出了自己的一些見解，供各位同行及主管部門制定相關的規(guī)范標準起到借鑒與參考作用，以期共同提高本行業(yè)的技術水平，確保尾礦庫的安全運行。

參考文獻

[1] 國家安全生產(chǎn)監(jiān)督管理總局，AQ2006-2005，《尾礦庫安全技術規(guī)程》，煤炭工業(yè)出版社，北京，2007