一种高寒地区高浓度尾矿库优质运行操作方法与流程

本发明涉及一种高寒地区高浓度尾矿库优质运行操作方法。

背景技术：

目前原有的操作技术为：1.确认具备排矿。2.切换至需要用的排矿管道位置。3.掌握溢流塔水位，保证回水的情况下尽量降低水位。4.随时掌握矿浆流向及分布情况，保证回水质量，保证涵管、斜槽、取水塔内无堵塞，无泄漏；5.尾矿坝检查内容：坝的轮廓，变形，裂缝、滑坡和渗漏，坝面保护等。以上为以前的尾矿库运行操作方法，通过该操作方法主要存在问题如：1.该操作法未将季节性影响因素纳入尾矿排放操作范畴，不利于尾矿库的优质运行。2.操作法中排出矿浆随意流动，流态得不到有效控制。3.操作法中回水水质则无法得到保证。4.操作法不便于四个班岗位人员形成标准作业进行操作，将影响库区优质运行的隐患可以及时解决。5.操作法因操作不统一、措施不完整，库区扬尘不能及时得到控制。

技术实现要素：

为了解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种高寒地区高浓度尾矿库优质运行操作方法，节约大量生产用水，尾矿库占地面积小，坝体安全系数高，稳定性好且环保效益突出。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种高寒地区高浓度尾矿库优质运行操作方法，包括：

s1、排放方式的季节性调整

在春、夏、秋三季温度高于零下5摄氏度的季节，依然采用原有的单点轮流放矿方式，排放点倒换周期为1个月，形成良好的尾矿滩面；

在冬季温度较低的寒冷季节，采用北坝多点排放，在原有的单点放矿口接出20-30个dn50的分支放矿口同时进行放矿，使矿浆在一个面上铺开；

s2、库区矿浆流态控制

在入冬前对子坝进行加高，以阻挡矿浆无限制的流动，将矿浆集中在子坝北侧区域，以保护南坝，同时在子坝较高地势打通缺口，以沙袋土工布结合的方式形成溢流口，以使析出清水从该位置通过子坝达到取水塔，实现矿浆沉积区域内的析出水疏导，减少冻结层内水量，实现高效回水；

s3、回水质量控制

在取水塔外围进行砌石挡圈拦挡，砌石挡圈设置宽度为10-20米，使用碎石碾压而成，在挡圈内部设置有土工布以对析出水进行过滤，以保证通过取水塔的水为清水，同时对在矿浆滩面以下的取水口进行封堵，使析出水以溢流的形式从矿浆滩面上部溢流至取水塔内部，以控制回水水质。

进一步的，原有的每个单点放矿口均接出同样多的分支放矿口，实现北坝任意一个位置的多点放矿要求，每组多点放矿口排布宽度为150-250米，各组多单放矿口运行过程中轮流放矿，轮流周期为1个月。

进一步的，多点排放与单点排放的切换可通过阀门进行控制，操作方便。

进一步的，北坝设置的多个排放点轮换排放，形成矿浆滩面的逐层覆盖。

进一步的，北坝设置的多个排放点轮换排放的轮换周期为一个月。

进一步的，每组多点放矿口排布宽度为200米。

进一步的，在原有的单点放矿口接出25个dn50的分支放矿口同时进行放矿。

进一步的，砌石挡圈设置宽度为15米。

与现有技术相比，本发明的有益技术效果：

本发明高寒地区高浓度尾矿库优质运行操作方法，可以有效的控制矿浆流态。通过冬季加高子坝将矿浆集中在子坝北侧区域，矿浆中析出的水通过子坝低点处打开缺口经库区取水塔流入积水池回收利用。即回水储量随之增大，降低了生产成本，节约了生产能源。通过生产实践对比，使用高浓度尾矿库优质运行操作方法之前，冬季每月排放到尾矿库83万吨矿浆中的15万吨水和矿浆一层一层的冻到南坝处。整个冬季冰冻层为3-5米，夏季可消融1-2米，导致之下2-3米冰冻层内的矿浆含水永久不能回收利用。使用高浓度尾矿库优质运行操作方法后每年多回收水约60万吨水，(15万吨x4个月)节约成本420万元。集水池中的水通过库区中的取水塔流入，其带入集水池的尾泥将影响集水池的库容。因此控制水质，减少集水池水中含泥量。从而避免了集水池2年一次的清淤工作。每年折算节约生产成本30万元。

同时还有良好社会效益，通过高浓度尾矿库优质运行操作方法，矿浆排放便于形成滩面，实现矿浆逐层覆盖。制库区扬尘。避免扬尘进入白云鄂博生活区，杜绝上访事情发生，满足当前严峻的环保要求。通过高浓度尾矿库优质运行操作方法，保证了库区少积水，有效的提高了尾矿库的利用率，延长了尾矿库的使用年限，预计尾矿库使用寿命延长1年，服务年限增至14年，即增大了库容。同时也确保了尾矿库安全运行。因为白云鄂博严重缺水，又属高寒、风多地区。节约用水，抑制库区扬尘是我们一直在生产实践中努力寻找解决的问题。通过前期的生产实践，总结了高浓度尾矿库优质运行操作方法。相比以前的操作法具有实用、独创、先进、安全、高效、优质的特点。

附图说明

下面结合附图说明对本发明作进一步说明。

图1为多点排放布置示意图(六组、每组25个dn50的分支放矿口)；

附图标记说明：1-排放点；2-分支放矿口。

具体实施方式

工作过程：

尾矿采用高浓度干堆法，总体可分为两次浓缩过程：浓度9.5％的矿浆经一次浓缩48米高效浓缩机浓缩后，成为浓度为45％-50％的底流，经底流泵送至二次浓缩φ20m×18m深锥膏体浓缩机，矿浆加入絮凝剂浓缩沉降后形成浓度为73％的矿浆排放至尾矿库储存。尾矿库区由尾矿坝环绕建成，坝体由废石碾压填筑而成。北坝作为主排放坝，设置六个排放点，各点轮流进行排放，西坝作为临时排放坝，设置两个排放点，作为事故或北坝子坝建设时期的排放。尾矿库区面积2.7立方千米，可满足13年的尾矿排放。在尾矿下游设有集水池对尾矿渗透水进行回收利用，可容纳84.5万方回水及200年一遇的洪水。回水收集后经一条直径273mm输送管输送至尾矿二次浓缩，再由直径426mm回水管线将回水输送至厂区进行回水利用。

本发明根据高寒地区尾矿高浓度尾矿库的生产实际情况及操作经验，总结了此高寒地区高浓度尾矿库优质运行操作法，其内容对之前尾矿库单点放矿、库区内矿浆的随意性流动、库区回水有即回、无便停的无规划回水、矿浆滩面的季节性尾矿颗粒扰动等操作方式进行了优化操作，对设计建议的库区运行方案进行了改革性尝试，并取得了成功。同时对影响高浓度尾矿库运行各因素进行了分析。根据所处高寒地区的特殊性，尾矿库的运行需按不同季节进行不同对待，应对季节变化带来的影响，使其在一个周期的季节变化中提前做好准备，时时处于运行最佳状态，具体操作要领概括为库区运行“三步走”。该“三步”内容紧密相连，缺一不可，第一步解决了尾矿排放，形成良好滩面后，库区上游问题得到了解决，库区下游问题的解决需要进行第二步的矿浆流态控制，为实现库区回水再利用进行第三步回水质量控制。通过此三步的优化操作，最终实现高浓度尾矿库的安全、稳定、优质运行。根据此顺序编写了操作法，具体内容如下：

第一步：排放方式的季节性调整；

第二步：库区矿浆流态控制；

第三步：回水质量控制；

1、排放方式的季节性调整

高浓度尾矿排放后的滩面形成与环境温度有直接关系，温度越高，矿浆流动性越差，滩面形成越好，可以实现矿浆逐层覆盖。当环境温度低于5摄氏度以下时，便不会形成滩面，矿浆沿冲刷沟直抵南坝。矿浆滩面表层在未进行清水析出前便因温度过低形成冻结层，在该地区冬季干燥多风的自然环境下，矿浆滩面表皮冻结层受风化干燥，易被风力扰动，形成扬尘。同时，由于矿浆的无法控制，都汇集在南坝北侧位置，对取水设施不利，并且在寒冷状态下，矿浆会在清水未能析出状态下逐层冻结，尾矿表面抬升3-5米，被冻结的尾矿两米以下部分不能溶解，导致该部分水不能回收，同时占据较大库容。

鉴于上述情况，针对季节的不同，采用不同的尾矿排放方式，可有效的解决上述问题。在春、夏、秋三季温度高于零下5摄氏度的季节，依然采用原有的单点轮流放矿方式，排放点倒换周期为1个月，可以形成良好的尾矿滩面，目的在于使尾矿析出水可以达到南坝北侧取水塔位置，有利于析出水进入集水池回收，同时可以降低库区南北两个区域的高差，实现库容合理利用。在冬季温度较低的寒冷季节，采用北坝多点排放，在原有的单点放矿口接出25个dn50的分支放矿口同时进行放矿，使矿浆以一个“面”的形式输送到尾矿库，实现尾矿滩面的形成，可以有效实现矿浆滩面的逐层覆盖。原有的每个单点放矿口均接出同样多的分支放矿口，可以实现北坝任意一个位置的多点放矿要求，每组多点放矿口排布宽度为200米，六组多单放矿口运行过程中轮流放矿，轮流周期为1个月，这样便可实现尾矿库内滩面始终以逐层覆盖的形式出现，避免了风力对尾矿冻结表层的扰动，抑制了扬尘，有效利用了库容。多点排放与单点排放的切换可通过阀门进行控制，操作方便。

如图1所示，多点排放实施方案：在尾矿库北坝每个排放点1设置25个dn50的分支放矿口2，同时使用25个分支放矿口2进行放矿，使矿浆在一个面上铺开。共设置6组排放点轮换排放，形成矿浆滩面的逐层覆盖。

2、库区矿浆流态控制

高浓度堆存尾矿库设计之初的目的在于尾矿库内部无积水，矿浆滩面自北向南形成3％的坡度，析出水至南坝后由取水设施输送至集水池，以保证库区的安全。实际运行过程中由于冬季矿浆的流动性增强，在多点排放滩面形成后，析出清水最终汇集直抵南坝，形成的冲刷沟会再次使矿浆汇集，流至南坝，使南坝北侧矿浆滩面抬升较快，在冬季形成冻结层，影响回水，同时影响库区使用寿命。

鉴于上述情况，在库区内部依托有利地势选择了三处子坝建设区域，在入冬前对子坝进行加高，以阻挡矿浆无限制的流动，将矿浆集中在子坝北侧区域，以保护南坝，同时在子坝较高地势打通缺口，以沙袋土工布结合的方式形成溢流口，以使析出清水从该位置通过子坝达到取水塔，实现矿浆沉积区域内的析出水疏导，减少冻结层内水量，实现高效回水。目前正在使用的是最北侧子坝建设区域，其余两位置计划于库区运行第六年和第九年分别进行投用。如此的矿浆流态控制可有效缓解南坝压力，同时实现合理利用库容的目的。

3、回水质量控制

虽然尾矿以高浓度的形式排出，但仍带入库区30％左右的水，该部分水的回收在实现回水再利用的同时，对库区的稳定运行也有关键作用。高浓度堆存尾矿库的回水设施不同于常规尾矿库，常规尾矿库的汇水区域在库区中部，有较大面积的沉降水域，回水水质可得到保障，高浓度尾矿库因尾矿含水量较少，在放矿主坝对应的距离较远、地势较低的坝体附近进行库区取水。由于水量较小，至取水塔后便可排走，不进行汇集，导致无足够的沉降时间，所携带的尾矿颗粒也会随之进入到集水池，甚至矿浆直接可以流入到集水池内部，造成集水池水浑浊，不能满足选矿对回水水质的要求，缩短了管道及回水设施的使用寿命。同时集水池内尾矿泥的汇集将直接导致集水池库容的减少，为不影响其正常蓄水防洪的功能，需进行每两年一次的集水池清淤工作。

鉴于上述情况，将之前的取水塔使用方式进行了调整，在取水塔外围进行砌石挡圈拦挡，砌石挡圈设置宽度为15米，使用碎石碾压而成，在挡圈内部设置有土工布以对析出水进行过滤，以保证通过取水塔的水为清水，同时对在矿浆滩面以下的取水口进行封堵，使析出水以溢流的形式从矿浆滩面上部溢流至取水塔内部，以控制回水水质。

以上所述的实施例仅是对本发明的优选方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。