露天采空区建设锰渣库的实践及相关问题探讨

锰渣库建设和运营过程中出现的诸多环境安全问题、建设用地与周边农民争地矛盾突出问题如何在项目建设阶段采取措施降低事故发生几率是锰行业企业的追求,也是本文研究的目的。本文通过历史回顾的办法对我国电解锰渣库建设历史状况的回顾、分析,剖析电解锰渣库建设、运营中出现的问题及原因所在;通过对几起典型锰渣库造成的环境安全事故案例的分析,剖析了锰渣库建设可能出现的关键所在。而后根据电解锰渣的特性分析传统堆存方式面临的困难,本文提出采用废弃露天采坑解决传统电解锰渣堆存的优势、需要注意的有关事项,并以中信大锰公司下属的天等新材料有限公司电解金属锰厂锰渣库(以下简称"天等锰渣库")的建设实践,探索了使用矿山废弃露天采坑作为尾矿库建设用地、露天采坑改建为尾矿库的步骤和措施。     

采坑改建尾矿库技术路线与实施方案

我国现阶段新建尾矿库面临诸多困难,利用矿山废弃采坑改建尾矿库可有效解决尾矿堆存问题。以某矿山为例,系统论述了采坑改建尾矿库的技术路线与方案,分别从采场周边环境单元、采场边坡单元、工程实施单元、防洪系统单元、安全管理及其他单元等方面进行了安全论证,供类似采坑改建尾矿库工程参考。     

某铁矿富余尾矿堆存处置方案研究

某铁矿目前尾矿库库容不足,通过调研研究和方案比选,最后采用露天采坑尾砂胶结堆存方案,为彻底解决某铁矿细粒级尾矿排放和尾矿库库容不足的问题提供了新思路和尾矿库的替代方案。露天坑闭坑后实施尾砂胶结堆存,不仅解决了某铁矿尾矿库库容不足的问题,还相当于实施了生态恢复和土地复垦,避免存在环保扬尘等污染环境和破坏地表生态等问题,一举多得。     

程家沟铁矿露天坑排尾后地下采场稳定性机理研究

针对程家沟铁矿露天转地下开采后尾矿库容积不足的现实问题,提出利用废弃的露天坑排放尾矿的技术方案,并结合矿山的实际情况,提出了露天坑的排尾方式和排弃区段。在此基础上,采用ANSYS三维有限元数值模拟方法,对排尾后的地下采场稳定性进行了模拟研究,分析了露天坑排尾后地下采场的稳定性机理,并针对可能出现的问题提出了具体的工程控制措施。     

露天转地下生产矿山露天坑治理稳定性分析

目前国内露天转地下生产矿山,大中型露天矿采场闭坑后改建为尾矿库之后作为尾砂的堆存场地,是露天转地下生产矿山露天坑综合利用有效方法。基于Geo Studio对露天转地下生产矿山露天坑治理稳定性进行分析,实现了矿山尾砂胶结堆排到露天转地下生产矿山露天坑,解决了地表回填露天坑和土地复垦的问题,提高企业经济效益和环境效益,为建立绿色矿山,树立企业社会形象。     

河南省济源市玉川产业聚集区矿山生态环境地质问题及治理对策

矿山地质生态环境问题越来越受到国家的重视,其引发的地质灾害一直是制约部分地区发展的瓶颈。以人口较为密集的河南省济源市玉川产业聚集区内的矿山为研究对象,通过资料收集与分析、野外实地调查、综合研究等方法,总结了研究区内比较典型的地质环境问题,即露天采坑、渣堆、废弃石料厂、废弃石灰窑、废弃平硐、采空区、地面塌陷等,并且以比较典型的 NJ4′治理区为例,该区内发育地质灾害主要有露天采坑7个、渣堆7处、废弃石料厂4处、废弃石灰窑11座、废弃平硐12处、采空区3处、地面塌陷坑2处。采用“采空区浅部回填,深部地表设置警示牌+高陡边坡上部大坡比放坡回填至坡脚+采坑内挖高填低呈斜坡平整+截排水+道路+覆土植树+灌溉工程”的综合治理对策,为与该地区相似的矿山地质环境问题的治理提供参考。     

废弃露天坑充填治理技术研究

针对某露天转地下开采矿山面临的地下防洪和尾矿库库容不足的问题,以综合利用废弃露天坑与有效治理相结合为原则,提出利用全尾砂胶结充填已形成的露天采坑的技术方案,并通过采用FLAC 3D有限差分数值模拟软件,分析了露天坑治理与地下开采的相互影响,提出露天坑治理的工程技术措施。该技术方案的应用可为类似工程提供参考。     

岩溶山区电解锰渣库地下水环境污染特征及其污染控制

我国西南某岩溶山区电解锰行业较为发达，电解锰产出的同时也产生了大量锰渣，锰渣主要采用填埋存储的方法进行处理，区内电解锰渣场有20余处。锰渣场多位于岩溶洼地区，地下水环境极脆弱，有11座锰渣库存在渗漏污染地下水的环境问题。针对该区域内某2个电解锰渣库渗漏，污染下游岩溶地下河出口的具体问题，以改善地下水环境、节约污水治理资金为目标。以水文地质单元为研究范围，重点研究地下水污染途径及水文地质条件，通过调查、采样分析、钻探、物探、连通试验、抽水试验等工作方法，查明了这2个锰渣渣库渗漏是地下河出口污染的主要原因，渣库高悬于地下水水位之上，渣体内污染物通过6种途径进入地下水；锰渣库位于地下水系统排泄区，库区范围及下游地下水已被污染，占地下河流域面积的8.33%;地下水系统的补给径流区全为岩溶洼地，地下水未受污染，存在3处地下水集中径流带。根据研究区地下水污染特征及水文地质条件，提出了“分区治理、清污分流”的源头防控治理思路。抽水试验结果表明，按照该治理方法实施治理后，被污染地下河出口水量总体可减少70%以上，节约污水治理资金300万元/年。     

电解锰渣无害化处理与资源化利用技术研究进展

电解锰渣属第Ⅱ类一般工业固废。随着电解锰渣产量的增加和国家对环保要求的提高,电解锰渣的合理处置问题受到了越来越多的关注。根据电解锰渣的利用级别,可将电解锰渣的处理方式分为安全堆存、无害化处理和资源化利用三个层次。根据技术特征,可以将电解锰渣处理技术分为安全堆存技术、干法处理技术、火法处理技术及湿法处理技术四大类。本文按照电解锰渣的处理技术特征,对近年来的相关研究进展进行探讨,以期寻找到在技术、经济、市场容量或消纳能力及标准要求等方面同时可行的方案。     

露天采坑做尾矿库的研究与实践

大岭矿露天采矿结束,遗留的露天采坑容积达450×104 m3,如果能够利用露天坑堆放尾矿,与新建传统尾矿库相比可以减少占地、减少环境破坏、减少投资.为了实现露天坑做尾矿库同时保证地下矿正常开采,对露天坑做尾矿库和地下矿岩稳定性进行了岩体力学研究,同时采取露天坑防渗加固措施和胶结充填采矿,并对露天地下过渡段的采矿工程进行了注浆加固;采用浓密工艺将尾矿浓缩后排人露天坑尾矿库,溢流水泵送到老尾矿库澄清后回用,使大岭矿露天坑在做尾矿库的同时下部矿体能够安全回采,体现了循环经济的思想.     

复杂隐伏空区群露天坑尾砂胶结充填方案

为了解决复杂隐伏采空区群露天坑地质环境亟需治理修复与矿山尾矿库逐年容量减小、尾矿排放困难的现实难题，以大冶大红山矿为例，首先对露天坑底隐伏采空群进行综合探测，制定采空区安全治理措施；然后重点围绕露天坑尾砂充填方案和充填体强度参数进行综合论证，提出采用全尾砂胶结充填技术方案，从安全性和经济性角度综合分析，构建了露天坑不同高度范围充填体强度结构模型，为类似矿山开展复杂隐伏空区群露天坑尾矿充填生态治理提供参考。     

露天采坑改建尾矿库关键技术探讨

采坑改建为尾矿库是采矿坑综合利用方法之一。系统阐述了采坑改建尾矿库的关键技术，涉及到尾矿库容积确定，尾矿库边坡安全稳定，尾矿库排洪、回水系统的安全可靠性，坑内尾矿排放安全位置确定等方面，为采坑改建尾矿库工程项目的实施提供值得借鉴的方法并起到指导性的作用。     

金属矿露天坑与地下空区尾矿协同充填清洁生产

针对露天坑和地下空区诱发地质灾害、尾矿库存在溃坝风险和破坏区域环境等问题，以金属矿露天转地下开采矿山工程为研究对象，结合阶段空场嗣后充填法开采，发明了不均匀尾矿充填体制作与取样装 置，基于流体弗劳德准则，结合现场原位取样力学试验，提出了考虑尾矿充填强度不均匀特性的强度计算方法；基于测量学与系统工程理论，提出了露天坑与地下空区三维信息提取和尾矿协同充填与排水技术；运用 流体力学和有限元理论构建了一次充填高度和挡墙构筑位置参数优化三维模型，形成了高效—材料再用—低成本轻型挡墙尾矿充填封闭技术。研究成果在石人沟铁矿得到应用，建成了原矿200万t/a的铁矿床露天转地 下开采尾矿充填清洁技术工程示范，取得的主要技术指标为尾矿综合利用率达到100%、嗣后充填成本25元/t、挡墙构筑效率0.016道/(人·时)、构筑成本606元/m2。突破了露天坑与地下空区尾矿协同充填技术瓶颈， 完善了矿山尾矿处置理论与技术，实现了尾矿零排放，消除了露天坑与地下空区安全隐患，推动了冶金矿山生态文明建设，加快了资源绿色开采进程。     

云南省某尾矿库选址分析（增刊）

尾矿库库址的选择涉及矿山安全生产、经济效益及环境污染等问题。本文以云南省某尾矿库选址工作为例,通过对两个方案的库型、坝体、堆坝方式、库容、排洪系统及投资等方面进行系统比较分析,初步确定了优先推荐的库址方案。在此基础上进一步分析了优选方案库址场区的地质条件、拟建尾矿坝体稳定性及拟建尾矿库防洪系统的安全可靠性。最终确优选的库址方案是可行的。     

云南某露天采坑尾矿干堆振动液化研究

在露天采坑内干堆尾矿,尾矿堆积体是否液化是影响露天转地下安全、高效开采的重要因素。目前,对尾矿坝振动液化的研究较多,针对粉土性质的尾矿干堆体振动液化的研究鲜有论述。通过对尾矿开展相关试验,并从尾矿的微观结构与工程经验相结合,找出一个简便易行的振动液化判别方法。     

钢渣地层深基坑施工技术试验研究

在宝钢钢渣山区域拟建焊管厂需克服因钢渣层透水性强而造成的深基坑施工止水和排水问题。本文通过采取对不同深基坑止水措施的效果、工期、投资的比较分析,拟定了工程深基坑施工的技术措施,可供类似地下水位高、高透水性地质条件的深基坑工程参考。     

长距离管道输送砂浆治理矿山废弃露天坑及塌陷区综合技术研究

以厂坝铅锌矿地表存在的露天采坑及塌陷区为研究对象,露天坑以 1 298 m 水平(封闭圈)为界,分为Ⅰ 期、Ⅱ期治理工程。 采用矿业软件 Dimine 对露天坑体积进行了估算,在综合分析国内外露天坑治理现状的基础上同 时结合矿山实际情况,提出了采用全尾砂胶结充填治理厂坝铅锌矿存在的露天采坑及塌陷区的合理方案,并制定了 治理过程中的安全控制措施。 对确定的全尾砂胶结充填材料进行了充填试验,确定Ⅰ期治理工程充填砂浆浓度为 69%、灰砂比 1 ∶20;Ⅱ期治理工程充填砂浆浓度为 69%、灰砂比 1 ∶15。 采用数值分析,就Ⅰ期治理工程对井下采矿的 影响、Ⅱ期治理工程充填体形成的边坡的稳定性进行了分析研究。 研究方案实施后,既解决了露天坑及塌陷区对生 态环境的破坏问题,同时将废弃露天坑进行技术改造,使其变废为宝,为企业增加经济效益,同时降低了潜在的安全 风险。     

深凹露天坑排尾砂后地下采区稳定性分析

鲁南矿业王峪矿段深凹露天矿闭坑后,由于矿区尾矿库的库容不足,提出了露天坑底部排放尾砂的工艺。通过ABAQUS大型有限元数值软件,模拟了露天坑采结束-坑底干排尾砂-露天转地下第一阶段采矿全过程,分析了露天边坡位移变化趋势以及露天转地下采区的应力分布情况,得出结论：露天坑底排尾砂后地下开采区域应力场没有明显的增加,同时围岩体的塑性区域没有贯通;原露天边坡的水平与竖直位移均在可控范围内。并针对露天转地下过程中坑底积水情况,提出了工程上的防排渗措施,具有较好的工程参考价值。     

林冲尾矿库闭库治理

对林冲尾矿库存在的安全隐患进行必要的治理,对库内的尾砂进行回采,然后充填露天采坑。通过取砂,一方面可以闭库复垦,彻底消除危险源,确保安全;另一方面可以治理地表露天采坑并进行生态复垦,使尾矿库和露天采坑均得到综合治理。详细叙述了林冲尾矿库闭库治理流程。