CN105926576B - 一种用于上游法尾砂冲积筑坝加速尾矿浆脱水固结的方法 - Google Patents
一种用于上游法尾砂冲积筑坝加速尾矿浆脱水固结的方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种用于上游法尾砂冲积筑坝加速尾矿浆脱水固结的方法,它包括以下步骤:(1)、在初期坝顶及各级子坝顶内侧滩面铺筑排渗褥垫;(2)、设置纵横排水盲管以构建立体排渗***;(3)、采用已沉积干粗尾矿堆筑拦挡子坝;(4)、子坝外坡脚设置排水槽引排渗水;(5)、子坝内坡脚分散支管均匀冲积排尾:本发明的有益效果是将提高尾砂脱水固结的措施前移,放在冲积筑坝阶段,合理利用矿山废石和少量投资有效的提高堆积坝体的稳定性能,同时又能部分解决废石出路,且后期排渗管理基本无需增加运行成本和其他投入。
Description
技术领域
本发明涉及尾矿库排渗设施,尤其涉及提高安全性能的上游法尾矿筑坝方法。
背景技术
将选矿厂排出的尾矿送往指定地点堆存或利用的技术叫做尾矿处理。为尾矿堆存所建造的构筑物***一般简称为尾矿库,包括库区、尾矿坝、排洪构筑物和监测设施等。
尾矿库是矿山重要的生产设施和环保设施,尾矿坝是尾矿库中最重要的构筑物,是尾矿库***中最重要的安全设施,目前尾矿库的湿式堆积形式有上游法、中线法、下游法、高浓度尾矿堆积法和水库式尾矿堆积法等。上游法堆积筑坝是我国目前普遍采用的方法,我国超过80%的有色金属矿山采用该方法,该方法具有筑坝工艺简单,前期工程量小,投资少,进度快等优点。上游法尾矿堆积坝的稳定性,决定于沉积滩面的颗粒组成及其固结程度,而尾矿含水量的降低与尾矿堆积体抗剪强度的提高呈正相关的数学关系。目前,很多上游法尾矿库尤其小型的上游法尾矿库存在坝体排渗不畅,坝体浸润线过高甚至溢出,坝体稳定性不足,尤其抗地震液化能力不足,存在安全隐患。国内很多大型矿山上游法尾矿库目前解决堆积坝浸润线过高的隐患采用的方法主要是开钻导渗孔和构筑辐射井,该方法虽能起到一定排渗效果,但工程投资巨大,动辄要千万元级的投资,且在本来已处在稳定极限状态的堆积坝体进行较大规模的施工扰动,施工难度较大;目前,大部分存在浸润线过高问题的小型上游法尾矿库,多采用贴坡压滤的方式加固,效果不可靠。中国发明专利申请号CN201410447985.2公开了一种立体式尾矿库排渗***及排渗方法,包括垂直于坝轴线布置的软式透水管,平行于坝轴线布置有水平排水管,软式透水管的内端与水平排水管连通。其利用软式透水管、水平排水管、岸坡排渗体及库底排渗体集水或单独集水,并将排渗***中的水导出坝外,该***可进行清洗、疏通,但无法从根本上解决排渗不畅的问题,尤其对高尾砂叠坝和多级子坝的尾矿坝效果不甚明显。
发明内容
本发明要解决的技术问题是现有的上游法尾矿筑坝存在堆积坝浸润线过高的隐患,无法有效解决排渗不畅,尾砂堆积的坝体稳定性能不好,为此提供一种用于上游法尾砂冲积筑坝加速尾矿浆脱水固结的方法。
本发明的技术方案是:一种用于上游法尾砂冲积筑坝加速尾矿浆脱水固结的方法,它包括以下步骤:(1)、在初期坝顶及各级子坝顶内侧滩面铺筑排渗褥垫:在初期坝顶及各级尾砂子坝顶内侧已沉积的粗尾砂干滩面上采用矿山废石及碎石碾压铺筑坡向坝前的排水褥垫,所述排水褥垫在平面投影上连续,其内外高差0.25-0.3m,坡度0.5-1%;(2)、设置纵横排水盲管以构建立体排渗***:在排水褥垫中埋入若干排等距间隔安装有三通管的水平纵向排渗干管,所述水平纵向排渗干管上通过三通管连通有竖向排渗管,所述水平纵向排渗干管和竖向排渗管埋入前已开孔并用透水土工布包裹;(3)、采用已沉积干粗尾矿堆筑拦挡子坝:在设置纵横排水盲管的同时,在褥垫范围外已沉积干粗尾矿滩面采用人工或者机械堆筑尾砂子坝,并对边坡进行护坡处理;(4)、子坝外坡脚设置排水槽引排渗水:完成步骤(2)和步骤(3)后在子坝外坡脚开挖横向U型排水槽,所述横向U型排水槽由坝体中央坡向坝体两侧并自然延伸至与与坝肩纵向截水沟连接以将水引至坝外回水池;(5)、子坝内坡脚分散支管均匀冲积排尾:在与子坝内坡脚间隔20-30m处设支管分散向尾矿库内均匀冲积排尾,粗尾砂在坝前沉积,部分渗水通过立体排渗***汇集到横向U型排水槽再引至回坝外回水池。
上述方案中所述步骤(1)中的排水褥垫分上下两层,底层采用矿山废石破碎至粒径小于200mm占80%以上的石料进行碾压铺筑40-50cm,上层采用废石料破碎至粒径小于50mm占80%以上的石料进行碾压铺筑20-30cm。
上述方案的改进是所述步骤(2)中水平纵向排渗干管的上表面均匀开设有滤水孔,并采用透水土工布包裹严实。
上述方案中所述步骤(2)中相邻两排水平纵向排渗干管之间间距为1.5-2m,相邻竖向排渗管之间间距为1.5-2m,竖向排渗管的高度为1.5-3m。
上述方案中所述子坝外坡比1:2-1:3,顶宽3-4m,子坝高度3m,内坡比1:2。
本发明的有益效果是将提高尾砂脱水固结的措施前移,放在冲积筑坝阶段,合理利用矿山废石和少量投资有效的提高堆积坝体的稳定性能,同时又能部分解决废石出路,且后期排渗管理基本无需增加运行成本和其他投入。
附图说明
图1是本发明平面示意图;
图2是图1的L-L剖面图;
图3是图1的Z-Z剖面图;
图中,1、排水褥垫,2、水平纵向排渗干管,3、竖向排渗管,4、子坝外坡脚,5、横向U型排水槽,6、子坝内坡脚。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步说明。
如图1-3所示,本发明包括以下步骤:(1)、在初期坝顶及各级子坝顶内侧滩面铺筑排渗褥垫1:在初期坝顶及各级尾砂子坝顶内侧已沉积的粗尾砂干滩面上采用矿山废石及碎石碾压铺筑坡向坝前的排水褥垫,所述排水褥垫在平面投影上连续,其内外高差0.25-0.3m,坡度0.5-1%;(2)、设置纵横排水盲管以构建立体排渗***:在排水褥垫中埋入若干排等距间隔安装有三通管的水平纵向排渗干管2,所述水平纵向排渗干管上通过三通管连通有竖向排渗管3,所述水平纵向排渗干管和竖向排渗管埋入前已开孔并用透水土工布包裹;(3)、采用已沉积干粗尾矿堆筑拦挡子坝:在设置纵横排水盲管的同时,在褥垫范围外已沉积干粗尾矿滩面采用人工或者机械堆筑尾砂子坝,并对边坡进行护坡处理;(4)、子坝外坡脚设置排水槽引排渗水:完成步骤(2)和步骤(3)后在子坝外坡脚4开挖横向U型排水槽5,所述横向U型排水槽由坝体中央坡向坝体两侧并自然延伸至与与坝肩纵向截水沟连接以将水引至坝外回水池;(5)、子坝内坡脚分散支管均匀冲积排尾:在与子坝内坡脚6间隔20-30m处设支管分散向尾矿库内均匀冲积排尾,粗尾砂在坝前沉积,部分渗水通过立体排渗***汇集到横向U型排水槽再引至回坝外回水池。
实施例1:尾矿库坝体轴线长度600m,子坝采用机械配合人工堆筑,设计子坝高度3.0m,外坡坡比1:3.0,台阶宽度4.0m,尾砂+200目约占60%,矿浆浓度20%,尾矿浆量3000m3/d,矿山每天有约10000m3废石排放至排土场。
(1)、在初期坝及已填满的各级子坝内侧干尾砂滩面铺筑长50m,宽9m,间隔9m,厚度0.6m的排渗褥垫,排渗褥垫分两层,底层采用矿山废石破碎至粒径小于200mm占80%以上的石料进行碾压铺筑40cm,上层采用废石料破碎至粒径小于50mm占80%以上的石料进行碾压铺筑20cm,孔隙率下层控制不大于15%、上层控制不大于10%,排渗褥垫坡向坝前,在平面投影上连续,其内外高差0.25m,坡度0.5%;
(2)、在排渗褥垫中埋入已完成开孔及土工布包裹且安装好三通的水平纵向排渗干管,水平纵向排渗干管间隔2m布置,采用DN150管径PVC排水管外包500g/㎡无纺土工布,在三通上接入竖向排渗管,竖向排渗管采用DN100管径PVC排水管外包500g/㎡无纺土工布,安装前先开孔并包裹好无纺土工布。竖向排渗管间隔2m错开布置,竖向排渗管高度3.0m,采用木三脚架临时固定支撑;
(3)、采用已沉积干粗尾矿堆筑拦挡子坝:在设置纵横排水盲管的同时,在褥垫范围外已沉积干粗尾矿滩面采用机械堆筑尾砂子坝,并对边坡进行护坡处理;子坝外坡比1:3,顶宽4m,内坡比1:2,机械挖砂分层碾压铺筑直至设计标高,修整内外边坡后按照设计对外坡进行护坡处理,内坡面夯实,子坝顶面采用碎石碾压铺垫便于机械通行;
(4)、子坝外坡脚设置排水槽引排渗水:完成步骤(2)和步骤(3)后在子坝外坡脚开挖横向U型排水槽,用于排除台阶排渗***排出来的尾砂渗水及坝体坡面汇集的雨水,排水槽由各台阶中央位置坡向坝体两侧,并在两侧与坝肩纵向水沟连接,将水引至坝外回水池,再由回水泵扬送回选厂循环利用;
(5)、子坝内坡脚分散支管均匀冲积排尾:在与子坝内坡脚间隔20m处设支管分散向尾矿库内均匀冲积排尾,粗尾砂在坝前沉积,部分渗水通过立体排渗***汇集到横向U型排水槽再引至回坝外回水池。
实施例2:尾矿库坝体轴线长度100m,子坝采用人工堆筑,设计子坝高度1.5m,外坡坡比1:2,台阶宽度3m,尾砂+200目约占50%,矿浆浓度20%,尾矿浆量200m3/d,矿山每天有约200m3废石排放至排土场。
(1)、在初期坝及已填满的子坝内侧尾砂滩面铺筑长30m,宽5m,间隔5m,厚度0.5m的排渗褥垫,排渗褥垫分两层,底层排渗褥垫分采用矿山废石破碎至粒径小于200mm占80%以上的废石料进行碾压铺筑50cm,上层采用废石料破碎至粒径小于50mm占80%以上的石料进行碾压铺筑30cm;排渗褥垫设置坡向坝前的纵向坡度,在平面投影上连续,其内外高差0.3m,坡度1.0%;
(2)、在排渗褥垫中埋入已完成开孔及土工布包裹且安装好三通的水平纵向排渗干管,水平纵向排渗干管间隔1.5m布置,采用DN100管径PVC排水管外包300g/㎡无纺土工布,在三通上接入竖向排渗管,竖向排渗管采用DN80管径PVC排水管外包500g/㎡无纺土工布,安装前先开孔并包裹好无纺土工布。竖向排渗管间隔1.5m错开布置,竖向排渗管高度1.5m,采用木三脚架临时固定支撑;
(3)、在褥垫范围外已沉积干粗尾矿滩面人工挖取粗尾砂并按照设计堆筑子坝,子坝外坡比1:2,顶宽3.0m,内坡比1:2,挖砂铺筑直至设计标高,修整内外边坡后按设计对外坡进行护坡,内坡面夯实;
(4)、子坝外坡脚设置排水槽引排渗水:完成步骤(2)和步骤(3)后在子坝外坡脚开挖横向U型排水槽,用于排除台阶排渗***排出来的尾砂渗水及坝体坡面汇集的雨水,排水槽由各台阶中央位置坡向坝体两侧,并在两侧与坝肩纵向水沟连接,将水引至坝外回水池,再由回水泵扬送回选厂循环利用;
(5)、子坝内坡脚分散支管均匀冲积排尾:在与子坝内坡脚间隔20m处设支管分散向尾矿库内均匀冲积排尾,粗尾砂在坝前沉积,部分渗水通过立体排渗***汇集到横向U型排水槽再引至回坝外回水池。
本发明利用具有一定坡度的排渗褥垫和立体排渗***配合实现对渗水的持续高效排出,使得在冲积筑坝阶段就提前建立好排渗***,当进行步骤(5)时部分渗水通过排渗褥垫排入横向U型排水槽,部分渗水通过立体排渗***排入横向U型排水槽,提高对渗水的排出效率,延长渗水的排出时间,为了进一步提高排渗效果,水平纵向排渗干管的上表面可以均匀开设有滤水孔,可以收集排渗褥垫中的残余水导入水平纵向排渗干管中,再通过水平纵向排渗干管排入横向U型排水槽,最大程度的提高堆积坝体的稳定性能。
Claims (5)
1.一种用于上游法尾砂冲积筑坝加速尾矿浆脱水固结的方法,其特征是它包括以下步骤:(1)、在初期坝顶及各级子坝顶内侧滩面铺筑排渗褥垫:在初期坝顶及各级尾砂子坝顶内侧已沉积的粗尾砂干滩面上采用矿山废石及碎石碾压铺筑坡向坝前的排水褥垫,所述排水褥垫在平面投影上连续,其内外高差0.25-0.3m,坡度0.5-1%;(2)、设置纵横排水盲管以构建立体排渗***:在排水褥垫中埋入若干排等距间隔安装有三通管的水平纵向排渗干管,所述水平纵向排渗干管上通过三通管连通有竖向排渗管,所述水平纵向排渗干管和竖向排渗管埋入前已开孔并用透水土工布包裹;(3)、采用已沉积干粗尾矿堆筑拦挡子坝:在设置纵横排水盲管的同时,在褥垫范围外已沉积干粗尾矿滩面采用人工或者机械堆筑尾砂子坝,并对边坡进行护坡处理;(4)、子坝外坡脚设置排水槽引排渗水:完成步骤(2)和步骤(3)后在子坝外坡脚开挖横向U型排水槽,所述横向U型排水槽由坝体中央坡向坝体两侧并延伸至坝肩纵向截水沟与之连接以将水引至坝外回水池;(5)、子坝内坡脚分散支管均匀冲积排尾:在与子坝内坡脚间隔20~30m设支管分散向尾矿库内均匀冲积排尾,粗尾砂在坝前沉积,部分渗水通过立体排渗***汇集到横向U型排水槽再引至回坝外回水池。
2.如权利要求1所述的一种用于上游法尾砂冲积筑坝加速尾矿浆脱水固结的方法,其特征是所述步骤(1)中的排水褥垫分上下两层,底层采用矿山废石破碎至粒径小于200mm占80%以上的石料进行碾压铺筑40-50cm,上层采用废石料破碎至粒径小于50mm占80%以上的石料进行碾压铺筑20-30cm。
3.如权利要求1或2所述的一种用于上游法尾砂冲积筑坝加速尾矿浆脱水固结的方法,其特征是所述步骤(2)中水平纵向排渗干管的上表面均匀开设有滤水孔,并采用透水土工布包裹严实。
4.如权利要求3所述的一种用于上游法尾砂冲积筑坝加速尾矿浆脱水固结的方法,其特征是所述步骤(2)中相邻两排水平纵向排渗干管之间间距为1.5-2m,相邻竖向排渗管之间间距为1.5-2m,竖向排渗管的高度为1.5-3m。
5.如权利要求4所述的一种用于上游法尾砂冲积筑坝加速尾矿浆脱水固结的方法,其特征是所述子坝外坡比1:2-1:3,顶宽3-4m,子坝高度1-3m,内坡比1:2。
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