韦 红

黄金产业是我国国民经济中一个重要的基础产业。近年来，我国黄金发展速度较快，我国黄金产量居世界之首，且增长速度惊人。目前，我国黄金产业逐渐形成了勘探、开采、加工的工业体系，随着黄金矿山开采的持续，黄金产量的增加，大部分黄金选矿尾矿库已逐渐达到了服务年限。许多黄金企业、有关部门及研究学者都在探索尾矿后期储存的最佳方案，解决尾矿库服务年限到期而影响矿山连续生产和企业可持续发展的问题。新建尾矿库投资大、占地多、增加安全环境全风险，充分利用原尾矿库，采取加高扩容的方法来增加尾矿库容是不错的选择。在尾矿库管理过程中，安全和环境风险巨大。我国尾矿库曾经多次发生尾矿库溃坝、泄漏、输送管路滴漏等问题，在中央环境保护督察过程中也曾把尾矿库作为环境污染突出通报的典型案例。因此，尾矿库扩容对黄金企业高质量发展有着至关重要的作用。本文以黄金尾矿库设计实践，探讨了黄金尾矿库的设计要点及尾矿库的安全管理措施，供黄金企业尾矿库扩容提供参考。

1 某金矿尾矿库加高扩容设计实践

1.1 某金矿原尾矿库概况

某金矿位于贵州省贞丰县境内，交通较方便。原库选址为一废弃的水库，尾矿库西南侧为两尾矿库，目前已完成闭库。尾矿库西侧为该金矿选矿厂。尾矿库位于矿区北侧一山沟内，沟内地形为西高东低，沟长2886m，汇水面积为2.69km2。基础坝位于沟口，下游500m范围内无村民居住，沿山沟往下距基础坝约1.2km为一座水库。原尾矿库占地面积30.85公顷，总库容959.03万m3，有效库容815.17万m3，属于四等尾矿库，服务年限20年。主要工程包括基础坝、排洪隧洞、截水沟、库内导水系统、库区防渗、调节池，辅助工程包括尾矿输送、渗滤液回水设施。

1.2 加高扩容设计方案比选

根据现有地形条件和周边环境，尾矿库可加高11m～1394m高程，从技术方面考虑采用上游法和下游法加高均具有可行性，但两者的经济性及资金的投入时间具有较大的差别。

1.2.1 上游法加高方案

上游法加高方案主要的建设项目为堆积坝、坝基处理、副坝、防渗系统、排洪系统、截洪沟、回水池、监测系统等，上游法加高方案加高11m，新增库容为453万m3，需新征地面积为10亩。上游法加高堆积坝拟采用模袋法筑坝。堆积坝分两级建设，每级堆积坝高6m，坝顶宽8m，上下游坡比分别为1：2.0、1：3.0。第一级堆积坝建设前，需在基础坝1371m和1375m高程设置水平排渗管，每级模袋堆积坝实施前，需采用旋流器对尾矿进行分级，粗粒尾矿在坝基础范围内排放，排放厚度为2.0m，作为模袋筑坝的施工平台和模袋坝的基础层。在该区域修建1#和2#两座副坝。1#和2#副坝采用土石筑坝，坝顶高程为1394.0m。在库内新建一套排洪系统，排洪系统采用排水井+排水管方式。排水井采用框架式排水井，井高15m，内径2.5m，钢筋混凝土结构。排水管采用圆形排水管、内径1.5m，总长度约为810m，沿库区北侧山体岸坡建设，其中库内长度为635m，为钢筋混凝土结构，库外至回水池段长度为175m采用DN1500钢管。防渗层采用4500g/m2钠基膨润土毯+1.5mm HDPE土工膜。库区1394m高层之上新建截洪沟。在基础坝下游新建容积约1.2万m3回水池。总投资4325.4万元。

1.2.2 下游法加高方案

下游法加高方案拟在现有基础坝基础之上采用下游法加高11m，新增库容为462万m3，如考虑部分筑坝材料在库内取土，则新增库容约为487万m3，较上游法方案多约34万m3库容。需新征地面积为37.5亩。下游法主要的建设项目为下游法筑坝、副坝、防渗系统、排洪系统、截洪沟、回水池、监测系统等。基础坝在现有基础上向下游加高11m至1394m高程，加高后总坝高为66m，采用土石或者废石筑坝，筑坝量为51万m3。在库内新建一套排洪系统，排洪系统采用排水井+排水管方式。排水井采用框架式排水井，井高15m，内径2.5m，钢筋混凝土结构。排水管采用圆形排水管、内径1.5m，总长度约为635m，沿库区北侧山体岸坡建设，其中库内长度为460m，为钢筋混凝土结构，库外至回水池段长度为175m采用DN1500钢管。副坝、防渗系统、截洪沟、回水池、监测系统等建设项目与上游法方案基本相同。总投资5087.8万元。

1.2.3 方案比选结论

在总库容方面，下游法加高如考虑部分土石材料从尾矿库区1394m以下取土，则下游法较上游法增加库容为33.8万m3，如不考虑从库内取土，则下游法加高方案较上游法方案新增库容多约9万m3；在征地面积方面，上游法方案新增征地面积为10亩，下游法新增征地面积为38亩，上游法方案较少；在投资方面，上游法方案直接工程费、投资和单位库容投资均优于下游法加高方案，经济较为合理。综合上述经济技术比较，两种方案新增的库容接近，上游法加高方案总工程费和单位库容投资较低，征地面积少，设计推荐上游法加高方案。

1.3 设计方案

本次尾矿库加高扩容项目主要包括场地平整、堆积坝体、副坝、排洪系统、防渗系统、回水池、监测设施等。设计将原设计要求的1378m～1384m高程采用库尾放矿调整为坝前放矿。排矿量为4500t/d，坝前均匀放矿，放矿点数量为8个，间距为30m～45m，设计干滩坡度为6‰。尾矿库由1383m加高至1394m高程，新增总库容462万m3，新增有效库容为487.4万m3，可延长服务年限约3.9年。尾矿库原设计有效库容959.1万m3，总坝高54m，加高扩容后总坝高为66m，总库容1421.1万m3，总有效库容1302.6万m3，总占地面积约980亩，属于三等尾矿库，坝体级别为3级，最小干滩长为70m。尾矿排放最高高程为1194（1394）m，加高11m。继续沿用膏体排放工艺，坝前放矿，尾矿库内洪水通过新增竖井+管道收集至基础坝下游回水池，正常情况下由浮船泵站回水。库区1383m～1394m边坡为新增防渗区域，库区两侧山体1394m高程以上修建截洪沟。场地清除的土石料等应在场外周边空地暂存，可用于堆积坝外坡的植草护坡和后期封场覆盖。采用模袋法加高基础坝，在东侧垭口和原尾矿库坝顶新增1#和2#副坝。堆积坝分两级，每级高度为6m，坝顶宽8m，下游坡面坡度为1：3.0，上游坡面坡度为1：2.0。第一级堆积坝坝顶高程为189m，考虑后期沉降，第二级堆积坝坝顶高程为1395m，高出最终坝前放矿标高1m。1#副坝和2#副坝为碾压土石坝，压实度为0.95，筑坝材料为土石，坝顶高程为1394.0m，坝顶宽度为5m，坝高分别为9.5m、5m。副坝上下游坡比分别为1：2.0、1：2.5，坝顶采用20cm厚C20混凝土结构层，外坡采用干砌石护坡。原设计尾矿库基础坝为一次筑坝，基础坝按挡水坝设计，库内雨水经排水斜槽和排水管排出库外。库内洪水通过DN500排水管和新建排洪系统排出库外。本次加高后，坝高和总库容均接近三等尾矿库下限，故尾矿库新建防洪设施设计标准为200年一遇洪水。库内新建排洪系统采用排水井+排水管方式，沿库区北侧山体建设。库区北岸和南岸1394m高程之上修建截洪沟。正常情况，尾矿库渗滤液全部集于库内，不外排，采用浮船泵将其泵回厂区作为生产用水。加高设计在基础坝下游和现有调节池之间新建回水池。尾矿库加高库容工程，1383m～1394m高程山体边坡为新增防渗区域，原设计1383m以下防渗施工维持不变。

1.4 工程效果

目前，该尾矿库加高扩容施工完成运行至今近二年，运行良好，未发生安全事故。建库以来的例行地下水监测没有发现过渗漏。尾矿库为三（四）等尾矿库，设置有手动位移观测点。根据观测，每个平台标高的浸润线水位比较稳定，浸润线受雨季、放矿方式及地点影响较小。尾矿属于Ⅱ类固体废物，尾矿库仅在下游设置有一口监测井，其余监测点均采用库区周边的泉眼或井作为监测点。监测指标均满足《地下水水质标准》（GB 14848-2017）Ⅲ类限值要求，地下水质量较好。

2 黄金尾矿库设计需要注意的问题

尾矿库设计阶段是尾矿库能实现工程目标的重要环节，是实现安全稳定运行的前提。因此要把所有问题考虑到，才能很好的实现尾矿库工程目标。首先，要强化设计前基础材料收集整理。设计单位勘察设备要选用技术先进且具有良好性能的设备，同时要聘用优秀的工程技术专业人员，把前期资料收集工作放在重要位置，确保收集的资料贴合工程设计，符合设计需要。其次，注重现场考察研究。负责设计单位一方面，要建立健全实地踏勘和考察制度，设计人员和资料收集人员按照制度执行，防止在踏勘和考察过程中出现漏项或踏勘范围覆盖不到位导致的数据收集不准确，从而保证了数据和资料来源于实际且准确可靠。另一方面，注重现场施工考察。设计单位人员要到施工现场进行考察和踏勘，研究设计与现场的衔接，发现设计缺陷及时与施工单位进行有效的沟通，根据现场及时修改设计方案，确保设计的最优化。深入现场指导，让施工方能很好的掌握设计意图，真正把设计的理念和方案转化到工程中去，从而保证尾矿库工程质量。再次，进一步研究和优化设计方案。在设计人员按照完整的设计规范流程完成初步设计方案后，设计单位的审核部门要进一步的研究和审核，强化设计方案研究和优化，在研究和优化过程中，通过多方案必选，选出比较优秀的设计方案，从而保证设计工作的顺利开展和有序的进行。

3 黄金尾矿库安全管理措施

3.1 黄金尾矿库尾矿坝的安全管理措施

尾矿坝是黄金采选矿山尾矿库的重要设施，对尾矿库功能的实现起到至关重要的作用，加强尾矿坝的安全管理是尾矿库实现稳定运行的关键。我们在开展安全检查时，要有不同的检查重点，尾矿库的检查重点为位移、外坡坡比、裂缝、位移、塌陷、冲沟、沼泽化、渗透水等。随着矿山的开采，尾矿库不断堆积，高度不断增加，要结合实际修建排渗设施和排水沟开展排查。为了使子坝不受冲刷，在尾矿坝前要均匀放矿，放矿口朝向库内方向，放矿的支管延伸至滩面高度，为确保沉积滩坡度、滩面高程和干滩长度均衡，不形成沙丘状，采用轮流放矿的形式排放尾矿。为了坝体内不形成冻层，冬季采用集中轮流放矿的形式开展尾矿排放。做好对坝体下渗水流量和水质状况的实时监测，如在短时间内渗水量变大或变小，或者有浑浊的现象，要及时开展坝体隐患排查，对排查出的隐患进行整治。

3.2 黄金尾矿库防洪和排洪的安全管理

对于尾矿库来说，防洪和排洪的管理极其重要，甚至影响了整个尾矿库的安全，因此尾矿库的防洪和排洪管理是一项重要的工作。调洪排洪性能、防洪标准和排洪设施的稳定性是尾矿库防洪和排洪安全管理的重点。要定期检查沉积滩面坡度、尾矿库水位等，根据检查情况，结合防洪和排洪设施的实际开展调洪演算。经过演算，认真研究最高洪水位、安全标高、滩长是否符合设计的要求，如不符合要求要进行安全技术论证和采取安全技术措施。每年汛期来临之前要对防、排洪设施开展全方位的安全检查，对检查出的安全隐患必须及时采取措施消除隐患，确保排洪设施的排洪顺畅可靠。为保证干滩坡度符合设计标准，尾矿库排放作业要根据设计的尾矿排放流量和浓度进行，如存在坡度不符合设计标准的情况要进行调洪演算，并根据调洪演算情况采取措施进行处理。

3.3 黄金尾矿库日常基础管理

在安全管理中，对人的管理也极其重要。尾矿库管理除了对尾矿坝、尾矿排防洪设施管理之外，尾矿库的日常基础管理也是一项重要的工作。日常基础管理包括日常管理制度的建立，对尾矿库管理人员和操作人员的管理。日常基础管理的好坏直接影响尾矿库能否安全运行。尾矿库日常基础管理要确保生产运行管理机制的建立，明确管理机构各部门的职责，在此基础上，形成尾矿库完善的管理制度体系，明晰详细具体的管理和控制要求、相关尾矿库具体的管理办法，管理办法要具有针对性和可操作性。从事尾矿库作业人员要进行岗前培训，持证上岗，促进作业人员安全管理水平和安全操作技能水平的提升。建立班组长培训机制，对班组长实施培训，从而使班组长进一步更深入了解规章制度和具有较强的安全生产管理能力。加强管理人员的培训，进一步让管理人员对尾矿工艺的掌握和熟悉，深入了解相关标准规范，提升管理人员的安全生产管理水平。

3.4 黄金尾尾矿库运行的安全管理

黄金尾矿库的安全运行是企业长治久安的关键，如尾矿库发生事故，不仅会带来环境风险，而且带来安全风险。安全风险的“防”是关键，简单来说，“防”就是做好尾矿库的日常运营管理工作。做好尾矿库安全管理，首先要制定隐患排查计划对尾矿库开展日常安全检查和巡查，全面排查尾矿库安全隐患，保证尾矿库滩面平整，无滑坡迹象和出现裂缝现象，排水构筑物设施完好，无堵塞及损害，尾矿库下部泄流区无障碍物妨害排洪等。其次，按照要求开展应急工作。应急机制是尾矿库安全管理的重要环节，要结合尾矿库实际制定相应的应急救援预案，形成应急救援机制。同时要制定周密详细的应急演练方案，按照要求开展应急演练，开展演练后要对演练存在的问题和效果进行总结和评价，确保应急物资充足，应急设施到位。再次，建立安全管理档案。制定尾矿库生产运行档案和重大危险源管理档案。档案重点包括尾矿库作业计划，筑坝设计及防洪度汛方案，尾矿库实测图，坝体浸润线的观测和尾矿库安全检查记录以及筑坝设计及防洪度汛方案、重大危险源评估报告、应急救援预案、应急演练方案、尾矿库作业计划等内容。

4 结论

黄金尾矿库是黄金矿山金矿选出后排出尾矿的贮存场所，尾矿库工程设计和施工缺陷将会带来环境和安全风险。尾矿库加高扩容是尾矿库达到或即将达到服务年限维持尾矿库正常服务的一种较为经济的方法。本文以某黄金尾矿库加高扩容设计实践为例,探讨了尾矿库加高扩容方式、尾矿库设计注意要点及尾矿库安全管理措施。尾矿库加高扩容采用上游法加高方案经济技术效果较好。要使尾矿库工程设计贴合现场设计，尾矿库的设计要从基础材料收集整理、现场勘查研究、研究和优化设计方案等方面加强尾矿库设计前期基础工作。尾矿库安全运行是企业实现高产高效的前提，为保持尾矿库安全稳定运行，要从尾矿坝、防水排洪、日常基础管理以及运行管理等方面加强尾矿库的安全管理。