研究尾礦庫防滲技術及防滲土工材料應用現狀

王小山

（咸陽西北有色七一二總隊有限公司（陜西黃金洛南秦金礦業有限公司），陜西 咸陽 712000）

在我國過去的歷史中，大多數尾礦庫的設計沒有完全參照設計圖與科學的要求來進行建造，更是由于對尾礦庫的認識不足，沒有對大壩和庫底進行正確的防滲透處理。伴隨著社會的發展，尾礦庫泄露的危險已經逐步顯露出來，這種危險提醒著人們對尾礦庫的防滲透進行更深一步的研究。

1 理論上對于尾礦庫防滲透以及附近地區的環保要求

礦山尾礦多種多樣，屬于一種工業固體廢物，不同礦石產生的尾礦性質不同，尾礦庫的環保要求也是各異。但凡有腐蝕性、毒性、易燃性的尾礦，都會給周圍環境帶來污染，危害人類健康，屬于非常危險的廢物，必須按照法規進行處置。

1.1 尾礦庫的概念

在科學定義中，對于尾礦庫的定義是通過對峽谷或者高地進行圍堵后儲存金屬或非金屬礦石提煉后的廢渣以及尾礦的場地。而尾礦壩則是圍堵峽谷或高地所使用的墻圍，尾礦壩擁有兩種形態，伴隨著尾礦庫建造的時間來分別定義。在尾礦庫建造前期，建造的尾礦壩被稱為初期尾礦壩，當尾礦庫儲存進廢棄礦石或殘渣后，二次建造的尾礦壩被稱為堆積尾礦壩。而對于尾礦庫來說，無論是尾礦壩或者整體尾礦庫，都應當嚴格遵守建造時所進行規劃的建造設計[1]。

1.2 尾礦庫產生危害的原因

對于自然環境來說，尾礦庫產生危害的原因是因為尾礦庫中儲存的礦物廢料往往有著不同的危險狀況，例如腐蝕性、毒性、易燃易爆性、放射性等等。而針對著不同的儲存材料，又需要對尾礦庫的建造進行不同的改良，用以儲藏不同對環境造成巨大污染的礦業廢物。而對于不同尾礦庫的建造，應該嚴格遵守危險廢物管理和處置法律法規中的具體要求來進行建造，這不僅僅是為了山水環境的保護，更是為了附近人民身體健康而著想。

2 理論上對于尾礦庫的環保防滲透結構和建造材料的選用

2.1 對尾礦庫底層滲透的防護

當尾礦庫建造地址的天然地基滲透系數大于1.0×10-7cm/s時，那么就必須在原有地基上建造滲透系數相當于1.0×10-7cm/s的防滲透層。這是因為防止尾礦庫建成后對土壤以及水質造成污染，而尾礦庫的建造時，對于地基的厚度也有相應的要求，那就是最低為1.5m。在建造尾礦庫過程中應當對周邊尾礦壩和底層地基進行詳細檢查，防止有遺漏處造成礦物泄露后形成的污染。在實際的尾礦庫建造過程中，很少有需要同時用到滲透系數要求和底層厚度要求一同進行建造的尾礦庫。

2.2 對尾礦庫建造材料的選擇

在尾礦庫的建造過程中，需要使用環保防滲透措施的尾礦庫建造過程中使用的材料大部分是一種復合材料，這種材料是由放滲土工膜和黏土或者膨潤土防滲材料組成的。在相關環保法律法規中，對組成這種材料的三種基礎材料有相應的要求與固定的組合方式，從而使這種防滲透復合材料擁有多種優良特性。例如：抗腐蝕、抗高溫、抗低溫、抗水蒸氣滲透、延展性等等。在尾礦庫的建造過程中，如果需要使用這種材料，一般的施工方法是這種防滲透復合材料與黏土進行層層疊加。這種防滲透材料在尾礦庫的建造中隨著儲存礦物的不同而使用不同的厚度，常用的厚度有0.75mm、1.0mm、1.2mm、1.5mm、2.0mm這五種。在我國1998年出臺的相關法律法規中有明確規定，當填埋物鑒定無毒時，使用單層防滲透復合材料，而當填埋物鑒定有毒時，應當使用雙層防滲透復合材料。而在實際應用中，當尾礦庫填埋有毒物質時，都盡量使用較厚的復合防滲透材料。

2.3 對復合防滲透材料的施工

對于建造尾礦庫的工作來說，想要成功的阻擋有毒、無毒物質對于環境的滲透污染，應當主要傾向于兩個方面。首先是做好整個尾礦庫的防滲透，在大范圍上使用水平防滲透法，也就是在整個尾礦庫中鋪設復合防滲透材料。其次是對尾礦壩的防滲透建造，在初期尾礦壩、堆積尾礦壩兩者進行建造過程中都要使用相應的黏土來進行建造。但對于建造過程來說，黏土的取用比較困難，因此可以使用礦山之中的廢石來進行建造，但如此一來，就需要進行防滲透復合材料的鋪設，只有這樣才能做到保障安全的處理有害廢料[2]。防滲漏材料在進行焊接的過程中，需要講焊接機調整到試驗性焊接的最佳參數，在設計要求下自動焊接，保證焊接縫平整、美觀、牢固。焊接邊坡時，焊接縫長度方向應沿坡度延伸，不能橫穿。

3 在施工過程中對工人的具體操作要求

3.1 基層鋪設中的要求

首先是對于尾礦庫基層的鋪設，要求整體基面保證平整，誤差不超過兩厘米。其次是對基層的壓實程度，要求尾礦庫基層的壓實程度到達95%，這項要求的目的性在于防止基層壓實程度不足導致滲透系數下降。在尾礦庫的使用過程中，尾礦庫內封存的礦石或者有害物質有滲透液的流出，出于這點考慮，要將底部的建造形成微小的坡度，有助于滲透液的流出，而坡度的建造要求在2°～4°之間。在尾礦庫建造過程中，對基底的純凈程度有一定的要求，要求在基底向下2.5cm之間不能出現石頭、樹枝、瓦礫的出現。這是因為這些物質會導致基底與雜物之間留出微小的縫隙，進而導致滲透。

3.2 尾礦庫施工過程中對天氣的要求

在對尾礦庫施工過程中，首先需要考慮到氣溫的因素，這是因為復合防滲透材料擁有良好的延展性，也就是熱脹冷縮性。因此在鋪設復合防滲透時，天氣寒冷時應當鋪設的緊一些，防止天變熱時產生過多褶皺，對防滲透層產生破壞。而天氣炎熱時，應當鋪設得松弛一些，防止天氣變冷時由于收縮過度產生崩裂。而且夏天在鋪設防滲透復合材料時應當避開中午的高溫。在施工中還應當注意風力，當風力一旦超過四級時就應當停止施工，防止由于大風所導致的施工誤差。當下雨時應當停止施工，防止在不斷復合貼合過程中流入雨水，影響防滲透層的防水效果。

3.3 對工人施工工藝的要求

首先，對于復合防滲透材料來說，施工的正確流程是鋪設復合材料，后對其進行剪裁，再將復合材料上的黏土進行定型。定型后等待風干后，再將表面的塵土擦去，之后對試樣進行焊接，試樣焊接結束后，對效果評測，再進行正式焊接，接下來是對其進行檢測，檢測效果通過后經過一段時間，進行重復檢查，最后復查通過后再進行驗收。

其次，是進行剪裁和運輸，在對復合材料進行剪裁和運輸的過程中，首先需要對基底進行測量，測量成功后再對復合材料進行剪裁。而為了鋪設成功，要對剪裁成功對復合材料進行編號，防止鋪設錯誤。而在運輸過程中，對于復合材料進行盡可能的保護，不能進行拖拉硬拽，這是因為復合防滲透材料的厚度并不高，最厚只有2.0mm。

3.4 施工過程中的技術要點

在施工過程中有些技術要點要進行注意，是為了能夠達到最好的防滲透效果。而在鋪設復合防滲透材料中，應當首先從低處向高處進行推動延伸，在進行鋪設時不能拉伸得過緊。而當需要進行拼接時，要預留出至少1.5cm的拼接處，同時還應當注意的是，盡可能的減少拼接，否則會影響防滲透材料的使用。其次是在進行鋪設之前首先進行嘗試性焊接，檢查嘗試性焊接的效果后再進行大面積的焊接。這是為了在嘗試性焊接中能有效的顯示出焊接中會出現的問題，防止正式焊接中對復合防滲透材料造成損害，造成大量經濟損失。

最后，則是在進行鋪設過程中需要一定的時間過程，而對于已經鋪設完成的防滲透材料要進行合理的保護，避免在烈日下進行長時間的暴曬，對防滲透材料造成損害。而對于人為的損害以及機械損害也應當做好防護準備，做好防護的準備與標識是為了防止有人或機械在無意間對防滲透材料造成損害，如果防滲透材料產生了損害應當進行及時補救[3]。

4 結語

在礦物生產過程中，難免會有廢料的產生，而尾礦庫作為處理工業廢料的重要工業設施，能安全且環保地解決放射性、毒性、腐蝕性礦物或殘渣。尾礦庫一旦泄露，造成影響的將不僅僅是下游人民，更是對附近大面積的土壤與水源進行污染。只有認真的對尾礦庫建造時做好正確的防滲透措施，才能真正做到水資源防護和土壤資源保護，為整體的自然環境保護貢獻力量。