环保型尾矿库防渗技术对安全与环境的保障作用

引言

矿业不仅是国民经济的核心支柱产业，同时也在推动社会经济进步的过程中，产出了众多的资源。尾矿库作为尾矿和其他工业废弃物的存储场所，其安全性和环境状况的优劣将直接影响到附近居民的生命和财产安全，以及生态环境的可持续发展。传统的尾矿库由于其防渗措施的不足或不完善，很容易导致尾矿库发生渗漏，从而引发一系列的安全和环境问题。因此，研发和应用环保型尾矿库防渗技术在确保尾矿库稳定安全运行和减少对环境的不良影响方面具有至关重要的意义。

一、环保型尾矿库防渗技术概述

1. 土工合成材料防渗技术

土工合成材料的防渗技术因其施工简便、耐用性高和环保特性等优点，在尾矿库防渗工作中得到了广泛的应用。这类材料主要包括了像高密度聚乙烯（HDPE）和聚乙烯醇缩丁醛（PVB）这样的高分子材料。这种类型的材料能够通过在尾矿库底部或库周设置高效的防渗层来有效地防止水分的渗透，从而降低尾矿库的渗漏风险。此外，这种材料拥有抗老化和抗腐蚀的特性，能够长时间维持其防渗功能，从而减少了维护成本。在施工过程中，使用了焊接和缝合的方法来确保材料之间的流畅连接，从而建立一个持久且无缝隙的防渗屏障，并进一步增强其防渗性能。

2. 粘土矿物防渗技术

使用天然粘土或经过改进的粘土作为防渗材料，经过夯实和铺设，形成了粘土矿物的防渗层。这种类型的材料具有出色的抗渗透能力，来源广泛，并且制造成本相对较低。通过调整粘土的比例和优化施工技术，可以明显增强防渗层的强度和持久性。粘土矿物的防渗技术与环境的匹配性很好，不会导致二次污染。在施工过程中，要特别关注水分含量和压实度的控制，以确保防渗层的稳定性和有效性。此外，粘土矿物的防渗层也可以作为尾矿库的一部分，参与尾矿的固结稳定过程，从而提高尾矿库的整体安全性。

3. 水泥土防渗技术

水泥土防渗技术的核心是将水泥与土混合均匀，然后将其铺设在尾矿库的底部或其四周，从而形成具有高强度和良好抗渗性的水泥土防渗层。这项技术通过水泥的水化反应确保防渗层与土壤紧密结合，从而提高其防渗性能。在水泥土中，防渗层不仅拥有出色的防渗性能，还能在固化过程中优化土壤的力学特性，从而进一步提升尾矿库的稳定性。此外，水泥土的防渗技术不仅施工简便，而且适应性极强，能够适应各种不同的地质条件。然而，必须严格监控水泥和土壤的混合比例，确保在施工过程中得到适当的养护，以确保防渗层能够长期稳定和耐用。

4. 化学固化防渗技术

化学固化防渗技术涉及在尾矿库中加入特定的化学试剂，以促进库底与库壁材料表面的水分或渗滤液进行化学反应，从而在库底材料和库壁材料之间形成一个稳固的固化层，有效地阻止水分的渗透。这项技术的施工过程迅速，固化效果显著，且具有持久的防水特性。更精确的描述是，这个尾矿库是通过使用如水泥、石灰这样的无机材料和特定的添加剂，在经过搅拌和灌注之后，将其均匀地铺设在尾矿库的底部和斜坡上，从而形成了一个连续且致密的防渗层。该技术的关键在于选择合适的化学试剂和它们的比例，以确保防渗层不仅具有足够的强度，还能有效地隔离水分，从而确保尾矿库的安全运营并减少对环境的污染。

5. 喷射混凝土防渗技术

喷射混凝土的防渗技术是通过使用高压喷射装置，将混凝土混合物直接喷射到尾矿库的结构表面，从而在尾矿库结构的表层形成致密的混凝土层，有效地防止水的渗透。这项技术不仅适用于新建的尾矿库，还可以用于老尾矿库的维护和加固工作。在施工过程中，通过精确地控制喷射压力、速度和混凝土的配比等核心参数，可以确保混凝土在成型后具有平滑、致密的性能和良好的抗渗性。此外，这项技术还能有效地提升尾矿库的整体稳定性，延长其使用寿命，并减少由渗漏引发的环境污染风险。

6. 生物土工防渗技术

生物土工防渗技术融合了工程学与生物学的理念，它是通过微生物的新陈代谢过程在土壤粒子间形成胶结，进而生成自然或人为控制的防渗层。这种方法不仅对环境友善，还能加强土壤的结构并确保尾矿库的稳定性。在实施过程中，首先需要选择合适的微生物种类与土壤混合，然后通过调整环境因素（例如湿度、温度和 pH 值）来刺激微生物的生长和繁殖，最终使土壤颗粒逐渐形成稳定的结构体，以达到防渗的目的。这项技术旨在友好地维护自然环境，同时也旨在减少长期的维护成本和降低对传统化学成分的依赖。

二、环保型尾矿库防渗技术对安全与环境的保障作用

1. 保障尾矿库安全运行

环保型尾矿库的防渗技术是通过构建多层防渗系统来有效隔离尾矿库内的水分和有害物质，从而避免了渗漏和溃坝事故的发生。这不仅提高了尾矿库的稳定性，还有助于减少由于水分的蒸发和渗透导致的库内压力变化，从而降低地震等自然灾害对尾矿库可能产生的安全风险。此外，使用防渗层能够在减少常规维护可能导致的风险的同时，延长尾矿库的使用寿命，并确保尾矿库能持续稳定地运作。

2. 减少对周边水环境的污染

尾矿库的渗漏对附近的水质环境造成了显著的污染。环境友好的防渗技术使用了高效的防渗材料 HDPE 膜和膨润土防水毯，这大大降低了尾矿库中有害物质渗入地下水和地表水的风险。这种材料具有出色的耐腐蚀和抗老化特性，能够长时间维持其防渗功能，保护附近的水源不受污染，保持生态的平衡，并确保饮用水的安全性以及农业灌溉用水的品质。

3. 降低对土壤环境的破坏

尾矿库的渗漏对土壤环境产生了巨大的负面影响，导致了土壤的污染和生态环境的破坏。环境友好的防渗技术旨在通过封闭渗漏途径，有效地防止尾矿中的重金属、化学物质等有害物质向土壤迁移，从而维护土壤的自然结构和肥力，确保生态系统的稳定性。此外，这种防渗材料在废弃后可以轻松回收，旨在减少对环境的污染风险，同时也体现了可持续发展的理念。

三、结语

环保型尾矿库防渗方法，对于确保尾矿库的安全性和生态环境的保护具有至关重要的作用。受科技发展和政策驱动等多重因素的影响，预期这项技术将逐渐走向成熟和完善，从而为矿业活动提供更为安全和环境友好的解决途径，实现经济和环境的双赢。

参考文献：

[1] 景宗阳 . 尾矿库防渗系统施工技术 [J]. 建筑施工 ,2022(007):044.

[2] 袁俊海 . 尾矿库防渗技术及防渗土工材料应用现状研究 [J]. 建筑与装饰 ,2020.

[3] 王小山 . 研究尾矿库防渗技术及防渗土工材料应用现状 [J]. 中国金属通报 ,2020(5):2.