尾矿库防渗技术及防渗土工材料应用现状研究

尾矿库防渗技术及防渗土工材料应用现状研究
摘要：一旦尾矿库出现泄漏，势必会引发安全事故，对人员的生命健康造成威胁，对社会经济的良性运行造成影响，周边环境也会受到严重污染，并且这种污
染是不可逆的。

本文就尾矿库防渗透及附近地区的环保要求进行阐述，指出尾矿
库环保防渗透结构与建造材料的选用，明确施工过程中工人操作要求，旨在科学
应用防渗土工材料，优化防渗技术，为尾矿库的安全性提供保证。

关键词：尾矿库；防渗技术；防渗土工材料；应用
就尾矿库的设计来看，传统条件下其建造并不符合设计图与科学要求，设计人员对于尾
矿库的认知存在偏差，大坝与库底的防渗透处理有所不足，这就给尾矿库埋下了一定安全隐患，极易出现泄漏问题。

为保证尾矿库的安全性，有必要就防渗技术及防渗土工材料应用现
状开展探究。

一、尾矿库防渗透及附近地区的环保要求
矿山生产中，尾矿属于工业固体废物，由于矿石产生的尾矿性质各有不同，因而尾矿库
的环保要求也存在一定差异。

若尾矿存在毒性、腐蚀性与易燃性，加以污染环境，对人类健
康造成危害，因此必须要依法进行处置。

（一）尾矿库的概念
所谓尾矿库，就是围堵峡谷或高地后，就金属与非金属矿石进行提炼，得到废渣及尾矿，通过一定场地来进行储存。

尾矿坝就是墙围，能够满足峡谷或高地的围堵需求，尾矿坝的形
态主要与尾矿库建造时间存在一定关系，处于尾矿库建造之前的为初期尾矿坝，在将废弃矿
石或残渣储存到尾矿库后，尾矿坝得以二次建造，此时被称作堆积尾矿坝。

尾矿坝及整体尾
矿库的建造设计，都应当对建造规划加以遵守。

（二）尾矿库危害产生原因
尾矿库主要是对矿物废料进行储存，其危险状况有所不同，具有放射性、腐蚀性、易燃
易爆性等，会对自然环境造成一定影响。

为满足储存需求，需要结合储存材料实际情况来建
造并改良尾矿库，对具有污染性的矿业废物进行储藏。

建造尾矿库的过程中，必须要依照危
险废物管理及处理的相关法律与规范要求，保证尾矿库建造的规范性，有效保护自然环境，
避免对人们身体健康造成影响。

二、尾矿库环保防渗透结构与建造材料的选用
（一）尾矿库底层渗透防护
尾矿库的建造一般选址于1.0×10-7cm/s以上的天然地基渗透系数，以原有地基为基础，
所建造防渗透层的渗透系数为 1.0×10-7cm/s。

所建成的尾矿库会一定程度上污染土壤和水质，尾矿库建造对于基底存在一定要求，需要保证地基厚度达标，以1.5m为最低厚度，这就需
要详细检查周边尾矿坝与底层地基实际情况，不可出现遗漏部位，否则极易造成矿物泄漏，
对环境造成污染。

尾矿库建造过程中需要关注渗透系数与底层厚度相关要求，保证尾矿库建
造的规范化。

（二）尾矿库建造材料要求
尾矿库建造期间大多使用环保防渗透措施，以复合材料较为常见，其组成部分包括防渗土工膜和黏土或膨润土防渗材料。

基于环保法律法规出发，明确基础材料相关要求及固定组合方式，以优化防渗透复合材料的性能，包括抗腐蚀性、抗高温性、延展性等。

对于防渗透复合材料的使用，施工中需要层层叠加防渗透复合材料与黏土，由于储存矿物存在差异，因而实际防渗透材料的使用厚度也有所不同，一般为0.75mm、1.0mm、1.2mm、1.5mm、
2.0mm。

我国法律法规中明确规定，对于经鉴定无毒的填埋物可使用单层防渗透复合材料，而对于经鉴定有毒的填埋物，可使用双层防渗透复合材料。

就尾矿库来看对于有毒物质的填埋，所使用的复合防渗透材料较厚。

（三）复合防渗透材料施工
为确保尾矿库具有良好的使用功能，对有毒、无毒物质对环境的渗透污染进行阻挡，需要重视尾矿库防渗透性能的优化，以水平防渗透法为支持，将复合防渗透材料铺设于尾矿库中。

之后建造尾矿坝的防渗透，使用相应黏土建造初期尾矿坝与堆积尾矿坝，由于黏土取用存在一定难度，因而可通过矿山中废石建造尾矿库，规范铺设反渗透复合材料，确保有害废料处理的安全性。

焊接防渗透材料阶段，需对焊接机参数进行合理调整，依据设计要求进行自动焊接，焊缝需美观且平整。

三、施工过程中工人操作要求
（一）基层铺设要求
在铺设尾矿库基层铺设过程，需保证基面平整，将误差控制在2cm以内。

尾矿库基层压实度应当达到95%，以免压实度不足而对渗透系数造成影响。

使用尾矿库期间，所封存矿石及有害物质会流出渗透液，针对此种情况在基层铺设过程中需要对底部建造坡度进行调整，一般保持坡度2°-4°之间，为渗透液的流出提供支持。

建造尾矿库期间需保持基底具有良好的纯净度，确保符合施工要求，基底向下2.5cm之间不可存在石头、瓦砾、树枝等物质，否则会影响基底与杂物之间状态，导致微小缝隙出现，影响防渗效果。

（二）施工过程中的天气要求
尾矿库施工期间，需要就气候温度进行具体分析，考虑到复合防渗透材料的延展性，在实际铺设过程中结合气温因素进行调整。

一般在寒冷天气下需要适当紧铺，以免气温较高时出现较多褶皱而破坏防渗透层。

若天气炎热，则应当保持松弛铺设，避免气温下降时过度收缩而导致崩裂问题出现。

夏季气温较高时，一般避免在午间炎热时对防渗透复合材料进行铺设。

防渗施工过程中需要关注风力因素的影响，在四级以上风力条件下避免施工，否则会受到大风影响而导致施工误差出现。

下雨期间不可施工，否则在复合材料贴合期间极易进入雨水，导致防渗透层的实际防水效果并不理想。

（三）工人施工工艺要求
在防渗施工过程中，需要依照施工流程就复合材料进行铺设和剪裁，之后就复合材料上的黏土定型，风干后擦去表面尘土，焊接试样，评测具体焊接效果，确认无误后方可正式焊接。

之后检测焊接效果，一段时间进行复查，复查通过后可进行规范验收。

在剪裁与运输过程中，需要准确测量基底，之后剪裁复合材料。

剪裁完成后就复合材料进行编号，避免铺设过程中出现错误。

在运输期间需要采取有效措施来保护复合材料，复合防渗透材料厚度仅仅为2.0mm，施工操作中切不可生硬拖拽，否则极易影响复合防渗透材料的使用效果。

（四）施工过程中的技术要求
尾矿库防渗施工过程中，为保证获得良好的防渗效果，必须要明确施工过程中的技术要求。

复合防渗透材料铺设过程中，需要自低处逐步延伸至高处，不可过紧拉伸，以免影响铺
设效果。

拼接阶段需预留1.5cm以上拼接部位，并尽量减少拼接几率，以免对防渗透材料的
使用造成影响。

可采取尝试性焊接方式，检查焊接效果，确认可行后大面积焊接，一旦发现
焊接中问题也可以及时进行处理，避免正式焊接操作中损害复合防渗透材料而造成巨大的经
济损失。

铺设阶段需要控制好时间，合理保护铺设完成的防渗透材料，不可长时间暴晒于烈
日下，以免对防渗透材料的性能造成影响。

需通过合理防护措施来防范人为与机械方面的损害，做好标识，避免无意间损害到防渗材料，必要情况下需及时补救，以确保防渗材料的使
用性能得到良好发挥。

三、结束语
矿物生产过程中会产生一定废料，尾矿库作为工业设施之一，主要对工业废料进行处理，对于具有腐蚀性、放射性及毒性的矿物或残渣进行处理，保证其安全性与环保性。

为防范尾
矿库出现泄漏，需要科学应用防渗透技术措施与防渗土工材料，对水资源与土壤资源进行保护，促进整个生态系统的良性运行。

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基金项目：青海省重点研发与转化计划项目“柴达木南缘难选铜金多金属矿高效利用技术研究与应用”（项目编号：2019-SF-139）.。