CN103541330A - 一种有效提前排水并延长澄清距离的尾矿库排洪系统 - Google Patents

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Abstract

一种有效提前排水并延长澄清距离的尾矿库排洪系统，该系统包括排水井、排洪管，所述排水井包括井座、井架及拱盖板，所述井座上设有套管，所述井架上设有进水口，所述套管与排洪管相连，所述排洪管的顶部设有进水孔，并通过无纺土工布包裹的混凝土塞封堵来提高排洪管进水孔进水标高。本发明排洪系统的优势在于：1）尾矿库运行初期，根据需要可通过排洪管预留孔提前排水，达到加速堆积坝尾砂固结的目的；2）尾矿库运行中后期，根据需要可通过排洪管预留孔排水，以达到延长尾矿库外排水澄清距离，提高澄清效果，减少环境污染的目的；3）排洪管预留孔封堵施工便捷又经济。

Description

一种有效提前排水并延长澄清距离的尾矿库排洪系统
技术领域
本发明涉及一种尾矿库排洪系统，尤其是涉及一种有效提前排水并延长澄清距离的尾矿库排洪系统。 
背景技术
尾矿库是一种特殊的工业建筑物，也是矿山三大控制工程之一，其运行的好坏不仅关系到矿山企业的经济效益与生产安全，而且威胁着库区下游居民的生命财产及周边环境。
尾矿库排洪系统对尾矿库的整体安全具有重要意义，排洪系统不仅要保证安全、及时地排出库区的澄清水和洪水，而且还要确保不让尾砂从排洪系统中排出，即排水不排砂。
尾矿库排洪系统通常由进水构筑物和排水构筑物组成。随堆积坝升高，进水构筑物向库后延长及抬升，不断调整进水口高程，保证库内的澄清距离，不让尾砂从排洪系统中排出。
我国大部分矿山尾矿库为山谷型，最常用的进水构筑物为排水井，一般第一口排水井的井座标高为尾矿库的最低排水标高，通常第一口排水井的井座标高根据初期坝坝高设置，满足尾矿堆积至初期坝坝顶时开始排水。
对于初期坝较高，筑坝材料为软岩、风化料等材料强度受浸水影响较大的尾矿库，需要在尾砂堆积到初期坝坝顶标高之前进行提前排水。目前，已有的措施是修建“零号井”或在排水井井座上开洞进水。前者会增加投资，并且排水井间的衔接管理、排水井封堵工作都比较麻烦；后者损害了排水井井座结构。
对于库长较短，库底坡度较陡的山谷型尾矿库，随着尾矿库堆积坝的上升，排水井拱盖板逐渐上升，扣除尾矿库必须的正常运行期干滩长度，尾矿库澄清水面线距离排水井进水口距离逐渐变短，难以达到澄清效果，库水直接外排会对环境造成污染。目前，已有的措施是排水井附带斜槽来延长库水外排的澄清距离。额外修建斜槽会增加投资，同时斜槽封堵的管理工作麻烦，工作量大。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，针对初期坝坝高较高，初期坝筑坝材料受浸水影响较大，需要在堆积到初期坝坝顶之前提前排水的情况，以及后期库长较短，澄清距离难以满足的情况，提供一种有效提前排水并延长澄清距离的尾矿库排洪系统。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种有效提前排水并延长澄清距离的尾矿库排洪系统，包括排水井、排洪管，所述排水井包括井座、井架及拱盖板，所述井座上设有套管，所述井架上设有进水口，所述套管与排洪管相连，所述排洪管的顶部设有进水孔，并通过无纺土工布包裹的混凝土塞封堵来提高排洪管进水孔进水标高。
进一步，所述排洪管为现浇涵管，所述进水孔为两排，分别位于管顶左右两侧，在浇筑过程中预留。
进一步，排洪管两排预留进水孔按梅花形间隔布置，布置间距根据实际情况确定，一般最好间距能被一个管节长度整除，避开排洪管的配置钢筋，与钢筋间预留保护距离。
进一步，排洪管进水孔孔径根据尾矿库日排水量决定，垂直从上到下，孔径由大到小渐变。
进一步，所述混凝土塞（必要时配筋）的尺寸比进水孔孔径小，缝隙宽度为一～两层无纺土工布（300g/m2~400g/m2）厚度；所述无纺土工布为一～两层，无纺土工布覆盖住孔径外10cm～15cm宽的范围，无纺土工布边沿用水泥砂浆浇筑。
工作原理：在尾矿库运行初期，尾矿库水位低于井座最低进水标高之前，通过排洪管的进水孔提前排水；在尾矿库运行中后期，排水井进水口标高始终保持高于排洪管预留进水孔标高，低于设计防洪标高，通过预留进水孔排水，延长库水外排的澄清距离。
本发明之有效提前排水并延长澄清距离的尾矿库排洪系统中，排洪管随尾矿库沟底向上沿升，随堆积坝上升，通过混凝土塞封堵，逐步提高排洪管预留孔进水标高；排水井随堆积坝上升，通过增加排水井拱盖板，提高排水井进水口标高；带预留孔的排洪管段可根据实际库区情况，分标高设置，与无预留孔排洪管、排水井按任意形式组合。
本发明具有以下优点：
（1）尾矿库运行初期，库水位低于第一口排水井井座标高之前，可以通过下游端排洪管的预留进水孔排水，实现降低浸润线，加速堆积坝尾砂固结目的；
（2）尾矿库运行中后期，排水井进水口标高始终保持在设计防洪高度之下，高于排洪管预留进水孔，使得正常运行时，尾矿库内的水无法直接从排水井排出，绕过排水井，从库尾的排洪管预留进水孔进入，由套管流入排水井，经下游排洪管外排，有效增加尾矿库水外排的澄清距离，实现增加外排水的澄清效果目的；
（3）无纺土工布包裹混凝土塞封堵排洪管预留孔，巧妙利用无纺土工布“渗水不漏砂”的良好反滤特性，有效拦截尾砂，渗水通过无纺土工布流走，使得尾砂在夹有无纺土工布的缝隙处沉淀下来，一方面，使得尾矿库内高水位与混凝土塞封堵处形成的高水头压力得以释放，不再对混凝土塞处形成压力破坏；另一方面，随时间推移，尾矿沉淀厚度日益增加，缝隙透水性能越来越差，渗漏水将逐渐减少，封堵效果会越来越好，实现安全封堵预留孔目的。
综上所述，利用本发明，可实现运行初期提前排水，运行中后期延长库水外排澄清距离。
附图说明
图1 为本发明实施例-排洪系统的结构示意图；
图2 为图1所示排洪系统的排洪管进水孔布置示意图；
图3 为图1所示排洪系统的排洪管进水孔封堵示意图；
图4 为图1所示排洪系统在尾矿库运行初期提前排水的工况示意图；
图5 为图1所示排洪系统在尾矿库运行中后期延长库水外排澄清距离的工况示意图；
附图标记为：1排水井；2井座；3井架；4进水口；5套管；6排洪管；7进水孔；8无纺土工布；9混凝土塞；10水泥砂浆；11拱盖板；12尾矿库正常运行水位；13尾矿库防洪设计水位。
具体实施方式
以下结合附图及实施例对本发明作进一步说明。
参照附图，本实施例之有效提前排水并延长澄清距离的尾矿库排洪系统，包括排水井1、排洪管6，所述排水井1包括井座2、井架3及拱盖板11，所述井座2上设有套管5，所述井架3上设有进水口4，所述套管5与排洪管6相连，所述排洪管6的顶部设有进水孔7，并通过无纺土工布8包裹的混凝土塞9封堵来提高排洪管进水孔进水标高。
所述排洪管6为现浇涵管，所述进水孔7为两排，分别位于管顶左右两侧，在浇筑过程中预留。排洪管两排预留进水孔7按梅花形间隔布置，避开排洪管的配置钢筋，与钢筋间预留保护距离。
排洪管进水孔7孔径根据尾矿库日排水量决定，垂直从上到下，孔径由大到小渐变。
所述混凝土塞9的尺寸比进水孔7孔径小，缝隙宽度为两层无纺土工布（350g/m2）厚度；所述无纺土工布8为两层，无纺土工布8覆盖住孔径外15cm宽的范围，无纺土工布8边沿用水泥砂浆10浇筑。
工作原理：在尾矿库运行初期，尾矿库正常运行水位12低于排水井1的井座2最低进水标高之前，通过排洪管6的进水孔7提前排水，如图4所示；在尾矿库运行中后期，排水井1的进水口进水标高始终保持高于排洪管6的进水孔7进水标高（排水井1的拱盖板11位置高于尾矿库正常运行水位12），低于尾矿库防洪设计水位13，通过进水孔7排水，延长库水外排的澄清距离，如图5所示。

Claims (5)

1. 一种有效提前排水并延长澄清距离的尾矿库排洪系统，包括排水井、排洪管，所述排水井包括井座、井架及拱盖板，所述井座上设有套管，所述井架上设有进水口，所述套管与排洪管相连，其特征在于：所述排洪管的顶部设有进水孔，并通过无纺土工布包裹的混凝土塞封堵来提高排洪管进水孔进水标高。
2.根据权利要求1所述的有效提前排水并延长澄清距离的尾矿库排洪系统，其特征在于：所述排洪管为现浇涵管，所述进水孔为两排，分别位于管顶左右两侧，在浇筑过程中预留。
3.根据权利要求2所述的有效提前排水并延长澄清距离的尾矿库排洪系统，其特征在于：排洪管两排预留进水孔按梅花形间隔布置，避开排洪管的配置钢筋，与钢筋间预留保护距离。
4.根据权利要求3所述的有效提前排水并延长澄清距离的尾矿库排洪系统，其特征在于：排洪管进水孔孔径垂直从上到下，由大到小渐变。
5.根据权利要求1-4之一所述的有效提前排水并延长澄清距离的尾矿库排洪系统，其特征在于：所述混凝土塞的尺寸比进水孔孔径小，缝隙宽度为一～两层无纺土工布厚度；所述无纺土工布为一～两层，无纺土工布覆盖住孔径外10cm～15cm宽的范围，无纺土工布边沿用水泥砂浆浇筑。
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