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尾礦庫的尾砂回采研究

文檔作者：王憲軍郭寧王同勛文檔來源：山東科技大學(xué)		點(diǎn) 擊數(shù)：	更新時(shí)間： 2025年03月17日
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尾礦庫的尾砂回采研究
■王憲軍，郭　寧，王同勛　■山東科技大學(xué)，山東　青島　２６６５９０
摘　要：尾礦砂的回采工作是礦產(chǎn)資源高多方位綜合利用的一個(gè)重要組成部分，
也是實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展的重要舉措。其中，水采法對(duì)尾礦庫尾砂進(jìn)
行回采是一種安全可行的方法。本文首先介紹了水采法，然后介紹了回
采方案，最后介紹了尾礦庫壩的穩(wěn)定性在回采過程中的重要性以及分析
理論。
關(guān)鍵詞：尾礦庫　水采法　尾礦壩　穩(wěn)定性分析
我國是一個(gè)產(chǎn)礦大國，每年因選礦而產(chǎn)生的尾礦石可達(dá)數(shù)億噸，其
中小部分作為充填材料在礦山巷道中進(jìn)行了回填或綜合利用，而產(chǎn)生
的絕大部分尾礦堆存于尾礦庫中，這給礦業(yè)發(fā)展、環(huán)境保護(hù)和經(jīng)濟(jì)增長
帶來很大難題，同時(shí)給礦山生產(chǎn)帶來了難以估計(jì)的安全隱患。因此，必
須對(duì)尾礦庫進(jìn)行回采利用，而正確的回采方法不僅可以保證正常的生
產(chǎn)發(fā)展，而且還可以減少對(duì)環(huán)境的危害，進(jìn)而減少經(jīng)濟(jì)損失，促進(jìn)可持
續(xù)發(fā)展。針對(duì)上述問題通過對(duì)文獻(xiàn)的閱讀總結(jié)了水采法的部分相關(guān)問
題，以期對(duì)尾礦庫回采提供相應(yīng)的指導(dǎo)。
１ 　水采法
水力開采法時(shí)指尾礦砂在水流沖擊產(chǎn)生的壓力以及尾礦本身產(chǎn)生
的重力作用實(shí)現(xiàn)自身的崩落失穩(wěn)從尾礦壩整體破碎分離出來的過程。
水采法根據(jù)水力資源的來源可分為天然水力開采以及機(jī)械化水力開采
兩種方法。天然水力開采是指根據(jù)地形地勢水力條件通過天然壓力水
沖刷分層的尾礦，同時(shí)沖擊工作面上的尾砂；機(jī)械化水利開采是采用機(jī)
械化水力產(chǎn)生設(shè)備，通過高壓水槍沖刷尾壩內(nèi)部范圍的尾砂。沖刷后
形成的尾礦漿再通過砂泵和運(yùn)輸管道運(yùn)輸?shù)竭x礦廠。
２　回采方案
第一步，參考相關(guān)文獻(xiàn)和規(guī)范，遵守尾礦回采所需要的法律法規(guī)和
原則。例如安全保障性、技術(shù)可行性、經(jīng)濟(jì)效益性和環(huán)保性原則等。第
二步，在這個(gè)基礎(chǔ)上，要對(duì)開采工藝進(jìn)行詳細(xì)可行的規(guī)劃設(shè)計(jì)，如應(yīng)急
措施、開采的范圍、尾礦砂層高度、回采次序、形成尾礦邊坡其防護(hù)方法
等。
回采時(shí)在保證進(jìn)度的情況下要盡量放空或降低尾礦庫內(nèi)的水位，
在遠(yuǎn)離尾礦庫邊的山體根據(jù)不同的距離安裝溢水塔，從最高層由遠(yuǎn)壩
端向尾礦壩端開采，在開采活動(dòng)進(jìn)行過程中尾礦開采深處盡量保持與
原來干坡段的平行，按照逐層回采的方法進(jìn)行回采，每層尾礦砂底面的
坡度盡量與未開采時(shí)干坡段坡度相同，當(dāng)已埋的排水系統(tǒng)出現(xiàn)漏出后
應(yīng)立刻對(duì)其進(jìn)行疏通，以便降低該壩高下的設(shè)計(jì)洪水水位。尾礦壩外
坡在維持整個(gè)龐大的尾礦庫的穩(wěn)定中起著十分重要的作用，因此，如果
外坡首先受到破壞作用，在造成人員安全事故的同時(shí)也會(huì)直接危害到
整個(gè)尾礦壩的安全，甚至產(chǎn)生大范圍的壩體滑移或者整體的潰壩現(xiàn)象，
基于此危害的認(rèn)識(shí)，故在開采方案設(shè)計(jì)中應(yīng)先對(duì)同一層的啟發(fā)范圍內(nèi)
的尾礦砂進(jìn)行回采，在保證安全后或者最后進(jìn)行回采。
３　尾礦回采中壩體的穩(wěn)定性分析
３．１ 　回采過程中影響尾壩體穩(wěn)定的因素
尾礦從一定范圍上劃分可以看做為由固體、液體、氣體三相材料混
合而成的土體，土體的的物理性能指標(biāo)主要有密度、含水率、顆粒粒徑、
孔隙比、飽和度、液限、塑限和塑性指數(shù)等，其中，密度、含水率、以及顆
粒粒徑是分析尾礦的基本物理性能指標(biāo)。沖擊作用下形成的尾礦壩的
力學(xué)性質(zhì)主要包括尾礦自己的抗剪強(qiáng)度（由粒度、干容重和孔隙比等指
標(biāo)決定）、尾礦在滲水壓力作用下的的滲透性以及在自重作用和外荷載
的壓縮性。一般來講，尾礦是礦砂在周邊排礦方式下經(jīng)水力沉積作用
形成的，靠近尾礦壩的部分在不同大小和方向的水力作用形成尾礦砂
沉積灘，而在沉積池中，尾砂則由于沉淀作用形成細(xì)粒尾礦泥帶，其分
異程度則由全尾礦的極配、尾礦漿的排放濃度以及排放方式等相關(guān)因
素決定。
尾礦壩的特殊形成過程使得尾礦壩的穩(wěn)定性在實(shí)際工程中受到較
多因素影響，主要包含以下幾個(gè)方面：（１）堆積尾礦的組成顆粒；（２）沖
擊作用下尾礦砂分層情況；（３）尾礦沉積層的抗剪強(qiáng)度，包括內(nèi)摩擦角
和黏聚力；（４）堆積壩的壩高；（５）堆積壩的壩坡比：（６）庫內(nèi)水位的高
低和沉積灘長度；（７）壩體浸潤線高度等。由尾礦庫的實(shí)際工程情況可
知，壩體的穩(wěn)定性受尾礦抗剪強(qiáng)度以及浸潤線高度影響最大。
根據(jù)工程實(shí)際以及相關(guān)理論分析，壩基以及壩體涂料的抗剪強(qiáng)度
與尾礦庫堆壩的高度和坡度，壩體內(nèi)浸潤線的高度以及尾礦庫內(nèi)的水
位呈現(xiàn)出負(fù)相關(guān)關(guān)系，即較高高度、坡度、浸潤線和水位的尾礦庫的壩
體抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)小；反之，安全系數(shù)大。
尾礦由于其形成條件的特殊性使得其具有不用于一般壩體的的筑
壩方式和筑壩材料，因此，壩體的穩(wěn)定性在物理性能以及力學(xué)性能上受
到水體的較大綜合影響。在微觀上水分子與與壩體材料的各類物質(zhì)的
分子結(jié)合，使得壩體的有效黏聚力ｃ 及有效內(nèi)摩擦角φ的數(shù)值減小，在
宏觀上表現(xiàn)為壩體的尾礦軟化，同時(shí)，水體的浸潤作用還會(huì)降低壩體的
內(nèi)摩擦阻力系數(shù)，在此作用下，壩體的宏觀上表現(xiàn)為整體抗剪強(qiáng)度出現(xiàn)
大幅降低，進(jìn)而可能出現(xiàn)壩體的整體滑移。在物理變化出現(xiàn)的同時(shí)，壩
體中的相應(yīng)物質(zhì)還可能與水發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，因此，壩體內(nèi)的軟弱面及軟
弱土可能在其物質(zhì)與水的化學(xué)反應(yīng)作用下發(fā)育成為滑動(dòng)土，為滑坡的
形成創(chuàng)造充分條件。尾礦庫內(nèi)的毛細(xì)管水帶內(nèi)有較大的水、氣界面上
彎液面和表面張力，進(jìn)而誘發(fā)負(fù)孔隙壓力，負(fù)空隙壓力在相鄰的土體顆
粒間能夠起到一定程度的粘聚作用。而尾礦體重的含水量出現(xiàn)一定范
圍的增加后使得表面張力降低或消失，其內(nèi)部基質(zhì)吸力則由于表面張
力的變化降低或者消失，致使壩體不再受到負(fù)空隙水壓力所提供的穩(wěn)
定性貢獻(xiàn)，最后導(dǎo)致了壩體整體抗剪強(qiáng)度的降低。
３．２　壩體的穩(wěn)定性分析
對(duì)尾礦砂進(jìn)行回采時(shí)，要對(duì)尾礦壩的穩(wěn)定性進(jìn)行實(shí)時(shí)分析，而此時(shí)
的尾礦壩狀態(tài)與安全使用狀態(tài)的尾礦壩有所區(qū)別。堆積壩尾礦進(jìn)行開
采后會(huì)尾礦壩的高度會(huì)不斷地降低，在這同時(shí)尾礦庫干灘長度也會(huì)隨
著開采作用的進(jìn)行而不斷逐漸變短。而干灘的長度與浸潤線的位置有
著密切的內(nèi)在聯(lián)系，對(duì)壩體的整體穩(wěn)定行具有決定作用。因此在回采
過程中的每個(gè)階段要對(duì)干灘的保留長度進(jìn)行合理取值。
極限平衡法。目前來說，尾礦壩的主要填筑材料為經(jīng)過選礦以后
余留下的廢礦料，其顆粒粒徑相對(duì)較為均勻，比重基本相同。在理論分
析過程中，根據(jù)壩體的受力類型以及受力特點(diǎn)，尾礦壩的研究應(yīng)屬于土
體的研究范疇，而在工程實(shí)際方面，壩體起到防護(hù)作用，與邊坡相似，因
此應(yīng)參考土質(zhì)邊坡的靜力學(xué)和動(dòng)力學(xué)的相關(guān)試驗(yàn)和理論，結(jié)合相關(guān)知
識(shí)現(xiàn)對(duì)常用的極限平衡法進(jìn)行介紹。
根據(jù)極限平衡理論對(duì)邊坡穩(wěn)定性進(jìn)行分析是一個(gè)常用的土力學(xué)方
法，極限平衡理論是以摩爾－庫倫抗剪強(qiáng)度準(zhǔn)則為理論基礎(chǔ)，將壩體或
者滑坡體按照條狀進(jìn)行相應(yīng)數(shù)量的劃分，首先根據(jù)土體所受應(yīng)力建立
作用在這些垂直土條上的力學(xué)平衡方程，然后根據(jù)平衡方程求解壩體
的安全系數(shù)，通常稱為條分法。極限平衡法的基本求解過程是：假定壩
體內(nèi)部有滑體出現(xiàn)，滑體內(nèi)某一確定的滑動(dòng)面發(fā)生滑動(dòng)進(jìn)而造成了巖
土體的破壞，滑動(dòng)面上土體遵守摩爾－庫倫破壞準(zhǔn)則，根據(jù)滑動(dòng)面土體
的靜力平衡條件計(jì)算相關(guān)力學(xué)參數(shù)，進(jìn)而推算出沿該滑動(dòng)面滑動(dòng)的可
能性，求出在極限平衡狀態(tài)下土體穩(wěn)定的安全系數(shù)。然后通過列舉多
個(gè)可能的滑動(dòng)面，算出一系列穩(wěn)定安全系數(shù)。比較各個(gè)數(shù)值，得到最小
安全系數(shù)Ｆ 值，其所對(duì)應(yīng)的滑動(dòng)面即為最危險(xiǎn)滑動(dòng)面位置。
４　結(jié)語
尾礦庫回采在回采環(huán)境上與露天礦開采相似，但是尾礦砂的組成
成分不同于礦石，其成分為選礦過程后留下來的粒徑均勻且相對(duì)較小
的廢礦料，針對(duì)這一原因，尾礦回采有著其獨(dú)特的回采方法，眾多方法
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２０１６ 年第１８ 期（總第１９５ 期）　　　　　　　　　　　　　　江西建材　　　　　　　　　　　　　　　　　　　勘察與測繪
檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪
中水采法是一種可操作性強(qiáng)、安全性高，經(jīng)濟(jì)環(huán)保的開采方法。但是使
用水采法時(shí)不能盲目地進(jìn)行，要進(jìn)行合理的設(shè)計(jì)并著重研究在是回采
過程中的尾礦壩的穩(wěn)定性問題。
參考文獻(xiàn)
［１］張娜．苦果箐尾礦回采過程中壩體的安全性分析及研究［Ｄ］．云南：
昆明理工大學(xué)，２０１４．
［２］韓孟微，謝賢平，楊茹馨，等．非閉庫尾礦安全回采工程實(shí)踐研究
［Ｊ］．黃金，２０１４，３５（７）：６８ －７２．
作者簡介：王憲軍（１９９２ 年０２ 月生），男，山東濟(jì)寧人，研究生，專
業(yè)或職業(yè)：學(xué)生。
地質(zhì)災(zāi)害項(xiàng)目施工中常見質(zhì)量通病成因與防治
■龍昭騰　■貴州省地質(zhì)礦產(chǎn)局１０３ 隊(duì)工程勘察公司，貴州　銅仁　５５４３００
摘　要：隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，人們對(duì)建筑施工項(xiàng)目中的質(zhì)量問題越來越重
視。一些地質(zhì)災(zāi)害對(duì)建筑本身造成的質(zhì)量影響也開始得到了一定的研
究和梳理。本文主要介紹了地質(zhì)災(zāi)害中的漿砌石工程通病的成因與防
治措施、地質(zhì)災(zāi)害中的混凝土工程通病的成因與防治措施以及地質(zhì)災(zāi)害
中的砌體墻、混凝土基層通病的成因與防治措施。
關(guān)鍵詞：施工項(xiàng)目　地質(zhì)災(zāi)害　質(zhì)量　成因　防止措施
１ 　地質(zhì)災(zāi)害中的漿砌石工程通病的成因與防治措施
漿砌石工程作為地質(zhì)災(zāi)害施工處理的主體，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)漿砌石排
水溝、漿砌石擋土等問題。通常會(huì)出現(xiàn)的現(xiàn)象有漿砌石通縫，尤其是在
轉(zhuǎn)角方面還有沉降處。漿砌石內(nèi)的結(jié)構(gòu)普遍不牢靠，砌體還存在著銜
接不到位的情況，石塊間的站粘性不強(qiáng)，砂漿不飽滿，容易導(dǎo)致砌體的
結(jié)構(gòu)松散。
１ ．１ 　成災(zāi)原因
石塊擺放不規(guī)則，砌筑的時(shí)候搭接不均勻，砌縫不能有效地錯(cuò)開。
在施工期間，傾斜口銜接地不正確，不能按照規(guī)定的要求進(jìn)行，留下馬
牙形狀的豁口。石塊沒有設(shè)置石丁，同時(shí)缺少搭接和間壓。砌筑不能
采用座漿方法，不夠飽滿，所使用的砂漿強(qiáng)度不能達(dá)到應(yīng)用需求。工作
的班砌筑高度已經(jīng)超過了應(yīng)用的具體規(guī)定。
１ ．２　防治措施
認(rèn)真對(duì)待石料的挑選工作，注重石塊上下左右的協(xié)調(diào)性，將砌縫錯(cuò)
開，尤其是上鞋的相鄰的部分要及時(shí)錯(cuò)開。在轉(zhuǎn)角處的沉降縫處，要用
丁順組砌的方式完成，代替丁順疊砌的方式，在施工的間歇必須留出斜
口，留出的卸扣大小需要結(jié)合使用的材料和具體的加工方法決定。在
選擇石料時(shí)，要注重按照要求進(jìn)行，灰縫的大小要控制在允許的范圍
內(nèi)。采用座漿法、激將法完成砌筑，杜絕灌漿法在施工時(shí)運(yùn)用。每個(gè)工
作班在進(jìn)行砌筑時(shí)要按照相關(guān)的規(guī)定執(zhí)行，注意清理石料的表面。按
照相關(guān)的比例配置砂漿，保持合理、科學(xué)的比例。
２　地質(zhì)災(zāi)害中的混凝土工程通病的成因與防治措施
在地質(zhì)條件特殊的地區(qū)，例如山區(qū)和實(shí)地建設(shè)道路橋梁，需要尤其
注意，如果沒有打下良好的地基，就容易發(fā)生地基不均勻沉降問題，從
而影響到道路的安全性，導(dǎo)致斷裂、下滑等問題。混凝土、鋼筋混凝土
作為地質(zhì)災(zāi)害項(xiàng)目中要著重處理的對(duì)象，有鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)和擋土墻
以及抗滑樁等問題，如今將混凝土、鋼筋混凝土工程中的通病進(jìn)行梳
理，具體的原因和防止措施如下。
２．１ 　成災(zāi)原因
混凝土的局部會(huì)出現(xiàn)許多小坑或者出現(xiàn)缺漿的情況，出現(xiàn)麻點(diǎn)，并
且表面粗糙，卻沒有鋼筋外露的問題。具體原因在于，模板本身表面就
較為粗才且具有一定的雜物，表面未及時(shí)清理干凈。
模板在拼接上沒有嚴(yán)格對(duì)齊處理，出現(xiàn)局部漏漿的問題。在模板
表面涂刷的隔離層不均勻，在局部出現(xiàn)漏刷的問題。混凝土在攪拌和
振搗的時(shí)候工作沒有處理好，不能及時(shí)地排除氣泡，這樣就容易在模板
的表面停留，進(jìn)一步形成麻點(diǎn)。
２．２　防止措施
針對(duì)這種問題，我們首先要做好清潔工作，將模板的表面及時(shí)清理
干凈，不能粘上任何雜物。模板的縫隙處應(yīng)該使用油氈紙和膩?zhàn)拥任铮?
將其堵嚴(yán)。模板的表面應(yīng)該選擇一些具有長效性的隔離劑進(jìn)行涂刷，
在涂刷的過程中保持手法均勻，不要出現(xiàn)漏刷的問題。混凝土在振搗、
攪拌的過程中，要分層進(jìn)行，做到密實(shí)處理，不能留下一點(diǎn)氣泡。在構(gòu)
筑表面粉刷時(shí)，有些可以暫不處理。表面如果有不被粉刷的部位，應(yīng)在
麻面的部位進(jìn)行澆水，充分濕潤這些部分以后，用混凝土與石子砂漿相
匹配，然后把麻面做得干凈平滑。
３　地質(zhì)災(zāi)害中的砌體墻、混凝土基層通病的成因與防治措施
在墻面抹灰之后，過一段時(shí)間在墻面和砌體上就容易出現(xiàn)裂縫和
空鼓的情況。
３．１ 　成災(zāi)原因
具體的產(chǎn)生原因在于，基層處理的不干凈，墻面澆水不通透，抹灰
之后，砂漿中水分很快就被吸收，這樣墻體的粘結(jié)力不足，就容易出現(xiàn)
裂縫。在配置砂漿和原材料時(shí)，出現(xiàn)使用不當(dāng)，選材不周的情況，基層
具有較大的偏差，抹灰層過于厚重，容易出現(xiàn)干縮問題。
３．２　防治措施
要樹立好以“質(zhì)量”為主的施工理念，要想充分地提升道路橋梁工
程的質(zhì)量和施工水平，就必須保證質(zhì)量的理念的樹立。積極培養(yǎng)施工
員工在施工的每個(gè)環(huán)節(jié)對(duì)施工質(zhì)量的把握，將質(zhì)量放在工作的第一位。
在進(jìn)行抹灰工作之前，要做好基層處理，這是確保抹灰工作質(zhì)量的重要
條件之一，必須認(rèn)真負(fù)責(zé)地做好。混凝土和磚石基層表面凹凸明顯的
部位，實(shí)現(xiàn)應(yīng)用水泥漿砂，利用合理的比配補(bǔ)平。表面光滑的基層可以
先用鑿毛的形式，利用合理配比的１０８ 膠進(jìn)行涂抹，在２４ 小時(shí)之后，再
完成抹灰工作，基層的表面砂漿殘?jiān)酃浮⒏綦x劑等部分應(yīng)事先做好清
潔處理。對(duì)于墻面腳手孔洞應(yīng)該事先做好堵塞處理，用水泥漿啥進(jìn)行
抹平。在抹灰之前先做好澆水處理，墻體的基層要澆水在２ 遍以上，摻
水的深度要達(dá)到８ ～１０ｍｍ 之間，這樣才能滿足抹灰的需求。抹灰的砂
漿必須有良好的融合性，并且要具有適當(dāng)?shù)恼痴扯取{砂的好壞取決
于其保水性能以及稠度。
４　結(jié)語
本文中所提到的防治措施主要是從施工方面進(jìn)行總結(jié)的，對(duì)于整
個(gè)地質(zhì)災(zāi)害工作的治理工作來說，預(yù)防一些常見質(zhì)量問題還需要從根
源做起，設(shè)計(jì)單位在做具體的項(xiàng)目設(shè)計(jì)時(shí)要考慮到方方面面，這樣才能
夠從根本上減少地質(zhì)災(zāi)害對(duì)施工項(xiàng)目的影響。施工企業(yè)也應(yīng)積極推行
良好的管理制度，確保工作人員對(duì)工作認(rèn)真、負(fù)責(zé)。
參考文獻(xiàn)
［１］劉德兵．鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)質(zhì)量通病的防治對(duì)策研究［Ｊ］．四川建材，
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［２］陶坤，張金鋼，陶興文．三峽庫區(qū)頭道河Ⅲ號(hào)滑坡綜合治理施工技術(shù)
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［３］朱穎，蔣良文，屈科，等．西南鐵路地質(zhì)災(zāi)害與勘察防治技術(shù)成就
［Ｊ］．中國工程科學(xué)，２００８（０４）：２９ －３７．
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２０１６ 年第１８ 期（總第１９５ 期）　　　　　　　　　　　　　　江西建材　　　　　　　　　　　　　　　　　　　勘察與測繪

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