礦業(yè)論文發(fā)表期刊推薦省級(jí)期刊《西部探礦工程》，《西部探礦工程》雜志為發(fā)展祖國的探礦科學(xué)技術(shù)，為西部大開發(fā)和國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)，為廣大巖土鉆掘和礦業(yè)工程技術(shù)人員服務(wù)。主要讀者對(duì)象：地礦、冶金、有色、建材建設(shè)、核工業(yè)、環(huán)保建筑、水利水電、市政工程、交通、鐵路方面工程技術(shù)人員、教學(xué)、科研人員。
　　【摘要】由于尾礦和粉煤灰的物理及化學(xué)特性的區(qū)別，尾礦庫和貯灰場(chǎng)筑壩采取的方法也不盡相同，安全措施亦有差異。本文分析比較了尾礦和粉煤灰的物理力學(xué)特性，以及筑壩區(qū)別和綜合利用。

　　【關(guān)鍵詞】尾礦,粉煤灰,物理力學(xué),筑壩,安全,利用,區(qū)別

　　尾礦庫是堆存尾礦的場(chǎng)所，貯灰場(chǎng)是貯存粉煤灰的場(chǎng)所。尾礦庫、貯灰場(chǎng)的筑壩有許多相同、相似之處，也有一些不同之處。本文分析了庫、場(chǎng)貯存介質(zhì)的不同，筑壩的區(qū)別以及安全上的區(qū)別。

　　一、尾礦庫、貯灰場(chǎng)貯存介質(zhì)的區(qū)別

　　（一）尾礦——尾礦庫

　　1、尾礦。尾礦是選礦中分選作業(yè)的產(chǎn)品之一，在此作業(yè)的產(chǎn)品中，其有用成分的含量最低。在當(dāng)前的技術(shù)經(jīng)濟(jì)條件下，不宜再進(jìn)一步分選的礦，稱最終尾礦。

　　2、尾礦庫。顧名思義存放尾礦的倉庫，具體是指筑壩攔截谷口或圍地構(gòu)成的、用以貯存金屬非金屬礦山進(jìn)行礦石選別后排出尾礦或其他工業(yè)廢渣的場(chǎng)所。在鋼鐵和有色金屬的大型礦山，尾礦庫都很大，一個(gè)尾礦庫的堆存量可達(dá)到十幾億噸尾礦。

　�。ǘ�）粉煤灰——貯灰場(chǎng)

　　1、粉煤灰。粉煤灰是從煤燃燒后的煙氣中收捕下來的細(xì)灰，粉煤灰是燃煤電廠排出的主要固體廢物。

　　2、貯灰場(chǎng)。貯灰場(chǎng)指筑壩攔截谷口或圍地形成的具有一定容積、主要用以貯存粉煤灰的專用場(chǎng)地，包括灰壩（含灰堤）、場(chǎng)內(nèi)粉煤灰排放系統(tǒng)、排水系統(tǒng)、排滲系統(tǒng)、噴淋系統(tǒng)、回水泵站、貯灰場(chǎng)管理站等建（構(gòu)）筑物和設(shè)備設(shè)施。

　　二、尾礦、粉煤灰的物理力學(xué)特性區(qū)別

　　（一）尾礦的物理力學(xué)特性。

　　1、顆粒狀態(tài)。大部分尾礦是選廠經(jīng)粗碎、細(xì)磨后變成了相當(dāng)于粘土、粉土的細(xì)顆粒物質(zhì)，由水力輸送進(jìn)入尾礦庫沉淀、堆存。尾礦顆粒形態(tài)上分，可分為碎石(重選出的重介質(zhì))、砂(粗磨后的)、粉土、粘土(細(xì)磨后的)。

　　2、滲透性和變形特性。尾礦的粒度組成能綜合反映尾礦的特性和本質(zhì)，即尾礦具有滲透性、變形特性、固化性、壓實(shí)性等。孔隙比與顆粒級(jí)配，含水量與抗剪強(qiáng)度都相互關(guān)聯(lián)，其結(jié)果會(huì)對(duì)尾礦庫壩體產(chǎn)生影響。壩體尾礦尾礦的平均物理力學(xué)指標(biāo)見下表：

　�。ǘ�）粉煤灰的物理力學(xué)特性

　　1、粉粒形狀。粉煤灰主要以粉粒為主，粘粒為次。呈灰色、灰黑色、顆粒為比表面積大的多孔顆粒，對(duì)水的吸附能力很大，主要成分為硅、鋁、鐵、鈣和硫等。粉煤灰屬粉土質(zhì)砂，多孔，質(zhì)輕，SO2，AL2O3的含量較高，具有較高的持水性。粉煤灰比重小，自然沉積的干容重低。

　　2、粉煤灰的物理力學(xué)特性。由于粉煤灰中粉粒、粘粒的自硬性和毛細(xì)水的表面張力，其強(qiáng)度特性表現(xiàn)出一定的粘聚力，但數(shù)值很小。粉煤灰的比重為2.03―2.29，孔隙率60-78%。一般碾壓筑壩后，對(duì)灰渣進(jìn)行強(qiáng)度試驗(yàn)，數(shù)值如下：筑壩灰渣的含水量一般控制在18-23%，碾壓后的灰渣干密度大于1.30g/立方厘米，現(xiàn)場(chǎng)施工后灰渣粘聚力C≥16.2，內(nèi)摩擦角≥25.1°。

　　3、壓縮性和滲透性。粉煤灰的擊實(shí)特性與粘性土不同，具有典型的非粘性土特性，在含水量27%-32%范圍內(nèi)可獲得理想的壓實(shí)密度，表明粉煤灰擊實(shí)密度對(duì)含水量不是很敏感。粉煤灰的干密度不同，滲透系數(shù)有細(xì)微變化，粉煤灰的干密度越小，滲透系數(shù)越大，臨界坡降越小。粉煤灰為細(xì)顆粒土，故其滲透破壞形式主要為流土。

　　三、尾礦庫與貯灰場(chǎng)筑壩及安全上區(qū)別

　　（一）尾礦庫筑壩

　　1、影響尾礦庫筑壩的因素。由于尾礦的物理性質(zhì)，尾礦庫的筑壩主要應(yīng)根據(jù)尾礦排出量大小、尾礦粒度組成、礦漿濃度、壩長(zhǎng)、壩高、年上升速度以及當(dāng)?shù)貧夂驐l件(冰凍期及汛期)等因素決定。

　　2、尾礦庫筑壩方法。

　�。�1）尾礦庫選址。尾礦庫的選址不宜位于工礦企業(yè)、大型水源地、水產(chǎn)基地和大型居民區(qū)上游，也不應(yīng)位于全國和省重點(diǎn)保護(hù)名勝古跡的上游，應(yīng)避開地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜、不良地質(zhì)現(xiàn)象嚴(yán)重區(qū)域。

　　（2）筑壩方法。尾礦壩一般有兩部組成，即初期壩和后期壩。目前初期壩主要有勃土堆積壩和砂石壩兩種。后期壩則采用上游法、下游法、中線法等筑壩技術(shù)。尾礦庫一定要處理好尾礦水和地下水的分隔，不能污染地下水或造成地下水的徑流變化和路徑變化。尾礦壩的建筑方法對(duì)尾礦壩體的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性和安全起著十分重要的作用。

　　3、安全管理。尾礦庫安全度主要根據(jù)尾礦庫防洪能力和尾礦壩壩體穩(wěn)定性確定，分為危庫、險(xiǎn)庫、病庫、正常庫四級(jí)。隨著礦石開采量和處理量不斷增加，尾礦量日益增多，尾礦壩體高度也與日俱增，因而尾礦庫安全管理已成為選礦工業(yè)生產(chǎn)的重要環(huán)節(jié)。尾礦庫的安全管理包括選礦廠尾礦砂的妥善儲(chǔ)存及經(jīng)常性加固加高壩體的施工，還要進(jìn)行排水、防滲，并經(jīng)常對(duì)庫內(nèi)水位、浸潤(rùn)線及壩體位移等項(xiàng)目進(jìn)行監(jiān)測(cè)。

　�。ǘ�）貯灰場(chǎng)筑壩

　　1、影響貯灰場(chǎng)筑壩的因素。主要有貯灰場(chǎng)所在氣象條件、地理位置、面積及下游（或周邊）村莊、建筑物、居民等因素。

　　2、貯灰場(chǎng)筑壩。筑壩前對(duì)貯灰場(chǎng)及灰壩穩(wěn)定性、防排洪能力、安全設(shè)施可靠性、環(huán)境保護(hù)、壩基適用性等要進(jìn)行充分論證。貯灰場(chǎng)安全等級(jí)分為三級(jí)：正�；覉�(chǎng)、病態(tài)灰場(chǎng)、險(xiǎn)情灰場(chǎng)。目前貯灰場(chǎng)的筑壩方法主要有固化法和水力沖填粉煤灰筑壩技術(shù)。

　　3、安全管理。安全設(shè)施與主體工程同時(shí)設(shè)計(jì)、同時(shí)施工、同時(shí)投入使用。應(yīng)做好貯灰場(chǎng)噴淋設(shè)施運(yùn)行維護(hù)管理，以及灰場(chǎng)植被和灰場(chǎng)周邊的防塵綠化帶維護(hù)管理，防止揚(yáng)塵污染。貯灰場(chǎng)排放灰水及滲漏水應(yīng)定期進(jìn)行水質(zhì)監(jiān)測(cè)。定期進(jìn)行壩體位移、壩體沉降、壩體浸潤(rùn)線埋深及其出溢點(diǎn)變化情況等安全監(jiān)測(cè)。

　　四、尾礦和粉煤灰綜合利用

　　尾礦和粉煤灰都是放錯(cuò)地方的資源，由于尾礦和粉煤灰各自的物理和化學(xué)特性，其綜合利用有很大區(qū)別。

　�。ㄒ唬┪驳V的綜合利用。首先可以提取稀有金屬。如冶金方面采礦形成的尾礦，尾礦中還存在著眾多的金屬和稀有金屬，可從尾礦中提取新的金屬，不斷地降低尾礦中各種有價(jià)金屬和物質(zhì)的含量。其次可利用尾礦作為礦山井下回填的材料，減少尾礦的堆存量。再次，利用尾礦進(jìn)行造地、復(fù)墾造田，尤其是無有害物質(zhì)、沒有人為添加有害物質(zhì)的尾礦，如鋁土礦的細(xì)泥就很適合于此種用途。

　�。ǘ�）粉煤灰的綜合利用。經(jīng)過開發(fā)，粉煤灰綜合利用的途徑越來越廣泛，可以做路基、填方、混凝土摻和料，還可以做高附加值和大摻量利用：發(fā)展技術(shù)成熟的大摻量粉煤灰新型墻體材料；利用粉煤灰作為水泥混合材料替代黏土進(jìn)行配料；利用粉煤灰作為商品混凝土摻和料等。還可用作農(nóng)業(yè)肥料和土壤改良劑，回收工業(yè)原料和作環(huán)境材料。

　　總之，尾礦庫和貯灰場(chǎng)因尾礦和粉煤灰的物理力學(xué)特性不同，庫、場(chǎng)的筑壩要求也不盡相同，但尾礦和粉煤灰都是資源，綜合利用，變廢為寶、變害為利，已成為重要的發(fā)展方向。

　　【參考文獻(xiàn)】

　　[1]國家電力監(jiān)管委員會(huì).燃煤發(fā)電廠貯灰場(chǎng)安全監(jiān)督管理規(guī)定[S].電監(jiān)安全,[2013]3號(hào).

　　[2]國家安全生產(chǎn)監(jiān)督管理總局.尾礦庫安全監(jiān)督管理規(guī)定[S].2011，7.

　　[3]國家安全生產(chǎn)監(jiān)督管理總局.尾礦庫安全技術(shù)規(guī)程(AQ2006-2005)[S].2005-12-07.

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