一種應(yīng)用模袋的中線式尾礦筑壩法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及尾礦庫(kù)建造領(lǐng)域，尤其涉及一種應(yīng)用模袋的中線式尾礦筑壩法。
【背景技術(shù)】
[0002]尾礦庫(kù)是一種特殊的工業(yè)建筑物，用于堆置礦產(chǎn)開(kāi)采過(guò)程中產(chǎn)生的大量廢石、廢渣、廢水等廢物。尾礦庫(kù)能否正常運(yùn)營(yíng)不僅關(guān)系到礦山企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，而且還影響到庫(kù)區(qū)下游居民生命財(cái)產(chǎn)安全及周?chē)鷳B(tài)環(huán)境的穩(wěn)定。尾礦壩是尾礦庫(kù)的主體工程，它是一個(gè)具有高勢(shì)能的人造泥石流危險(xiǎn)源，存在潰壩的危險(xiǎn)，因此尾礦壩的穩(wěn)定性是關(guān)系尾礦庫(kù)能否正常運(yùn)營(yíng)的關(guān)鍵因素之一。
[0003]目前，根據(jù)堆積子壩的壩頂軸線推移方向，可以將尾礦壩的建筑方法分為上游式尾礦筑壩法、下游式尾礦筑壩法和中線式尾礦筑壩法。
[0004](I)上游式尾礦筑壩法:在初期壩上游方向充填堆積尾礦，使壩頂逐漸向上游方向推進(jìn)加高的筑壩方式。上游式尾礦筑壩法具有工藝簡(jiǎn)單，操作方便，基建投資少，經(jīng)營(yíng)費(fèi)低等優(yōu)點(diǎn)，是我國(guó)目前廣泛應(yīng)用的尾礦壩建筑方法。但是，上游式尾礦筑壩法容易形成復(fù)雜的、混合的壩體結(jié)構(gòu)，壩體內(nèi)易形成細(xì)顆粒透晶體、浸潤(rùn)線較高，從而容易引起壩體滲透破壞或滑坡，尤其是在地震作用下易發(fā)生液化破壞。
[0005](2)下游式尾礦筑壩法:在初期壩下游方向用旋流分級(jí)粗尾砂沖積尾礦，使壩頂逐漸向下游方向移動(dòng)升高的筑壩方式。下游式尾礦筑壩法具有粗砂筑壩、滲透性強(qiáng)、穩(wěn)定性好等優(yōu)點(diǎn)，但是需要使用大量的粗粒尾礦，容易出現(xiàn)粗粒尾礦量不足的問(wèn)題。
[0006](3)中線式尾礦筑壩法:在初期壩軸線處用旋流分級(jí)粗砂堆積壩體，使壩頂垂直升高的筑壩方式。如圖1所示為中線式尾礦筑壩法所建筑的壩體，其壩型介于上游式尾礦筑壩法和下游式尾礦筑壩法之間，其壩體的抗震穩(wěn)定性也介于上游式與下游式尾礦筑壩法之間，但其壩體上升所需的粗顆粒尾礦要比下游式尾礦筑壩少，筑壩費(fèi)用也比下游式尾礦筑壩法低。具體地，如圖1所示，現(xiàn)有的中線式尾礦筑壩法可以包括如下步驟:
[0007]①用土、石等材料修建初期壩I ;初期壩I所形成的庫(kù)容一般能滿足0.5?1.0年的尾礦堆存需要；以此初期壩I作為尾礦堆積壩的排滲和支撐體。
[0008]②待初期壩完成后，將旋流器4立于壩頂之上，開(kāi)始往尾礦庫(kù)排入尾礦；粗粒尾礦排往下游，從而使粗粒尾礦堆筑的下游壩體2逐漸升高，而細(xì)粒尾礦排入尾礦庫(kù)內(nèi)，從而使細(xì)粒尾礦堆積的上游壩體3逐漸升高，這可以實(shí)現(xiàn)整個(gè)堆積壩壩頂垂直升高。上游壩體3的升高速度要低于下游壩體2的升高速度，并且上游壩體3的高度始終要低于下游壩體2的高度，從而可以提高中線式尾礦筑壩法的安全系數(shù)。
[0009]但是，現(xiàn)有中線式尾礦筑壩法需要耗費(fèi)較多的粗粒尾礦，而隨著選礦工藝水平的不斷提高，入庫(kù)尾礦中細(xì)粒尾礦含量越來(lái)越高，因此在粗粒尾礦量不足的情況下，很難采用現(xiàn)有中線式尾礦筑壩法進(jìn)行筑壩。此外，現(xiàn)有中線式尾礦筑壩法所建筑的壩體，下游壩體2的坡面上陡、下緩、無(wú)平臺(tái)構(gòu)造，存在一定的安全隱患，而且壩面風(fēng)天易揚(yáng)塵、防沖刷能力較差，遇到較大降雨易形成沖溝，導(dǎo)致粗砂流失，污染環(huán)境。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中的上述不足之處，本發(fā)明提供了一種應(yīng)用模袋的中線式尾礦筑壩法，不僅拓寬了可用于堆壩的尾礦砂粒徑范圍，增加了可用于中線式尾礦筑壩法的砂量，而且能夠有效防止壩體出現(xiàn)揚(yáng)塵、沖溝、粗砂流失和壩面不規(guī)整等問(wèn)題，從而使尾礦壩的安全運(yùn)行管理更為簡(jiǎn)便，有利于尾礦壩的安全穩(wěn)定。
[0011]本發(fā)明的目的是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:
[0012]一種應(yīng)用模袋的中線式尾礦筑壩法，包括如下工序:
[0013]I)模袋灌漿系統(tǒng)建造工序:根據(jù)當(dāng)前壩體的高度和軸線位置，在至少高于壩頂15m的高度設(shè)置高位礦漿池8，并鋪設(shè)放礦管路9 ;放礦管路9的頂部與高位礦漿池8的底部連通，而放礦管路9的底部向當(dāng)前壩體的下游方向延伸；
[0014]2)模袋鋪設(shè)工序:在當(dāng)前壩體的下游方向的壩基處，利用卵礫石鋪設(shè)排滲層6，并在排滲層6上沿初期壩I的軸線方向鋪設(shè)多條帶有礦漿灌注口 71的模袋7，作為第一層模袋；在初期壩I的軸線方向上，相鄰模袋7之間兩兩相互搭接；
[0015]3)尾礦粒度分級(jí)工序:利用旋流器4對(duì)入庫(kù)的尾礦礦漿開(kāi)展旋流分級(jí)，并獲取粒度小于0.05mm的尾礦顆粒含量不超過(guò)40%按重量百分?jǐn)?shù)計(jì)，小于0.02mm尾礦顆粒的含量不低于15%按重量百分?jǐn)?shù)計(jì)的底流尾礦礦漿，作為模袋填充礦漿；
[0016]4)模袋灌漿工序:將模袋7的礦漿灌注口 71與放礦管路9連通，并且模袋填充礦漿通過(guò)旋流器4的底流排出到高位礦漿池8內(nèi)，從而模袋填充礦漿會(huì)在重力作用下沿放礦管路9自動(dòng)灌注到模袋7內(nèi)；當(dāng)模袋7內(nèi)充填高度達(dá)到預(yù)定單次充填高度后，停止向模袋7內(nèi)灌漿，模袋7自行排水，待模袋7的固結(jié)高度基本穩(wěn)定后，再次向模袋7內(nèi)灌漿，循環(huán)往復(fù)直至模袋7的固結(jié)高度達(dá)到預(yù)定模袋設(shè)計(jì)高度，即完成模袋灌漿工序；
[0017]5)上層模袋疊加工序:當(dāng)?shù)谝粚幽４瓿赡４酀{工序后，由下至上逐層鋪設(shè)模袋7并完成模袋灌漿工序，相鄰兩層模袋7之間交錯(cuò)鋪放，直至堆筑成下游壩體2。
[0018]優(yōu)選地，放礦管路9包括主放礦管91和多個(gè)分支放礦管92 ;主放礦管91通過(guò)這些分支放礦管92同時(shí)與多個(gè)模袋7的礦漿灌注口 71連通，并且同時(shí)對(duì)多個(gè)模袋7進(jìn)行灌漿。
[0019]優(yōu)選地，每個(gè)分支放礦管92上均設(shè)有閥門(mén)；當(dāng)一個(gè)模袋7停止灌漿時(shí)，關(guān)閉與該模袋7連通的分支放礦管92的閥門(mén)，其他未關(guān)閉閥門(mén)的分支放礦管92仍繼續(xù)灌漿。
[0020]優(yōu)選地，在尾礦粒度分級(jí)工序中，旋流器4溢流的尾礦顆粒和水排放至當(dāng)前壩體上游方向的尾礦庫(kù)內(nèi)。
[0021]優(yōu)選地，在模袋灌漿工序中，通過(guò)液下渣漿泵將模袋7溢出的礦漿回收至初期壩I上游方向的尾礦庫(kù)內(nèi)。
[0022]優(yōu)選地，在進(jìn)行模袋鋪設(shè)工序時(shí)，通過(guò)預(yù)留排水溝空間，形成壩面臨時(shí)排水通道。
[0023]優(yōu)選地，每條模袋7上設(shè)有多個(gè)礦漿灌注口 71 ;放礦管路9同時(shí)與多個(gè)礦漿灌注口 71連通，并將模袋填充礦漿快速灌入到模袋7內(nèi)。
[0024]優(yōu)選地，模袋7的寬度為2?10m，長(zhǎng)度為50?100m，高度為50?70cm。
[0025]優(yōu)選地，排滲層6的厚度為3?5m。
[0026]由上述本發(fā)明提供的技術(shù)方案可以看出，本發(fā)明實(shí)施例提供的應(yīng)用模袋的中線式尾礦筑壩法采用了灌注模袋7的方式來(lái)堆筑下游壩體2，并選取粒度小于0.05mm的尾礦顆粒含量不超過(guò)40% (按重量百分?jǐn)?shù)計(jì))、小于0.02mm尾礦顆粒含量不低于15% (按重量百分?jǐn)?shù)計(jì))的尾礦礦漿作為模袋7的模袋填充礦漿，從而模袋7的固砂作用可以使下游壩體2潔凈平整，較好地解決壩體出現(xiàn)揚(yáng)塵、沖溝、粗砂流失等環(huán)境問(wèn)題，而采用這一粒度范圍的模袋填充礦漿不僅拓寬了可用于堆壩的尾礦砂粒徑范圍，增加了可用于中線式尾礦筑壩法的砂量，而且可使模袋7排水更快，固結(jié)更迅速，提高了模袋7的灌漿效率。此外，本發(fā)明實(shí)施例提供的應(yīng)用模袋的中線式尾礦筑壩法取消了現(xiàn)有中線法堆壩中濾水?dāng)r砂壩的修建，并充分利用重力作用進(jìn)行灌漿，可實(shí)現(xiàn)多個(gè)分支放礦管92同時(shí)對(duì)多個(gè)模袋7進(jìn)行充填灌漿，這不僅降低了成本和能耗，而且提高了筑壩效率。
【附圖說(shuō)明】
[0027]為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他附圖。
[0028]圖1為現(xiàn)有技術(shù)中中線式尾礦筑壩法所筑壩型的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0029]圖2為本發(fā)明實(shí)施例提供的應(yīng)用模袋的中線式尾礦筑壩法所筑壩型的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0030]圖3為本發(fā)明實(shí)施例提供的模袋7的堆筑方式示意圖；
[0031]圖4為本發(fā)明實(shí)施例提供的模袋灌漿系統(tǒng)的原理示意圖；
[0032]圖5為本發(fā)明實(shí)施例提供的模袋7的原理示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0033]下面結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
[0034]首先需要說(shuō)明的是，本發(fā)明實(shí)施例所提供的應(yīng)用模袋的中線式尾礦筑壩法主要是為了解決現(xiàn)有中線式尾礦筑壩法在下游壩體2方面存在的諸多問(wèn)題，因此本發(fā)明實(shí)施例所提供的應(yīng)用模袋的中線式尾礦筑壩法主要是針對(duì)下游壩體2進(jìn)行的技術(shù)改進(jìn)，而上游壩體3的建筑仍可以采用現(xiàn)有中線式尾礦筑壩法的技術(shù)方案，本申請(qǐng)文件中對(duì)此不再贅述。下面對(duì)本發(fā)明實(shí)施例所提供的應(yīng)用模袋的中線式尾礦筑壩法進(jìn)行詳細(xì)描述。
[0035]實(shí)施例一
[0036]如圖2、圖3、圖4和圖5所示，一種應(yīng)用模袋的中線式尾礦筑壩法，其具體可以包括如下工序:
[0037](I)模袋灌漿系統(tǒng)建造工序:根據(jù)當(dāng)前壩體的高度和軸線位置，在至少高于壩頂15m的高度設(shè)置高位礦漿池8，并鋪設(shè)放礦管路9 ;放礦管路9的頂部與高位礦漿池8的底部連通，而放礦管路9的底部向當(dāng)前壩體的下游方向延伸。
[0038]具體地，在尾礦庫(kù)只有初期壩I時(shí)，當(dāng)前壩體為初期壩1，當(dāng)初期壩I上已有堆筑壩時(shí)，當(dāng)前壩體為當(dāng)前堆筑壩。高位礦漿池8的高度可以隨著當(dāng)前壩體的壩頂高度上升而升高，通常情況下每堆筑完一到兩級(jí)堆筑壩，調(diào)整一次高位礦漿池8的高度，而放礦管路9也應(yīng)隨高位礦漿池8的高度調(diào)整而適應(yīng)性調(diào)整。
[0039](2)模袋鋪設(shè)工序:在當(dāng)前壩體的下游方向的壩基處，利用卵礫石鋪設(shè)排滲層6，并在排滲層6上沿初期壩I的軸線方向鋪設(shè)多條帶有礦漿灌注口 71的模袋7，作為第一層模袋；在初期壩I的軸線方向上，相鄰模袋7之間兩兩相互搭接。
[0040]具體地，排滲層6的厚度最好為3?5m，這可以使下游壩體2具有良好排滲能力。模袋7的尺寸可以根據(jù)不同的壩型進(jìn)行設(shè)置，通常情況下，模袋7的寬度最好為2?10m，長(zhǎng)度最好為50?100m，高度最好為50?70cm。每條模袋7上可以設(shè)置一個(gè)或多個(gè)礦楽灌注口 71，但在實(shí)際應(yīng)用中，最好在模袋7的上表面設(shè)置至少兩個(gè)礦漿灌注口 71，放礦管路9可以同時(shí)與這些礦漿灌注口 71連通，并將模袋填充礦漿快速灌