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[摘要]通过对个旧岩溶地区尾矿库尾矿沉积规律特点的总结分析，得出在岩溶地区建设尾矿库应注意的主要重点主要是尾矿的放矿方式、库区（底）排水措施、后期堆积子坝的勘察设计及建设管理，对尾矿库建设及安全管理有参考作用。
[关键词]岩溶地区 尾矿库 尾矿 沉积规律 安全 管理
[中图分类号] P612 [文献码] B [文章编号] 1000-405X（2015）-5-45-2
0前言
尾矿库是在工业生产中用于堆存尾矿的场所。尾矿堆存的规范与否，关系到尾矿库的安全运行及工业生产的可持续性，而对尾矿沉积规律的研究，是对尾矿库设计及尾矿安全堆存的前提条件。云南省个旧地区是我国乃至世界上的主要锡产地，大量锡矿的采选，产生了大量的尾矿，需要选择合适的场地建设尾矿库；而该区域大面积覆盖三叠系的灰岩，地表岩溶发育，尾矿库多建设于岩溶地区，岩溶地区尾矿库的沉积有其特殊规律，对其沉积规律的研究探讨，有利在岩溶地区尾矿库的建设和管理。
1区域环境地质背景
个旧地区处于青藏滇缅印尼巨型“歹”字型构造体系东支、云南山字型构造体系、川滇经向构造体系及南岭纬向构造体系的复合部位，二级构造单元为滇中山字型构造前弧的南东翼，开远弧的前缘部位。经历了多次构造变动，构造行迹较为复杂。燕山运动是该区域内最主要的一次造山运动，区内北东向的构造体系多产生于此时期；至始新世晚期喜马拉雅造山运动时期，则在区内形成了一系列近南北向和东西向的断裂构造，并随之形成了蒙自、大庄、草坝、个旧等一系列的地堑陷落盆地（断陷盆地）；至中新世时期，山地抬升强烈，盆地陷落，接受了逾800m的上第三系含煤地层的沉积，同时盆地和高原（山）面之间以陡坡相连，形成明显的对照地形。同时区域内大面积覆盖三叠系的灰岩，受构造影响，地表岩溶发育，作为尾矿库建设的场地多为岩溶溶蚀谷地、洼地等，库区内部岩溶发育，渗漏通道多而复杂。
2岩溶地区尾矿沉积规律
天然岩溶洼地作为尾矿使用，在前期一般无正规建库设计和施工，尾矿实行周边放矿，由选厂自流到尾矿库堆存。堆积尾矿沉积规律受选矿工艺、尾矿性质、粒度、矿浆浓度及排放方式的影响。尾矿浆出管后由高处向低处流动，在流动的过程中，粗颗粒先沉积下来，细颗粒顺矿浆在较远处沉积，最细颗粒在尾矿水内静水沉积。当然，矿浆急流地段也会把粗颗粒带向较远处沉积，矿浆较缓地段细粒也会沉积下来。根据总结结果，沉积尾矿宏观上表现为上粗下细；尾矿库周边粗、中间细的特点。微观上沉积尾矿中普遍分布粗细相间的夹层、互层、交错层、韵律状互层等现象。总体上尾矿在结构上表现为不均匀性和各向异性，特别是岩溶地区尾矿库在运行过程中因库内尾水沿库内发育的垂直溶隙和落水洞下渗时会造成尾矿流失而形成尾矿堆积体塌陷，致使尾矿沉积具不均匀性。另外，岩溶地区尾矿库缺乏前期设计，尾矿的随意堆存也造成尾矿堆积体具不均匀性。
同时个旧地区尾矿库早期主要用于堆存地表残坡积砂锡矿尾矿，由于原矿含泥量高、粒度细，决定了其尾矿主要以尾泥为主，尾粉砂、粉土较少且尾矿以细粒为主的特点。上世纪90年代后期尾砂成分主要为锡石为主，含铅、锌、铜、铋、钨、钼等金属成分，则尾矿颗粒相对较粗，尾矿以尾粉土为主。
根据对多个尾矿库进行钻探勘察反映，尾矿成分及性质随深度的变化具有明显不同，从总体上看，由于受选矿工艺的影响，不同阶段沉积尾矿的沉积性质及宏观上粗粒土与细粒土具有分选性分界明显的特点：早期沉积主要以尾粘性土为主，而后期的沉积主要以砂性土为主；尾矿库周边以粗颗粒沉积为主，库中部低洼地段以细颗粒沉积为主。
经过总结分析，个旧地区岩溶地区的尾矿库具有这样的特点：尾矿库内的尾矿在状态上存在库内差、库边好的特点，说明固结时间及上部覆盖厚度、含水量的多寡、尾矿放矿方式等对尾矿沉积状态有决定性影响。特别是岩溶作用形成的天然凹塘作为尾矿库，以及早期使用存在尾矿堆存不规范的因素，同时深部的尾粘土、尾粉质粘土进入下伏基岩裂隙中堵塞裂缝后，地下水排泄通道被堵，致使库内积水疏排不畅、不规律，随着尾矿逐渐向塘内存积，积水也随之雍高，雍高到一定深度后，又在后期尾矿的覆盖堆积下，以上述分析的沉积规律，形成了中间软弱、上下相对较硬的“糖心”软弱夹层状态及各种性质尾矿交替沉积产出，空间展布上较杂乱的不规律的尾矿分布状态。同时由于尾矿放矿不规范，尾矿沉积在水平方向上一般无明显的分选特征，各地段沉积无明显的变化规律。
而在沉积尾矿在垂向上的沉积规律，根据钻孔单孔平均粒径（d50）及孔隙比（e）随深度的变化关系分析，平均粒径（d50）和孔隙比（e）随深度的变化曲线具有明显较大起伏，表明沉积尾矿粗细相间及互层现象较为突出。从总体上看，孔隙比（e）由上至下有变大的趋势，这与一般土层的沉积规律是相反的（一般深度越大，沉积越好，孔隙比趋于小），说明天然岩溶洼地地区的尾矿库，库区底部易淤积水而致使尾矿长期处于饱和状态，尾矿受水浸泡固结较差，特别是深部受水影响固结程度差，此沉积特性符合岩溶地区尾矿库的沉积环境特点及初期非正规排放尾矿、以地表砂矿为主的工艺特点及生产特点。平均粒径（d50）由上至下明显变小，表明沉积尾矿在垂向上具上粗下细的特征。另从钻孔的平均粒径（d50）在一定深度位置急剧变小的现象来看，宏观上沉积尾矿粗粒土与细粒土具有分选性，这与一般尾矿的沉积规律是一致的。
3岩溶地区尾矿库建设及管理的重点
（1）采取周边放矿方式
岩溶地区尾矿库在建设前期一般是在岩溶洼地中进行尾矿堆存，不进行堆积坝的建设，而岩溶洼地中岩溶发育，渗漏通道多，但尾矿库的建设在环保上要求其渗漏须确保达到要求，不能污染水文地质环境，故岩溶地区的尾矿库堆存应采取周边放矿方式，在尾矿堆存一定厚度后，能有效减少尾矿库库底的渗漏甚至杜绝渗漏，能有效确保环保要求。
（2）做好排水措施
在库底易淤积积水，影响尾矿的固结沉积，故应做好排水措施，确保尾矿能正常固结。
（3）尾矿堆积超过岩溶洼地标高后，应进行专门的勘察设计，按上游法进行堆积子坝的堆积管理，确保尾矿坝的安全。
4结论
岩溶地区尾矿库建设场地多为岩溶洼地，排水不畅，致使尾矿的沉积规律特殊，具有下软上硬的沉积特点，对尾矿库的安全稳定存在较大影响。其主要是受尾矿性质、放矿方式、管理所决定的，故通过上述对岩溶地区的尾矿沉积规律及尾矿库建设的特点进行总结分析，认为在岩溶地区建设尾矿库应做好尾矿的放矿方式、尾矿库的排水措施及后期堆积坝的勘察、设计，确保尾矿库安全。
[关键词]岩溶地区 尾矿库 尾矿 沉积规律 安全 管理
[中图分类号] P612 [文献码] B [文章编号] 1000-405X（2015）-5-45-2
0前言
尾矿库是在工业生产中用于堆存尾矿的场所。尾矿堆存的规范与否，关系到尾矿库的安全运行及工业生产的可持续性，而对尾矿沉积规律的研究，是对尾矿库设计及尾矿安全堆存的前提条件。云南省个旧地区是我国乃至世界上的主要锡产地，大量锡矿的采选，产生了大量的尾矿，需要选择合适的场地建设尾矿库；而该区域大面积覆盖三叠系的灰岩，地表岩溶发育，尾矿库多建设于岩溶地区，岩溶地区尾矿库的沉积有其特殊规律，对其沉积规律的研究探讨，有利在岩溶地区尾矿库的建设和管理。
1区域环境地质背景
个旧地区处于青藏滇缅印尼巨型“歹”字型构造体系东支、云南山字型构造体系、川滇经向构造体系及南岭纬向构造体系的复合部位，二级构造单元为滇中山字型构造前弧的南东翼，开远弧的前缘部位。经历了多次构造变动，构造行迹较为复杂。燕山运动是该区域内最主要的一次造山运动，区内北东向的构造体系多产生于此时期；至始新世晚期喜马拉雅造山运动时期，则在区内形成了一系列近南北向和东西向的断裂构造，并随之形成了蒙自、大庄、草坝、个旧等一系列的地堑陷落盆地（断陷盆地）；至中新世时期，山地抬升强烈，盆地陷落，接受了逾800m的上第三系含煤地层的沉积，同时盆地和高原（山）面之间以陡坡相连，形成明显的对照地形。同时区域内大面积覆盖三叠系的灰岩，受构造影响，地表岩溶发育，作为尾矿库建设的场地多为岩溶溶蚀谷地、洼地等，库区内部岩溶发育，渗漏通道多而复杂。
2岩溶地区尾矿沉积规律
天然岩溶洼地作为尾矿使用，在前期一般无正规建库设计和施工，尾矿实行周边放矿，由选厂自流到尾矿库堆存。堆积尾矿沉积规律受选矿工艺、尾矿性质、粒度、矿浆浓度及排放方式的影响。尾矿浆出管后由高处向低处流动，在流动的过程中，粗颗粒先沉积下来，细颗粒顺矿浆在较远处沉积，最细颗粒在尾矿水内静水沉积。当然，矿浆急流地段也会把粗颗粒带向较远处沉积，矿浆较缓地段细粒也会沉积下来。根据总结结果，沉积尾矿宏观上表现为上粗下细；尾矿库周边粗、中间细的特点。微观上沉积尾矿中普遍分布粗细相间的夹层、互层、交错层、韵律状互层等现象。总体上尾矿在结构上表现为不均匀性和各向异性，特别是岩溶地区尾矿库在运行过程中因库内尾水沿库内发育的垂直溶隙和落水洞下渗时会造成尾矿流失而形成尾矿堆积体塌陷，致使尾矿沉积具不均匀性。另外，岩溶地区尾矿库缺乏前期设计，尾矿的随意堆存也造成尾矿堆积体具不均匀性。
同时个旧地区尾矿库早期主要用于堆存地表残坡积砂锡矿尾矿，由于原矿含泥量高、粒度细，决定了其尾矿主要以尾泥为主，尾粉砂、粉土较少且尾矿以细粒为主的特点。上世纪90年代后期尾砂成分主要为锡石为主，含铅、锌、铜、铋、钨、钼等金属成分，则尾矿颗粒相对较粗，尾矿以尾粉土为主。
根据对多个尾矿库进行钻探勘察反映，尾矿成分及性质随深度的变化具有明显不同，从总体上看，由于受选矿工艺的影响，不同阶段沉积尾矿的沉积性质及宏观上粗粒土与细粒土具有分选性分界明显的特点：早期沉积主要以尾粘性土为主，而后期的沉积主要以砂性土为主；尾矿库周边以粗颗粒沉积为主，库中部低洼地段以细颗粒沉积为主。
经过总结分析，个旧地区岩溶地区的尾矿库具有这样的特点：尾矿库内的尾矿在状态上存在库内差、库边好的特点，说明固结时间及上部覆盖厚度、含水量的多寡、尾矿放矿方式等对尾矿沉积状态有决定性影响。特别是岩溶作用形成的天然凹塘作为尾矿库，以及早期使用存在尾矿堆存不规范的因素，同时深部的尾粘土、尾粉质粘土进入下伏基岩裂隙中堵塞裂缝后，地下水排泄通道被堵，致使库内积水疏排不畅、不规律，随着尾矿逐渐向塘内存积，积水也随之雍高，雍高到一定深度后，又在后期尾矿的覆盖堆积下，以上述分析的沉积规律，形成了中间软弱、上下相对较硬的“糖心”软弱夹层状态及各种性质尾矿交替沉积产出，空间展布上较杂乱的不规律的尾矿分布状态。同时由于尾矿放矿不规范，尾矿沉积在水平方向上一般无明显的分选特征，各地段沉积无明显的变化规律。
而在沉积尾矿在垂向上的沉积规律，根据钻孔单孔平均粒径（d50）及孔隙比（e）随深度的变化关系分析，平均粒径（d50）和孔隙比（e）随深度的变化曲线具有明显较大起伏，表明沉积尾矿粗细相间及互层现象较为突出。从总体上看，孔隙比（e）由上至下有变大的趋势，这与一般土层的沉积规律是相反的（一般深度越大，沉积越好，孔隙比趋于小），说明天然岩溶洼地地区的尾矿库，库区底部易淤积水而致使尾矿长期处于饱和状态，尾矿受水浸泡固结较差，特别是深部受水影响固结程度差，此沉积特性符合岩溶地区尾矿库的沉积环境特点及初期非正规排放尾矿、以地表砂矿为主的工艺特点及生产特点。平均粒径（d50）由上至下明显变小，表明沉积尾矿在垂向上具上粗下细的特征。另从钻孔的平均粒径（d50）在一定深度位置急剧变小的现象来看，宏观上沉积尾矿粗粒土与细粒土具有分选性，这与一般尾矿的沉积规律是一致的。
3岩溶地区尾矿库建设及管理的重点
（1）采取周边放矿方式
岩溶地区尾矿库在建设前期一般是在岩溶洼地中进行尾矿堆存，不进行堆积坝的建设，而岩溶洼地中岩溶发育，渗漏通道多，但尾矿库的建设在环保上要求其渗漏须确保达到要求，不能污染水文地质环境，故岩溶地区的尾矿库堆存应采取周边放矿方式，在尾矿堆存一定厚度后，能有效减少尾矿库库底的渗漏甚至杜绝渗漏，能有效确保环保要求。
（2）做好排水措施
在库底易淤积积水，影响尾矿的固结沉积，故应做好排水措施，确保尾矿能正常固结。
（3）尾矿堆积超过岩溶洼地标高后，应进行专门的勘察设计，按上游法进行堆积子坝的堆积管理，确保尾矿坝的安全。
4结论
岩溶地区尾矿库建设场地多为岩溶洼地，排水不畅，致使尾矿的沉积规律特殊，具有下软上硬的沉积特点，对尾矿库的安全稳定存在较大影响。其主要是受尾矿性质、放矿方式、管理所决定的，故通过上述对岩溶地区的尾矿沉积规律及尾矿库建设的特点进行总结分析，认为在岩溶地区建设尾矿库应做好尾矿的放矿方式、尾矿库的排水措施及后期堆积坝的勘察、设计，确保尾矿库安全。