因地制宜 推动“无尾矿山”建设

　　2012年2月24日~25日，全国非煤矿山安全生产工作会暨尾矿充填现场会在安徽铜陵召开。国家安全监管总局副局长、国家煤矿安监局局长付建华主持会议，安徽省人民政府副省长梁卫国出席会议并致辞。会上，国家安全生产监管总局副局长王德学总结回顾了2011年全国非煤矿山的安全生产工作，安排部署了2012年非煤矿山的安全生产工作任务，并强调，在推进非煤矿山安全生产标准化建设和地下矿山安全避险“六大系统”建设的同时，倡导推动“无尾矿山”建设，切实提高非煤矿山安全生产水平。

　　安徽省安监局、山西省安监局、山东青岛莱西市安监局、湖南省临湘市桃矿街道办事处、铜陵有色金属集团控股有限公司、内蒙古乌努格吐山铜钼矿、浙江绍兴平铜(集团)有限公司等12个单位介绍了各自在尾矿库安全管理、无尾矿山建设及尾矿综合利用等方面的探索和经验。

建“无尾矿山” 除重大隐忧

　　2011年，全国非煤矿山共发生死亡事故871起，死亡1060人，同比减少138起、211人，分别下降13.7%和16.6%，没有发生特别重大事故。在2011年，非煤矿山死亡事故起数首次降到了1000起以内，连续3年没有发生特别重大事故，是非煤矿山安全生产形势历史上最好的一年。

国家安全生产监管总局副局长  王德学

　　然而，王德学特别指出，尾矿库的安全是非煤矿山安全生产工作的重大隐忧之一。尾矿库事故及其引发的环境事件仍然多发，尤其是近年来极端气候严重威胁尾矿库安全，受地震、暴雨、泥石流等自然灾害影响，一些地区尾矿库受灾发生漫顶、溃坝等事故或险兆。加之我国尾矿库数量庞大，截至2011年底，我国共有尾矿库1万1897座，尾矿堆存量也随着开采量与日俱增，且仍有1095座危、险、病库亟待治理。还有建设标准低、企业主体责任落实不到位，监管力量薄弱等突出问题存在等等，迫切需要采取科技手段，从源头解决尾矿库安全问题。因此，王德学提出，要努力推进“无尾矿山”建设，促进非煤矿山科学发展安全发展。

　　建设“无尾矿山”，通俗地讲就是通过尾矿充填采空区、尾矿生产建筑材料、尾矿库复垦等尾矿综合利用手段，实现矿山生产过程无尾矿或仅有少量尾矿占地堆存。利用尾矿充填采空区不仅解决了尾矿堆存尾矿库的安全隐患，也解决了采空区的安全隐患，是保障安全生产的重要举措。由于自然条件所限，新建矿山确需建设尾矿库的，以及采用充填采矿方法后仍需建设临时周转尾矿库的，鼓励采用一次性筑坝方式建设尾矿库。从技术上讲，采用一次性筑坝的尾矿库坝体稳定性更好，可大大降低尾矿库溃坝的风险，并且后期管理、运行方便。从经济上讲，一次性筑坝方式虽然初期投入较上游法高一些，但在整个尾矿库服役期内排尾费用低、运营管理费用低、生产效率高，还可以有效提高库容利用率。一次性筑坝方式建设尾矿库，可从根本上提高尾矿坝的安全稳定性，提高尾矿库的安全管理水平。

专家点评尾矿处置适用技术

　　尾矿充填采空区技术、一次性筑坝技术比其他尾矿处理技术有什么优势呢?对此，中钢集团马鞍山矿山研究院副院长郭金峰在专题报告中做了详细解答。他说，当前尾矿处置的适用技术较多，主要有尾矿充填采空区技术、尾矿湿排技术、尾矿干式堆存技术、露天采坑尾矿排放技术、尾矿与废石混排技术等。其中，尾矿充填采空区技术分为分级尾矿充填采空区技术和全尾矿充填采空区技术;尾矿湿排技术分为上游式尾矿筑坝技术、中线式尾矿筑坝技术、下游式尾矿筑坝技术和一次性筑坝技术。

中钢集团马鞍山矿山研究院副院长  郭金峰

　　郭金峰介绍说，分级尾矿充填采空区技术是对尾矿进行脱泥分级，利用分级粗尾砂作为充填材料充填到井下采空区;全尾矿充填采空区技术则不需要对尾矿进行脱泥分级处理。不管是分级尾矿充填采空区技术还是全尾矿充填采空区技术，都能够有效控制采场地压，提高矿山回采率，实现矿山安全高效开采。同时利用采空区处置尾矿，可减少尾矿在地表的堆存量和占用土地，延长尾矿库的安全使用年限。不同的是分级尾矿充填采空区技术适用于尾矿产率高的有色矿山和黄金矿山的采空区充填;全尾矿充填采空区技术适用于尾矿量不足、建库成本较高或在地表不具备建库条件、尾矿中含有有害物质需要处理或尾矿中含有将来可供利用的有用物质需要保存、尾矿粒径粗细皆宜的矿山采空区充填。而开采围岩不稳固的高品位、稀缺、贵重矿石和地表不允许塌陷、开采条件复杂的金属矿山两种技术都适用。

　　郭金峰接着说，上游式尾矿筑坝法是指在初期坝上游方向充填堆积尾矿的筑坝方式。上游式尾矿筑坝法是我国目前普遍采用的方法，据统计，我国金属矿山的尾矿库有85%左右是采用这种方法筑坝。上游式尾矿筑坝法适用沟谷狭长地形，不适用细尾砂较多或地震烈度较高的地区。中线式尾矿筑坝法是在初期坝的轴线处用旋流分级粗砂冲积尾矿的筑坝方式，细粒尾矿排向初期坝上游方向沉积，粗粒尾矿排向初期坝下游方向沉积形成坝体。中线式尾矿筑坝法适用尾矿粒度较粗且粗粒尾矿产量大的矿山、规模和库容都相对较大的矿山和地震烈度较高地区。与上游式尾矿筑坝比较，中线式尾矿坝外坡略陡，可以延长尾矿库的服务年限，堆积坝尾矿粒度较粗，坝体抗震稳定性好。下游式尾矿筑坝法是在初期坝下游方向用旋流粗砂冲积尾矿的筑坝方式，也是细粒尾矿排向初期坝上游方向沉积，粗粒尾矿排向初期坝下游方向沉积形成坝体。下游式尾矿筑坝法适用尾矿粗粒料充足的矿山和地震烈度较高的地区。下游式尾矿筑坝上升速度慢，坝体稳定性好，对于下游空间较大的地形条件，下游式尾矿筑坝可大大降低尾矿库溃坝的风险，对于地震烈度较高地区更实用。与上游式尾矿筑坝比较，坝体更加安全可靠。

　　一次性筑坝是坝体用土、石材料一次性筑成或分期施工，后期不再用尾矿堆筑子坝。筑坝材料一般从库内就近取土石或采矿废石筑坝。一次性筑坝具有坝体稳定性更好，调洪库容较大等优点，可降低尾矿库溃坝的风险，而且尾矿库运行期间安全管理方便;虽然前期投入较大，但后期管理方便、运行成本低。

　　此外，郭金峰还介绍了尾矿干式堆存技术、露天采坑尾矿排放技术、尾矿与废石混排技术、尾矿综合利用等的适用范围和优缺点。尾矿干式堆存技术安全性相对较好，但技术不够成熟、运行成本较高、脱水设备不适用于大型矿山;露天采坑尾矿排放技术成本最低，但可能会对周围的采矿造成安全影响，诱发坑内地质灾害;尾矿与废石混排技术尚不成熟，可能影响排土场边坡稳定;尾矿综合利用技术主要针对尾矿的矿物组成、化学成分以及粒径分布范围等特点，选择最佳的应用途径。目前，国内尾矿综合利用适用技术包括提取有价金属、矿物组份(或尾矿的二次回收技术);制备建筑材料;制备土壤改良剂及微量元素肥料等相关技术。

　　通过比较，郭金峰建议：推广应用尾矿充填采空区技术，尽量减少尾矿排放堆存量;推广采用一次性筑坝技术，提高尾矿库的安全运营条件。

　　郭金峰解释说，矿山开采因工艺需要留下大量采空区，容易造成采空区冒落、片帮等安全生产事故，因此，采用充填采矿技术解决采空区问题，是减少矿山生产安全伤亡事故的有效方法之一，而且充填采矿技术是目前较为成熟的技术。过去由于选矿技术原因，产生的尾矿粒径较粗，利用上游式筑坝安全度较高，且上游式筑坝具有初期投入低，初期坝施工时间短等特点，使得该筑坝方式成为国内大多数矿山的首选。但是随着选矿工艺的不断进步，选矿厂产生的尾矿粒径越来越细，尾矿自身性能对上游式筑坝尾矿库安全性影响越来越明显，上游式筑坝中后期的管理成本与管理难度也随之增大。从近年来一次性筑坝尾矿库的运行情况看，虽然一次性筑坝存在初期投资较大(一般比上游式初期投资高20%~60%)，但一次性土石筑坝对于细粒级尾矿排放表现出了良好的适应性，具有生产运营成本低、管理方便和有利于后期尾矿回采等特点。

现场参观典型经验做法

　　为加深与会代表对尾矿充填采空区技术和一次性筑坝技术的理解，会议期间，代表们分为6个组依次参观了铜陵有色金属集团控股有限公司(简称“铜陵公司”)的尾矿充填采空区和一次性筑坝尾矿库。

　　铜陵公司的主力矿山冬瓜山铜矿是我国第一座按无废开采标准建设的大型矿山，目前矿山日处理能力可达1万3000t。矿山在建设和设计过程中，广泛吸取了国内外矿山的成功经验，按照世界先进的现代化水平，采用先进的工艺技术，按照“大型、高效、低耗、少污染”的采选设备进行装备，实现了采矿高强度，作业高效率，经济高效益。冬瓜山铜矿在开采方法上，采用大直径深孔阶段空场嗣后充填采矿法，矿山开采产生的尾矿用于井下采空区的充填，实现井下边采边充，做到采充平衡，不留空区，既保证了矿山的安全生产，做到了废石不出坑，正常情况下，尾矿少入库，也实现了矿山开采与安全环保相统一的目标。

　　冬瓜山铜矿无尾充填系统于2007年1月投入生产，单个系统制备能力为2000m3/d，充填制备站共设6套独立的充填系统，选厂全尾砂经立式砂仓浓密后，从砂仓中放出尾砂，根据采矿部位对充填体质量的要求，按一定比例加入(或不加入)水泥或其他胶凝材料，经搅拌后从充填钻孔自流输送，下放到各中段水平采空区进行全尾砂胶结或全尾砂充填，充填体强度在2~4MPa以上。目前，冬瓜山铜矿累计充填采空区841万m3，有效地保证了矿山的安全生产，实现了采充平衡，做到了无尾化生产。矿山地表尾矿库虽然仍存在，但只是起到一个过渡性和缓冲性作用，尾矿库的存在已完全不同于传统尾矿库的性质。冬瓜山老鸦岭尾矿库采用一次性筑坝方法，提高了尾矿库安全性能，保证坝体下游居民安全，也为矿山安全可持续发展提供保障。

　　编辑 郑 君