本實(shí)用新型屬于尾礦筑壩技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種防止尾礦壩地震液化的排滲系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

隨著我國(guó)工業(yè)化對(duì)礦產(chǎn)資源需求的日益增加，開(kāi)采出來(lái)的礦石經(jīng)破碎、磨礦、分選等多道工序才能選出精礦，在此過(guò)程中排出大量尾礦。目前，尾礦的處置方式還是采用尾礦庫(kù)地面堆存為主，目前統(tǒng)計(jì)到的尾礦庫(kù)數(shù)量超過(guò)12000座，90％以上采用上游法堆壩。上游法尾礦壩一般采用水力沖填法筑壩，其穩(wěn)定性較差。在尾礦庫(kù)正常運(yùn)行情況下，壩體浸潤(rùn)線(xiàn)以下為飽和尾砂區(qū)，在地震荷載作用下易發(fā)生液化破壞。1976年唐山地震曾導(dǎo)致大石河尾礦壩沉積灘發(fā)生大量的噴水冒砂現(xiàn)象，地震還導(dǎo)致天津堿廠(chǎng)尾礦庫(kù)發(fā)生液化破壞，波及范圍0.4km。

采用上游法堆壩的尾礦粒度一般控制在-200目(0.075mm)含量不超過(guò)80％，特別是對(duì)于堆筑超過(guò)60m的高壩，對(duì)尾礦粒度要求更嚴(yán)格，對(duì)于-200目含量超過(guò)80％的尾礦，一般認(rèn)為不適合用尾礦直接堆壩。采用細(xì)顆粒尾礦筑壩的最終堆積高度受到很大的限制。國(guó)內(nèi)經(jīng)驗(yàn)認(rèn)為，細(xì)顆粒筑壩不宜超過(guò)30m，對(duì)于占地較大的尾礦庫(kù)，顯然不經(jīng)濟(jì)。

隨著選礦技術(shù)的進(jìn)步及選礦回收率的提高，所產(chǎn)生的尾礦粒度越來(lái)越細(xì)，有色礦和一些超貧磁鐵礦產(chǎn)生的尾礦-200目含量達(dá)到了85％，一些黃金尾礦甚至達(dá)到90％。浮選尾礦砂平均粒徑在0.03mm左右，尾礦顆粒細(xì)。細(xì)顆粒尾礦筑壩力學(xué)強(qiáng)度低，固結(jié)時(shí)間長(zhǎng)，堆壩速度較慢，對(duì)于大、中型礦山而言，堆壩速度將會(huì)影響礦山選廠(chǎng)的正常生產(chǎn)。采用細(xì)顆粒尾礦筑壩后，壩體內(nèi)的排滲不暢造成壩體內(nèi)的浸潤(rùn)線(xiàn)過(guò)高，使尾礦砂長(zhǎng)期處于飽和狀態(tài)，尾砂固結(jié)非常慢，不利于尾砂固結(jié)后強(qiáng)度提高，進(jìn)而影響壩體的穩(wěn)定性，有發(fā)生潰壩的潛在風(fēng)險(xiǎn)，當(dāng)前發(fā)生的很多尾礦庫(kù)災(zāi)害事故都是由于壩體內(nèi)的浸潤(rùn)線(xiàn)過(guò)高引起的。

細(xì)顆粒尾礦筑壩尾礦庫(kù)，在壩前分散管排礦很難形成尾礦筑壩的灘面，尾礦庫(kù)水上沉積坡度十分平緩，庫(kù)水位處于較高的位置，沉積的礦泥不易固結(jié)，筑壩速度、調(diào)洪庫(kù)容和壩高都不同程度地受到限制，壩體抗震穩(wěn)定性差，在地震作用下容易發(fā)生壩體液化失穩(wěn)等狀況。在高地震烈度區(qū)，因細(xì)顆粒尾礦的抗液化能力弱，尤其不適合直接堆壩或不能堆筑高壩。對(duì)于細(xì)粒尾礦庫(kù)，比較安全可靠的堆存方式為一次性筑壩，但堆存成本太高，堆存成本在20～26元/m³，而且對(duì)于土地資源日益緊缺的礦山，尾礦庫(kù)的建設(shè)和運(yùn)行成本在急劇上升，甚至影響到礦山的持續(xù)健康發(fā)展。

尾礦庫(kù)作為一個(gè)危險(xiǎn)源，對(duì)于處于抗震設(shè)防烈度較高地區(qū)的細(xì)粒尾砂筑壩尾礦庫(kù)，提高細(xì)粒尾礦抗地震液化性能和提高細(xì)粒尾礦筑壩的尾礦庫(kù)動(dòng)力穩(wěn)定性顯得尤為重要。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的就是針對(duì)細(xì)粒尾礦堆筑采用上游法筑壩存在的地震液化、失穩(wěn)破壞問(wèn)題，而提出一種防止尾礦壩地震液化的排滲系統(tǒng)。

為實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型的上述目的，本實(shí)用新型一種防止尾礦壩地震液化的排滲系統(tǒng)采用以下技術(shù)方案實(shí)施：

本實(shí)用新型一種防止尾礦壩地震液化的排滲系統(tǒng)，是由上部、下部?jī)筛潘B通管和上部、下部?jī)膳挪劭着艥B管組合構(gòu)成，所述的上部、下部?jī)筛潘B通管埋設(shè)在初期壩中距初期壩的壩頂不同距離高度，排水連通管的端部與壩肩截洪溝相連，排水連通管在初期壩內(nèi)測(cè)位置改變方向后沿平行于初期壩的壩體方向布置，并通過(guò)三通管與槽孔排滲管聯(lián)通。

所述的槽孔排滲管外包土工布；所述的槽孔排滲管長(zhǎng)≥45m，每排相鄰的槽孔排滲管的間距為8m～12m。

所述的上部排水連通管的埋深為下部排水連通管埋深的一半。

本實(shí)用新型一種防止尾礦壩地震液化的排滲系統(tǒng)，通過(guò)增加水平排滲設(shè)施，降低壩體地下水浸潤(rùn)線(xiàn)，加快細(xì)粒尾礦的固結(jié)，以提高細(xì)粒筑壩尾礦庫(kù)壩體穩(wěn)定性和細(xì)粒尾礦堆積壩抗地震液化。

附圖說(shuō)明

圖1為本實(shí)用新型應(yīng)用中采用的第一層抗地震液化中粗砂排水墊層平面布置示意圖；

圖2為圖1中的A-A剖面圖；

圖3為本實(shí)用新型應(yīng)用中采用的抗地震液化中粗砂排滲層內(nèi)埋設(shè)的槽孔排滲管與排水連通管連接剖面圖；

圖4為本實(shí)用新型應(yīng)用中采用的抗地震液化中粗砂排滲層中槽孔排滲管與排水連通管連接平面示意圖；

圖5為本實(shí)用新型應(yīng)用中采用的抗地震液化中粗砂排滲盲溝層中槽孔排滲管與尾砂堆積壩坡面排水溝示意圖。

圖中標(biāo)記為：1-壩肩截洪溝；2-排水連通管；3-槽孔排滲管；4-中粗砂排滲盲溝；5-初期壩；6-平臺(tái)排水溝；7-尾礦模袋子壩；8-第一層抗地震液化中粗砂排滲層；9-第二層抗地震液化中粗砂排滲層；10-土工布；11-中粗砂排滲層；12-三通管。

具體實(shí)施方式

為進(jìn)一步描述本實(shí)用新型，下面結(jié)合附圖，對(duì)本實(shí)用新型一種防止尾礦壩地震液化的排滲系統(tǒng)及其應(yīng)用作更詳細(xì)的描述。

工程實(shí)施例為我國(guó)某大型磷礦的超細(xì)粒尾礦庫(kù)(磷礦浮選細(xì)粒尾礦)的增高擴(kuò)容工程，工程所在地區(qū)為8級(jí)地震烈度設(shè)防。

由圖1所示的本實(shí)用新型應(yīng)用中采用的第一層抗地震液化中粗砂排水墊層平面布置示意圖并結(jié)合圖2、圖3、圖4、圖5看出，本實(shí)用新型一種防止尾礦壩地震液化的排滲系統(tǒng)是由上部、下部?jī)筛潘B通管2和上部、下部?jī)膳挪劭着艥B管3組合構(gòu)成，所述的上部、下部?jī)筛潘B通管2埋設(shè)在初期壩5中距初期壩5的壩頂不同距離高度，排水連通管2的端部與壩肩截洪溝1相連，排水連通管2在初期壩5內(nèi)測(cè)位置改變方向后沿平行于初期壩5的壩體方向布置，并通過(guò)三通管12與槽孔排滲管3聯(lián)通。所述的槽孔排滲管3外包土工布10；所述的槽孔排滲管3長(zhǎng)≥45m，每排相鄰的槽孔排滲管3的間距為8m～12m。

本實(shí)用新型一種防止尾礦壩地震液化的排滲系統(tǒng)在實(shí)際應(yīng)用中包括以下工藝、步驟實(shí)施：

1)按照設(shè)計(jì)方案修建初期壩5、壩肩截洪溝1，所述的初期壩5采用碾壓土石壩壩體；由于上游法尾礦壩所在地區(qū)地震抗震設(shè)防烈度為8級(jí)，確定第一層抗地震液化中粗砂排滲層8的埋深距初期壩5壩頂向下距離為8.4m，第二層抗地震液化中粗砂排滲層9的埋深為第一層抗地震液化中粗砂排滲層8埋置深度的一半，即4.2m。

所述的第一層抗地震液化中粗砂排滲層8、第二層抗地震液化中粗砂排滲層9皆由中粗砂排滲層11及鋪設(shè)在中粗砂排滲層11中的一排槽孔排滲管3構(gòu)成；第一層抗地震液化中粗砂排滲層8寬≥50m，長(zhǎng)同初期壩5軸線(xiàn)長(zhǎng)度，厚0.5m～0.6m，在中粗砂排滲層11中鋪設(shè)縱向的槽孔排滲管3，長(zhǎng)45m左右。槽孔排滲管3通過(guò)三通管12與排水連通管2聯(lián)通；所述的排水連通管2的一部分預(yù)埋在初期壩5中，排水連通管2的外端與壩肩截洪溝1相連，排水連通管2在初期壩5內(nèi)測(cè)位置改變方向后沿平行于初期壩5的壩體方向布置；槽孔排滲管3外包土工布10，槽孔排滲管3和外包的土工布10必須耐腐蝕，槽孔排滲管3長(zhǎng)≥45m，槽孔排滲管3的間距為8m～12m，槽孔排滲管3直徑≥75mm、壁厚≥12mm，槽孔排滲管3通過(guò)三通管12與排水連通管2相連，排水連通管2將槽孔排滲管3收集的尾礦庫(kù)里地下水導(dǎo)入壩肩截洪溝1，排出庫(kù)外。

2)當(dāng)超細(xì)粒尾礦排放至初期壩5中預(yù)埋的第一層排水連通管2標(biāo)高時(shí)，鋪設(shè)第一層的中粗砂排滲層11，在中粗砂排滲層11中埋設(shè)槽孔排滲管3，形成第一層抗地震液化中粗砂排滲層8；

在第一層抗地震液化中粗砂排滲層8鋪設(shè)完成后，繼續(xù)排放超細(xì)粒尾礦，當(dāng)超細(xì)粒尾礦排放至初期壩5中預(yù)埋的第二層排水連通管2標(biāo)高時(shí)，再鋪設(shè)第二層抗地震液化中粗砂排滲層9中的中粗砂排滲層11，在中粗砂排滲層11中埋設(shè)槽孔排滲管3；

3)第二層抗地震液化中粗砂排滲層9鋪設(shè)完成后，再繼續(xù)排放超細(xì)粒尾礦，在初期壩5的壩頂高度位置鋪設(shè)抗地震液化中粗砂排滲盲溝層，所述的抗地震液化中粗砂排滲盲溝層是由中粗砂排滲盲溝4及埋設(shè)在中粗砂排滲盲溝4中的槽孔排滲管3構(gòu)成，該層的槽孔排滲管3與初期壩5頂部的平臺(tái)排水溝6相連，平臺(tái)排水溝6與壩肩截洪溝1相連；

4)在抗地震液化中粗砂排滲盲溝層之上，將尾礦砂漿充灌入模袋中，采用模袋法修筑第一級(jí)的尾礦模袋子壩7，在第一級(jí)的尾礦模袋子壩7修筑完成后，再在該級(jí)的尾礦模袋子壩7上鋪設(shè)中粗砂排滲盲溝4，該級(jí)的粗砂排滲盲溝4與該級(jí)的平臺(tái)排水溝6相連；

依次繼續(xù)采用模袋法向上修筑第二級(jí)的尾礦模袋子壩7、第三級(jí)的尾礦模袋子壩7；每級(jí)礦模袋子壩7底寬36～40m，頂寬18m～20m，高3m，尾砂排放和模袋法修筑的子壩7同時(shí)進(jìn)行，待模袋法修筑的尾礦模袋子壩7修筑完成，再在模袋法修筑的子壩上鋪設(shè)抗地震液化中粗砂排滲盲溝層，抗地震液化中粗砂排滲盲溝層與尾礦模袋子壩7間隔設(shè)置；所述的模袋法修筑的尾礦模袋子壩7高度為3m～4m。