CN103615042A - 一种横纵竖三向网络式排渗装置 - Google Patents

Abstract

一种横纵竖三向网络式排渗装置，包括竖向集渗体、水平横向集渗体、水平纵向排渗管和纵向导流管；所述竖向集渗体、水平纵向排渗管组成单个节点的排渗构造；水平横向集渗体将同层单个节点的排渗构造串联，组成各高程的线性排渗构造；纵向导流管将各高程的线性排渗构造串联，形成横纵竖三向网络式排渗装置。本发明三向联合排渗，形成一个组合型自流排渗整体，空气阻力小，排渗通透性好，便于清洗、疏通，后期维护方便，经济耐用，适用于各类上游法筑坝的固废场堆积体，达到有效降低堆积体浸润线的目的，保证坝体运行安全。

Description

一种横纵竖三向网络式排渗装置

技术领域

本发明涉及一种降低固废场后期堆积体浸润线的联合排渗装置，尤其涉及一种用于尾矿库、赤泥库、灰渣坝等坝体的横纵竖三向网络式排渗装置。

背景技术

我国是一个矿业大国，矿山生产加工过程中产生的尾矿大多排到尾矿库中堆存。目前，我国尾矿储量超过100亿吨，且每年新增尾矿8-10亿吨，截止2008年底，全国共有尾矿库12655座，且每年以300座的规模新增。尾矿库是重大危险源之一，在世界上各种重大灾害中，尾矿库灾害仅次于地震、霍乱、洪水和氢弹等，位居第18位。因此，尾矿库的安全稳定性极其重要，其中尾矿库的安全主要取决于尾矿坝的安全稳定性。

我国上游法堆坝的尾矿坝数量占现有尾矿堆积坝90%以上，是国内尾矿堆积坝的主流形式。上游法堆积这种工艺形式决定了尾矿库堆积坝体的稳定性取决于沉积滩面的颗粒组成及排水固结程度。一般来说，堆积体浸润线每下降1m，堆积体的稳定性安全系数能增大0.05，甚至更好，因此，必须在尾矿坝内设置有效的排渗设施，及时将坝体内的渗水导出，降低浸润线，加速固结，提高稳定性。

目前常见的水平排渗系统因收集、输送渗水的水头差较小，水力影响范围有限，因此降低浸润线效果不明显，竖向排渗往往需要借助机械并长期消耗动力排渗，造成浸润线波动频繁，设备维护复杂。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提供一种可有效降低堆积坝浸润线，保证尾矿库安全运行，且运行简单，便于施工和维护的横纵竖三向网络式排渗装置。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案：一种横纵竖三向网络式排渗装置，包括竖向集渗体、水平横向集渗体、水平纵向排渗管、纵向导流管；

所述水平横向集渗体，是在设计高程且距堆积坝坝顶外沿设计距离的沉积滩坡面上，待堆积坝坝体的沉积滩表面能站住人时，平行于堆积坝坝体轴线开挖沟槽，槽底铺上混合砂石料后，将用棕皮、塑料编织布或土工布等材料包裹的微孔波纹管置于沟槽中央，再回填混合砂石料，填平后铺土夯实；

所述竖向集渗体沿水平横向集渗体间隔设置，是指在水平横向集渗体的沟槽，在设定的坐标点位置，将用棕皮、塑料编织布或土工布等材料包裹的微孔波纹管竖向放置在用柳条、竹条或钢筋网等材料做骨架编织的框体中央，并与水平横向集渗体的微孔波纹管连接，然后填上混合砂石料；

所述水平纵向排渗管，是指垂直于堆积坝坝体轴线布置的排渗管，所述排渗管的进口端同水平横向微孔波纹管与竖向微孔波纹管的交汇处相连，出口端引至堆积坝坝体外，所述排渗管的出口段外接坝坡排水明沟内置的蓄水池，保证蓄水池内常年有水，出口淹没于蓄水池水面线以下；

所述纵向导流管，是指沿两岸坝肩布置两条微孔波纹管，与每个高程水平横向微孔波纹管相连，坡度保持均匀，保证总排水通道畅通，管最上端达设计高程后封口停设，最下端引至堆积坝坝体外，出口外接坝肩排水沟内置的蓄水池，保证蓄水池内常年有水，出口淹没于蓄水池水面线以下；

所述竖向集渗体、水平纵向排渗管组成单个节点的排渗构造；水平横向集渗体将同层单个节点的排渗构造串联，组成各高程的线性排渗构造；纵向导流管将各高程的线性排渗构造串联，形成横（沿坝轴线）纵（垂直坝轴线）竖（高程）三向网络式排渗装置。

进一步，所述水平横向集渗体沿长度方向，以竖向集渗体为中心，两侧向中心成相向斜坡布置，坡度为1%-3%。

进一步，所述水平纵向排渗管的出口高程高于进口高程，反坡坡度为1%-2%。

进一步，所述排渗管的进口段根据设计需要，在一段长度上打孔，用无纺土工布包裹，用于加强排渗，所述排渗管优选波纹管。

进一步，所示沟槽断面形状为倒梯形、矩形或正方形。

进一步，所述混合砂石料为反复清洗除泥后的砂石料。

进一步，竖向微孔波纹管与水平横向微孔波纹管、排渗管的进口端同水平横向微孔波纹管与竖向微孔波纹管的交汇处、纵向导流管与每个高程水平横向微孔波纹管用“Y”接法或阀门连接。

所述集渗体、排渗管、导流管可根据需要，任意高度、任意方向、任意形式组合，组合后随堆积体堆积的高度上升而依次埋设，控制性标高、水平间距、垂直间距根据工程实际情况设计。

所述微孔波纹管具体参数，如：内外径、管壁厚、波纹距、波纹深度、开孔率、孔口尺寸、孔间距、排距、排数等参数根据工程实际情况设计。所述微孔波纹管的包裹材料，也可根据当地实际情况而采用棕皮、塑料编织布、有纺土工布、无纺土工布等材料，其中，无纺土工布耐久性、排水性及防淤性效果最好。所述微孔波纹管的施工过程，要注意管之间的连接，严格保证质量，防止脱口，以免排水管路淤堵。所述微孔波纹管在坝体内的排渗影响范围：垂直向（层高）底层8-10m，上层5-6m，水平方向影响半径以10-15m为宜。

本发明通过竖向集渗体、水平横向集渗体单独集水或联合集水，通过水平纵向排渗管、纵向导流管将水排出坝体外。本发明排渗装置空气阻力小，排渗通透性好，可进行清洗、疏通，后期维护方便，经济，耐用，适用于各类上游法筑坝的固废场堆积体，达到有效降低堆积体浸润线的目的，保证坝体运行安全。

附图说明

图1 为本发明的排渗装置纵向剖面示意图；

图2 为本发明的排渗装置横向剖面示意图；

图3 为本发明的水平横向集渗体结构示意图；

图4 为本发明的竖向集渗体结构示意图；

图5 为本发明的水平纵向排渗管结构示意图；

图6 为本发明的排水明沟蓄水池截面示意图；

图7 为本发明的微孔波纹管结构示意图；

图8 为本发明的微孔波纹管“Y”接法示意图。

附图标记为：1-竖向集渗体；2-水平横向集渗体；3-水平纵向排渗管；4-纵向导流管；6-堆积坝坝体；7-微孔波纹管；8-混合砂石料；9-钢丝网做骨架编织的框管；10-排水明沟；11-蓄水池水面线；12-22#铅丝；13-无纺土工布；14-渗水凹槽；15-渗水孔。

具体实施方式

以下结合实施例及附图对本发明作进一步说明。

参照附图，本实施例包括竖向集渗体1、水平横向集渗体2、水平纵向排渗管3、纵向导流管4；

所述水平横向集渗体2，是在设计高程且距堆积坝坝顶外沿设计距离的沉积滩坡面上（所述堆积坝坝顶是指堆积坝在某一时刻最后一级子坝坝顶所在位置，其标高为某一时刻堆积坝的最高标高），待堆积坝坝体6的沉积滩表面能站住人时，平行于堆积坝坝体轴线开挖沟槽，沟槽断面形状为矩形，沟槽的设计还满足以下要求：使水平横向集渗体沿长度方向，以竖向集渗体为中心，两侧向中心呈相向斜坡布置，坡度i为2%；槽底铺上混合砂石料8后，将用无纺土工布13包裹的微孔波纹管7置于沟槽中央，再回填混合砂石料，填平后铺土夯实，以防止排矿时将沟槽冲毁；所述混合砂石料8为反复清洗除泥后的砂石料，所述微孔波纹管7上设有渗水凹槽14和渗水孔15；

所述竖向集渗体1沿水平横向集渗体2间隔设置，是指在水平横向集渗体的沟槽，在设定的坐标点位置，将用无纺土工布13包裹的微孔波纹管7竖向放置在钢丝网做骨架编织的框管9中央，用“Y”接法连接竖向微孔波纹管与水平横向微孔波纹管，所述“Y”接法是指在水平横向微孔波纹管开一比管径略小的圆孔，再将竖向微孔波纹管剪成对角方向像羊腰窝形的缺口，插入开好的孔中，再用22#铅丝12互相连接交叉绑扎，然后缠上无纺土工布13再进行绑扎连接，最后填上混合砂石料8；

所述水平纵向排渗管3，是指垂直于堆积坝坝体轴线布置的排渗管，排渗管的进口端用“Y”接法同水平横向微孔波纹管与竖向微孔波纹管的交汇处相连，出口端引至堆积坝坝体外，所述排渗管的出口高程高于进口高程，反坡坡度为1%；进口段根据设计需要，在一段长度的波纹管上打孔，用无纺土工布包裹，用于加强排渗；出口段外接坝坡排水明沟10内置的蓄水池，保证蓄水池内常年有水，出口淹没于蓄水池水面线11以下，防止排渗管由于水位时空时满而导致产生的化学淤堵；

所述纵向导流管4，是指沿两岸坝肩布置两条微孔波纹管，与每个高程水平横向微孔波纹管用“Y”接法连接，坡度保持均匀，保证总排水通道畅通，管最上端达设计高程后封口停设，最下端引至堆积坝坝体外，出口外接坝肩排水沟内置的蓄水池，保证蓄水池内常年有水，出口淹没于蓄水池水面线以下，防止导流管由于水位时空时满而导致产生的化学淤堵；

所述竖向集渗体、水平纵向排渗管组成单个节点的排渗构造；水平横向集渗体将同层单个节点的排渗构造串联，组成各高程的线性排渗构造；纵向导流管将各高程的线性排渗构造串联，形成横（沿坝轴线）纵（垂直坝轴线）竖（高程）三向网络式排渗装置。

Claims (7)

1. 一种横纵竖三向网络式排渗装置，其特征在于：包括竖向集渗体、水平横向集渗体、水平纵向排渗管、纵向导流管；

所述水平横向集渗体，是在设计高程且距堆积坝坝顶外沿设计距离的沉积滩坡面上，待堆积坝坝体的沉积滩表面能站住人时，平行于堆积坝坝体轴线开挖沟槽，槽底铺上混合砂石料后，将用棕皮、塑料编织布或土工布材料包裹的微孔波纹管置于沟槽中央，再回填混合砂石料，填平后铺土夯实；

所述竖向集渗体沿水平横向集渗体间隔设置，是指在水平横向集渗体的沟槽，在设定的坐标点位置，将用棕皮、塑料编织布或土工布材料包裹的微孔波纹管竖向放置在用柳条、竹条或钢筋网材料做骨架编织的框体中央，并与水平横向集渗体的微孔波纹管连接，然后填上混合砂石料；

所述水平纵向排渗管，是指垂直于堆积坝坝体轴线布置的排渗管，所述排渗管的进口端同水平横向微孔波纹管与竖向微孔波纹管的交汇处相连，出口端引至堆积坝坝体外，所述排渗管的出口段外接坝坡排水明沟内置的蓄水池，保证蓄水池内常年有水，出口淹没于蓄水池水面线以下；

所述纵向导流管，是指沿两岸坝肩布置两条微孔波纹管，与每个高程水平横向微孔波纹管相连，坡度保持均匀，保证总排水通道畅通，管最上端达设计高程后封口停设，最下端引至堆积坝坝体外，出口外接坝肩排水沟内置的蓄水池，保证蓄水池内常年有水，出口淹没于蓄水池水面线以下；

所述竖向集渗体、水平纵向排渗管组成单个节点的排渗构造；水平横向集渗体将同层单个节点的排渗构造串联，组成各高程的线性排渗构造；纵向导流管将各高程的线性排渗构造串联，形成横纵竖三向网络式排渗装置。

2.根据权利要求1所述的横纵竖三向网络式排渗装置，其特征在于：所述水平横向集渗体沿长度方向，以竖向集渗体为中心，两侧向中心成相向斜坡布置，坡度为1%-3%。

3.根据权利要求1或2所述的横纵竖三向网络式排渗装置，其特征在于：所述水平纵向排渗管的出口高程高于进口高程，反坡坡度为1%-2%。

4.根据权利要求1或2所述的横纵竖三向网络式排渗装置，其特征在于：所述排渗管的进口段根据设计需要，在一段长度上打孔，用无纺土工布包裹，用于加强排渗，所述排渗管为波纹管。

5.根据权利要求1或2所述的横纵竖三向网络式排渗装置，其特征在于：所示沟槽断面形状为倒梯形、矩形或正方形。

6.根据权利要求1或2所述的横纵竖三向网络式排渗装置，其特征在于：所述混合砂石料为反复清洗除泥后的砂石料。

7.根据权利要求1或2所述的横纵竖三向网络式排渗装置，其特征在于：竖向微孔波纹管与水平横向微孔波纹管、排渗管的进口端同水平横向微孔波纹管与竖向微孔波纹管的交汇处、纵向导流管与每个高程水平横向微孔波纹管用“Y”接法或阀门连接。

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