CN104652578B - 一种拼装式尾矿水虹吸回水装置 - Google Patents

Abstract

一种拼装式尾矿水虹吸回水装置，包括排水井保护装置和固定在排水井保护装置上的虹吸装置，所述排水井保护装置包括中心环（5）、钢骨架（4），所述钢骨架（4）与中心环（5）通过悬索连接；所述钢骨架（4）的底部安装有浮筒（3）和霍尔锚（10），所述浮筒（3）与钢骨架（4）的底部相连，所述霍尔锚（10）与浮筒（3）相连。本发明一方面利用虹吸原理进行尾矿回水，另一方面，又可最大程度减少虹吸回水装置对排水井防洪结构的影响，还能够方便地取到上层澄清水。本发明施工使用方便、节能、经济，性能可靠稳定。

Description

一种拼装式尾矿水虹吸回水装置

技术领域

本发明涉及一种尾矿水回水装置，尤其是涉及一种拼装式尾矿水虹吸回水装置。

背景技术

尾矿库是指筑坝拦截谷口或围地构成的，用以堆存金属或非金属矿山进行矿石选别后排出尾矿或其他工业废渣的场所。按照尾矿的堆存方式可以分为干式堆存和湿式堆存两种，以往用得最多的为湿式堆存方式。

尾矿是选矿中分选作业的产物之一，其中有用目标组分含量最低的部分称为尾矿，尾矿有别于废石，废石是指已采下的不含矿的围岩和夹石的通称。尾矿则是经过破碎、分选之后的产物，粒度一般较细，从选厂出来的尾矿含有大量的水分，成为尾矿浆，尾矿浆未经浓缩、过滤、压滤失水等环节，即为湿式排放，对应的尾矿堆存方式为湿式堆存。

尾矿浆进入尾矿库后，经过重力分选，尾矿沉积在滩面上，尾矿水流至库尾，形成部分尾矿水区域，因悬浮级尾矿很难澄清，故尾矿水中仍含有部分悬浮级尾矿。

选矿厂的尾矿水所含有害物质，来源于选矿过程中加入的浮选药剂、矿石中的金属元素和可溶性化合物，常见的有氰化物、黄药、黑药、松根油、酚、煤油、柴油等及铜、铝、砷、锌、汞、磷、铬、镉等离子。当排放的尾矿水中有害物质含量超过工业“废水”排放标准时，须进行净化处理。废水处理方法有：①物理方法，如沉淀、浮选、过滤、吹脱、磁力分离等；②化学方法,如中和、氧化还原、离子交换、吸附、萃取等;③生物化学方法，如好氧生物化学处理、厌氧生物化学处理、消毒处理等。

目前常用的污水处理方法是在尾矿库下游建设污水处理池，采用适当的污水处理设备将尾矿水处理达标后排放。尾矿水回水的方式有两种，一种为自流回水方式，即尾矿水从排洪系统排至污水处理池；另一种为泵送回水方式，即尾矿水经过水泵抽至污水处理池。

其中，自流回水方式，不需要耗费电能，尾矿水通过排洪系统进口进入，经排洪系统流入污水处理池，但发生降雨或污水处理厂出现故障、检修等情况下，尾矿库内没有雨水的贮存空间，雨水与尾矿水混合后，流量较大，超过污水处理池的处理规模，无法实现尾矿水的零排放。

泵送回水方式，需要在尾矿库内设置浮筒泵，通过将库区内的水位降低至死水位以下，可以为雨水保留一定的贮存空间，在库区周边截水措施到位的情况下，容易实现尾矿水零排放，但泵送回水需要耗费大量的电能，不经济。

CN201794149U公开了一种尾矿水虹吸回水装置，该尾矿水虹吸回水装置未考虑虹吸装置对尾矿库排洪系统防洪、结构的影响，特别是在运行过程中，添加进水口盖板时需要多次移动虹吸管，操作有一定的困难，使其应用受到一定程度的限制。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提供一种施工使用方便、节能、经济、性能可靠稳定的拼装式尾矿水虹吸回水装置。

为解决本发明的技术问题，所采用的技术方案如下：

一种拼装式尾矿水虹吸回水装置，包括排水井保护装置和固定在排水井保护装置上的虹吸装置，所述排水井保护装置包括中心环、钢骨架，所述钢骨架与中心环通过悬索连接；所述钢骨架的底部安装有浮筒和霍尔锚，所述浮筒与钢骨架的底部相连，所述霍尔锚与浮筒相连。

进一步，所述钢骨架由三个以上单榀钢骨架构成，每个单榀钢骨架与相邻榀之间设置连接板，各个连接板之间通过螺栓连接，形成一个包围尾矿库框架式钢筋混凝土排水井的回水钢骨架。

进一步，所述悬索包括上层悬索和下层悬索，所述上层悬索的一端与中心环的上端连接，另一端与钢骨架上部连接；所述下层悬索的一端与中心环的下端相连，另一端与钢骨架的下部连接。

进一步，所述上层悬索与所述下层悬索在尾矿库框架式钢筋混凝土排水井内壁位置的垂直间隔大于,式中：

为尾矿库框架式钢筋混凝土排水井圈梁高度；

为圈梁宽度；

为下层悬索与水平面夹角。

这种设置可以使本发明在随水位上升的过程中，避免悬索与圈梁接触，可以消除装置对排水井结构的影响。

进一步，相邻所述上层悬索或所述下层悬索在平面上的投影角度相同。这种设置可以使各个悬索的受力均匀，解决悬索间的受力不均问题。

进一步，所述浮筒和所述霍尔锚的个数为三个以上，每个浮筒与相应的单榀钢骨架通过连接件拼装组成，每个霍尔锚与相应的一个浮筒相连。

进一步，所述虹吸装置包括虹吸管、入口蝶阀、充水管、充水蝶阀和出口蝶阀，所述入口蝶阀位于虹吸管的进口端；所述充水管位于虹吸管垂直高度上顶部；所述充水蝶阀位于充水管的进口端，所述出口蝶阀位于虹吸管的出口末端；虹吸管进口端位于尾矿库框架式钢筋混凝土排水井外，中间部位固定在排水井保护装置上，出口端伸入尾矿库框架式钢筋混凝土排水井内。

进一步，所述浮筒的底部与虹吸管的进口端相连，浮筒与虹吸管之间设有支撑杆和导流板，支撑杆上部与浮筒连接，支撑杆下部与导流板连接，导流板与浮筒之间形成进水通道。这种结构可以使虹吸管能够引到上层清水。

进一步，所述出口蝶阀为出口调节型电动蝶阀。

进一步，所述出口蝶阀为出口手动蝶阀，所述出口手动蝶阀上设置有齿轮，通过链条与设置于虹吸管顶部的操作齿轮相连，实现对出口手动蝶阀的开合。

本发明，一方面利用虹吸原理进行尾矿回水，另一方面又通过排水井保护装置最大程度的减少虹吸回水装置对排水井防洪结构的影响，还能够方便的取到上层澄清水。

本发明的有益效果如下：

1、施工使用方便。本发明利用现场拼接技术，将四个单榀钢骨架拼接，形成一个包围尾矿库框架式钢筋混凝土排水井的回水骨架，相对现场焊接，不仅施工方便，检修、拆解均比较容易，解决了现场焊接的施工不便；使日常的检查、维修更加方便。

2、节能、经济。本发明利用虹吸原理回水，实现非动力取水，解决了动力取水不节能、不经济的难题；该装置通过虹吸管排水，流量一定的情况下，虹吸管顶的真空度可保持不变。

3、性能稳定可靠。利用上层悬索、下层悬索的双悬索设计解决了装置跨越钢筋混凝土排水井圈梁的难题；通过浮筒支撑在水面上，水面上升或下降时，装置可以同时上升或下降，同时也保证了回水装置的运行可靠性；利用霍尔锚将回水装置牢固固定在水面上，保证装置在风吹浪打下的稳定性，消除对尾矿库框架式钢筋混凝土排水井的影响；通过霍尔锚的绳索实现装置的升降。

4、通过在虹吸管进口与浮筒之间设置支撑杆、导流板，使虹吸管能够引到上层清水。

5、本发明的底部是由钢骨架底部与浮筒、霍尔锚构成，由于装置底部直径较大，上部直径较小，可以最大程度减少对排水井泄洪的影响。

附图说明

图1 为本发明实施例1的剖面结构示意图；

图2为图1所示实施例1的俯视图；

图3为图1所示实施例1的虹吸回水的进水部分剖面结构示意图；

图4 为图1所示实施例实施例1中虹吸管出口端在井内的大样图；

图5 为本发明实施例2的虹吸管出口端在井内的大样图；

图6为本发明单榀钢骨架俯视图；

图7为本发明单榀钢骨架剖面示意图。

附图标记说明：1、尾矿库框架式钢筋混凝土排水井；2、虹吸管；3、浮筒；4、钢骨架；4-1、单榀钢骨架；5、中心环；6、上层悬索；7、下层悬索；8、导流板；9、支撑杆；10、霍尔锚；11、充水管；12、充水蝶阀；13、出口调节型电动蝶阀；14、入口蝶阀；15、出口手动蝶阀；16、链条；17、操作齿轮。

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。

实施例1：

本实施例包括排水井保护装置和固定在排水井保护装置上的虹吸装置。

所述排水井保护装置包括中心环5、钢骨架4，中心环5通过悬索与钢骨架4连接；钢骨架4底部安装有浮筒3和霍尔锚10，浮筒3与钢骨架4的底部相连，霍尔锚10与浮筒3相连。

所述钢骨架4由四个单榀钢骨架4-1构成，每个单榀钢骨架4-1与相邻榀之间设置连接板，各个连接板之间通过螺栓连接，形成一个包围尾矿库框架式钢筋混凝土排水井1的回水钢骨架。

所述悬索包括上层悬索6和下层悬索7，上层悬索6的一端与中心环5上端连接，另一端与钢骨架4上部连接；下层悬索7的一端与中心环5下端相连，另一端与钢骨架4下部连接。

所述上层悬索6与所述下层悬索7在尾矿库框架式钢筋混凝土排水井1内壁位置的垂直间隔大于,式中:

为尾矿库框架式钢筋混凝土排水井1圈梁高度，为0.35m；

为圈梁宽度，为0.2m；

为下层悬索7与水平面夹角，随着水位的升降而变化。

相邻所述上层悬索6或所述下层悬索7在平面上的投影角度相同。上、下层悬索的条数与单榀钢骨架的个数一致，为四个，投影角度为90°。

所述浮筒3和所述霍尔锚10的个数为四个，每个浮筒3与相应的单榀钢骨架4-1通过连接件拼装组成，每个霍尔锚10与相应的一个浮筒3相连。

所述虹吸装置包括虹吸管2，在虹吸管2的进口端设置入口蝶阀14，其垂直高度上顶部设置充水管11；充水管11进口端设置充水蝶阀12；虹吸管2出口末端设有出口调节型电动蝶阀13；虹吸管2的进口端与浮筒3底部相连，从中心环5中穿过，出口位于尾矿库框架式钢筋混凝土排水井1内，中间部位固定在排水井保护装置上。

所述浮筒3中的一个的底部与虹吸管2的进口端相连，两者之间设有支撑杆9和导流板8，支撑杆9上部与浮筒3连接，支撑杆9下部与导流板8连接，导流板8与浮筒3之间形成一个进水通道。

本发明的虹吸管回水启动方法如下：

虹吸回水是利用虹吸管进口、出口间的压力差，通过介质水的传导，实现水流势能向水流动能的转变，从而驱动虹吸管排水。若要让水流成为介质传导，必须保持水流的连续性，即虹吸管内充满水，按照充水方式可分为真空抽气法和充水法，本发明采用的充水方式是充水法。具体步骤如下：

1、打开入口蝶阀14和出口调节型电动蝶阀13。

2、向浮筒3与导流板8之间的空间灌水至水将导流板8完全淹没。

3、关闭入口蝶阀14和出口调节型电动蝶阀13，打开充水蝶阀12，从充水管11向虹吸管2内灌水，至水溢出时，停止灌水。

4、依次关闭充水蝶阀12，打开入口蝶阀14和出口调节型电动蝶阀13，此时，虹吸系统开始排水。

本发明的安装工艺如下：

1、根据实际尾矿库框架式钢筋混凝土排水井1的大小，定制单榀钢骨架4-1的尺寸，单榀钢骨架4-1均应采用拼接方式，两端设置连接板。

2、根据钢骨架4的重量、虹吸管2、上层悬索6、下层悬索7及相关配件重量、活荷载大小，确定浮筒3的大小及浮力的大小。

3、虹吸回水的进水部分实施例如图3所示：

在其中一个浮筒3的底部与虹吸管2进口端相连，两者之间设有支撑杆9和导流板8，支撑杆9上部与浮筒3连接，下部与导流板8连接，导流板8与浮筒3之间形成一个进水通道。

4、将制作好的单榀钢骨架4-1运至现场进行拼装，两个为一组进行拼装，每个单榀钢骨架4-1与相应的浮筒3上的连接件拼装牢固；

5、根据装置的重量，选择霍尔锚10的重量与型号，在单榀钢骨架4-1的底部放置一个霍尔锚10，连接好后，调节每个霍尔锚10的绳索，使装置的圆心与排水井的圆心相重合，并保持稳定。

本发明跨越尾矿库框架式钢筋混凝土排水井圈梁的办法如下：

1、本发明的拼装式尾矿水虹吸回水装置安装完成后，首先使用的悬索为下层悬索7；

2、随着水位的升高，回水装置随着升高，待下层悬索7至尾矿库框架式钢筋混凝土排水井1圈梁底部时，安装上层悬索6，打开下层悬索7；

3、待虹吸管2到达尾矿库框架式钢筋混凝土排水井1圈梁底部时，需要将虹吸管2停止运行，将虹吸管2打开，并将虹吸管2上升高至圈梁以上；

4、当上层悬索6使用至接近圈梁底部时，打开上层悬索6，安装下层悬索7，当下层悬索7到达尾矿库框架式钢筋混凝土排水井1圈梁底部时，按以上方式循环使用。

实施例2：

本实施例与实施例1的区别在于出口蝶阀为出口手动蝶阀15，所述出口手动蝶阀15上设置有齿轮，通过链条16与设置于虹吸管2顶部的操作齿轮17相连，实现对出口手动蝶阀15的开合。

以上所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神前提下，本领域普通工程技术人员对本发明技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明的权利要求书确定的保护范围内。

Claims (7)

1.一种拼装式尾矿水虹吸回水装置，包括排水井保护装置和固定在排水井保护装置上的虹吸装置，其特征在于，所述排水井保护装置包括中心环（5）、钢骨架（4），所述钢骨架（4）与中心环（5）通过悬索连接；所述钢骨架（4）的底部安装有浮筒（3）和霍尔锚（10），所述浮筒（3）与钢骨架（4）的底部相连，所述霍尔锚（10）与浮筒（3）相连；

所述钢骨架（4）由三个以上单榀钢骨架（4-1）构成，每个单榀钢骨架（4-1）与相邻榀之间设置连接板，各个连接板之间通过螺栓连接，形成一个包围尾矿库框架式钢筋混凝土排水井（1）的回水钢骨架；

所述悬索包括上层悬索（6）和下层悬索（7），所述上层悬索（6）的一端与中心环（5）的上端连接，另一端与钢骨架（4）上部连接；所述下层悬索（7）的一端与中心环（5）的下端相连，另一端与钢骨架（4）的下部连接；

所述上层悬索（6）与所述下层悬索（7）在尾矿库框架式钢筋混凝土排水井（1）内壁位置的垂直间隔大于,式中:

所述为尾矿库框架式钢筋混凝土排水井（1）圈梁高度；

所述为圈梁宽度；

所述为下层悬索（7）与水平面夹角。

2.根据权利要求1所述的尾矿水虹吸回水装置，其特征在于，相邻所述上层悬索（6）或所述下层悬索（7）在平面上的投影角度相同。

3.根据权利要求1或2所述的尾矿水虹吸回水装置，其特征在于，所述浮筒（3）和所述霍尔锚（10）的个数为三个以上，每个浮筒（3）与相应的单榀钢骨架（4-1）通过连接件拼装组成，每个霍尔锚（10）与相应的一个浮筒（3）相连。

4.根据权利要求1或2所述的尾矿水虹吸回水装置，其特征在于，所述虹吸装置包括虹吸管（2）、入口蝶阀（14）、充水管（11）、充水蝶阀（12）和出口蝶阀，所述入口蝶阀（14）位于虹吸管（2）的进口端；所述充水管（11）位于虹吸管（2）垂直高度上顶部；所述充水蝶阀（12）位于充水管（11）的进口端，所述出口蝶阀位于虹吸管（2）的出口末端，所述虹吸管（2）的进口端位于尾矿库框架式钢筋混凝土排水井（1）外，中间部位固定在排水井保护装置上，出口端伸入尾矿库框架式钢筋混凝土排水井（1）内。

5.根据权利要求1或2所述的尾矿水虹吸回水装置，其特征在于，所述浮筒（3）的底部与虹吸管（2）进口端相连，两者之间设有支撑杆（9）和导流板（8），支撑杆（9）上部与浮筒（3）连接，支撑杆（9）下部与导流板（8）连接，导流板（8）与浮筒（3）之间形成进水通道。

6.根据权利要求4所述的尾矿水虹吸回水装置，其特征在于，所述出口蝶阀为出口调节型电动蝶阀（13）。

7.根据权利要求4所述的尾矿水虹吸回水装置，其特征在于，所述出口蝶阀为出口手动蝶阀（15），所述出口手动蝶阀（15）上设置有齿轮，通过链条（16）与设置于虹吸管（2）顶部的操作齿轮（17）相连，实现对出口手动蝶阀（15）的开合。