尾矿库防渗系统设计
尾矿库防渗漏处置方案
尾矿库防渗漏处置方案尾矿库是诸多矿业企业生产过程中的一个关键环节，因为其中积聚的大量尾矿液往往含有诸多化学物质，这些化学物质如果泄漏出去，将对周围环境以及人类健康带来极大威胁。
因此，尾矿库的防渗漏工作必须得到高度重视，这里我们将说明一个可行的尾矿库防渗漏处置方案。
前期工作在实施尾矿库防渗漏处置方案之前，必须先进行一系列前期工作。
首先需要全面了解尾矿库的地质环境和 hydrogeological 特征。
然后制定尾矿库防渗漏处置方案，包括方案设计、施工和应急预案等。
防渗漏处置方案设计本方案主要包括三大块：一是污水截留系统，二是隔离层，三是监测系统。
污水截留系统尾矿库的污水截留系统是防渗漏的第一道防线。
它主要包括大面积外侧裂缝处的截留设施和内部液位监测装置。
截留设施一般采用可回收的橡胶膜、防渗布或土工布等材料，将尾矿库污水截留在库体内，并将其循环泵回到尾矿库内。
内部液位监测装置能够实时监测尾矿库内部液位高度，一旦出现异常，则需要及时处理。
隔离层隔离层是尾矿库防渗漏处置方案的核心，其作用在于防止污水渗漏到地下水、地表水和土壤中。
隔离层包括两个部分：一是防渗带，它通常由 10 厘米的黏土层和两层密实的防渗布组成；二是排水系统，通过堆放道和排水管从底部收集雨水和排放尾矿液。
防渗带和排水系统可以有效地降低尾矿库的渗漏风险。
监测系统监测系统的作用在于监测尾矿库泄漏、断裂和变形等不良情况，并及时采取相应的应急措施。
监测系统包括距离尾矿库边缘数米处的震动监测和降水监测等。
防渗漏处置方案施工实施尾矿库防渗漏处置方案的施工过程较为复杂。
一方面要考虑到尾矿库安全以及环境保护；另一方面要高效地完成施工任务，以保证尾矿库正常生产。
因此，施工过程需要严格的施工计划和质量控制，以实现效益最大化。
应急预案尽管尾矿库防渗漏处置方案在设计和施工过程中已经尽力做到了保障，但是出现意外难以避免。
为此，需要设计合理的应急预案，面对可能的危机事件和风险成因，做好应对措施，以保障人民生命财产安全和环境安全。
尾矿库防渗膜设计
尾矿库防渗膜设计一、不同防渗区域的土工膜选择（）一库区防渗层是尾矿库（灰渣库）防渗系统的关键部位，选择合理的防渗型式需根据库区的工程地质与水文地质条件、尾矿库最终堆高、运行方式等，考虑安全、环保、投资及施工等多方面因素综合比较得出。
1.土工膜选择由于PE膜化学性质稳定，不易遭尾矿腐蚀，因此，在尾矿库防渗设计及工程实践中应用较为广泛。
此外，《水工设计手册》也指出，在物理性能、力学性能、水力学性能相当的情况下，大面积土工膜施工时，应尽量选用PE膜。
PE膜为热焊，施工质量较稳定，焊缝质量易于检查，施工速度快，工程费用较低。
据笔者所了解，国内尾矿库（灰渣库）防渗常采用HDPE膜、复合土工膜，国外工程不同部位有的采用LDPE膜。
2.土工膜厚度选择关于土工膜厚度选择，目前有两种主张：①主张采用厚膜（膜厚大于1.0mm），以欧洲国家居多；②主张采用薄膜（膜厚小于1.0mm），以南美、北美国家居多。
在我国尾矿库防渗中，根据《尾矿设施设计规范》（GB 50863—2013）要求：单层土工膜防渗土工膜厚度应不小于1.5mm。
设计实践中多采用较厚的HDPE膜。
如采用复合土工膜，膜厚度可适当减小，但必须满足《土工合成材料应用技术规范》（GB 50290—1998）关于“对于重要工程，选用的土工膜厚度不应小于0.5mm”的要求。
（二）初期坝初期坝防渗土工膜需具有良好的均匀性和防渗性。
已建工程应用较多的是HDPE膜，其物理力学性能、水力学性能均能满足要求，且幅宽比较宽，相应的接缝就比较少，施工质量有保证，而且速度快。
6.3.1.3 截渗坝土工膜垂直防渗材料可选用聚乙烯土工膜、复合土工膜或塑料排水板等，膜厚不小于0.5mm，幅间热熔法焊接。
垂直铺膜属隐蔽工程，无法直接检验铺膜质量，做好土工膜单片与单片之间接头连接，是保证工程质量的关键。
一般采用搭接，搭接长度与防渗深度有关，最短不小于1m。
在10m深度以下搭接，有一定难度。
二、防渗膜性能指标（一）HDPE土工膜在尾矿库防渗工程中，HDPE土工膜应用广泛。
尾矿库的环保防渗设计探析
尾矿库的环保防渗设计探析尾矿库是一种用于储存矿山废料、渣滓、尾矿等固体废弃物的设施。
在尾矿库的设计过程中，环保防渗是一个非常重要的考虑因素。
本文将从尾矿库的类型、环保防渗材料的选择和施工方法等方面，对尾矿库的环保防渗设计进行探析。
首先，尾矿库的类型对其环保防渗设计有着直接影响。
根据尾矿库的建设方式和堆置形式的不同，可以将尾矿库分为面临式尾矿库和非面临式尾矿库。
面临式尾矿库是指尾矿坝正面直接接触于尾矿库滞洪区的尾矿库，而非面临式尾矿库则是指尾矿坝正面不接触滞洪区的尾矿库。
在面临式尾矿库的环保防渗设计中，要注意选择具有良好的抗渗性能和耐候性的防渗材料，如抗渗性能较好的混凝土或聚合物防渗材料。
而非面临式尾矿库的环保防渗设计则则可以采用大面积防渗措施，如利用防渗地膜、塑料、粘土等材料进行覆盖，以防止尾矿渗漏。
其次，在尾矿库的环保防渗设计中，选择合适的防渗材料至关重要。
常见的防渗材料包括混凝土、HDPE（高密度聚乙烯）防渗膜和土工合成材料等。
混凝土是一种常用的防渗材料，具有较高的抗渗能力和耐候性，但在施工过程中需要注意混凝土的养护和施工工序的规范性。
HDPE防渗膜是一种高分子材料，具有良好的抗渗性能和耐候性，施工简便快捷，但对环境较为敏感，需要合理选择其厚度和质量等参数。
土工合成材料如土工膜和复合土工膜具有较好的抗渗能力和机械性能，但在使用过程中需要注意其与周边土壤的渗透性和稳定性。
最后，在尾矿库的环保防渗设计中，施工方法也是关键因素之一、在尾矿库的施工中，需要注意土壤基础的处理和坝体的建设。
土壤基础处理包括填筑和夯实等工序，以保证坝体的稳定性和排水性能。
坝体的建设则需要选择合适的材料和施工方法，以确保坝体的抗渗能力和耐久性。
此外，还需要密切监测尾矿库的渗漏情况，及时采取补救措施，以防止环境污染和生态破坏。
综上所述，尾矿库的环保防渗设计是一个综合性的工程问题，需要考虑尾矿库的类型、防渗材料的选择和施工方法等因素。
尾矿库的环保防渗设计探析
尾矿库的环保防渗设计探析尾矿库是矿山工业废渣的最终贮存地，它关系到矿山的生产效率和环境保护。
为了避免尾矿流失和破坏环境，必须对尾矿库进行防渗处理。
本文将就尾矿库环保防渗设计探析，并介绍防渗技术。
1、尾矿库的防渗措施：（1）原始区面密封所有尾矿库内部的土地表面必须被严密封闭，并采用粘土、塑性混凝土或高密度聚乙烯膜材料等进行覆盖。
（2）底部面密封尾矿库底部必须采取防渗措施，主要有以下几种方式：铺设底部隔离层（例如粘土、塑性混凝土或高密度聚乙烯膜材料）、回填底部地下水和橡胶垫层。
（3）外壳防渗层尾矿库墙体和外部部分应该用同样的防渗层进行保护，以防止尾矿泄漏。
最常用的外壳防渗层是聚乙烯或氯丁橡胶膜材料。
2、防渗材料选择（1）粘土粘土是较为常见的底部隔离层材料，因为其源自自然，具有较强的吸水性能，能够有效阻止水分传播。
粘土应该有良好的承载力，并且在湿度不断变化时仍具有较高的稳定性。
（2）塑性混凝土塑性混凝土是在混凝土加入塑性添加剂后形成的。
它在强度和可变性方面的性能较好，并且是一种相对廉价的材料。
（3）高密度聚乙烯膜材料由于高密度聚乙烯膜材料的性能较好并且容易加工，因此它被广泛应用于尾矿库。
具有卓越的耐化学性和稳定性，并且具有绝缘性能。
（4）橡胶垫层橡胶垫层在防渗材料中是最坚固耐用的材料之一。
它由橡胶制成，具有较高的撕裂强度和弹性模量，能够有效地阻挡尾矿渗漏。
3、结论在尾矿库的环保防渗设计中，选择定制的防渗层和防渗材料是必不可少的。
选择适当的防渗层和材料，可以显著提高尾矿库的稳定性和防渗性能。
尾矿库防渗系统设计
有 色 矿 冶 NON－FERROUS MININGAND METALLURGY
Vol．３６．№２ April２０２０
文 章 编 号 :１００７－９６７X(２０２０)０２－４９－０５
尾矿库防渗系统设计∗
邢 晓 彬１,原 福 庆２
(１．沈阳有色冶金设计研究院有限公司,辽宁 沈阳 １１０００３;２．辽宁排山楼黄金矿业有限责任公司,辽宁 阜新 １２３０００)
层接触部位.接触 流 失 指:渗 流 垂 直 于 渗 透 系 数 相
尾矿 库 设 计 过 程 中,防 渗 系 统 设 计 是 一 项 重 要 差较大的两相邻土 层 流 动 时,将 渗 透 系 数 小 的 土 层
内容,而国内相 关 规 范 涉 及 内 容 较 少. 尾 矿 库 防 渗 中的细颗粒带入渗 透 系 数 较 大 的 土 层 中 的 现 象,对
论 参 见 文 献 [３]. 另 外 ,也 可 以 利 用 计 算 机 程 序 进 行 渗流分析.
坝 型 为 均 质 土 坝 ,下 设 排 渗 棱 体 ,上 游 坡 设 复 合 土 工 膜防渗层.坝基主 要 土 层 为 粉 质 黏 土,局 部 为 含 砾
垂直 防 渗 体 系:通 过 在 坝 底 施 工 防 渗 墙 及 止 水 粉质黏土.
环保防渗指为了减少渗漏量及污染物迁移而造成环 的防治措施一般 有 两 种,即 防 渗 与 排 渗. 不 论 是 防
境破坏所进行的防渗设计.本文旨在通过笔者在设 渗还是排渗,其原理都是通过降低水力坡降,从而防
计过程中的实践,就 尾 矿 库 防 渗 系 统 的 设 计 与 广 大 止水力破坏,本文主 要 探 讨 如 何 通 过 防 渗 措 施 防 止
∗ 收稿日期:２０１９－１１－１４ 作 者 简 介 :邢 晓 彬 (１９８４— ),男 ,学 士 学 位 ,工 程 师 ,主 要 从 事 水 工 设 计 .
尾矿库膜防渗结构设计
尾矿库膜防渗结构设计一、尾矿库膜防渗总体布置及要求尾矿作为一种易污染环境的工业废物，尤其是有些尾矿作为Ⅱ类一般工业废弃物，必须做防渗处理。
尾矿库作为一个储存尾矿的场所，其典型平面布置示意图见图6.2-1。
尾矿库防渗一般分为3部分：库区防渗、初期坝上游坡面防渗以及下游截渗坝防渗，见图6.2-2。
（1）库区防渗。
整个尾矿库库区采用水平防渗，可采用黏土、土工膜、复合土工膜、GCL和土工膜联合防渗等。
（2）初期坝上游坡面防渗。
为不透水坝，防渗型式与水利工程中土石坝上游坝面防渗类似，可以采用黏土或土工膜防渗。
图6.2-1 典型尾矿库平面布置示意图（3）下游截渗坝防渗。
为防止库区渗漏、收集堆积坝坝坡雨水、进一步保护环境，常在初期坝下游一定距离，设置截渗坝，截渗坝一般采用垂直防渗型式，利用混凝土防渗墙、帷幕灌浆、土工膜垂直防渗或GCL复合垂直防渗与库内水平防渗形成一严密闭合的防渗系统。
图6.2-2 典型尾矿库防渗纵剖面图（一）库区防渗尾矿库一般位于山区，且大多占地面积较大，库区防渗的地基处理一般比较复杂，施工难度大。
因此需要根据排放尾矿的性质、库区的地形、工程地质及水文地质条件，按照国家规范的要求，做好相应的防渗工作。
库区防渗分为全库区防渗和局部库区防渗。
全库区防渗需要考虑的因素有：①尾矿为Ⅱ类一般工业废弃物，规范要求必须防渗，使尾矿库形成一个封闭的场所；②尾矿为Ⅰ类一般工业废弃物，但当地环境保护有特殊的要求；③尾矿库所占总面积不大或者服务年限较长，防渗可以分期实施。
在一般情况下，尾矿库全库区水平防渗耗资巨大，且大多数情况尾矿属于Ⅰ类一般工业废弃物，这时可以考虑库区局部防渗。
局部防渗需要考虑的因素有：①尾矿为Ⅰ类一般工业废弃物，当地环境保护没有特殊要求；②库区两岸山体较陡，边坡防渗地基及施工难度大，适宜做库底硬化防渗处理。
（二）初期坝防渗初期坝作为尾矿坝的稳定支撑体，传统透水坝型式有助于降低尾矿坝的浸润线，提高尾矿坝的安全稳定性，但尾矿库内的尾矿水及雨水会通过初期坝渗透到下游，形成坝下渗水，特别是在尾矿库投入使用的初期，库内尚未形成干滩，尾矿水大量从初期坝渗出，携带尾砂造成跑混现象，对下游环境造成不利影响，严重者需停产治理，因此环境要求严格时，初期坝上游面可考虑采用防渗处理。
尾矿库的环保防渗设计
尾矿库的环保防渗设计1、尾矿性质应根据国家有关法规和标准的规定进行鉴别。
尾矿性质确定后，应按现行国家标准《地下水质量标准》GB／T 14848的有关规定对尾矿库运行后的地下水质进行评定，并应根据尾矿库区地下水的功能要求，对尾矿库采取相应的环保防渗措施。
环保防渗措施可分期实施。
2、尾矿应根据现行国家标准《一般工业固体废物贮存、处置场污染控制标准》GB 18599、《危险废物鉴别标准》GB 5085、《国家危险废物名录》的有关规定分为第Ⅰ类一般工业固体废物、第Ⅱ类一般工业固体废物和危险废物。
3、根据尾矿库堆存物的种类，尾矿库可按环保要求的严格程度依次分类，并应符合下列规定：（1）堆存第Ⅰ类一般工业固体废物的尾矿库应为Ⅰ类库；（2）堆存第Ⅱ类一般工业固体废物的尾矿库应为Ⅱ类库；（3）堆存危险废物的尾矿库应为危险废物库。
4、环保要求严格程度高的尾矿不得排入环保要求严格程度低的尾矿库。
5、Ⅱ类库应符合环保防渗要求，防止尾矿库的尾矿及尾矿水对地下水和地表水产生污染，并防止地下水进入尾矿库。
6、Ⅱ类库的环保防渗要求为库的底部和周边应具有一层防渗系统，并具备相当于一层饱和渗透系数不大于1.0×10-7cm／s、厚度不小于1.5m的黏土层的防渗性能。
防渗层的材料可采用黏土等天然材料或土工膜、复合土工膜等土工合成材料及钠基膨润土防渗毯等复合防渗材料。
防渗层的结构可采用单层压实天然黏土或改性黏土，也可采用土工膜与压实黏土或钠基膨润土防渗毯等的组合结构。
7、Ⅱ类库采用的防渗材料材质、类型及厚度的选择，应按材料上水头大小、尾矿性质及材料上堆积荷载和铺设条件等确定。
土工膜的厚度不应小于1.5mm，防渗层除应具备满足设计要求的物理力学性能、水力性能和耐久性能要求外，尚应按现行国家标准《土工合成材料应用技术规范》GB 50290的有关规定进行防渗结构设计。
8、尾矿库的周边应设置不少于3口地下水质监控井。
第1口井应沿地下水流向设在库上游；第2口井应沿地下水流向设在库下游；第3口井应设在最可能受到扩散影响的库周边。
某尾矿库排渗设施设计
文章编号:１００７－９６７X(２０２０)０１－４６－０４某尾矿库排渗设施设计∗原福庆１,邢晓彬２(１．辽宁排山楼黄金矿业有限责任公司,辽宁阜新１２３０００;２．沈阳有色冶金设计研究院有限公司,辽宁沈阳１１０００３)摘㊀要:排渗设施设计是尾矿库设计过程中一项重要内容,本文简单介绍了尾矿库中常用的排渗处理措施及计算理论,并结合某工程实例,介绍了排渗设施水力计算方法及思路,最后通过排渗前后坝体稳定性分析对比,验证了排渗治理的效果.关键词:浸润线;排渗设施;井点降水;抗滑稳定;滤水管中图分类号:T D９６２．４㊀㊀㊀文献标识码:A １㊀前㊀言尾矿库是用以堆存金属或非金属矿山进行矿石选别后排出尾矿或其他工业废渣的场所.我国是一个矿业大国,尾矿库数量也是世界之最,至２０１２年底,我国共有尾矿库１２２７３座,其中有１２２３座为病库㊁危库或险库,在这些存在问题的尾矿库中,存在渗流问题的尾矿库占大多数.增设排渗设施是处理尾矿坝渗流问题的最有效手段,而如何进行尾矿坝的排渗设施设计,是广大技术人员关心的首要问题,本文通过某尾矿坝排渗设施设计,简单介绍了排渗设计的思路和方法.２㊀尾矿库常用排渗方法简介尾矿库中,常用排渗设施按照施工阶段划分可分为预埋式和后置式,预埋式指:为了防止后期浸润线过高,而预先在某个标高埋设的排渗设施,多采用排渗盲沟或排渗盲管的形式;后置式指:尾矿库运行过程中,发现浸润线埋深超标后,为了进行排渗治理,而增设的排渗设施.后置式排渗设施一般施工难度大,造价高,在设计阶段,建议尽量增设预埋式排渗实施,作为安全储备.另外,按照排渗形式不同,大体上又可分为:水平排渗㊁垂直排渗㊁水平 垂直联合排渗几种方式.２．１㊀预埋式水平排渗盲沟(管)预埋式水平排渗盲沟(管)的做法为:在坝前一定距离处,铺设平行于坝轴线的水平排渗盲沟(管)作为进水口,垂直于排渗盲沟(管)间隔一定距离,埋设导水管,将渗水排出库外.水平排渗盲沟一般采用透水性好的碎石或砂砾石外包土工布做成,水平排渗管一般采用开孔的钢管㊁混凝土管㊁高强度塑料管外包土工布或钢丝网做成.间隔一定距离布置的导水管一般采用不开孔的钢管㊁混凝土管㊁高强度塑料管等,铺设坡度１％~２％,坡向下游.排渗盲沟与排渗管相比,一般断面较大,进水能力及过流能力较好,即使损坏,也能起到一定的作用,建议设计中尽量采用.水力计算时,可假定水平排渗盲沟(管)为出溢边界,从而得到上游渗流坡降,然后计算所需泄流量.２．２㊀后置式水平排渗管后置式水平排渗管为垂直于坝轴线,并保持一定的间隔,深入坝体内部的水平管.前部为开孔并外包土工布或钢丝网的滤水段,后部为不开孔的导水段,并保持一定坡度铺设,坡向下游.后置式水平排渗管一般采用水平钻机顶管或跟管工艺施工,可单排或多排布设,应尽量布置在需要降低浸润线并靠下的部位.水力计算与水平排渗盲沟(管)类似,可假定滤水段出口处为出溢边界,从而得到上游渗流坡降,然后计算所需泄流量.应该注意的是,两根水平排渗管之间有一定的间距,可假定平行坝轴线和垂直坝轴线两个方向的水力坡降相同,使中间部位的浸润线埋深低于设计所需.２．３㊀垂直排渗设施垂直排渗设施包括:管井㊁虹吸井㊁轻型井点等多种形式,其排渗的原理都是潜水层井点降水,均可采用裘布依理论计算,只是向外抽水的方式和作用水头不同.垂直排渗设施首先施工垂直排渗井,然后通过设置水泵或抽真空等方式向外抽水,在井周围土中,形成降水漏斗,通过设置多个降水井点,并使降水漏斗产生不同程度的重叠,从而实现降低浸第３６卷第１期２０２０年２月有㊀色㊀矿㊀冶N O N－F E R R O U SM I N I N GA N D M E T A L L U R G YV o l．３６．ɴ１F e b r u a r y２０２０∗收稿日期:２０１９－１１－１４作者简介:原福庆(１９８０ ),男,本科学历,工程师,主要从事矿山及尾矿库安全管理工作.润线的目的.垂直排渗井一般由沉沙段㊁滤水段㊁井管构成,可采用钢管㊁铸铁管㊁塑料管㊁无砂混凝土管等材料制作,内径应满足降水要求,并大于水泵５０m m以上.２．４㊀水平—垂直联合排渗设施水平 垂直联合排渗设施包括垂直设置的垂直排渗井和垂直坝轴线水平设置的水平排渗管.水平排渗管的设置与上文所述后置水平排渗管相同,由滤水段和导水段组成.垂直排渗井设置在水平排渗管滤水段端部５m范围内,与水平排渗管贯通,可采用管井㊁砂砾井㊁袋装砂砾井㊁塑料排水板等形式,深度应进入水平排渗管端部以下２m.水平 垂直联合排渗设施的排渗原理与垂直排渗设施相同,只是排水方式采用位于底部的水平排渗管.排渗水力计算时,可首先根据所需降深,布置垂直排渗井,根据计算单井流量,计算水平排渗管进水能力及过流能力.水平 垂直联合排渗设施与水平排渗管相比,底部水平排水管与垂直排渗井贯通,泄流时为压力出流状态,进水能力较大,与垂直排渗设施相比可通过自流排水.水平垂直联合排渗设施施工时,首先施工水平排渗管,然后通过精密测量对水平排渗管进行定位,最后施工垂直排渗井.２．５㊀辐射井辐射井最早应用于取水工程中需要大量抽取地下水的情况,首先在库内采用沉井方法埋设大口径井筒,然后在井壁上钻孔,并于钻孔内施工水平排渗管,水平排渗管呈辐射状,因此称之为辐射井.由于,辐射井等效井口内径很大,按照裘布依井口出流理论,其排水量相应较大.辐射井应用于尾矿库中,做了相应改进,水平排渗管不再呈辐射状布置,而是采用平行于坝轴线布置,这种布置方法可以更好的降低坝体浸润线,同时可以根据出水量大小,埋设一根或多根排水管,相应的计算方法可以采用与前文所述预埋式水平排渗盲管相同的计算方法.３㊀尾矿库基本情况该尾矿库位于辽宁省抚顺市,为磁选铁选矿厂尾矿库,于１９９５年建成并投入使用.初期坝筑坝材料取自库区的风化砂,坝底高程约为１４３m,坝顶高程为１５０．５m,坝高７．５m,外坡比１ʒ２,内坡比１ʒ１．７.后期坝使用尾砂堆筑,设计最终堆积高程为１９０m,最大坝高４７m,尾砂堆积坝设计外坡比１ʒ４,尾矿库总库容６２８．２４万m３,为四等尾矿库.排渗治理期间,尾矿坝堆积标高１７０．０m,下游综合坡比１ʒ３．７.在库区上游约４２０．０m处建有挡水坝,坝顶高程约１７１．０m,最大坝高１５．０m,坝顶宽度６m,坝长１９０．０m,下游坡比１ʒ２,上游坡比１ʒ１．７.尾矿库库内排洪系统采用排水井－排水管,库内建有一座窗口式排水井,井筒内径３．０m㊁井壁壁厚０．３m.排水窗口孔距１．１８m,排距０．３m,开孔尺寸０．２m.排水管采用内径０．８m㊁壁厚０．２m 的钢筋混凝土管.拦洪坝排洪系统采用明口涵管的形式,并与库内排水管串联.图１㊀某尾矿库平面布置图图２㊀尾矿坝剖面图图３㊀浸润线埋深示意图图４㊀抗滑稳定计算示意图该尾矿库运行过程中,发现下游坝坡靠近初期７４第１期㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀原福庆等:某尾矿库排渗设施设计坝部位出现渗漏点,同时浸润线观测及工勘结果表明,局部浸润线埋深较浅,不满足规范最低要求.针对这种情况,对该尾矿坝进行了渗流及稳定性分析,分析结果表明:计算浸润线与实测浸润线基本吻合,说明参数及计算模型选择得当,致使浸润线升高的主要原因是尾矿库干滩长度较短,同时初期坝渗透性不良,致使浸润线由坝坡溢出,同时考虑化引滩长的正常运行工况抗滑稳定安全系数偏小,同样不能满足规范要求.鉴于此,需要对该尾矿坝进行治理,通过分析比较,通过增设排渗设施降低浸润线埋深是最有效的治理措施.４㊀排渗系统设计４．１㊀排渗方法选择通过实际浸润线埋深及渗流计算分析,该尾矿坝浸润线埋深超限部位主要是初期坝顶部位,库内尾砂分布相对比较规律,坝高较低,因此,本次排渗治理考虑采用在初期坝顶１５１．０m标高埋设３排水平排渗管,排渗管公称直径⌀１２５m m,水平间距１ ５m,竖向间距１．０m,竖向间隔布置,管长５０．０m,滤水段长４０．０m,纵向坡降２．５％.４．２㊀排渗系统水力计算目前,坝体渗流计算普遍采用有限单元法,在参数选择合理㊁模型简化得当的情况下,均能得到满意的计算结果,但是常用商用有限元程序只能简单把排渗设施作为出溢边界处理,而不能对排渗设施排水能力进行计算.在这种情况下,可采用水力学公式进行排渗设施排水能力计算,并采用有限单元法进行校核.通过调洪演算,该尾矿库最高洪水位为１６８．５６m,最小干滩长度９０．０m(滩面平均坡度１．６％),尾砂水平向渗透系数２．３ˑ１０－６m/s,竖向渗透系数１．１ˑ１０－６m/s,为安全计,排渗系统设计采用尾砂水平向渗透系数.(１)所需渗流量如图５所示,平均渗流坡降为:i＝Δh L＝０．０９９式中Δh 上下游水位差,１４．０５m;L 渗径,１４１．３４m;根据达西定律,单宽渗流量为:q＝k i A＝１．５０３ˑ１０－６m３/s式中k 尾砂平均渗透系数,２．３ˑ１０－６m/s;i 平均渗流坡降,０．０９９;A 平均渗流断面面积,６．６m２;q 平均单宽渗流量,m３/s.图５㊀渗流计算示意图排渗管所需泄流量为,Q＝K B q＝４．５０９ˑ１０－６m３/s式中K 排渗管安全系数,２~５;B 排渗管间距,１．５m;q 平均单宽渗流量,１．５９４ˑ１０－６m３/s.(２)滤水段进水能力渗入外包无纺土工布带孔管的水量可按下式计算:q e＝n k iπd e f l＝４．８９０ˑ１０－６m３/sd e f＝d e x p(－２απ)＝０．０５７m式中k 尾砂平均渗透系数,２．３ˑ１０－６m/s;i 平均渗流坡降,０．０９９;d 管道内径,０．１０７m;l 管长;d e f 带孔管等效管径,m;α 水流流入管内的无因次阻力系数,０．１~０．３;n 排渗管排数,３.(３)带孔管的过流能力计算q t＝nυA＝０．０２０m３/sA＝πd２e/４＝０．００８９２m２υ＝１９８．２R２/３i０．５７２l＝０．７５８m/s式中A 管的断面面积,m２;υ 管道流速,m/s;d e 管道内径,m;R 管道水力半径,R＝d e４＝０．０２７m;n 排渗管排数,３;i l 管道水力梯度,０．０１５.(４)排渗管的实际泄流能力水平排渗管的实际泄流能力应采用q e和q t的较小值,并不小于所需泄流量.如上,水平排渗管的泄流能力为M I N(q e,q t)＝４．８９０ˑ１０－６m３/s＞Q＝４．５０９ˑ１０－６m３/s.过流能力计算时,应考虑实际８４有㊀色㊀矿㊀冶㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀第３６卷施工误差,对管道的水力梯度i l 考虑一定的折减.(５)排渗后设计浸润线为了校核排渗系统水力计算结果,应采用有限元法进行了渗流分析,并对浸润线做相应调整.相应浸润线计算简图如图６,单宽渗流量为２．２１０ˑ１０－６m ３/s,大于水力学计算单宽渗流量,这主要是因为程序未考虑排渗管的排水能力,认为排渗管端部即为出溢边界,而高估了渗流坡降.图６㊀浸润线校核示意图图７㊀排渗后稳定计算示意图４．３㊀排渗效果分析通过上述计算分析,采取排渗措施以后,能够使坝体浸润线降低６．７m ,满足规范要求,同时最小安全系数由１．１７８提高至１．３５２,提高了坝体稳定性,排渗后稳定计算示意图见图７.５㊀结㊀语我国很多尾矿库都存在渗流方面的问题,渗流本身会产生渗流破坏,同时又会降低坝体稳定安全系数,排渗治理是应付这类问题的最有效手段.而对于如何进行尾矿坝的排渗治理设计,这方面的专著及资料较少.本文通过笔者的实践,并结合某工程设计,阐述了排渗设施水力计算的一般思路及方法,供广大技术人员参考.参考文献:[１]㊀尾矿设施设计参考资料编写组．尾矿设施设计参考资料[M ]．北京:冶金工业出版社,１９８０:１６３－２１１．[２]㊀毛昶熙．渗流计算分析与控制[M ]．北京:中国水利水电出版社,２００３:８９－１２３．[３]㊀尾矿设施设计规范[S ],G B５０８６３－２０１３:１０－１７．[４]㊀土工合成材料应用技术规范[S ],G B /T５０２９０－２０１４:２８－２９．[５]㊀尾矿堆积坝排渗加固工程技术规范[S ],G B５１１１８－２０１５:１３－２２．[６]㊀埋地塑料排水管道工程技术规范[S ],C J J １４３－２０１０:１１－１５．D e s i g no fD r a i n a g e S y s t e mF o rAT a i l i n gsP o n d Y U A NF u Ｇq i n g １,X I N G X i a o Ｇb i n ２(１．L i a o n i n g P a i s h a n l o uG o l d M i n i n g C o ．,L t d ．,F u x i n １２３０００,C h i n a ;２．S h e n y a n gN o n f e r r o u sM e t a l l u r g y E n g i n e e r i n g &R e s e a r c hI n s t i t u t eC o ．,L t d ．,S h e n y a n g １１０００３,C h i n a )A b s t r a c t :T h e d e s i g no fd r a i n a g e f a c i l i t i e s i sa n i m p o r t a n t c o n t e n t i nt h ed e s i g n p r o c e s so f t a i l i n gs p o n d 敭T h i s p a p e rb r i e f l y i n t r o d u c e st h ec o m m o n l y u s e dd r a i n a g et r e a t m e n tm e a s u r e sa n dc a l c u l a t i o nt h e o r y in t a i l i n g s p o n d a n d i n t r o d u c e s t h eh y d r a u l i c c a l c u l a t i o nm e t h o d a n d t h i n k i n g o f d r a i n a g e f a c i l i t i e s i n c o m b i Ｇn a t i o nw i t h a p r o j e c t e x a m p l e 敭F i n a l l y t h e p r a c t i c a l s i g n i f i c a n c e o f d r a i n a g e t r e a t m e n t i s v e r i f i e db yqu a l i Ｇt a t i v e a n a l y s i s a n d c o m p a r i s o no f d a ms t a b i l i t y b e f o r e a n d a f t e r d r a i n a g e 敭K e y w o r d s :s a t u r a t i o n l i n e d r a i n a g e f a c i l i t i e s w e l l p o i n t d e w a t e r i n g s t a b i l i t y a g a i n s t s l i d i n g f i l t e r p i p e 欢迎订阅㊀㊀欢迎投稿９４第１期㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀原福庆等:某尾矿库排渗设施设计。
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尾矿库防渗系统设计
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＝１．０×１０－７ｃｍ／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
[1]栗德星.尾矿库的环保防渗设计研究[J].世界有色金属，2018(16)：114，116.
[2]沈楼燕，林武.尾矿库环保防渗措施设计问题探讨[J].中国矿山工程，2019，38(5)：47-49，54.
[3]李斌.尾矿库环保防渗措施设计探讨[J].有色冶金设计与研究，2019，30(1)：10-11.。