尾礦庫防滲技術及防滲土工材料應用現狀研究

袁俊海

摘 要 近年來，隨著各行各業發展中對環保問題的重視，尾礦庫的環保問題逐步引起了相關部門的重視，為實現尾礦資源的合理應用，一些企業逐步利用尾礦構建了尾礦庫，提高了資源的利用率，為礦山企業創造了更大的發展空間。尾礦庫防滲技術的發展尚不成熟，在未來的發展過程中需加大技術投入，用技術創新來提高尾礦庫防滲技術的總體水平。基于此，本文分析了尾礦庫防滲技術、防滲土工材料的應用現狀，有利于解決尾礦庫的滲漏問題。

關鍵詞 尾礦庫;防滲技術;防滲土工材料;應用

我國是礦山大國，在各種礦山資源的開發過程中產生了很多的尾礦，這些尾礦的種類多、數量龐大，如果不能夠將其加以有效應用起來，將會造成嚴重的環境污染，占用大量的土地資源。作為一種一般工業固體廢物，不同類型的尾礦存在性質的差異性，在環保特性方面也存在著明顯的區別。在當前尾礦環保要求日益提升的過程中，有條件的企業要逐步利用尾礦來進行尾礦庫的建設，并加強防滲技術、防滲土工材料的應用，以提升尾礦庫的防滲漏能力，減小尾礦庫泄露的威脅。

1尾礦庫防滲技術

滲漏是尾礦庫存在的主要威脅，根據滲漏原因的不同，在尾礦庫的防滲處理上也需要具有針對性，需在充分分析和掌握尾礦庫滲漏防水的基礎上進行防滲技術的選擇。一般情況下，尾礦庫的防滲漏處理上，最為常用的方式就是水平防滲技術與垂直防滲技術，當然，在一些尾礦庫中也會采用這兩種防滲技術相結合的方式。尾礦庫處于不同的地址條件下時，會結合區域特征來進行防滲技術的選擇，在一些尾礦庫中，可以采用截滲壩、混凝土防滲墻、地下帷幕灌漿和敷設HDPE膜的方式來提高防滲效果，降低尾礦庫滲漏的發生概率，提高環保性。

（1）垂直防滲。在尾礦庫的設計中，一些設計方案中明確提出了垂直防滲的要求，如果要滿足這個條件，就需要在尾礦庫的垂直方向上進行防滲技術的應用，利用垂直防滲來阻止地下污染物隨著水流向其他方向擴散的情況。在具體的應用過程中，在尾礦庫的水文地質條件等符合要求且尾礦庫底部存在不透水層、厚實弱透水層的情況下，可以將垂直防滲系統嵌入不透水地層中，將防滲系統與地下不透水層加以連接來達到防滲處理的要求，其嵌入深度一般要在2m以上[1]。從垂直防滲技術的實際應用來看，在尾礦庫庫區不存在臨谷滲漏，僅存在壩基與繞壩滲漏的情況下能夠取得更為理想的防滲漏處理效果。

（2）水平防滲。同垂直防滲技術一樣，水平防滲技術也有其適用條件，對于二類一般固體廢物的尾礦庫防滲，一般采用的是水平防滲技術，針對這種情況，需在全庫區采用這種方式進行防滲處理與設計，使得在尾礦庫底部與周邊都存在水平方向上的防滲系統。尾礦庫庫區如果出現了臨谷滲漏問題時，也可以根據現場的實際情況來利用局部或者全庫的水平防滲技術。水平防滲技術的應用過程中，會存在防滲材料的差異，比如，黏土、土工膜、PE膜、鈉基膨潤土等。

2防滲土工材料的應用

（1）初期透水堆石壩的內坡防滲。尾礦初期壩如果處于初期的運行階段，庫區會呈現出縱深與干灘長度都相對較短、尾礦水澄清距離不足的特征，如果在這種情況下沿著初期壩在透水堆石壩內的壩坡位置直接進行放礦處理，極易引起庫內的滲漏問題，比如，庫內細顆粒尾砂會直接經由水流滲出，而這種滲漏現象甚至會造成初期壩坡腳位置尾砂的“跑渾”現象，進而會造成嚴重的環境污染問題[2]。因此，為了避免此類滲漏問題所造成的污染現象，在尾礦庫的設計過程中，設計人員需考慮這種現象，在初期壩的下壩段內坡反濾層基礎上進行防滲層的設置，在這種情況下，初期壩會在運行的前期發揮不透水壩的作用，而隨著不斷的運行，在初期壩進入后期運行階段以后，庫內的澄清距離將會進一步增大，此時，初期壩就會成為透水壩。

（2）柔性趾板連接剛性防滲體。在水利工程項目中，防滲施工是關鍵的施工環節，在一些水利工程混凝土面板堆石壩上會應用剛性趾板來進行防身施工，而柔性趾板正是在此基礎上形成和出現的。趾板的應用能夠實現地基垂直防滲體與面板堆石壩防滲面板混凝土板的連接。尾礦壩中的主要構成為初期堆石壩與尾砂堆積體，尾砂堆積體在自身的重力作用、排水結束以后就能夠自然沉積與固結，壩體與壩基的變形沉降值相對較大。針對這種的現象所誘發的滲漏問題，在防滲技術應用與防滲處理的過程中，一般選用的是防滲土工材料，將此材料作為柔性趾板。

（3）水平鋪蓋防范壩基滲透破壞。一些尾礦庫中也會進行水平鋪蓋的設置，而在這種結構下，水平鋪蓋所設置的目的與水利工程中防滲土工鋪蓋的作用與原理是相似的，主要是為了增大壩基滲流徑長度，減小滲透坡降，避免滲透問題對地基的破壞。此外，在一些尾礦庫工程中，會在庫內設置水平鋪蓋，在這種情況下，水平鋪蓋會起到水平防滲的作用，在具體的應用過程中，水平防滲段會深入到庫尾側的細顆粒尾砂中，進而水平防滲段會與庫區的細顆粒尾砂形成整體性、封閉的不透水結構，這種防滲結構的利用減小了尾礦水的垂直下滲所造成的威脅。

（4）斷裂破碎帶等不良地質的局部防滲。一些尾礦庫的自然地理環境相對特殊，可能會面臨著一些不良地質，比如，部分尾礦庫存在斷裂破碎帶等導水結構，這種特殊的結構構成使得尾礦庫可能會存在滲漏威脅，發生深層地下水滲漏與臨谷滲漏的概率相對較高。這種情況下的防滲處理相對困難，在具體的防滲技術應用與處理的過程中，有關人員需結合尾礦庫的實際情況，采取更為有效的防滲技術。針對庫區存在的小范圍斷裂破碎帶防滲處理，一般采用的是防滲土工材料，在具體的應用過程中，需保障防滲土工材料的寬度能夠覆蓋住斷裂破碎帶的寬度。

3結束語

滲漏問題是尾礦庫工程最為常見的問題，為了滿足尾礦環保性的要求，尾礦庫的設計建設過程中，必須要加強防滲設計，在易出現滲漏問題的部位進行相應的防滲施工，最大程度上減小滲漏問題對環境造成的不利影響。

參考文獻

[1] 袁永強.第Ⅱ類尾礦庫環保防滲系統設計探討[J].金屬礦山，2016

（5）：178-182.

[2] 謝文璐，楊磊，鄔美富，等.堤防超深防滲墻施工技術研究[C].地基與基礎工程技術創新與發展（2017）——第14次全國水利水電地基與基礎工程學術研討會.地基與基礎工程技術創新與發展（2017）——第14次全國水利水電地基與基礎工程學術研討會論文集.武漢：武漢大學，2017：66-71.