CN105821824A - 一种利用尾砂作为人工地基的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种利用尾砂作为人工地基的方法，属于矿山基建领域。其步骤为：A、在尾砂弃堆旁边就近选择符合人工地基地形的地址；B、使用挖土机开挖尾砂弃堆，尾砂弃堆的开挖立面与水平面的夹角可在90‑110°之间，开挖深度为4‑11m；C、使用震动碾压机械在步骤A的地坪上铺设一层厚度在250‑350mm的尾砂，尾砂的内磨擦角应在40‑45°；D、铺设完一层尾砂后，使用震动碾压机械碾压，直至压实到要求的密实度为止；E、重复步骤C和D逐层施工，直到达到人工地基要求的高度为止。该种尾砂经碾压后为粉末状，降低了实施密实度难度，操作简单，费用低廉，仅就不需级配与搅拌均匀一项，就可降低成本30％。

Description

一种利用尾砂作为人工地基的方法

技术领域

本发明涉及矿山基建领域，尤其涉及一种利用尾砂作为人工地基的方法。

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非金属矿山进行矿石选别后排除尾矿的场所，是维持矿山正常生产的必要设施，是矿山企业最大的环境保护工程项目。可以防止尾矿向江、河、湖、海、沙漠及草原等处任意排放。

尾矿库选址研究论证是一个工作复杂，经历时间长，综合面广，整体概念强的工作。近年来,由于征购土地和搬迁农户越发困难，建设尾矿库的费用更高。特别是一些受当地地形条件、规划等的限制，很难在现有厂区附近寻找到适宜建库的库址，使得矿山企业不得不考虑采用尾矿库干堆来解决尾矿堆存问题。

中国发明专利，授权公告号：CN 101684652 B，授权公告日：2012.09.05，公开了一种不含化学污染的工程建设废弃物、工业废料、矿区尾砂等石、渣、土的固体废弃物土工袋及应用于地基及边坡的方法。将破碎可用的固体废弃物直接装入经严格规范的土工袋内，然后按一定的排列方式将固体废弃物土工袋堆积在工程建设地基及边坡上，并采用碾压设备逐层把固体废弃物土工袋压实，形成建筑物地基或用于边坡加固。利用土工袋受压变形产生的张力，约束着固体废弃物土体及消耗振动能量，提高了固体废弃物土工袋的整体强度及减振性能。固体废弃物土工袋应用于地基工程，节约资源，节省土地，减振防灾，防止冻融，绿色环保，效益显著。其不足之处在于，该发明采用尾砂形成建筑物地基或用于边坡加固，但该发明需要将破碎后的石、渣、土固体废弃物装入一系列的土工袋内，并缠绕绑扎好袋子，形成的固体废弃物土工袋，施工步骤繁琐，加大了工作量，延长了施工工期，增加了施工成本；且使用土工袋装入尾砂，用于建筑物基础的情况不常见，袋与袋之间的缝隙影响地基的密实度，需要另行处理，增加了施工工序。

发明内容

1.发明要解决的技术问题

针对现有技术的山区选矿基建工程工期长的问题，本发明提供了一种利用尾砂作为人工地基的方法。它实现了选矿基建工程工期短，耗费成本低，废物利用、经济、实用、环保、消耗低。

2.技术方案

为解决上述问题，本发明提供的技术方案为：

一种利用尾砂作为人工地基的方法，其步骤为：

A、在尾砂弃堆旁边就近选择符合人工地基地形的地址；本发明不需要将大量弃尾外运，对场地地形没有特定的要求，经济划算；

B、使用挖土机开挖尾砂弃堆；

C、使用震动碾压机械在步骤A的地坪上铺设一层的尾砂；

D、铺设完一层尾砂后，使用震动碾压机械碾压，直至压实到要求的密实度为止；

E、重复步骤C和D逐层施工，直到达到人工地基要求的高度为止。

优选地，步骤B中尾砂弃堆的开挖面与水平面的夹角为90-110°，即开挖深度为4-11m；节约开挖量。

优选地，步骤C中选择铺设的尾砂内磨擦角为40-45°，这是经过观察，该尾砂在自然状态下的内摩擦角，不需要作进一步处理，可直接用于人工地基的碾压工程，简化施工工序，降低施工工期，节约建设成本。

优选地，步骤B中挖出来的尾砂内磨擦角不是40-45°时，将尾砂与水泥按照1:0.05-0.1的重量比例混合均匀，再进行铺设。

优选地，如果尾砂弃堆附近有井下开采的矿山需要回填的话，尾砂占水泥和尾砂总重的5％～10％，将尾砂和水泥混合均匀作填充物。

优选地，步骤D中要求的密实度λ≥0.95，每碾压一层，使用密实度检测仪检测每层的密实度。用20t带震动的碾压机，每层碾压三遍即可做到，因为该种尾砂内有风化的砂岩，经碾压后会成为粉末状，降低了实施密实度难度，与其他人工地基相比，操作简单，费用低廉，仅就不需级配与搅拌均匀一项，就可降低成本30％。

优选地，步骤D中每层的平均碾压厚度为7m，每层实测的地基承载力特征值fak≥200kpa。用20t带震动的碾压机，每层碾压三遍即可做到。

优选地，步骤E中，人工地基的分层厚度为250-350mm。

优选地，该尾砂能够用路基或基建工程。据业内调查该种尾砂在山西、陕西、河北、内蒙及东北部分地区大量存在，该尾砂性状为地表几十米深度范围内风化的花岗岩与片麻岩(含铁精矿粒)经破碎干选后的弃尾，粒径1.5mm以下占比70％，采矿及选矿基建工程大部分座落在深山峻岭，地质条件复杂且沟壑纵横，要想选择一理想，平坦的地方作为基建厂址较为困难，本发明就地选址，就地取材，节省成本，缩短工期。

优选地，步骤D中每层洒水一遍，用作润滑剂。效果良好，经济效益可观，可节约费用80％。

3.有益效果

采用本发明提供的技术方案，与现有技术相比，具有如下有益效果：

(1)本发明选择铺设的尾砂内磨擦角为40-45°，这是经过观察，该尾砂在自然状态下的内摩擦角，不需要作进一步处理，可直接用于人工地基的碾压工程，简化施工工序，降低施工工期，节约建设成本；

(2)本发明挖出来的尾砂内磨擦角不是40-45°时，将尾砂与水泥按照1:0.05-0.1的重量比例混合均匀，再进行铺设，经济、实用、环保、消耗低；

(3)如果尾砂弃堆附近有井下开采的矿山需要回填的话，尾砂占水泥和尾砂总重的5％～10％，将尾砂和水泥混合均匀作填充物；

(4)本发明铺设完一层尾砂后，使用碾压机械碾压，直至压实到要求的密实度为止；要求的密实度λ≥0.95，每碾压一层，使用密实度检测仪检测每层的密实度；用20t带震动的碾压机，每层碾压三遍即可做到，因为该种尾砂内有风化的砂岩，经碾压后会成为粉末状，降低了实施密实度难度，与其他人工地基相比，操作简单，费用低廉；

(5)本发明每层的平均碾压厚度为7m，每层实测的地基承载力特征值fak≥200kpa。用20t带震动的碾压机，每层碾压三遍即可做到，本发明处理方法简单，节约大量工期；

(6)本发明的尾砂能够用路基或基建工程；据业内调查该种尾砂在山西、陕西、河北、内蒙及东北部分地区大量存在，该尾砂性状为地表几十米深度范围内风化的花岗岩与片麻岩(含铁精矿粒)经破碎干选后的弃尾，粒径1.5mm以下占比70％，采矿及选矿基建工程大部分座落在深山峻岭，地质条件复杂且沟壑纵横，要想选择一理想，平坦的地方作为基建厂址较为困难，本发明就地选址，就地取材，节省成本，缩短工期；

(7)现有技术中大多数地基材料受限于密实度的规范要求，均需要进行级配与搅拌均匀，而该种尾砂不需级配与搅拌均匀，能够降低30％的成本；

(8)本发明就地取材、废物利用，经济、实用、环保、消耗低；效果良好，经济效益可观，可节约费用80％，处理方法简单，不要材料运输和复杂的搅拌级配，节约大量工期。

具体实施方式

为进一步了解本发明的内容，结合实施例对本发明作详细描述。

实施例1

一种利用尾砂作为人工地基的方法，其步骤为：

A、在尾砂弃堆旁边就近选择人工地基的地址；

B、使用挖土机开挖尾砂弃堆；尾砂弃堆的开挖面与水平面的夹角为90-110°，即开挖深度为4-11m；节约开挖量。挖出来的尾砂内磨擦角不是40-45°时，将尾砂与水泥按照1:0.05-0.1的重量比例混合均匀，再进行铺设。

C、使用吊装运输机械在步骤A的地址上铺设一层尾砂；选择铺设的尾砂内磨擦角为40-45°，这是经过观察，该尾砂在自然状态下的内摩擦角，不需要作进一步处理，可直接用于人工地基的碾压工程，简化施工工序，降低施工工期，节约建设成本。

D、铺设完一层尾砂后，使用碾压机械碾压，直至压实到要求的密实度为止；尾砂的密实度λ≥0.95，每碾压一层，使用密实度检测仪检测每层的密实度。用20t带震动的碾压机，每层碾压三遍即可做到，因为该种尾砂内有风化的砂岩，经碾压后会成为粉末状，降低了实施密实度难度，与其他人工地基相比，操作简单，费用低廉，仅就不需级配与搅拌均匀一项，就可降低成本30％。

每层的平均碾压厚度为7m，每层实测的地基承载力特征值fak≥200kpa。用20t带震动的碾压机，每层碾压三遍即可做到，本发明处理方法简单，节约大量工期。每层洒水一遍，用作润滑剂。效果良好，经济效益可观，可节约费用80％。人工地基的分层厚度为250-350mm。经济、实用、环保、消耗低。

E、重复步骤C和D逐层施工，直到达到人工地基要求的高度为止。

如果尾砂弃堆附近有井下开采的矿山需要回填的话，尾砂占水泥和尾砂总重的5％～10％，将尾砂和水泥混合均匀作填充物。

该尾砂能够用路基或基建工程。据业内调查该种尾砂在山西、陕西、河北、内蒙及东北部分地区大量存在，该尾砂性状为地表几十米深度范围内风化的花岗岩与片麻岩(含铁精矿粒)经破碎干选后的弃尾，粒径1.5mm以下占比70％，采矿及选矿基建工程大部分座落在深山峻岭，地质条件复杂且沟壑纵横，要想选择一理想，平坦的地方作为基建厂址较为困难，本发明就地选址，就地取材，节省成本，缩短工期。

实施例2

本实施例同实施例1，其中，步骤B中，使用挖土机开挖尾砂弃堆；尾砂弃堆的开挖面与水平面的夹角为90°，即开挖深度为4m。挖出来的尾砂内磨擦角不是40°时，将尾砂与水泥按照1:0.05的重量比例混合均匀，再进行铺设。人工地基的总厚度为250mm,经济、实用、环保、消耗低。如果尾砂弃堆附近有井下开采的矿山需要回填的话，尾砂占水泥和尾砂总重的5％，将尾砂和水泥混合均匀作填充物。

实施例3

本实施例同实施例1，其中，步骤B中，使用挖土机开挖尾砂弃堆；尾砂弃堆的开挖面与水平面的夹角为110°，即开挖深度为11m。挖出来的尾砂内磨擦角不是45°时，将尾砂与水泥按照1:0.1的重量比例混合均匀，再进行铺设。人工地基的总厚度为350mm。经济、实用、环保、消耗低。如果尾砂弃堆附近有井下开采的矿山需要回填的话，尾砂占水泥和尾砂总重 的10％，将尾砂和水泥混合均匀作填充物。

实施例4

本实施例同实施例1，其中，步骤B中，使用挖土机开挖尾砂弃堆；尾砂弃堆的开挖面与水平面的夹角为100°，即开挖深度为8m。挖出来的尾砂内磨擦角不是42°时，将尾砂与水泥按照1:0.08的重量比例混合均匀，再进行铺设。人工地基的总厚度为300mm。经济、实用、环保、消耗低。如果尾砂弃堆附近有井下开采的矿山需要回填的话，尾砂占水泥和尾砂总重的8％，将尾砂和水泥混合均匀作填充物。

实施例5人工地基的密实度

在人工地基形成的过程中，密实度是很重要的一项指标，而尾砂对于设定合理密实度较容易做到，将一定比例的水泥与尾砂混合，即可大大提高该种尾砂的内磨擦角，增大密实度。

利用尾砂作人工地基，实践证明密实度λ≥0.95，分层实测的地基承载力特征值fak≥200kpa很容易做到，用20t带震动的碾压机，每350mm洒水一遍，分层碾压三遍就可以实现，因该种尾砂内有风化的砂岩，经碾压后会成为粉末状，降低了实施密实度达标难度，与其他人工地基相比，操作简单，费用低廉。现有技术中大多数地基材料受限于密实度的规范要求，均需要进行级配与搅拌均匀，而该种尾砂不需级配与搅拌均匀，能够降低30％的成本。

实施例6尾砂就地取材

据业内调查该种尾砂在山西、陕西、河北、内蒙及东北部分地区大量存在。该尾砂性状为地表几十米深度范围内风化的花岗岩与片麻岩(含铁精矿粒)经破碎干选后的弃尾，粒径1.5mm以下占比70％。现场观察自然状态下内磨擦角约在40至45度之间，开挖面与水平面的夹角(即开挖深度4到11米)为90至110度之间。

在作适当的处理后该弃尾可作为一种良好的建筑材料，用于大面积的人工地基，井下填充物，路基等。灵丘选矿厂项目的地基处理是用一定量的水泥和选用的弃尾均匀拌和，尾砂占水泥和尾砂总重的8-10％，分层碾压。用水作匀滑剂，效果良好，经济效益可观。可节约费用80％。就地取材、废物利用，经济、实用、环保、消耗低；效果良好，经济效益可观，可节约费用80％，处理方法简单，不要材料运输和复杂的搅拌级配，节约大量工期。

实施例7

采矿及选矿基建工程大部分座落在深山峻岭，地质条件复杂且沟壑纵横；要想选择一理想，平坦的地方作为基建厂址较为困难；以山西灵丘设计的一个选矿项目为例说明：该项目厂址选择在一个有大量尾砂的弃堆上，弃堆厚度从3m到50m不等，弃堆时间1年至5年不等。原设计选择(或地质报告推荐)的桩基、砂层注浆地基处理方式及混凝土换填方式均使工程耗费巨大，粗略计算仅选矿主厂房一项地基处理就要花费800至1200万元，且使工期大为延 长。

经研究调查，就地取材、废物利用，现场选择有利的地形厂址，选配尾砂(级配粗砂)，试配水泥用量。灵丘选矿厂项目的地基处理是用一定量的水泥和选用的尾砂均匀拌和，分层碾压，用水作匀滑剂，效果良好，经济效益可观，可节约费用80％。

如过大量尾砂附近有井下开采的矿山，且需要回填的话，则用5％～10％的水泥搅拌尾砂作填充物则非常经济。

以上示意性的对本发明及其实施方式进行了描述，该描述没有限制性，实际的结构并不局限于此。所以，如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本发明创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的方法及实施例，均应属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种利用尾砂作为人工地基的方法，其特征在于：

A、在尾砂弃堆旁边就近选择符合人工地基地形的地址；

B、使用挖土机开挖尾砂弃堆；

C、使用震动碾压机械在步骤A的地坪上铺设一层的尾砂；

D、铺设完一层尾砂后，使用震动碾压机碾压，直至压实到要求的密实度为止；

E、重复步骤C和D逐层施工，直到达到人工地基要求的高度为止。

2.根据权利要求1所述的一种利用尾砂作为人工地基的方法，其特征在于：步骤B中尾砂弃堆的开挖面与水平面的夹角为90-110°，开挖深度为4-11m。

3.根据权利要求1所述的一种利用尾砂作为人工地基的方法，其特征在于：步骤C中选择铺设的尾砂内磨擦角为40-45°。

4.根据权利要求1或3所述的一种利用尾砂作为人工地基的方法，其特征在于：步骤B中挖出来的尾砂内磨擦角不是40-45°时，将尾砂与水泥按照1:0.05-0.1的重量比例混合均匀，再进行铺设。

5.根据权利要求4所述的一种利用尾砂作为人工地基的方法，其特征在于：如果尾砂弃堆附近有井下开采的矿山需要回填的话，尾砂占水泥和尾砂总重的5％～10％，将尾砂和水泥混合均匀作填充物。

6.根据权利要求1所述的一种利用尾砂作为人工地基的方法，其特征在于：步骤D中要求的密实度λ≥0.95，每碾压一层，使用密实度检测仪检测每层的密实度。

7.根据权利要求1所述的一种利用尾砂作为人工地基的方法，其特征在于：步骤D中每层实测的地基承载力特征值fak≥200kpa。

8.根据权利要求1所述的一种利用尾砂作为人工地基的方法，其特征在于：步骤E中，人工地基的分层厚度为250-350mm。

9.根据权利要求1所述的一种利用尾砂作为人工地基的方法，其特征在于：该尾砂能够用路基或基建工程。

10.根据权利要求8所述的一种利用尾砂作为人工地基的方法，其特征在于：步骤D中每层洒水一遍，用作润滑剂。