尾矿库的环保防渗设计研究

栗德星

（西安有色冶金设计研究院有限公司，陕西 西安 710001）

尾矿库将选矿厂产生的大量尾矿集中堆存、妥善处理，能够回收利用一部分资源，并有效保护周边环境。只有通过科学合理的设计，规范精心的施工，外加严密的技术检测，能有效保证防渗土工膜衬层的水利防渗性能，提高尾矿库环保性能的可靠性。

1 尾矿库对周边环境的影响

尾矿库对周边环境的影响主要可以分为水环境、土壤、地质灾害三个方面来论述：在水环境方面，矿山企业在生产过程中势必会产生选矿废水，如果这些废水直接排入环境，将导致地下水污染及地表水污染，而且尾矿砂在风化、侵蚀的作用下也会产生渗滤液，这些渗滤液中包含有机物、金属盐类、硫化物、酸根离子等有害物质，不加以处理也会对周边水资源造成污染；在土壤方面，尾矿库在建设、使用的过程中必然会阻断所在地生物与土壤间的物质交换，使周边土壤不再适宜栽植植被，而且建设过程中会因整理土地、砍伐开垦、剥离地表等造成水土流失，并且堆放的尾矿也会溶出重金属等有毒有害物质渗入土壤，使土壤环境恶化；在地质灾害方面，尾矿库通常建设在海拔较高的地段，是矿山企业具有高势能的危险源，一旦尾矿库出现事故，将带来极大的灾害。尾矿库设计阶段要综合考虑尾矿砂的性质、尾矿库库址的工程地质条件，选择适宜的防渗方案，做好环保防渗设计，才能保证尾矿库的安全、长期使用，降低尾矿库对水环境、土壤等带来的污染和危害[1]。

2 尾矿库管理的环保思路

基于“绿色矿业”理念下，政府有关部门努力调整能源、经济、自然环境三者之间的关系，并将可持续发展理念贯彻到各个矿山企业中，努力做到矿山开采的选址、污染物排放及处理工作是改善尾矿库环境保护性能的前提。

尾矿库的选址会影响到尾矿库的环保收益及投资成本的多少，目前国内多数尾矿库建设选址会预先选择一些不同地址，而这些地址都需要满足远离人群密度大地区，并且要经过实地勘查后最终确定选址方案。尾矿库选址遵循的原则可分为如下四点：第一，尾矿库的年产量能够满足实际需求，且开采年限能够超过5年以上；第二，尾矿库选址不要在选矿厂上游，这样做的优点是能够方便资源的运输；第三，尾矿库选址最佳点为在水源地、居民区、名胜古迹下游；第四，尾矿选址应该远离人口密集的村庄，且做到不占用农田。

3 尾矿库的环保防渗设计

尾矿库发生渗漏的主要原因在于地基、坝体变形，尾矿澄清水结冰，土工膜粘结不良，地震作用，坝体沉降，放矿管理不善等原因。尾矿库管理的环保思路仅是从大方面就如何提高尾矿库环保水平进行了简单论述，下文将具体探讨如何进行环保防渗设计，从小环节提高尾矿库的环保水平。

对于贮存及处置一般工业固体废物或是危险废物的尾矿库，按国家的相关标准，尾矿库根据贮存尾矿的浸出试验性质、浸出液的危害程度和ph值的大小细分为“第I类”、“第II类”，其中尾矿库属“第I类”堆置场所的，不需要专门设置环保防渗措施；尾矿库属“第II类”堆置场所的，必须根据GB18599-2001标准采取相应的环保防渗措施：天然基础层如果渗透系数在1.0×10-7cm/s以上，需要采用人对于贮存及处置危险废物的尾矿库，需要根据GB18597-2001标准设计环保防渗衬层：如果天然基础层渗透系数在1.0×10-7cm/s以下，厚度在5m以上，不需要设置防渗衬层；如果天然基础层渗透系数在1.0×10-7cm/s和1.0×10-6cm/s之间，需要设置单层土工膜复合防渗衬层；如果天然基础层渗透系数在1.0×10-6cm/s以上，需要设置双层土工膜防渗衬层。

4 设计实例

下面笔者将了解和参与的几个设计实例介绍如下，供读者参考。

①中国铝业某分公司赤泥库。赤泥浸出液的pH值为11.00、11.37，超过标准值6-9范围，赤泥属于第Ⅱ类一般工业固体废物。针对赤泥库天然基础层的具体隋况采用单层土工膜复合防渗衬层：低密度聚乙烯(LDPE)复合土工膜(一布一膜，规格200g／m2/0.75mm)加夯实黄土地基。②某县有色冶炼渣场。该渣场为一家20万t/a铅锌冶炼厂和一家10万t/a铜冶炼厂共同的渣场。渣场分为第Ⅱ类一般工业固体废物填埋库和危险废物填埋库两部分。二者的防渗衬层结构如下（自上而下）。第Ⅱ类—般工业同体废物填埋库。库底：处理厚的细粒废物（厚1m）——卵石导排盲沟-600g/m2无纺土工布-1．0mm厚HDPE膜-400g/m2无纺土工布——平整的地基。危险废物填埋库。库底：处理后的细粉粒废物（厚1m）-120g/m2织质土工布-30cm厚卵石导流层（d=16-32mm）-800g/m2无纺土工布-20mm厚HDPE膜——复合土工排水网-1.0mm厚HDPE膜-4800g/m2GCL-50cm厚黏土层(K≤1.0x10-7cm／s)一平整的地基。工或天然防渗层，并确保防渗层性能达到1.0×10-7cm/s与1.5m厚粘土层的性能。

5 结语

尾矿库的环保防渗治理是一项十分复杂的系统工程，需要严格依据相关的标准规范设计、严格施工。只有做好土工膜衬层环保防渗设计，并妥善处理尾矿库设计、施工、管理、维护等各方面工作，进一步重视污染治理，加大对无尾工艺的研发和推广，才能从根本上提高尾矿库的环保水平，切实保障尾矿库的安全、稳定使用，实现节约资源、保护环境的目的，为矿山企业创造更大的经济效益、环保效益和社会效益。