一種用于上游法尾砂沖積筑壩加速尾礦漿脫水固結(jié)的方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種用于上游法尾砂沖積筑壩加速尾礦漿脫水固結(jié)的方法，它包括以下步驟：（1）、在初期壩頂及各級(jí)子壩頂內(nèi)側(cè)灘面鋪筑排滲褥墊；（2）、設(shè)置縱橫排水盲管以構(gòu)建立體排滲系統(tǒng)；（3）、采用已沉積干粗尾礦堆筑攔擋子壩；（4）、子壩外坡腳設(shè)置排水槽引排滲水；（5）、子壩內(nèi)坡腳分散支管均勻沖積排尾：本發(fā)明的有益效果是將提高尾砂脫水固結(jié)的措施前移，放在沖積筑壩階段，合理利用礦山廢石和少量投資有效的提高堆積壩體的穩(wěn)定性能，同時(shí)又能部分解決廢石出路，且后期排滲管理基本無(wú)需增加運(yùn)行成本和其他投入。
【專利說(shuō)明】
一種用于上游法尾砂沖積筑壩加速尾礦漿脫水固結(jié)的方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及尾礦庫(kù)排滲設(shè)施，尤其涉及提高安全性能的上游法尾礦筑壩方法。
【背景技術(shù)】
[0002]將選礦廠排出的尾礦送往指定地點(diǎn)堆存或利用的技術(shù)叫做尾礦處理。為尾礦堆存所建造的構(gòu)筑物系統(tǒng)一般簡(jiǎn)稱為尾礦庫(kù)，包括庫(kù)區(qū)、尾礦壩、排洪構(gòu)筑物和監(jiān)測(cè)設(shè)施等。
[0003]尾礦庫(kù)是礦山重要的生產(chǎn)設(shè)施和環(huán)保設(shè)施，尾礦壩是尾礦庫(kù)中最重要的構(gòu)筑物，是尾礦庫(kù)系統(tǒng)中最重要的安全設(shè)施，目前尾礦庫(kù)的濕式堆積形式有上游法、中線法、下游法、高濃度尾礦堆積法和水庫(kù)式尾礦堆積法等。上游法堆積筑壩是我國(guó)目前普遍采用的方法，我國(guó)超過(guò)80%的有色金屬礦山采用該方法，該方法具有筑壩工藝簡(jiǎn)單，前期工程量小，投資少，進(jìn)度快等優(yōu)點(diǎn)。上游法尾礦堆積壩的穩(wěn)定性，決定于沉積灘面的顆粒組成及其固結(jié)程度，而尾礦含水量的降低與尾礦堆積體抗剪強(qiáng)度的提高呈正相關(guān)的數(shù)學(xué)關(guān)系。目前，很多上游法尾礦庫(kù)尤其小型的上游法尾礦庫(kù)存在壩體排滲不暢，壩體浸潤(rùn)線過(guò)高甚至溢出，壩體穩(wěn)定性不足，尤其抗地震液化能力不足，存在安全隱患。國(guó)內(nèi)很多大型礦山上游法尾礦庫(kù)目前解決堆積壩浸潤(rùn)線過(guò)高的隱患采用的方法主要是開(kāi)鉆導(dǎo)滲孔和構(gòu)筑輻射井，該方法雖能起到一定排滲效果，但工程投資巨大，動(dòng)輒要千萬(wàn)元級(jí)的投資，且在本來(lái)已處在穩(wěn)定極限狀態(tài)的堆積壩體進(jìn)行較大規(guī)模的施工擾動(dòng)，施工難度較大；目前，大部分存在浸潤(rùn)線過(guò)高問(wèn)題的小型上游法尾礦庫(kù)，多采用貼坡壓濾的方式加固，效果不可靠。中國(guó)發(fā)明專利申請(qǐng)?zhí)朇N201410447985.2公開(kāi)了一種立體式尾礦庫(kù)排滲系統(tǒng)及排滲方法，包括垂直于壩軸線布置的軟式透水管，平行于壩軸線布置有水平排水管，軟式透水管的內(nèi)端與水平排水管連通。其利用軟式透水管、水平排水管、岸坡排滲體及庫(kù)底排滲體集水或單獨(dú)集水，并將排滲系統(tǒng)中的水導(dǎo)出壩外，該系統(tǒng)可進(jìn)行清洗、疏通，但無(wú)法從根本上解決排滲不暢的問(wèn)題，尤其對(duì)高尾砂疊壩和多級(jí)子壩的尾礦壩效果不甚明顯。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是現(xiàn)有的上游法尾礦筑壩存在堆積壩浸潤(rùn)線過(guò)高的隱患，無(wú)法有效解決排滲不暢，尾砂堆積的壩體穩(wěn)定性能不好，為此提供一種用于上游法尾砂沖積筑壩加速尾礦漿脫水固結(jié)的方法。
[0005]本發(fā)明的技術(shù)方案是:一種用于上游法尾砂沖積筑壩加速尾礦漿脫水固結(jié)的方法，它包括以下步驟:(I )、在初期壩頂及各級(jí)子壩頂內(nèi)側(cè)灘面鋪筑排滲褥墊:在初期壩頂及各級(jí)尾砂子壩頂內(nèi)側(cè)已沉積的粗尾砂干灘面上采用礦山廢石及碎石碾壓鋪筑坡向壩前的排水褥墊，所述排水褥墊在平面投影上連續(xù)，其內(nèi)外高差0.25-0.3m，坡度0.5_1%; (2)、設(shè)置縱橫排水盲管以構(gòu)建立體排滲系統(tǒng):在排水褥墊中埋入若干排等距間隔安裝有三通管的水平縱向排滲干管，所述水平縱向排滲干管上通過(guò)三通管連通有豎向排滲管，所述水平縱向排滲干管和豎向排滲管埋入前已開(kāi)孔并用透水土工布包裹；(3)、采用已沉積干粗尾礦堆筑攔擋子壩:在設(shè)置縱橫排水盲管的同時(shí)，在褥墊范圍外已沉積干粗尾礦灘面采用人工或者機(jī)械堆筑尾砂子壩，并對(duì)邊坡進(jìn)行護(hù)坡處理;(4)、子壩外坡腳設(shè)置排水槽引排滲水:完成步驟⑵和步驟(3 )后在子壩外坡腳開(kāi)挖橫向U型排水槽，所述橫向U型排水槽由壩體中央坡向壩體兩側(cè)并自然延伸至與與壩肩縱向截水溝連接以將水引至壩外回水池；(5)、子壩內(nèi)坡腳分散支管均勻沖積排尾:在與子壩內(nèi)坡腳間隔20-30m處設(shè)支管分散向尾礦庫(kù)內(nèi)均勻沖積排尾，粗尾砂在壩前沉積，部分滲水通過(guò)立體排滲系統(tǒng)匯集到橫向U型排水槽再引至回壩外回水池。
[0006]上述方案中所述步驟(I)中的排水褥墊分上下兩層，底層采用礦山廢石破碎至粒徑小于200mm占80%以上的石料進(jìn)行碾壓鋪筑40_50cm，上層采用廢石料破碎至粒徑小于50mm占80%以上的石料進(jìn)行碾壓鋪筑20_30cm。
[0007]上述方案的改進(jìn)是所述步驟(2)中水平縱向排滲干管的上表面均勻開(kāi)設(shè)有濾水孔，并采用透水土工布包裹嚴(yán)實(shí)。
[0008]上述方案中所述步驟(2)中相鄰兩排水平縱向排滲干管之間間距為1.5_2m，相鄰豎向排滲管之間間距為1.5-2m，豎向排滲管的高度為1.5-3m。
[0009]上述方案中所述子壩外坡比1:2-1:3，頂寬3-4m，子壩高度3m，內(nèi)坡比1:2。
[0010]本發(fā)明的有益效果是將提高尾砂脫水固結(jié)的措施前移，放在沖積筑壩階段，合理利用礦山廢石和少量投資有效的提高堆積壩體的穩(wěn)定性能，同時(shí)又能部分解決廢石出路，且后期排滲管理基本無(wú)需增加運(yùn)行成本和其他投入。
【附圖說(shuō)明】
[0011]圖1是本發(fā)明平面不意圖；
圖2是圖1的L-L剖面圖；
圖3是圖1的Z-Z剖面圖；
圖中，1、排水褥墊，2、水平縱向排滲干管，3、豎向排滲管，4、子壩外坡腳，5、橫向U型排水槽，6、子壩內(nèi)坡腳。
【具體實(shí)施方式】
[0012]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說(shuō)明。
[0013]如圖1-3所示，本發(fā)明包括以下步驟:(1)、在初期壩頂及各級(jí)子壩頂內(nèi)側(cè)灘面鋪筑排滲褥墊1:在初期壩頂及各級(jí)尾砂子壩頂內(nèi)側(cè)已沉積的粗尾砂干灘面上采用礦山廢石及碎石碾壓鋪筑坡向壩前的排水褥墊，所述排水褥墊在平面投影上連續(xù)，其內(nèi)外高差0.25-0.3m，坡度0.5-1%; (2)、設(shè)置縱橫排水盲管以構(gòu)建立體排滲系統(tǒng):在排水褥墊中埋入若干排等距間隔安裝有三通管的水平縱向排滲干管2，所述水平縱向排滲干管上通過(guò)三通管連通有豎向排滲管3，所述水平縱向排滲干管和豎向排滲管埋入前已開(kāi)孔并用透水土工布包裹；
(3)、采用已沉積干粗尾礦堆筑攔擋子壩:在設(shè)置縱橫排水盲管的同時(shí)，在褥墊范圍外已沉積干粗尾礦灘面采用人工或者機(jī)械堆筑尾砂子壩，并對(duì)邊坡進(jìn)行護(hù)坡處理；(4)、子壩外坡腳設(shè)置排水槽引排滲水:完成步驟(2)和步驟(3)后在子壩外坡腳4開(kāi)挖橫向U型排水槽5，所述橫向U型排水槽由壩體中央坡向壩體兩側(cè)并自然延伸至與與壩肩縱向截水溝連接以將水弓丨至壩外回水池；(5)、子壩內(nèi)坡腳分散支管均勻沖積排尾:在與子壩內(nèi)坡腳6間隔20-30m處設(shè)支管分散向尾礦庫(kù)內(nèi)均勻沖積排尾，粗尾砂在壩前沉積，部分滲水通過(guò)立體排滲系統(tǒng)匯集到橫向U型排水槽再引至回壩外回水池。
[0014]實(shí)施例1:尾礦庫(kù)壩體軸線長(zhǎng)度600m，子壩采用機(jī)械配合人工堆筑，設(shè)計(jì)子壩高度3.0m,外坡坡比1:3.0，臺(tái)階寬度4.0m，尾砂+200目約占60%，礦漿濃度20%，尾礦漿量3000m3/d，礦山每天有約I OOOOm3廢石排放至排土場(chǎng)。
[0015](1)、在初期壩及已填滿的各級(jí)子壩內(nèi)側(cè)干尾砂灘面鋪筑長(zhǎng)50m，寬9m，間隔9m，厚度0.6m的排滲褥墊，排滲褥墊分兩層，底層采用礦山廢石破碎至粒徑小于200mm占80%以上的石料進(jìn)行碾壓鋪筑40cm，上層采用廢石料破碎至粒徑小于50mm占80%以上的石料進(jìn)行碾壓鋪筑20cm，孔隙率下層控制不大于15%、上層控制不大于10%，排滲褥墊坡向壩前，在平面投影上連續(xù)，其內(nèi)外高差0.25m，坡度0.5%;
(2)、在排滲褥墊中埋入已完成開(kāi)孔及土工布包裹且安裝好三通的水平縱向排滲干管，水平縱向排滲干管間隔2m布置，采用DN150管徑PVC排水管外包500g/m2無(wú)紡?fù)凉げ?，在三通上接入豎向排滲管，豎向排滲管采用DN100管徑PVC排水管外包500g/m2無(wú)紡?fù)凉げ?，安裝前先開(kāi)孔并包裹好無(wú)紡?fù)凉げ?。豎向排滲管間隔2m錯(cuò)開(kāi)布置，豎向排滲管高度3.0m，采用木三腳架臨時(shí)固定支撐；
(3)、采用已沉積干粗尾礦堆筑攔擋子壩:在設(shè)置縱橫排水盲管的同時(shí)，在褥墊范圍外已沉積干粗尾礦灘面采用機(jī)械堆筑尾砂子壩，并對(duì)邊坡進(jìn)行護(hù)坡處理;子壩外坡比1: 3，頂寬4m，內(nèi)坡比1: 2，機(jī)械挖砂分層碾壓鋪筑直至設(shè)計(jì)標(biāo)高，修整內(nèi)外邊坡后按照設(shè)計(jì)對(duì)外坡進(jìn)行護(hù)坡處理，內(nèi)坡面夯實(shí)，子壩頂面采用碎石碾壓鋪墊便于機(jī)械通行；
(4)、子壩外坡腳設(shè)置排水槽引排滲水:完成步驟(2)和步驟(3)后在子壩外坡腳開(kāi)挖橫向U型排水槽，用于排除臺(tái)階排滲系統(tǒng)排出來(lái)的尾砂滲水及壩體坡面匯集的雨水，排水槽由各臺(tái)階中央位置坡向壩體兩側(cè)，并在兩側(cè)與壩肩縱向水溝連接，將水引至壩外回水池，再由回水栗揚(yáng)送回選廠循環(huán)利用；
(5)、子壩內(nèi)坡腳分散支管均勻沖積排尾:在與子壩內(nèi)坡腳間隔20m處設(shè)支管分散向尾礦庫(kù)內(nèi)均勻沖積排尾，粗尾砂在壩前沉積，部分滲水通過(guò)立體排滲系統(tǒng)匯集到橫向U型排水槽再引至回壩外回水池。
[0016]實(shí)施例2:尾礦庫(kù)壩體軸線長(zhǎng)度100m，子壩采用人工堆筑，設(shè)計(jì)子壩高度1.5m，外坡坡比1: 2，臺(tái)階寬度3m，尾砂+200目約占50%，礦漿濃度20%，尾礦漿量200m3/d，礦山每天有約200m3廢石排放至排土場(chǎng)。
[0017](1)、在初期壩及已填滿的子壩內(nèi)側(cè)尾砂灘面鋪筑長(zhǎng)30m，寬5m，間隔5m，厚度0.5m的排滲褥墊，排滲褥墊分兩層，底層排滲褥墊分采用礦山廢石破碎至粒徑小于200mm占80%以上的廢石料進(jìn)行碾壓鋪筑50cm，上層采用廢石料破碎至粒徑小于50mm占80%以上的石料進(jìn)行碾壓鋪筑30cm;排滲褥墊設(shè)置坡向壩前的縱向坡度，在平面投影上連續(xù)，其內(nèi)外高差
0.3m，坡度 1.0%;
(2)、在排滲褥墊中埋入已完成開(kāi)孔及土工布包裹且安裝好三通的水平縱向排滲干管，水平縱向排滲干管間隔1.5m布置，采用DN100管徑PVC排水管外包300g/m2無(wú)紡?fù)凉げ?，在三通上接入豎向排滲管，豎向排滲管采用DN80管徑PVC排水管外包500g/m2無(wú)紡?fù)凉げ迹惭b前先開(kāi)孔并包裹好無(wú)紡?fù)凉げ?。豎向排滲管間隔1.5m錯(cuò)開(kāi)布置，豎向排滲管高度1.5m，采用木三腳架臨時(shí)固定支撐；
(3)、在褥墊范圍外已沉積干粗尾礦灘面人工挖取粗尾砂并按照設(shè)計(jì)堆筑子壩，子壩外坡比1:2，頂寬3.0m，內(nèi)坡比1:2，挖砂鋪筑直至設(shè)計(jì)標(biāo)高，修整內(nèi)外邊坡后按設(shè)計(jì)對(duì)外坡進(jìn)行護(hù)坡，內(nèi)坡面夯實(shí)；
(4)、子壩外坡腳設(shè)置排水槽引排滲水:完成步驟(2)和步驟(3)后在子壩外坡腳開(kāi)挖橫向U型排水槽，用于排除臺(tái)階排滲系統(tǒng)排出來(lái)的尾砂滲水及壩體坡面匯集的雨水，排水槽由各臺(tái)階中央位置坡向壩體兩側(cè)，并在兩側(cè)與壩肩縱向水溝連接，將水引至壩外回水池，再由回水栗揚(yáng)送回選廠循環(huán)利用；
(5)、子壩內(nèi)坡腳分散支管均勻沖積排尾:在與子壩內(nèi)坡腳間隔20m處設(shè)支管分散向尾礦庫(kù)內(nèi)均勻沖積排尾，粗尾砂在壩前沉積，部分滲水通過(guò)立體排滲系統(tǒng)匯集到橫向U型排水槽再引至回壩外回水池。
[0018]本發(fā)明利用具有一定坡度的排滲褥墊和立體排滲系統(tǒng)配合實(shí)現(xiàn)對(duì)滲水的持續(xù)高效排出，使得在沖積筑壩階段就提前建立好排滲系統(tǒng)，當(dāng)進(jìn)行步驟(5)時(shí)部分滲水通過(guò)排滲褥墊排入橫向U型排水槽，部分滲水通過(guò)立體排滲系統(tǒng)排入橫向U型排水槽，提高對(duì)滲水的排出效率，延長(zhǎng)滲水的排出時(shí)間，為了進(jìn)一步提高排滲效果，水平縱向排滲干管的上表面可以均勻開(kāi)設(shè)有濾水孔，可以收集排滲褥墊中的殘余水導(dǎo)入水平縱向排滲干管中，再通過(guò)水平縱向排滲干管排入橫向U型排水槽，最大程度的提高堆積壩體的穩(wěn)定性能。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種用于上游法尾砂沖積筑壩加速尾礦漿脫水固結(jié)的方法，其特征是它包括以下步驟:(I)、在初期壩頂及各級(jí)子壩頂內(nèi)側(cè)灘面鋪筑排滲褥墊:在初期壩頂及各級(jí)尾砂子壩頂內(nèi)側(cè)已沉積的粗尾砂干灘面上采用礦山廢石及碎石碾壓鋪筑坡向壩前的排水褥墊，所述排水褥墊在平面投影上連續(xù)，其內(nèi)外高差0.25-0.3m，坡度0.5_1%; (2)、設(shè)置縱橫排水盲管以構(gòu)建立體排滲系統(tǒng):在排水褥墊中埋入若干排等距間隔安裝有三通管的水平縱向排滲干管，所述水平縱向排滲干管上通過(guò)三通管連通有豎向排滲管，所述水平縱向排滲干管和豎向排滲管埋入前已開(kāi)孔并用透水土工布包裹；(3)、采用已沉積干粗尾礦堆筑攔擋子壩:在設(shè)置縱橫排水盲管的同時(shí)，在褥墊范圍外已沉積干粗尾礦灘面采用人工或者機(jī)械堆筑尾砂子壩，并對(duì)邊坡進(jìn)行護(hù)坡處理；(4)、子壩外坡腳設(shè)置排水槽引排滲水:完成步驟(2)和步驟(3 )后在子壩外坡腳開(kāi)挖橫向U型排水槽，所述橫向U型排水槽由壩體中央坡向壩體兩側(cè)并延伸至壩肩縱向截水溝與之連接以將水引至壩外回水池；(5)、子壩內(nèi)坡腳分散支管均勻沖積排尾:在與子壩內(nèi)坡腳間隔20?30m設(shè)支管分散向尾礦庫(kù)內(nèi)均勻沖積排尾，粗尾砂在壩前沉積，部分滲水通過(guò)立體排滲系統(tǒng)匯集到橫向U型排水槽再引至回壩外回水池。2.如權(quán)利要求1所述的一種用于上游法尾砂沖積筑壩加速尾礦漿脫水固結(jié)的方法，其特征是所述步驟(I)中的排水褥墊分上下兩層，底層采用礦山廢石破碎至粒徑小于200mm占80%以上的石料進(jìn)行碾壓鋪筑40-50cm，上層采用廢石料破碎至粒徑小于50mm占80%以上的石料進(jìn)行碾壓鋪筑20_30cmo3.如權(quán)利要求1或2所述的一種用于上游法尾砂沖積筑壩加速尾礦漿脫水固結(jié)的方法，其特征是所述步驟(2)中水平縱向排滲干管的上表面均勻開(kāi)設(shè)有濾水孔，并采用透水土工布包裹嚴(yán)實(shí)。4.如權(quán)利要求3所述的一種用于上游法尾砂沖積筑壩加速尾礦漿脫水固結(jié)的方法，其特征是所述步驟(2)中相鄰兩排水平縱向排滲干管之間間距為1.5-2m，相鄰豎向排滲管之間間距為1.5-2m，豎向排滲管的高度為1.5-3m。5.如權(quán)利要求4所述的一種用于上游法尾砂沖積筑壩加速尾礦漿脫水固結(jié)的方法，其特征是所述子壩外坡比1:2-1:3，頂寬3-4m，子壩高度1-3m，內(nèi)坡比1: 2。
【文檔編號(hào)】E02D3/10GK105926576SQ201610275646
【公開(kāi)日】2016年9月7日
【申請(qǐng)日】2016年4月29日
【發(fā)明人】汪太平, 胡建東, 董亮, 高承家, 汪令輝
【申請(qǐng)人】銅陵有色金屬集團(tuán)股份有限公司冬瓜山銅礦