赤峰天硕安全技术有限责任公司 内蒙古赤峰 024005
摘要：经济在快速发展，社会在不断进步，综合国力显著加强，尾矿库设计及施工过程中，防渗系统是一项非常重要的内容，而国内的很多尾矿库，即使进行了防渗处理，仍然存在渗漏的情况。本文从水力防渗和环保防渗两方面出发，探讨了防渗设计的思路、方法等内容，并结合笔者的实践，提出了设计与施工过程中的注意事项，最后简单介绍了两个实际工程，供广大技术人员参考。
关键词：渗流破坏；水平防渗铺盖；垂直防渗体系；环保防渗标准；土工膜；防渗等效性
引言
中国是一个矿业大国，矿业的发展导致尾矿的产出量一直保持在较高的水平。目前，我国对于尾矿的处理中除少部分用于膏体充填及综合利用以外，大部分仍需利用尾矿库堆存，尾矿库一直是我国矿山企业生存发展中的重要组成部分。随着国家及地方各级主管部门对安全、环保不健全的矿山尾矿库的综合整治与闭销库工作，我国尾矿库数量呈逐年减少趋势。
1尾矿库
尾矿库是储存尾矿等工业废渣的主要领域，其包括的方面比较多，大体上涉及初期坝、尾矿堆坝、排洪和回水以及监测设备等多个方面。尾矿库坝选矿厂内形成的尾矿全部堆放到一起进行有效的处理，可以收取部分的资源，并且保护周围的环境。例如，在对水资源进行保护的过程中，矿山一般属于用水最多的一项区域，处理1t原矿的用水量几乎达到了4t以上，有的甚至上升到了20t，处理完原矿的废水能够继续循环使用，其具备较高的回收率，可以减少水资源过度浪费现象的发生。由此可知，在矿山生产中只要形成尾矿，就需要构建尾矿库来处理尾矿中存留的废弃物，以此防止将尾矿排入江河、湖泊中，以免对水源产生污染现象，从而增加水资源的过度输出。尾矿库是一项较大的危险源，当尾矿库建设、管理和维护期间出现一系列问题之后，必定会对矿山企业产生不良的影响，不利于经济效益的提高，严重的情况下还会造成严重的社会问题。当前阶段，各项矿山企业虽然加大了对尾矿库的建设力度，不过在建设和应用尾矿库的过程中，尚有诸多的不足之处，并且尾矿库建设期间所需的成本是非常多的，有的几乎达到了选矿厂建设费用等，基于此，就需要加大对尾矿库的设计、施工、检测以及后期维护力度，这是矿山企业生产期间面临的首要内容。该文主要探讨了尾矿库的环保防渗设计情况。此外，遵循相关的要求，企业需要按照标准要求对相关的工业固体废物进行鉴别，以此明确了解到哪一种属于危险废物，而哪一种属于普通工业固体废物，将具体的鉴别结果汇报给所在区域的环保行政主管部门。在对尾矿库进行设计的过程中，设计人员还应当要求业主提供出企业产生的尾矿性质鉴别资料。
2尾矿库防渗系统设计
2.1尾矿库环保防渗设计方案
尾矿库环保防渗设计，同样可采用水平防渗体系或垂直防渗体系的形式。水平防渗体系指在尾砂堆积部位以及设计最高洪水位标高以下，采用天然衬层或铺设人工防渗衬层的形式形成水平防渗铺盖。垂直防渗体系指在库周边施工防渗墙或帷幕灌浆，形成尾矿库垂直防渗体系。水平防渗体系与垂直防渗体系相比，具有施工简单、快捷，易分期施工，减缓投资的优点，但是，目前尾矿库水平防渗体系普遍采用土工膜，而土工膜之间的连接，一般采用焊接或粘接，受施工条件影响，接缝部位施工质量很难保证，另外，由于土工膜本身的性质，容易被刺破，防渗结构选择不合理或施工稍有不慎，都会造成土工膜的穿刺破坏。垂直防渗体系，一般采用地下防渗墙或帷幕灌浆，施工难度较大、速度较慢，但是施工完成后，效果显著持久，当不透水层埋藏较浅，天然地基具备较好的可灌性时，建议首先考虑垂直防渗方案，另外，在尾矿库产生渗漏，需要进行防渗治理时，采用垂直防渗体系更为方便。水平防渗体系选用标准较简单，根据地基土层渗透性及厚度按照规范要求选择即可。
垂直防渗体系按照规范要求，应具有与水平防渗体系“防渗等效”性，即“防渗透等效”和“防污染扩散等效”两个方面，“防渗透等效”与水利防渗要求相同，按要求的Ｋ＝１．０×１０－７ ｃｍ／ｓ和厚１．５ｍ黏土防渗性能换算出与实际施工能达到的帷幕Ｋ值所对应的的帷幕厚度即可，但对“防污染扩散等效”目前尚无实用计算方法，只能采用“污染物随地下水扩散模型”进行模拟，而这类分析方法并不为广大设计者所掌握。
2.2尾矿库管理的环保思路
基于“绿色矿业”理念下，政府有关部门努力调整能源、经济、自然环境三者之间的关系，并将可持续发展理念贯彻到各个矿山企业中，努力做到矿山开采的选址、污染物排放及处理工作是改善尾矿库环境保护性能的前提。尾矿库的选址会影响到尾矿库的环保收益及投资成本的多少，目前国内多数尾矿库建设选址会预先选择一些不同地址，而这些地址都需要满足远离人群密度大地区，并且要经过实地勘查后最终确定选址方案。尾矿库选址遵循的原则可分为如下四点：第一，尾矿库的年产量能够满足实际需求，且开采年限能够超过5年以上；第二，尾矿库选址不要在选矿厂上游，这样做的优点是能够方便资源的运输；第三，尾矿库选址最佳点为在水源地、居民区、名胜古迹下游；第四，尾矿选址应该远离人口密集的村庄，且做到不占用农田。
2.3垂直防渗
《规范》要求垂直防渗是垂直设置的，可以阻断水平流向的地下水流和污染物向四周扩散。在尾矿库工程地质和水文地质适宜时，即当尾矿库场地底部存在不透水层或厚实的弱透水层时，可通过将垂直防渗系统嵌入相对不透水地层不小于２．０ｍ，可满足环保防渗相关要求。因而，垂直防渗方案一般适用于尾矿库库区不存在临谷渗漏的风险，只存在坝基渗漏及绕坝渗漏的情况。根据尾矿库场地地质条件的不同，垂直防渗方案常采用坝下帷幕灌浆防渗、坝下塑性混凝土防渗墙防渗或上墙下幕型式（截渗坝＋上部混凝土防渗墙＋下部帷幕灌浆进行垂直防渗）。为了保证坝肩部位的防渗效果，在对尾矿库进行坝基垂直防渗时往往配合在坝肩部位设置灌浆平硐进行坝肩帷幕灌浆；最终，坝肩帷幕与坝基帷幕（或混凝土防渗墙）能够连成一体，防范了尾矿坝绕坝渗漏的发生。例如：①三山岛金矿尾矿库为严防库内含高浓度氯离子的尾矿水渗漏污染周边环境，在尾矿库库区周边设置地下塑性混凝土防渗连续墙，防渗连续墙厚度不小于０．３ｍ，嵌入粉质黏土层１ｍ；②内蒙古赤峰市克什克腾旗黄岗矿Ⅲ矿区尾矿库附近为黄岗梁国家森林公园。为保护周边生态环境，对尾矿库的防渗提出了严格的要求，尾矿库防渗方案采用“上墙下幕”综合防渗方案，即上部覆盖层和强风化基岩采用塑性混凝土防渗墙，墙下为帷幕灌浆；③云南铜业乌龙河尾矿库坝址处上部为深厚卵砾石覆盖层下部为透水性逐步减弱的玄武岩地基这一工程地质条件，尾矿库垂直防渗方案即采用“上墙下幕”联合防渗系统。即在尾矿库初期坝下游坡脚２００ｍ处设置一座截渗坝，坝基则采用塑性混凝土防渗墙＋帷幕灌浆防渗进行垂直防渗，帷幕灌浆深至基岩相对不透水层以下５ｍ，以达到截留尾矿水的目的。
结语
综上所述，尾矿库的环保防渗治理工作是非常复杂的一项工程，这就要求相关人员遵循规范性的要求实行是施工作业，只有合理地对土工膜衬层进行环保防渗设计，并且加强对尾矿库设计、施工和管理以及维护等环节的重视力度，做好污染预防，引进新型的技术，才可以进一步提升尾矿库的环保水平，在保证尾矿库安全性的基础上达到节省资源和保护环境的目的，以此提升矿产企业的经济效益。
参考文献
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