露天矿坑改建尾矿库可行性技术研究.docx
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1、凹山采场闭坑后改建尾矿库的可行性研究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m3,设计终库标高100 m,现已占用有效库容7078万m3,剩余1398万m3,按设计每年排尾220万t计算,还可使用约10年。城
2、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m3,剩余1397万m3,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。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m3,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m3,目前两库的库容量远小于产生的尾矿
3、量,建设新的尾矿库势在必行。 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m2,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
4、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标高/m面积/m2库容/m3累计库容/m320118917716515013512010590756045301501530458510.5712816.4824801.9543052.6764886.7381506.63128852.62195953.39231150.66264941.93314748.04358474.6442
5、1419.17509260.43592027.08665755.93737236.74815133.67127962.32225710.57407127.72809545.501097950.171577694.372436045.0932.3280.433720694.414347674.775049170.165849203.576980096.948259656.299433372.5910522445.0811642778.08127962.32353672.90760800.621570346.122668296.294245990.656682035.749885316.17136
6、06010.5817953685.3523002855.5228852059.0935832156.0344091812.3253525184.9264047630.0075690408.08 由表1可知,凹山采坑45m以下库容多达7000万m3,加上目前两库的容量,已超过1亿m3,满足未来南山矿矿石处理产生的约9000万m3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
7、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600mm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1.0m窗口式排水井,井底由泄水孔(0.6m)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
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