尾礦庫的環(huán)保防滲設(shè)計(jì)研究

栗德星

（西安有色冶金設(shè)計(jì)研究院有限公司，陜西 西安 710001）

尾礦庫將選礦廠產(chǎn)生的大量尾礦集中堆存、妥善處理，能夠回收利用一部分資源，并有效保護(hù)周邊環(huán)境。只有通過科學(xué)合理的設(shè)計(jì)，規(guī)范精心的施工，外加嚴(yán)密的技術(shù)檢測，能有效保證防滲土工膜襯層的水利防滲性能，提高尾礦庫環(huán)保性能的可靠性。

1 尾礦庫對周邊環(huán)境的影響

尾礦庫對周邊環(huán)境的影響主要可以分為水環(huán)境、土壤、地質(zhì)災(zāi)害三個(gè)方面來論述：在水環(huán)境方面，礦山企業(yè)在生產(chǎn)過程中勢必會(huì)產(chǎn)生選礦廢水，如果這些廢水直接排入環(huán)境，將導(dǎo)致地下水污染及地表水污染，而且尾礦砂在風(fēng)化、侵蝕的作用下也會(huì)產(chǎn)生滲濾液，這些滲濾液中包含有機(jī)物、金屬鹽類、硫化物、酸根離子等有害物質(zhì)，不加以處理也會(huì)對周邊水資源造成污染；在土壤方面，尾礦庫在建設(shè)、使用的過程中必然會(huì)阻斷所在地生物與土壤間的物質(zhì)交換，使周邊土壤不再適宜栽植植被，而且建設(shè)過程中會(huì)因整理土地、砍伐開墾、剝離地表等造成水土流失，并且堆放的尾礦也會(huì)溶出重金屬等有毒有害物質(zhì)滲入土壤，使土壤環(huán)境惡化；在地質(zhì)災(zāi)害方面，尾礦庫通常建設(shè)在海拔較高的地段，是礦山企業(yè)具有高勢能的危險(xiǎn)源，一旦尾礦庫出現(xiàn)事故，將帶來極大的災(zāi)害。尾礦庫設(shè)計(jì)階段要綜合考慮尾礦砂的性質(zhì)、尾礦庫庫址的工程地質(zhì)條件，選擇適宜的防滲方案，做好環(huán)保防滲設(shè)計(jì)，才能保證尾礦庫的安全、長期使用，降低尾礦庫對水環(huán)境、土壤等帶來的污染和危害[1]。

2 尾礦庫管理的環(huán)保思路

基于“綠色礦業(yè)”理念下，政府有關(guān)部門努力調(diào)整能源、經(jīng)濟(jì)、自然環(huán)境三者之間的關(guān)系，并將可持續(xù)發(fā)展理念貫徹到各個(gè)礦山企業(yè)中，努力做到礦山開采的選址、污染物排放及處理工作是改善尾礦庫環(huán)境保護(hù)性能的前提。

尾礦庫的選址會(huì)影響到尾礦庫的環(huán)保收益及投資成本的多少，目前國內(nèi)多數(shù)尾礦庫建設(shè)選址會(huì)預(yù)先選擇一些不同地址，而這些地址都需要滿足遠(yuǎn)離人群密度大地區(qū)，并且要經(jīng)過實(shí)地勘查后最終確定選址方案。尾礦庫選址遵循的原則可分為如下四點(diǎn)：第一，尾礦庫的年產(chǎn)量能夠滿足實(shí)際需求，且開采年限能夠超過5年以上；第二，尾礦庫選址不要在選礦廠上游，這樣做的優(yōu)點(diǎn)是能夠方便資源的運(yùn)輸；第三，尾礦庫選址最佳點(diǎn)為在水源地、居民區(qū)、名勝古跡下游；第四，尾礦選址應(yīng)該遠(yuǎn)離人口密集的村莊，且做到不占用農(nóng)田。

3 尾礦庫的環(huán)保防滲設(shè)計(jì)

尾礦庫發(fā)生滲漏的主要原因在于地基、壩體變形，尾礦澄清水結(jié)冰，土工膜粘結(jié)不良，地震作用，壩體沉降，放礦管理不善等原因。尾礦庫管理的環(huán)保思路僅是從大方面就如何提高尾礦庫環(huán)保水平進(jìn)行了簡單論述，下文將具體探討如何進(jìn)行環(huán)保防滲設(shè)計(jì)，從小環(huán)節(jié)提高尾礦庫的環(huán)保水平。

對于貯存及處置一般工業(yè)固體廢物或是危險(xiǎn)廢物的尾礦庫，按國家的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，尾礦庫根據(jù)貯存尾礦的浸出試驗(yàn)性質(zhì)、浸出液的危害程度和ph值的大小細(xì)分為“第I類”、“第II類”，其中尾礦庫屬“第I類”堆置場所的，不需要專門設(shè)置環(huán)保防滲措施；尾礦庫屬“第II類”堆置場所的，必須根據(jù)GB18599-2001標(biāo)準(zhǔn)采取相應(yīng)的環(huán)保防滲措施：天然基礎(chǔ)層如果滲透系數(shù)在1.0×10-7cm/s以上，需要采用人對于貯存及處置危險(xiǎn)廢物的尾礦庫，需要根據(jù)GB18597-2001標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)環(huán)保防滲襯層：如果天然基礎(chǔ)層滲透系數(shù)在1.0×10-7cm/s以下，厚度在5m以上，不需要設(shè)置防滲襯層；如果天然基礎(chǔ)層滲透系數(shù)在1.0×10-7cm/s和1.0×10-6cm/s之間，需要設(shè)置單層土工膜復(fù)合防滲襯層；如果天然基礎(chǔ)層滲透系數(shù)在1.0×10-6cm/s以上，需要設(shè)置雙層土工膜防滲襯層。

4 設(shè)計(jì)實(shí)例

下面筆者將了解和參與的幾個(gè)設(shè)計(jì)實(shí)例介紹如下，供讀者參考。

①中國鋁業(yè)某分公司赤泥庫。赤泥浸出液的pH值為11.00、11.37，超過標(biāo)準(zhǔn)值6-9范圍，赤泥屬于第Ⅱ類一般工業(yè)固體廢物。針對赤泥庫天然基礎(chǔ)層的具體隋況采用單層土工膜復(fù)合防滲襯層：低密度聚乙烯(LDPE)復(fù)合土工膜(一布一膜，規(guī)格200g／m2/0.75mm)加夯實(shí)黃土地基。②某縣有色冶煉渣場。該渣場為一家20萬t/a鉛鋅冶煉廠和一家10萬t/a銅冶煉廠共同的渣場。渣場分為第Ⅱ類一般工業(yè)固體廢物填埋庫和危險(xiǎn)廢物填埋庫兩部分。二者的防滲襯層結(jié)構(gòu)如下（自上而下）。第Ⅱ類—般工業(yè)同體廢物填埋庫。庫底：處理厚的細(xì)粒廢物（厚1m）——卵石導(dǎo)排盲溝-600g/m2無紡?fù)凉げ?1．0mm厚HDPE膜-400g/m2無紡?fù)凉げ肌秸牡鼗ＮｋU(xiǎn)廢物填埋庫。庫底：處理后的細(xì)粉粒廢物（厚1m）-120g/m2織質(zhì)土工布-30cm厚卵石導(dǎo)流層（d=16-32mm）-800g/m2無紡?fù)凉げ?20mm厚HDPE膜——復(fù)合土工排水網(wǎng)-1.0mm厚HDPE膜-4800g/m2GCL-50cm厚黏土層(K≤1.0x10-7cm／s)一平整的地基。工或天然防滲層，并確保防滲層性能達(dá)到1.0×10-7cm/s與1.5m厚粘土層的性能。

5 結(jié)語

尾礦庫的環(huán)保防滲治理是一項(xiàng)十分復(fù)雜的系統(tǒng)工程，需要嚴(yán)格依據(jù)相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范設(shè)計(jì)、嚴(yán)格施工。只有做好土工膜襯層環(huán)保防滲設(shè)計(jì)，并妥善處理尾礦庫設(shè)計(jì)、施工、管理、維護(hù)等各方面工作，進(jìn)一步重視污染治理，加大對無尾工藝的研發(fā)和推廣，才能從根本上提高尾礦庫的環(huán)保水平，切實(shí)保障尾礦庫的安全、穩(wěn)定使用，實(shí)現(xiàn)節(jié)約資源、保護(hù)環(huán)境的目的，為礦山企業(yè)創(chuàng)造更大的經(jīng)濟(jì)效益、環(huán)保效益和社會(huì)效益。