$concat je agregační kanál, nikoli aktualizační operátor/modifikátor.
Zdá se, že toho, oč se snažíte, lze dosáhnout následujícím způsobem:
db.col_1
.find({ "field_1": { $lt: 10000 } })
.forEach( function(i) {
db.col_1.update(
{ _id: i._id },
{ $set: { "field_1": "0" + i.field_1 } }
)
});