预设排渗系统降低某尾矿库浸润线

朱正环

(浙江漓铁集团有限公司)

预设排渗系统降低某尾矿库浸润线

朱正环

(浙江漓铁集团有限公司)

浸润线作为尾矿库的生命线，对于衡量尾矿库坝体稳定性具有重要作用。结合某尾矿库降低浸润线的实际工程，分析浸润线升高原因，引入了预设排渗系统。实践表明：该系统能有效提高尾矿库垂直排渗能力、降低浸润线，节约了工程成本，确保尾矿库安全运行。

尾矿库 浸润线 预设排渗 垂直排渗

尾矿库浸润线是指水从土坝(或土堤)迎水面，经坝体向下游渗透所形成的自由水面和坝体横剖面的相交线，其高低直接影响尾矿库的安全稳定。影响浸润线高低的因素主要有：坝内各层渗透系数，干滩长度，尾矿库下游平均坡度，尾矿坝上游冲击坡度，尾矿坝出口附近渗透系数和坝初期透水性等。尾矿库运行后，堆积坡度、尾矿冲击坡度和初期坝透水性都是确定的，而坝内各层渗透系数及干滩长度则随尾矿性质如尾矿粒度组成、细泥含量等而变化。

1 降低尾矿库浸润线工程概述

目前降低浸润线的工程措施主要有：铺设排渗褥垫，布置排渗管、盲沟，干砌块石贴坡，设置坝外水平顶管排水管、垂直沙袋井或插板、辐射井等。

浙江漓铁集团有限公司兰亭尾矿库初期坝为心墙土坝，坝底标高21 m，坝顶标高43 m，坝高22 m。后因生产需要，进行扩库增容，最终堆积坝顶标高150 m，相应尾矿堆积总高度为129 m，总库容1 835万m3。尾矿库采用上游筑坝，以尾矿堆积坝外坡20%的坡度，每年增高2 m，沉积滩推进10 m。

从2003年至今，尾矿库初期坝及副坝浸润线总在不定周期内升高—治理—降低—再升高—再治理中循环。为保证尾矿库安全稳定运行，根据设计要求，当尾矿库浸润线升到一定高度后，公司先后实施了以下排渗工程：

(1)2003年由鞍山设计院设计施工主坝65 m标高垂直沙袋井-水平顶管排渗系统、110 m标高盲沟排渗系统和副坝110 m标高采用褥垫式排渗系统，投资费用达600万。该项目有效降低了浸润线水位。

(2)随着坝体升高，2009年浸润线再次升高，实施了55 m标高垂直沙袋井-水平顶管排渗系统，工程费用为75万。

(3)2011年副坝浸润线也随坝体的升高而升高，施工完成了主副坝125 m标高排渗盲沟系统。工程投入费用为110万。

(4)2012年浸润线水位再次升高，设计实施采用弧形顶管排渗工程。投入费用120万元。

由以上工程可知，为降低初期坝浸润线，采用了2次垂直沙袋井-水平顶管工程，1次弧形顶管排渗工程，均通过提高尾矿库垂直排渗能力以降低该浸润线。垂直沙袋井-水平顶管工程量较大、费用高、一次性投资大；弧形顶管工程施工简单、排渗效果较好，但费用也较高。

2 尾矿库浸润线升高原因及排渗施工的作用

根据尾矿库降低浸润线的治理工程情况，对尾矿和沉积滩尾矿进行粒度分析，结果分别见表1、表2。

表1 尾矿粒度分析结果

由表1可知，尾矿-200目含量大于77.25%，粒度细、透水性能差，是影响尾矿库排渗能力的主要原因。

表2 沉积滩尾矿粒度分析结果

为保证沉积滩的高差不超过50 cm，主副坝同时放矿，主坝的细泥颗粒因压力、距离等因素影响，大多沉积在副坝沉积滩上，由表2可知，副坝-200目含量为35.4%，最终形成夹层，严重影响尾矿库整体排渗能力。夹层示意图见图1。

图1 尾矿沉积夹层示意

3 预设排渗系统

尾矿库建设运行成本占选矿厂总运行成本的5%～10%。因此，在保证尾矿库安全、稳定运行的同时，开发一套合适的系统以降低浸润线、节约成本具有重要意义。本着“预防为主、防治结合”的原则，参照近几年兰亭尾矿库降低浸润线的工程，结合尾矿库实际情况和投资费用等因素，开发了一套预设排渗系统。

该系统在目前标高125 m的横向排渗盲沟上设置垂直排渗导管，导管为长4 m、φ75 mm的PE厚壁管，抗压强度大。钻孔后外包400 g/m2的土工布以替代垂直沙袋井排渗体。排渗管共3排，间隔1 m，交叉布置于盲沟周边，较垂直沙袋井具有导水能力好、施工简单、费用低的特点；无盲沟处设置纵向排

渗导管，引水至坝外。整个排渗体体积达到8 000 m3，与原有盲沟、导管构成三维排渗系统，见图2。

图2 三维排渗示意

排渗体位于排渗盲沟之上，距离子坝约80 m，能有效引导该处渗透水经导管排出至坝外，确保排渗体外的坝体浸润线水位在6 m以下，满足尾矿库安全稳定运行的要求。采用预设排渗系统降低浸润线工程，显著提高了尾矿库垂直排渗能力。从现场可以看出，沉降滩表面干燥、开裂，同时导管24 h出水量为70.24 t，说明该系统降低浸润线高度效果明显。工程总投入约10万元，费用较低，节约了成本。

4 结 语

(1)兰亭尾矿库的尾矿粒度细、含泥量高以及实际运行中主、副坝长度变化、放矿等原因导致尾矿副坝沉积滩易出现细泥夹层现象，降低排渗体排渗能力，使尾矿库浸润线过高，危及尾矿库的安全运行。结合近年来尾矿库浸润线治理的工程情况，自行开发了预设排渗系统，建设垂直排渗系统与原有盲沟导管构成三维排渗，引导排渗水从盲沟排出，有效提高了尾矿库垂直排渗能力，从而降低尾矿库浸润线，确保尾矿库安全稳定运行。

(2)预设排渗系统具有效果显著、施工简单、周期短、投资费用少等特点，为同类尾矿库浸润线的治理提供了技术参考。

2015-01-07)

朱正环(1979—)，男，工程师，312043 浙江省绍兴市兰亭镇。