CN107130643B - 一种在已建尾矿库内增设排水系统的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种在已建尾矿库内增设排水系统的方法，在钢筋混凝土基座(3)下环形布设内、外两层钢筋混凝土桩(4)；在排水涵管(6)线路下每间隔一段距离施工、布设一根钢筋混凝土桩(4)；在未布设钢筋混凝土桩(4)的排水涵管(6)下铺设一层碎石垫层(7)；在排水涵管(6)与排水井(2)连接处设置沉降缝(5)；待排水井(2)和排水涵管(6)施工完毕后，对排水井(2)的下部及排水涵管(6)的两侧进行尾矿回填，以形成尾矿的保护性覆盖结构。本发明解决了在已建尾矿库中需要重新布置排水系统的问题，既能保障病危尾矿库的正常安全生产，又可以继续扩容利用老旧尾矿库，避免了选址新建尾矿库，其直接和间接经济效益显著。
Description
技术领域
本发明属于尾矿库安全治理技术领域，具体涉及一种布设尾矿库排水系统的方法，广泛适用于各种类型以及各地区的尾矿库，尤其适用于具备增高扩容条件，但受限于排水系统结构安全和排水能力不满足要求的大、中型尾矿库中应用。
背景技术
尾矿库是许多矿山重要的安全生产设施，它运行状况的好坏，直接关系到矿山的生产安全和人民的生命和财产安全。近年来，我国尾矿库重特大事故时有发生，给社会及人民生命财产造成了极大的威胁和损害。如2000年10月18日，地处南丹县大厂镇酸水湾的鸿图选矿厂的尾砂库在几天连续下雨后坝体突然塌坝，致使下游华锡集团铜坑矿住宅区部分房屋及部分民房倒塌，共造成28人死亡；2007年11月25日，辽宁省海城市鼎洋矿业有限公司尾矿库发生溃坝事故，造成15人死亡，2人失踪，38人受伤；2008年9月8日，山西省临汾市襄汾县新塔矿业有限公司发生尾矿库溃坝事故，造成281人死亡，给社会带来极坏的影响。2010年9月21日广东信宜紫金矿业有限公司银岩锡矿矿区尾矿库，在台风强降雨的影响下尾矿库区水位陡升，发生溃坝事故，共造成死亡4人，损失1900万元的严重后果。这些触目惊心的事故灾难，让我们更加认识到尾矿库事故危害的严重性。
经统计，尾矿库的坝体溃坝事故多由库内排水系统能力不足或根本失效，导致洪水漫顶引起。所以排水系统是保证尾矿库安全运行的关键系统。
目前，在我国内众多的尾矿库中，由于受当时建库设计和施工条件所限，一些尾矿库普遍存在着排水设施断面尺寸过小，泄流能力不足，或是由于年久失修，加之长期矿山恶劣的使用条件使得排水系统结构损坏严重。这样，在已运行多年，已堆积了大量尾矿的尾矿库中，如何重新设计布置尾矿库排水系统，保障尾矿库的安全正常运行，延长尾矿库服务年限，成为亟待解决的一个技术难题。
发明内容
本发明的目的就是针对现有尾矿库排水系统能力不足、泄流能力低、排水系统受到损坏导致排水不畅或失效等引起的安全问题，而提供一种在已建尾矿库内增设排水系统的方法，以解决在已堆放尾矿的尾矿库内重新布置排水设施的问题。
为实现本发明的上述目的，本发明一种在已建尾矿库内增设排水系统的方法通过以下技术方案来实现：
本发明一种在已建尾矿库内增设排水系统的方法，首先对已建尾矿库内拟增设排水系统的区域进行详细的岩土工程勘察，查明该区域地层工程地质条件，取得计算所需的岩土物理力学指标，拟定布设排水井的位置和排水涵管线路，并采用以下技术方案：
1)在拟定的排水井之钢筋混凝土基座下环形布设内、外两层的钢筋混凝土桩，同一层的相邻钢筋混凝土桩之间的间距相同为宜，以增加排水井的稳定性和抗倾覆能力；
2)在拟定的排水涵管线路下每间隔一段距离施工、布设一根钢筋混凝土桩，最终形成一排钢筋混凝土桩；在未布设钢筋混凝土桩的排水涵管下铺设一层碎石垫层，以调整排水涵管地基刚度，协调排水涵管基础变形；
3)在内外两层环形布设的的钢筋混凝土桩上施工钢筋混凝土基座，在钢筋混凝土基座上施工排水井，在排水井上设有多个溢流孔；
4)在拟定的排水涵管线路上施工、布设排水涵管，所述排水涵管的一端与排水井联通，排水涵管的另一端与尾矿库的排水沟相连；在排水涵管与排水井连接处设置沉降缝；
5)待排水井和排水涵管施工完毕后，对排水井的下部及排水涵管的两侧进行尾矿回填，以形成尾矿的保护性覆盖结构。
为保证排水井和排水涵管在运行中的稳固性，所述的钢筋混凝土桩的下端需施工到地基岩土层内。
所述的内、外两层环形布设的钢筋混凝土桩的内层位于排水井的井壁下方位置为佳，所述的内、外两层环形布设的钢筋混凝土桩的外层位于钢筋混凝土基座外缘的下方位置为宜。
一般情况下，所述的外层钢筋混凝土桩所在圆(所在圆位于每根钢筋混凝土桩的中心位置)直径是内层钢筋混凝土桩所在圆直径的1/2-4/5，以1/2-2/3为佳。
本发明一种在已建尾矿库内增设排水系统的方法采用以上技术方案后，具有以下有益效果：
(1)解决了尾矿库由于原排水系统结构损坏或过水断面过小，排水能力不足带来的尾矿库排洪安全隐患，确保了尾矿库的正常安全运行。
(2)在具备加高扩容条件的尾矿库中，按本发明方法布设排水系统，可以节约巨额的新建尾矿库基建费、征地费；避免了选址新建尾矿库带来的环境危害，其直接和间接经济效益显著。
(3)首次提出一种采用排水井和排水涵管及钢筋混凝土桩的尾矿库内布设排水系统方法，能为国内外同行起到借鉴作用，应用于类似的工程项目，能够产生巨大的社会效益。
附图说明
图1为采用本发明方法在已建尾矿库内增设的排水系统示意图；
图2为本发明方法采用的排水井下钢筋混凝土桩双层布置示意图；
图3为本发明方法采用的排水涵管下钢筋混凝土桩布置示意图；
图4为本发明方法采用的排水涵管下碎石垫层设计示意图。
附图标记为：1-溢流孔；2-排水井；3-钢筋混凝土基座；4-钢筋混凝土桩；5-沉降缝；6-排水涵管；7-碎石垫层。
具体实施方式
为进一步描述本发明，下面结合附图和实施例对本发明一种在已建尾矿库内增设排水系统的方法做进一步详细说明。
图1所示的采用本发明方法在已建尾矿库内增设的排水系统示意图并结合图2、图3、图4看出，本发明一种在已建尾矿库内增设排水系统的方法采用以下技术方案：
首先对已建尾矿库内拟增设排水系统的区域进行详细的岩土工程勘察，查明该区域地层工程地质条件，取得计算所需的岩土物理力学指标，拟定布设排水井2的位置和排水涵管6的线路，并采用以下技术方案：
在拟定的排水井2之钢筋混凝土基座3下环形布设、施工内、外两层钢筋混凝土桩4；在拟定的排水涵管6线路下每间隔一段距离施工、布设一根钢筋混凝土桩4，最终形成一排钢筋混凝土桩4；所述的钢筋混凝土桩4的下端施工到地基岩土层内。在未布设钢筋混凝土桩4的排水涵管6下铺设一层一定厚度的碎石垫层7；在内外两层环形布设的钢筋混凝土桩4上施工钢筋混凝土基座3，在钢筋混凝土基座3上施工排水井2，所述的排水井2上设有多个溢流孔1；在拟定的排水涵管6线路上施工、布设排水涵管6，所述排水涵管6的一端与排水井2联通，排水涵管6的另一端与尾矿库的排水沟相连；在排水涵管6与排水井2连接处设置沉降缝5；待排水井2和排水涵管6施工完毕后，对排水井2的下部及排水涵管6的两侧进行尾矿回填，以形成尾矿的保护性覆盖结构。
钢筋混凝土桩4的桩径、长短和桩距以及碎石垫层7的厚度等设计参数，要考虑尾矿库内拟增设排水系统区域的工程地层条件，后期是否继续增高扩容尾矿库及增高到什么高度等尾矿库运行工况，并依据排水系统的结构荷载与地基变形联合分析计算得出。
在本发明实施中，要重点分析计算该排水系统在运行期间和使用后期的钢筋混凝土桩4的承载能力，排水井2与排水涵管6间的沉降差，排水涵管6下相邻钢筋混凝土桩4的沉降差。以上分析计算结果要符合国家现行规范要求。
当整个排水系统实施完毕后，应对排水井2的钢筋混凝土基座3的下部和排水涵管6周围及两侧进行尾矿回填，回填中注意结构两侧均匀覆盖尾矿，以保护排水系统。
本发明一种在已建尾矿库内增设排水系统的方法已在我国某大型国有钢铁集团的老尾矿库加高扩容项目中成功实施。由于实施该排水系统，使得老尾矿库整体加高16m，可增加库容2605万m3，延长了尾矿库12年的服务期，避免了新建尾矿库需要的征地。该项目成功实施后取得了显著的经济和社会效益。
Claims (3)
1.一种在已建尾矿库内增设排水系统的方法，首先对已建尾矿库内拟增设排水系统的区域进行详细的岩土工程勘察，查明该区域地层工程地质条件，取得计算所需的岩土物理力学指标，拟定布设排水井(2)的位置和排水涵管(6)线路，其特征在于还采用以下步骤：
1)在拟定的排水井(2)之钢筋混凝土基座(3)下环形布设内、外两层钢筋混凝土桩(4)；
2)在拟定的排水涵管(6)线路下每间隔一段距离施工、布设一根钢筋混凝土桩(4)，最终形成一排钢筋混凝土桩(4)；在未布设钢筋混凝土桩(4)的排水涵管(6)下铺设一层碎石垫层(7)；
3)在内外两层环形布设的钢筋混凝土桩(4)上施工钢筋混凝土基座(3)，在钢筋混凝土基座(3)上施工排水井(2)，在排水井(2)上设有多个溢流孔(1)；
4)在拟定的排水涵管(6)线路上施工、布设排水涵管(6)，所述排水涵管(6)的一端与排水井(2)联通，排水涵管(6)的另一端与尾矿库的排水沟相连；在排水涵管(6)与排水井(2)连接处设置沉降缝(5)；
5)待排水井(2)和排水涵管(6)施工完毕后，对排水井(2)的下部及排水涵管(6)的两侧进行尾矿回填，以形成尾矿的保护性覆盖结构。
2.如权利要求1所述的一种在已建尾矿库内增设排水系统的方法，其特征在于：所述的钢筋混凝土桩(4)的下端施工到地基岩土层内。
3.如权利要求1或2所述的一种在已建尾矿库内增设排水系统的方法，其特征在于：所述的内、外两层环形布设的钢筋混凝土桩(4)的内层位于排水井(2)的井壁下方位置，所述的内、外两层环形布设的钢筋混凝土桩(4)的外层位于钢筋混凝土基座(3)外缘的下方位置。
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