瓮福磷矿选矿厂是瓮福(集团)有限责任公司主要磷精矿供应基地,目前已形成了年处理原矿550万t,生产磷精矿380万t的生产能力。瓮福磷矿选矿厂尾矿库设计为“上游法”筑坝工艺,初期坝为透水堆石坝,坝底标高1155m,坝顶标高1190m,坝高35m,坝坡内外坡比为1:2;前十期子坝采用当地土石料堆筑子坝,每期子坝高3.5m,坝顶宽2m,坝坡内外坡比1:2,前十期子坝堆积总坡比1:3.711;后十期子坝采用尾砂堆筑子坝,每期子坝高3m,坝顶宽2m,坝坡内外坡比1:2,后十期尾砂堆积子坝总坡比1:5,最终堆筑标高1255m,总坝高100m,总库容2498万m³。
瓮福磷矿选矿厂尾矿库为了充分利用现有尾矿库的土地资源,能否进行瓮福磷矿白岩尾矿库进行扩容延长尾矿库的服务年限;2012年8月请长沙有色冶金设计研究院对瓮福磷矿白岩尾矿库进行了充分论证后,瓮福磷矿白岩尾矿库能实现加高扩容;长沙有色冶金设计研究院设计瓮福磷矿白岩尾矿库扩容采用尾砂堆筑子坝,每期子坝高2m,坝顶宽2m,坝坡外坡比1:2,尾砂堆积子坝总坡比1:5,最终堆筑标高1272m,总坝高117m,总库容3711万m³。
瓮福磷矿选矿厂尾矿库按专家们意见,根据长沙有色冶金设计研究院对瓮福磷矿白岩尾矿库尾砂筑坝的设计施工图,并根据瓮福磷矿相关管理人员到外省有色金属尾矿库考查尾砂筑坝的实例后,结合瓮福磷矿白岩尾矿库现场实际情况,组织施工的磷矿山尾矿库尾砂筑坝,尾矿库取尾砂筑坝施工图1。
瓮福磷矿尾矿库取尾砂筑坝施工图1
瓮福磷矿根据长沙有色冶金设计研究院对瓮福磷矿白岩尾矿库尾砂筑坝的施工图设计,结合瓮福磷矿白岩尾矿库尾砂沉积的特性和尾矿库沉积滩面的实际情况,瓮福磷矿尾矿库管理人员提出了尾砂筑坝一次性设计,分期取尾砂筑坝施工到设计高度,提出的建议取得了设计院的同意,瓮福磷矿白岩尾矿库于2013年7月2日开始取尾砂堆筑第一期1级尾砂坝,到2013年7月22日第一期1级尾砂坝共施工21天全部堆筑完毕;一次性施工完毕1级子坝坝底宽5.75米、坝顶宽2m,坝高1m,坝长640m,堆筑尾砂坝外坡比1:2,内坡比1:1.5。这是瓮福磷矿第一期1级堆筑完工并投入使用的磷矿尾砂坝,磷矿尾砂筑坝施工完工及投入生产运行图2。
瓮福磷矿尾砂筑坝施工完工及投入生产运行图2
瓮福磷矿白岩尾矿库在尾砂筑坝实施前,长沙有色冶金设计研究院设计者和来的专家们提醒尾矿库管理人员,尾砂筑坝投入生产运行后,要求瓮福磷矿白岩尾矿库必须做到的几点是:一是坝上24小时不能离人,坝上实行24小时昼夜巡检;二是坝上放矿必须严格按规定、规范操作;三是下暴雨时,尾矿库全体人员上坝巡查,及时作好坝体冲沟等抢险;四是尽快输通排水构筑物,确保排水设施完好。就在瓮福磷矿白岩尾矿库第一期1级尾砂坝投入生产运行期间,坝前放矿造成尾砂坝坝内坡好多地方出现裂隙,有的地方还有滑坡现象。尾砂坝快放满尾矿浆时,尾矿浆易从坝顶溢出坝外,尾砂坝坝外坡易冲坏造成危害。检查出尾砂坝内坡多处有裂隙、滑坡图3,图4。
尾砂坝坝内坡检查出的裂隙图3
尾砂坝坝内坡检查出的滑坡图4
瓮福磷矿白岩尾矿库第一期1级尾砂坝生产运行期间,严格按照长沙有色冶金设计研究院规定的尾砂筑坝过程中,遵循一段筑坝,一段凉干,一段放矿原则。到2013年9月初,瓮福磷矿白岩尾矿库第一期1级尾砂坝的凉干区,按现场生产要求和设计规定,都具备取尾砂堆筑第一期2级尾砂坝了。机械设备开进尾矿沉积滩面,还未到取砂区,筑坝的机械设备就下沉,不能行走了。又凉干几天,再次把机械设备开进行尾矿沉积滩面,比上次多行进了3m,还是没有到取砂区,筑坝的机械设备就下沉了,看来这样的机械取尾砂筑坝方法,是完全不能满足白岩尾矿库的筑坝需求,更会造成瓮福磷矿选矿厂的停产等待筑坝。
根据瓮福磷矿白岩尾矿库的现实情况,尾矿库管理人员探索出了一种新的取尾砂筑坝方案;新的取尾砂筑坝方案上报工程技术部门,经过大家讨论后,同意按新的取尾砂筑坝方案堆筑白岩尾矿库尾砂坝,瓮福磷矿白岩尾矿库于2013年9月18日开始采用新的取尾砂筑坝方案堆筑第十二期第2级子坝,施工效果很好。尾砂堆筑子坝具体实施方案是,分几次堆筑2级子坝,每次堆筑坝底宽3.5m、坝顶宽3m、坝高0.4-0.6m,最后堆筑到设计子坝高度。新的取尾砂筑坝施工图5。
新的取尾砂筑坝施工图5
瓮福磷矿白岩尾矿库采用新的取尾砂筑坝方案堆筑坝后,打破了传统尾砂堆坝工艺“三段两管式”,不管天气和放矿条件都可堆坝;堆坝时机械设备在坝体上行走,不在从坝内行走,从库里向外铲尾矿堆筑子坝,解决了凉干不够,机械设备在坝体内行走下沉问题;在堆坝前放矿管道由机械设备分段从坝体往里移动,解决了原来堆坝必须双管放矿轮流放矿;由于放矿管道放置在靠尾砂坝内边,放矿管道与堆筑的子坝基本一样高,原来放矿支管放矿易冲刷子坝内坡部份由放矿主管挡住,解决了尾矿浆冲刷子坝坡现象,同时也解决矿浆溢出冲刷坝体的危害。这是新的取尾砂筑坝施工完工及投入生产运行情况图6。
新的取尾砂筑坝施工完工及投入生产运行情况图6
瓮福磷矿白岩尾矿库采用新的取尾砂筑坝方案取得的优点是:一是可以随时堆筑尾砂坝、解决机械设备作业时下沉问题,且坝体在堆筑过程中机械设备反复碾压坝体密实度较高,稳定性好;二是放矿管道为更换不影响筑坝,放矿管道拆装方便,工作量小;三是坝体不易冲刷,放矿工操作难度小;四是国内第一家采用这种方式筑坝。该方法筑坝尾砂堆筑的核心内容是:每次取尾砂堆筑坝体高度不应超过0.8m,挖机必须在尾砂堆筑坝体上行走,根据设计要求平台宽度、外坡比放出筑坝线,坝上每次安装放矿主管管底高程必须低于当时尾砂筑坝坝顶高程至少0.1m以上。
瓮福磷矿白岩尾矿库探索出来的尾砂筑坝方法,可以在全国能用尾矿筑坝的尾矿库进行推广应用,该方法堆筑的尾砂坝:筑坝施工安全,筑坝工程量小,坝体稳定性好,管理简单,操作方便等特点。
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