哥伦比亚Buritica金矿干堆尾矿库设计

■规划设计2020年
哥伦比亚Buritica金矿干堆尾矿库设计
肖振翔
（紫金（厦门）工程设计有限公司，福建厦门361009）
摘要由于矿区地势狭长、两岸高陡,生产用地紧张，可用于堆存尾矿与废石的场所有限。

Buritica金矿尾矿库设计采用干式尾矿与废石合理分区的方式合并堆存于狭长沟谷内，采用格宾、加筋以及胶结尾砂等措施提高了堆积坝边坡比，提高了尾矿库库容利用率，增强了边坡抗滑、抗冲刷稳定性;库底铺设双层高标准防渗系统，有效隔绝了污水下渗;采用清污分流、堆积坝分区使用、复垦等方式，减少了降雨接触污染。

关键词干堆尾矿库;格宾;胶结尾砂;加筋；防渗
0引言
地下或露天开采的矿石经过破磨、选矿等工艺提取出有
用矿物后,剩余粉砂状细小颗粒称为尾矿，需妥善堆置于尾
矿库。

根据堆存尾矿的含水量,尾矿堆存方式可分为湿排与
干堆。

国内绝大多数矿山采用湿排法堆存尾矿叫随着国家对
环保、安全、节水等方面的重视，尾矿干式堆存正在逐渐得到
重视和推广。

南美洲哥伦比亚矿产资源丰富，近年来我国越来越多的
企业与该国一起协作开发矿业资源，取得了较高的效益。

哥
伦比亚Buritica金矿尾矿库项目在尾矿库布置、结构设置等
均与常见干堆尾矿库有较大区别，本文进行分析介绍，供同
行参考交流。

1项目概况
Buritica项目位于哥伦比亚西北部Antioquia省Medellin
市西北方向约72km处。

项目区地处安第斯地区，气候温暖湿
润。

全年平均气温约22咒，年降水量约1690mm,年蒸发量约
1000mm o
矿区地层主要以白垩纪Barroso组为主，为火山岩-火
碎屑岩-沉积组合，岩性以玄武岩、安山岩、夹泥岩、砂岩及
火山碎屑组合为主，呈南北向展布。

矿区抗震设防烈度为VDI度。

2尾矿处置方案
选厂生产规模3000t/d,服务年限13年，共排出尾矿1151万t,扣除井下充填的尾矿量,剩余777万t尾矿需堆存于尾矿库。

尾矿粒度小于0.074mm的占比约80%,粒度较细。

考虑库区下游约4.5km 处为哥伦比亚第二大河流Cacou河，安全环保要求较
选厂建设区域
高,拟采用干堆方式堆存尾矿。

干堆可以最大限度提高尾矿
坝的稳定性，利于下游安全,同时可降低水分流失，提高选厂
回水率,以及在完成一个分区后可快速回垦，减少扬尘現
选厂排岀的尾矿浆经过压滤脱水后含水量约为14%,用
汽车运输至尾矿库，碾压后堆积密度取1.7t/n?,堆存体积约
为457万n?。

井下开采共产出废石约145万m3o由于尾矿含
氤化物,需进行铺膜防渗,而且部分废石含有硫化物,经雨水
淋溶后将产生酸性污水，堆场底部也需设置防渗措施。

考虑
矿区用地紧张，将废石与尾矿共同堆存于尾矿库，其中废石
作为库区四周的支撑体,所需尾矿库总库容约602万n?。

尾矿库采用干堆型式，沿着厂区下游的Higabra山谷堆
存。

尾矿库坝底最低标高为871m,最终堆积标高为1060m,
总库容605万廿,占地面积约21.5万m2o纵断面上尾矿库总
堆高189m,横断面上堆积坝最大坝高约40m。

3尾矿库设计
3.1建设规划
矿区上游汇水面积较大,降雨时洪峰流量大。

为最大限
度利用山谷中间的平缓地带，保留东部Bermejal河的排水通
道，并且避免在两侧陡峭山体进行岩石开挖、爆破修建排洪
渠道，采用从山谷两侧往山谷中间堆存尾矿升高的型式，尾
矿库的平面布置见图1,沿谷底的纵剖面图见图2O
/TO'
东侧主通道与Bermejal明蕖
N
A「西侧道路与明渠
污水处理厂
AL
图1尾矿库平面布置图
・44・
第10期（总第234期）规划设计・
SH（非产簸石牡石料）图3尾矿坝典型断面图堆石体的稳定性。

压滤后的尾矿堆存于两侧堆石体之间，对堆存于两侧外坡的尾矿添加石灰或水泥胶结材料增强尾矿砂的强度，确保足够的边坡稳定安全系数，最终外边坡坡比1: 1.75O子坝采用废石堆筑，每个子坝高lm,并间隔2m高差加设双向拉伸土工格栅向库内延伸。

尾矿坝典型断面图见图3。

堆放压滤尾矿时，应将上升的每层尾矿的坡面修成从北向南倾斜5%~7%左右的坡度，将库内降雨汇水导向库尾部，从导渗层排出，引至水处理厂处理％尾矿库1号单元的不同使用阶段见图4。

3.5防渗系统
由于尾矿含有氤化物，同时地下采出的部分含酸废石将浸出
尾矿库整体为条形，从北往南沿着山谷分为6个单元分区堆存尾矿与废石,每个单元使用完毕后，立即进行封闭处理并复垦,减少降雨对边坡冲刷带出的污水。

尾矿库可以按单元分期进行库区开挖、拦挡坝建设及防渗系统施工，减小前期资金压力。

3.2基础开挖
为建设尾矿库初期坝、铺设尾矿库底部防渗系统及两岸排洪明渠,需对山谷区域范围内的植被和上部2〜3m的冲积土层进行挖除。

挖掘出的表土可用于尾矿库后期封闭覆盖。

3.3防护堤
在基建期，井下开采出的废石为非产酸废石,可用于修建尾矿库两侧的防护堤。

防护堤两侧边坡坡比1: 1.5,高度5m,顶部预留通行道路宽度。

为保证堤角的稳定，采用废石内加设双向拉伸土工格栅对防护堤进行加筋处理。

3.4尾矿与废石堆排
井下开采出的剩余废石可作为第1单元的尾矿库初期坝的筑坝料，生产期的废石将用于后续尾矿库单元的两侧拦挡坝建设。

防渗系统建设完毕后,紧靠库区东西两侧防护堤堆存产酸废石，产酸废石区顶宽10m,外侧边坡坡比1: 1.5,内坡坡比1: 1.75,产酸废石区外侧再堆存不产酸废石，最终坝脚部分外侧边坡1：l.Oo由于边坡较陡，并且在可能最大洪水情况下有防冲刷需求,设置成格宾（钢筋石笼）型式,并加设双向拉伸土工格栅，格栅长度8m,间隔lm标高设置1层，增强
酸性液体，为防止污染物下渗对环境造成影响，对整个库区需进行防渗处理。

在库区底部铺设一层不少于600mm厚的黏土保护层，然后铺1.5mm与2.0mm的两层HDPE防渗膜，防渗膜锚固于两侧不产酸堆石体的锚固沟内冏。

两层膜间设置膜间检漏盲沟，每隔一段距离从坝基两侧导出，并引至下游水处理调节池旁。

若水质达标,则可外排，若发现不达标现象，则把水切换至调节池,并且需要立即采取相应措施进行处理。

为防止地下水对上部防渗材料的顶托,在尾矿库基础底部设置排渗盲沟。

沟内设DN300的HDPE排水花管,HDPE 管两侧及顶部用碎石填充，最后用无纺土工布包裹。

盲沟水流每隔一段距离引至库区两侧排洪明渠外排。

3.6导渗系统
在防渗系统上铺设300mm厚的碎石作为尾矿堆积体的排水导渗层,并埋设DN200HDPE花管，用于快速排除尾矿与废石中的降雨入渗水量，利于坝体稳定。

对渗水需进行收集，引至下游水处理厂处理达标后外排。

3.7封闭复垦
当一个单元使用完毕后，在尾矿堆积坝外坡四周及顶部覆盖封闭材料。

封闭材料采用坝基开挖的表土层，并进行植草绿化，防止降雨对坡面的冲刷、侵蚀。

4排洪设施
尾矿库汇水面积约13.1km2,矿山防洪标准为100年一遇,遇到百年一遇的标准洪水时，应将洪水控制在东西两侧
•45
•
■规划设计2020年
的明渠内排放。

但是从长远来看，矿山服务期结束，尾矿库闭
库后,尾矿库两侧的渠道将成为自然地貌的一部分,应考虑
1000年一遇或最大可能洪水下的过流情况。

为顺利引排上游山谷汇水，在尾矿库两侧修排洪明渠。

东侧为Bermejal明渠，长2310m,是排洪主通道。

明渠底宽
15~18m,最小深度3.25m,采用浆砌块石衬砌。

当通过最大
可能洪水时,最大水流深度将达到11m,因此对尾矿库东侧
外坡底部12m高度区域均需要考虑防洪冲刷影响，修建土工
格栅加筋与格宾，提升抗冲刷能力。

尾矿库西侧汇水面积较小,修建一条底宽2m,最小深度
2.5m的明渠排水。

明渠长1620m,采用浆砌块石衬砌。

尾矿库
西侧外坡底部12m高度区域采用土工格栅加筋与格宾，防止
最大可能洪水来临时对边坡的冲刷。

5稳定性分析
选取图1中的A-A、B-B、C-C3个不同计算剖面进行
尾矿坝稳定性分析计算,选取参数见表1,计算结果见表2,
计算成果均满足要求。

表1尾矿坝稳定分析参数表
分区容重/(kN/m3)粘聚力/
kPa
内摩擦角/（°）
胶结尾砂19028普通尾砂192529普通废石区20038加筋废石区20045谷底覆盖层20036基岩25540042
表2尾矿坝稳定分析成果表
计算剖面工况安全系数
A-A
静力 1.53
动力 1.12
B-B
静力 1.62
动力 1.17
C-C
静力 2.08
动力 1.14
6结语
由于矿区用地紧张,设计采用干式尾矿与废石合理分区的方式合并堆存于狭长的沟谷内，采用格宾、加筋以及胶结尾砂等措施提高堆积坝边坡比，提高尾矿库库容利用率，增强边坡抗滑、抗冲刷稳定性。

库底铺设双层高标准防渗系统,有效隔绝污水下渗,采用清污分流、堆积坝分区使用、复垦等方式,减少降雨接触污染。

项目可为狭长地块修建干堆尾矿库提供良好的参考价值。

参考文献
[1]田文旗，薛剑光.尾矿库安全技术与管理[M].北京:煤炭工
业出版社,2006:1-2.
[2]傅灿，文枚，杨国刚，等.尾矿干堆工艺技术应用分析[J].有色
金属（矿山部分）,2013,65Q:60-63.
[3]尾矿库设池设计规范:GB50863—2013[S].北京：中国计
划出版社,2013.
[4]李颖.城市生活垃圾卫生填埋场设计指南[M].北京:中国环
境科学出版社,2005:110-113.
作者简介：肖振翔（1987—），男，硕士，工程师，水工结构专业,主要从事矿山尾矿库、防排洪设计等工作。

（上接第43页）
均需提出满足各方向交通的解决方案;互通改造控制因素多且繁杂,在前期研究方案阶段须逐一搜集资料和调查,尽量减少对现状互通的拆除，以及需保证地面层交通系统畅通、o
参考文献
[1]公路路线设计规范:JTG D20—2017[S].北京:人民交通出
版社,2017.
[2]公路立体交叉设计细则:JTG/T D21—2014[S],北京:人民
交通出版社,2014.[3]城市快速路设计规程:CJJ129—2009[S].dh京：人民交通
出版社,2009.
[4]城市道路交叉口设计规程:QIJ152—2010[S],A京：人民
交通出版社,2010.
[5]城市道路工程设计规范：QU37—2012[S].北京:人民交通
出版社,2012.
作者简介:黄祥勇（1986-），男，福建霞浦人，本科，工程师，主要从事道路与桥梁设计工作。

•46•。