[发明专利]一种适于对山谷型尾矿堆积坝坝坡尾矿进行回采的新方法

说明书

技术领域

本发明涉及尾矿库中的尾矿回采技术，尤其是涉及山谷型尾矿库尾矿堆积坝坝坡尾矿回采方法。

背景技术

随着我国经济和技术的快速发展，矿产资源开发力度增加，排放的尾矿量越来越大，伴随着产生大量尾矿库。尾矿中赋存了可观的资源，并且尾矿坝的修建、维护费用很大，给矿业发展带来了环境、安全和经济方面的影响和难题。回采尾矿对充分利用不可再生资源具有非常重要的意义。

尾矿品位低、成分复杂，夹杂了大量砂石和泥浆，其开发利用需要非常高的技术要求，若处理不好则出现如溃坝、坍塌和滑坡等危险。随着对堆积尾矿的开采，坝高会随之减小，稳定性受影响从而引发安全问题。

根据尾矿排放沉积规律，上游式尾矿库以中、低浓度放矿时，滩面（包括水下）尾矿沿程自然分级，按平均粒径大小，渐变形成尾中砂、尾细砂、尾粉砂、尾粉土、尾粉质粘土和尾粘土。因其物理力学指标有明显变化，可以进行概化分区。上游式尾矿库尾矿排放按规定在堆积坝轴线长度上定间距轮流进行均匀放矿以及使用旋流器放矿，使得粗颗粒尾矿集中在尾矿堆积坝坝前段，而且尾矿库内可利用再回收的矿物资源也多集中在尾矿堆积坝坝前段。

尾矿回采，很大程度上改变了尾矿库本身的结构，影响了其原本的稳定状态，是一项非常复杂的工程。目前尾矿开采方法主要有三类: 水采、干采和船采。

对于山谷型尾矿库，采用尾矿堆积坝坝坡尾矿回采，可以充分利用山谷型尾矿库后端库容，尾矿回采时在新建的子坝上正常放矿加高，可以节约高昂的新建尾矿库的基建费用和征地费用。

本发明根据尾矿库坝址和库区的工程地质和水文地质条件，以及尾矿库勘察取得的尾矿物理力学参数指标，对尾矿回采形成的尾矿堆积坝边坡进行可靠性分析，并对尾矿回采形成的尾矿堆积坝边坡进行渗流场-重力场-动力场耦合稳定性分析，同时运用数值模拟的方法验算各个回采分层的尾矿堆积坝体边坡的稳定性，以确定合理的回采施工工艺和尾矿库堆积坝坝坡参数。

发明内容

本发明的目的就是针对那些山谷型尾矿库尾矿回采存在的影响坝体安全及回采成本高等难题，而提供一种适于对山谷型尾矿堆积坝坝坡尾矿进行回采的新方法。

本发明一种适于对山谷型尾矿堆积坝坝坡尾矿进行回采的新方法，其开采设计与施工分为以下四个阶段：

第一阶段对影响尾矿库稳定性的因素进行调查，对尾矿回采的经济性进行研究，包括：对尾矿库进行勘察，对回采尾矿库坝址和库区的工程地质和水文地质进行调查，钻取尾矿试样，对尾矿试样进行力学性能试验和实验室选矿试验研究，查明尾矿库里的矿物分布情况，根据经济技术比较确定尾矿堆积坝坝坡尾矿开采范围，确定尾矿堆积坝坝坡尾矿回采的起点。

第二阶段，根据矿山企业的生产条件，对尾矿堆积坝坝坡尾矿回采进行设计，包括：

①对尾矿回采形成的尾矿堆积坝边坡进行稳定分析，确定尾矿回采形成的尾矿堆积坝边坡参数，包括段高、坡比、台阶宽度；

②在每个回采台阶的前部设计1～3排碎石桩，在每个回采台阶的后部设计一排由疏干抽排水井、碎石桩间隔构成的疏干抽排与加固设施；依据尾矿堆积坝坝坡尾矿回采各施工阶段的渗流场，确定各回采台阶疏干抽排水井的井深、间距、抽排水方案、地下水降深、施工工艺，各回采分层施工步骤的时间间隔；

所述的疏干抽排水井是由位于中间的抽排水钢管、堆积在抽排水钢管周围的碎石构成；

③依据尾矿回采设计确定的尾矿回采分层，以及尾矿坝尾矿渗透系数，建立尾矿堆积坝坝坡尾矿回采各回采分层的渗流分析模型，计算尾矿堆积坝坝坡尾矿回采各回采分层的渗流场分布，并用计算机输出水位线；所用的渗流计算软件是岩土工程专用软件。

④运用岩土软件，确定尾矿回采形成的尾矿堆积坝边坡的各回采分层台阶参数和总体边坡参数，疏干抽排水井和碎石桩的加固方案，碎石桩直径的大小、深度、间距、排数；根据尾矿回采的整体尾矿堆积坝边坡的稳定性分析，确定尾矿回采形成的尾矿堆积坝边坡总体边坡角，尾矿堆积坝边坡的防护措施，以及确定堆石压坡脚加固方案；

第三阶段根据第二阶段对尾矿堆积坝坝坡尾矿进行回采的设计方案开展回采施工：

①先对尾矿库的排洪系统进行改造，在尾矿堆积坝边坡的各回采平台边坡底部设置尾矿堆积坝坝坡边坡台阶排水沟，尾矿堆积坝坝肩设浆砌截洪沟，所述的截洪沟与各回采平台的尾矿堆积坝坝坡边坡台阶排水沟相连；