白云鄂博西矿高浓度尾矿排放优化-矿业114网 
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白云鄂博西矿高浓度尾矿排放优化
2018-10-16
针对高浓度尾矿排放后流态随季节变化较大,冬季下游坝前发生冰冻层、库容利用率 低等问题,进行了尾矿排放优化研究。 通过优化研究得到了高浓度尾矿排放随季节变化调整排放 方式的规律,最终控制了下游坝前矿浆抬升高度,减少了下游坝前冰冻层厚度,提高了尾矿堆存密 度,实现了较高的库容利用。
Serial No. 593 现ꢀ 代ꢀ 矿ꢀ 业 总第 593期 September. 2018 MODERN MINING 2018 年 9 月第 9 期 白云鄂博西矿高浓度尾矿排放优化研究 刘占全ꢀ 赵启东ꢀ 宋立民 内蒙古包钢钢联股份有限公司巴润矿业分公司) ( ꢀ ꢀ 摘ꢀ 要ꢀ 针对高浓度尾矿排放后流态随季节变化较大,冬季下游坝前发生冰冻层、库容利用率 低等问题,进行了尾矿排放优化研究。 通过优化研究得到了高浓度尾矿排放随季节变化调整排放 方式的规律,最终控制了下游坝前矿浆抬升高度,减少了下游坝前冰冻层厚度,提高了尾矿堆存密 度,实现了较高的库容利用。 关键词ꢀ 高浓度ꢀ 尾矿排放ꢀ 库容利用 DOI:10. 3969 / j. issn. 1674-6082. 2018. 09. 031 ꢀ ꢀ 高浓度尾矿又称膏体尾矿,是浆状尾矿浓缩脱 2. 1ꢀ 控制下游坝前矿浆抬升高度 [ 1] 水达到泵送极限、不离析黏稠状的程度 。 白云鄂 博西矿尾矿堆存应用高浓度堆存技术,是全国首例 应用该技术处理尾矿工艺的大型黑色冶金铁矿山, 该技术解决了白云鄂博高寒、缺水、选厂用水量大的 技术难题,实现了尾矿库占地面积小、坝体安全系数 控制下游坝前矿浆抬升高度的必要性,运行中, 下游坝处矿浆因冬季矿浆流动性变好,直接流到下 游坝前,造成下游坝前矿浆滩面抬升接近安全超高, 设计规范尾矿库安全超高为 1 m,中后期调洪水 深 6 m,因此必须控制下游坝前矿浆抬升高度来满 足尾矿库服务年限。 下游坝前矿浆抬升位置见图 1。 [ 2] 高、稳定性好、环保效益突出等特点 。 为此,针对 白云鄂博西矿冬季下游坝前发生冰冻、库容利用率 低等问题,对高浓度尾矿排放进行了实践优化研究。 1 ꢀ 尾矿库运行工艺及存在问题 尾矿库由尾矿坝环绕建成,上游坝设置 8 个排 放点轮流进行排放,矿浆排放后析出水通过库区取 水塔溢流进入下游集水池回收利用。 但在运行中, 矿浆流态随季节变化较大,流态的变化影响冬季扬 尘面积的大小、库容利用及回水质量和回水量。 因 此,控制好矿浆排放可以提高库容利用率,减少冬季 扬尘,提高年回水量。 图 1ꢀ 下游坝前矿浆抬升位置 2 . 2ꢀ 通过子坝实现库区矿浆流态控制 为了提高库区矿浆排放的均匀性及降低库区冬 季冰冻层,提高库容利用率,需在库区设置两条子坝 来控制矿浆分布状态。 通过库区运行总结,尾矿库存在的问题主要表 现为:①库容利用率较低,下游坝年抬升速度较快, 每年 2 m 以上,导致下游坝提前达到安全超高,库中 到上游坝库容无法利用;②年回水量少,库区下游坝 坝前东侧地势较低,导致坝前东侧汇水面积较大,无 法回收此部分积水;③因冬季矿浆排放不合理,矿浆 排放面积大造成后期扬尘面积随之增大。 2. 2. 1ꢀ 子坝二建设依据高度及位置的确定 3 根据冬季尾矿排放量为 1 220 000 m 及库区原 始坡度不变的情况下,矿浆排放厚度在子坝二前应 为 2. 6 m,因此子坝二建设高度不低于 2. 6 m,长度 为 1 000 m,顶部宽度为 5 m,坡比为 1 ∶1. 5。 最终通 过子坝二阻挡矿浆无限制的流动,将矿浆集中在子 坝北侧区域,降低下游坝前矿浆滩面过快抬升。 (1)子坝二建设高度、位置测量论证通过库区 测量数据表明:子坝一和子坝二坝顶平均高差 6. 4 m,子坝一和子坝二间矿浆面南北边界平均高差 3. 8 m,加筑高度为 2. 6 m,子坝二在子坝一下游平均距 2 ꢀ 高浓度尾矿优化排放提高库容利用率实 践应用 ꢀ ꢀ 刘占全(1968—),男,正高级工程师,014080 内蒙古包头市白云 3 离 606 m 处。 此区域库容约 137. 72 万 m 。 鄂博矿区。 1 41 总第 593 期 现代矿业 2018 年 9 月第 9 期 2. 3ꢀ 均匀排放提高库区矿浆堆存密度 ( 2)在子坝二的坝前汇水区域设置溢流口,溢 流口采用 ϕ350 mm 管道穿越子坝二,实现有效导 水,确保子坝二过水不过矿。 若不设置溢流口,积水 冬季冰冻,次年矿浆覆盖,占据库容,不利于回水利 用。 子坝二溢流口见图 2。 单点轮流集中放矿,应在库区现有 8 个排放点 基础上采用等周期轮流放矿,便于实现上游坝处矿 浆的均匀排放。 因前期排放导致库区东侧整体地势 较低,主要集中在第七排放点南北走向区域,所以第 七排放点在 2018 年年度排放中较其他排放点应多 排放一个周期,便于提高库区东侧低区域矿浆滩面, 实现库区子坝一北侧整体均匀放矿。 排放点排放实 施计划见表 1。 ꢀ ꢀ 排放口的改造,延长上游坝坝前排放管到矿浆 滩面进行排矿,用 ϕ350 mm 钢管及弯头连接 ϕ350 mm 的现有排放管,到矿浆滩面距坝根 1 m 远处进 行放矿。 减少库区冲刷沟,提高矿浆排放后的均匀 性。 排放口改造效果见图 3。 图 2ꢀ 子坝二溢流口 2 . 2. 2ꢀ 原有子坝的调整 原有子坝一不加高,不能阻挡矿浆流动,在两头 及中间分别开口一处,便于矿浆流入子坝一到子坝 表 1ꢀ 排放点排放实施计划 二间地势较低的区域,充分利用此排部放分时间库容。 通排过放点位置 排放预期效果及说明 上述措施,改变矿浆分布状态,20提17高年库1 月容1利日用— 。 因受上一年排放影响,避免因更改排放点导致后期扬尘,现根据现 进行调整,第 4 点放矿后矿浆可以流入下游坝东侧低处,便于抬升 第 3、第 4 3 月 15 5 6 实现均匀放矿,矿浆流到下游坝处挤压下游坝东侧常年积水到取水塔回收 实现均匀放矿,矿浆流到下游坝处挤压下游坝东侧常年积水到取水塔回收 实现均匀放矿,矿浆流到下游坝处挤压下游坝东侧常年积水到取水塔回收 实现均匀放矿,且形成板结块 7 1 2 实现均匀放矿,且形成板结块 4 实现均匀放矿,形成板结块覆盖前期起尘矿浆面 3 实现均匀放矿,形成板结块覆盖前期起尘矿浆面 8 实现均匀放矿,形成板结块,矿浆流到下游坝处挤压下游坝东侧常年积水到取水塔回收 实现均匀放矿,形成板结块,矿浆流到下游坝处挤压下游坝东侧常年积水到取水塔回收 实现均匀放矿,形成板结块,矿浆流到下游坝处挤压下游坝东侧常年积水到取水塔回收 根据冬季现场运行情况进行调整(解决冬季扬尘问题) 7 6 定 铲切削成规则立方体,称量重量,计算体积,然后利 用质量与体积的比值计算其含水分的堆密度,将矿 样烘干后计算其干矿堆密度。 库区西北侧、东北侧堆密度测定结果见表 2、表 3 ,总体测定结果见表 4。 表 2ꢀ 库区西北侧堆密度测定结果 粒度 (ꢁ0. 074 mm) 库区位置 水分 干矿密度 湿矿密度 编号 图 3ꢀ 排放口改造效果 3 3 / m / % / (t/ m ) / (t/ m ) / % 2 . 4ꢀ 尾矿堆密度测定 通过取样对库区上游侧和下游侧尾矿堆密度测 表层 表层 0. 1 8. 69 7. 52 9. 07 8. 71 9. 02 68. 96 69. 12 69. 6 1. 817 1. 851 1. 855 1. 890 1. 820 1. 846 1. 982 2. 001 1. 790 1. 990 1. 922 1. 990 2. 000 2. 040 2. 070 2. 000 2. 090 2. 300 2. 150 2. 030 2. 230 2. 140 # 1 定,第一批次:在尾矿库区的上游侧,利用冲刷沟两 侧的较大断面,去除表层浮矿,在不同标高、不同地 段取样,保证块样没有明显裂隙,具有足够的代表 性;第二批次:在尾矿库下游侧,挖掘不同取样点,在 表层以下不同标高取样,保证块样没有明显裂隙和 分层,具有足够的代表性。 取样点 0 0 . 1 . 2 68. 68 72. 76 75. 24 71. 88 71. 88 70. 48 67. 76 65. 96 0 ~ 0. 15 11. 63 . 15 ~ 0. 30 13. 80 0. 15 ~ 0. 30 6. 89 0 # 2 取样点 0. 30 ~ 0. 45 11. 73 0 0 . 45 ~ 0. 60 10. 91 . 45 ~ 0. 60 10. 31 测定方法,将不规则形状的尾矿库块样利用样 1 42
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