CN107859027A - 一种石灰桩固结尾矿库的方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种石灰桩固结尾矿库的方法，包括以下步骤：S1. 待固结区域表层自由水蒸发完毕；S2. 将固结浆料施放至待固结区域表面，形成施工作业平台；S3.待固结区域周边人工施做截水沟；S4.待施工作业平台硬化达到能上轻型机械设备的强度后，施工作业平台施工完成；S5.在施工作业平台上钻出石灰桩孔组，从石灰桩孔向下在待固结区域中施做石灰桩，直至形成石灰桩组；S6.待石灰桩组与周边的泥浆反应，使周边的泥浆固结；重复步骤S5，直至待固结区域达到固结强度要求；S7.重复步骤S1~S6固结其他待固结区域。本发明通过石灰桩能从尾矿库中的泥浆中吸附大量水分，从而使尾矿泥固结，保证了尾矿库的安全性。

Description

一种石灰桩固结尾矿库的方法

技术领域

本发明涉及尾矿库处理技术领域，尤其是一种石灰桩固结尾矿库的方法。

背景技术

尾矿库是筑坝拦截谷口或围地构成、用以贮存金属或非金属矿山进行矿石选别后排出尾矿的场所，按照尾矿库选址以及筑坝位置的不同，尾矿库一般分为山谷型、傍山型、平地型、截河型。随着尾矿堆存量的增加，积蓄的势能也随之增加，如果由于某种原因导致其势能意外释放，就会对下游人民权重的生命财产安全造成威胁。

为保护环境、保护资源、保护人民的生命安全，对尾矿库进行必要的处理是非常有必要的，但是由于尾矿含水量非常大，且具有高压缩性、低渗透性的特点，呈流态，几无强度，因此，处理起来难度非常大。

目前，国内主要研究是将尾矿泥浆进行排水处理，使尾矿泥固结后，再在固结的尾矿泥上做适当的生态处理，因此，如何对尾矿泥浆进行排水处理成为研究的重点。

发明内容

本发明提供了一种石灰桩固结尾矿库的方法，通过石灰桩能从尾矿库中的泥浆中吸附大量水分，从而使尾矿泥固结，保证了尾矿库的安全性。

一种石灰桩固结尾矿库的方法，包括以下步骤：

S1. 从尾矿库的岸边抽取待固结区域表层的自由水，露出泥浆表面后晾晒一段时间，使表层自由水蒸发完毕 ；

S2. 将固结浆料施放至待固结区域表面，使待固结区域表面形成施工作业平台；

S3.待施工作业平台硬化达到能上人的强度后，在待固结区域周边人工施做截水沟；

S4.待施工作业平台硬化达到能上轻型机械设备的强度后，施工作业平台施工完成；

S5.在施工作业平台上钻出石灰桩孔组，所述石灰桩孔组包括若干个石灰桩孔，从所述石灰桩孔向下在待固结区域中施做石灰桩，直至形成石灰桩组；

S6.待石灰桩组与周边的泥浆反应，使周边的泥浆固结；再重复步骤S5，直至待固结区域达到固结强度要求；

S7.重复步骤S1~S6固结其他待固结区域，直至尾矿库固结完成。

优选的，所述步骤S2中，固结浆料为混凝土，或是水泥与尾矿库泥浆的混合物，水泥与尾矿库泥浆的重量比为2~1:1.

优选的，所述步骤S2的具体过程为：将固结浆料从尾矿库岸边排放使其流入待固结区域表面至待固结区域表面被完全覆盖，或是利用天泵泵送固结浆料使整个待固结区域表面被完全覆盖，固结浆料设置的厚度为120~150mm。

优选的，所述步骤S3中，在待固结区域周边人工施做截水沟后，还包括：在施工作业平台靠近截水沟的一侧铺设木板，然后在截水沟内表面铺设防水塑料膜，在截水沟两端头设置集水坑，截水沟与集水坑相连通，利用水泵抽走集水坑内的水，防止非固结区域表层自由水流入待固结区域。

优选的，所述步骤S5中，施做石灰桩的具体过程为：

S5.1安装带有底盖中空石灰桩护筒，所述底盖为可开合的；

S5.2在石灰桩护筒内装入石灰，再将石灰桩护筒从石灰桩孔中压入下面的泥浆中，或是将石灰桩护筒从石灰桩孔中压入下面的泥浆中，再在石灰桩护筒内装入石灰；

S5.3将石灰桩护筒的底盖打开，使石灰落入泥浆中，然后逐段提起石灰桩护筒，石灰掉入泥浆中，与泥浆反应形成石灰桩。

优选的，所述石灰桩护筒包括圆柱形的护筒筒身、底盖和底盖固定件，所述底盖与护筒筒身的下端一侧可转动连接，且底盖的面积大于或等于护筒筒身底面面积，使底盖完全覆盖护筒筒身底面，所述底盖固定件一端与护筒筒身上端连接，另一端与底盖的自由端连接。

更优选的，所述底盖呈圆锥形，所述石灰桩护筒还包括底盖拉伸件，所述底盖拉伸件一端与护筒筒身上端连接，另一端绕过底盖与护筒筒身的连接处，和底盖自由端连接；所述石灰桩护筒上端还连接有圆环形的限位圈，限位圈的外径大于护筒筒身的外径，也大于石灰桩孔的直径；所述限位圈上设置有吊装孔。

优选的，所述步骤S5中，在石灰桩孔组内，石灰桩孔呈矩形排列。

更优选的，在矩形排列的石灰桩孔中心还设有一个石灰桩孔。

优选的，所述步骤S2中，还包括：在施工作业平台周边进行放坡处理。

以上所述的石灰桩固结尾矿库的方法，通过在尾矿库中施做石灰桩，石灰能从尾矿泥浆中吸收水分，并放出大量热，体积膨胀，又进一步加速泥浆的固结，获得承载强度高的地层结构，该方法固结速度快，且固结效果好。且本发明在施做石灰桩之前还预先施做了施工作业平台，使得施做石灰桩的工作安全系数高，操作方便 ，具有广阔的推广应用前景。

附图说明

图1是在尾矿库进行施工的结构示意图。

图2是石灰桩护筒底盖封闭时的结构示意图。

图3是石灰桩护筒底盖打开时的结构示意图。

图4是另一种石灰桩护筒底盖封闭时的结构示意图。

图5是另一种石灰桩护筒底盖打开时的结构示意图。

图中，施工作业平台1，石灰桩孔2，护筒筒身3，底盖4，底盖固定件5，底盖拉伸件6。

具体实施方式

以下将结合具体实施例对本发明作进一步说明，但本发明的保护范围不限于以下实施例。

一种石灰桩固结尾矿库的方法，结合图1所示，包括以下步骤：

S1.从尾矿库的岸边抽取待固结区域表层的自由水，露出泥浆表面后晾晒一段时间，晾晒的时间根据天气情况来决定，使表层自由水蒸发完毕。

S2.将固结浆料施放至待固结区域表面，使待固结区域表面形成施工作业平台1。

具体过程为：将固结浆料从尾矿库岸边排放使其流入待固结区域表面至待固结区域表面被完全覆盖，或是利用天泵泵送固结浆料至待固结区域使整个待固结区域表面被完全覆盖，固结浆料设置的厚度为120~150mm。

其中，固结浆料可以采用混凝土，也可以采用水泥与尾矿库泥浆的混合物，采用水泥与尾矿库泥浆的混合物更为节约施工成本，水泥与尾矿库泥浆的重量比为2~1:1。

另外，根据待固结区域的表面情况，还可考虑在施工作业平台1周边进行放坡处理。

S3.待施工作业平台1硬化达到能上人的强度，即大致达到10kPa，一般需要3d左右的时间，可以在待固结区域周边人工施做截水沟。

由于尾矿库待固结区域与未固结区域交界处的泥浆强度可能不足，为方便截水沟的开挖等施工操作，在施工作业平台靠近截水沟的一侧铺设木板，然后在截水沟内表面铺设防水塑料膜，在截水沟两端头设置集水坑，截水沟与集水坑相连通，非固结区域表层的自由水流入截水沟后，再利用水泵抽走集水坑内的水，进而防止非固结区域表层自由水流入待固结区域。

S4.待施工作业平台1硬化达到能上轻型机械设备的强度后，即大致达到50kPa，一般需要7d左右的时间，施工作业平台1施工完成；

S5.在施工作业平台1上钻出石灰桩孔组，所述石灰桩孔组包括若干个石灰桩孔2，从所述石灰桩孔2向下在待固结区域中施做石灰桩，直至形成石灰桩组；

施做石灰桩的具体过程为：

S5.1安装带有底盖中空石灰桩护筒，其中底盖为可开合的；

S5.2在石灰桩护筒内装入石灰，再通过吊装设备将石灰桩护筒吊至石灰桩孔2上方，然后从石灰桩孔2中压入下面的泥浆中，或是将石灰桩护筒从石灰桩孔2中压入下面的泥浆中，再在石灰桩护筒内装入石灰；

S5.3将石灰桩护筒的底盖打开，使石灰落入泥浆中，然后逐段提起石灰桩护筒，石灰掉入泥浆中，与泥浆剧烈反应，吸收周边水分并放出大量热，体积膨胀，形成石灰桩，从而加速泥浆固结。

结合图2和图3所示，本实施例采用的石灰桩护筒包括圆柱形的护筒筒身3、底盖4和底盖固定件5，底盖4与护筒筒身3的下端一侧可转动连接，可转轴连接的方式可以是销轴连接，底盖4的面积大于或等于护筒筒身3底面面积，使底盖4完全覆盖护筒筒身3底面，底盖固定件5一端与护筒筒身3上端连接，另一端与底盖4的自由端连接，底盖固定件5可以是绳子，也可以是上端带有挂钩的杆，当实施步骤S5.2时，将底盖固定件5向上拉紧，使底盖4呈关闭状态，当实施步骤S5.3时，将底盖固定件5松开，依靠石灰的重力或底盖固定件5的推动力使底盖4打开。另外，在石灰桩护筒上端还连接有圆环形的限位圈，限位圈的外径大于护筒筒身的外径，也大于石灰桩孔的直径，如此一来，石灰桩护筒放置到合适的位置后，吊装设备即可松开石灰桩护筒，限位圈卡在施工作业平台1上面；为方便进行吊装，在限位圈上设置有吊装孔。

在一个施工作业平台1上首次制作石灰桩孔组时，石灰桩孔2一般呈矩形排列，待该矩形区域都施做了石灰桩固结后，为对这一区域进行加固，更优选的是在矩形排列的石灰桩孔2中心还设有一个石灰桩孔2，并在该石灰桩孔2下面施做石灰桩。

S6.待石灰桩组与周边的泥浆反应，使周边的泥浆固结；再重复步骤S5，直至待固结区域达到固结强度要求。

S7.重复步骤S1~S6固结其他待固结区域，直至尾矿库固结完成。

另外，结合图4和图5所示，石灰桩护筒还可以设置为：石灰桩护筒包括圆柱形的护筒筒身3、底盖4和底盖固定件5，底盖4与护筒筒身3的下端一侧可转动连接，可转轴连接的方式可以是销轴连接，底盖4的面积大于或等于护筒筒身3底面面积，使底盖4完全覆盖护筒筒身3底面，底盖固定件5一端与护筒筒身3上端连接，另一端与底盖4的自由端连接，底盖固定件5可以是绳子，也可以是上端带有挂钩的杆；底盖4设置为圆锥形，如此一来可使石灰桩护筒更快的深入至泥浆中，为避免底盖4在提起石灰桩护筒的过程中被泥浆冲击导致闭合，石灰桩护筒还设置有底盖拉伸件6，底盖拉伸件6一端与护筒筒身3上端连接，另一端绕过底盖4与护筒筒身3的连接处，和底盖4自由端连接，在石灰桩护筒提起的过程中，可拉住底盖拉伸件6，保持底盖4呈打开状态，从而使石灰更好的掉落出来。

Claims (10)

1.一种石灰桩固结尾矿库的方法，其特征在于包括以下步骤：

S1. 从尾矿库的岸边抽取待固结区域表层的自由水，露出泥浆表面后晾晒一段时间，使表层自由水蒸发完毕 ；

S2. 将固结浆料施放至待固结区域表面，使待固结区域表面形成施工作业平台；

S3.待施工作业平台硬化达到能上人的强度后，在待固结区域周边人工施做截水沟；

S4.待施工作业平台硬化达到能上轻型机械设备的强度后，施工作业平台施工完成；

S5.在施工作业平台上钻出石灰桩孔组，所述石灰桩孔组包括若干个石灰桩孔，从所述石灰桩孔向下在待固结区域中施做石灰桩，直至形成石灰桩组；

S6.待石灰桩组与周边的泥浆反应，使周边的泥浆固结；再重复步骤S5，直至待固结区域达到固结强度要求；

S7.重复步骤S1~S6固结其他待固结区域，直至尾矿库固结完成。

2.根据权利要求1所述的石灰桩固结尾矿库的方法，其特征在于：

所述步骤S2中，固结浆料为混凝土，或是水泥与尾矿库泥浆的混合物，水泥与尾矿库泥浆的重量比为2~1:1。

3.根据权利要求1所述的石灰桩固结尾矿库的方法，其特征在于：

所述步骤S2的具体过程为：将固结浆料从尾矿库岸边排放使其流入待固结区域表面至待固结区域表面被完全覆盖，或是利用天泵泵送固结浆料使整个待固结区域表面被完全覆盖，固结浆料设置的厚度为120~150mm。

4.根据权利要求1所述的石灰桩固结尾矿库的方法，其特征在于：

所述步骤S3中，在待固结区域周边人工施做截水沟后，还包括：在施工作业平台靠近截水沟的一侧铺设木板，然后在截水沟内表面铺设防水塑料膜，在截水沟两端头设置集水坑，截水沟与集水坑相连通，利用水泵抽走集水坑内的水，防止非固结区域表层自由水流入待固结区域。

5.根据权利要求1所述的石灰桩固结尾矿库的方法，其特征在于：

所述步骤S5中，施做石灰桩的具体过程为：

S5.1安装带有底盖中空石灰桩护筒，所述底盖为可开合的；

S5.2在石灰桩护筒内装入石灰，再将石灰桩护筒从石灰桩孔中压入下面的泥浆中，或是将石灰桩护筒从石灰桩孔中压入下面的泥浆中，再在石灰桩护筒内装入石灰；

S5.3将石灰桩护筒的底盖打开，使石灰落入泥浆中，然后逐段提起石灰桩护筒，石灰掉入泥浆中，与泥浆反应形成石灰桩。

6.根据权利要求5所述的石灰桩固结尾矿库的方法，其特征在于：

所述石灰桩护筒包括圆柱形的护筒筒身、底盖和底盖固定件，所述底盖与护筒筒身的下端一侧可转动连接，且底盖的面积大于或等于护筒筒身底面面积，使底盖完全覆盖护筒筒身底面，所述底盖固定件一端与护筒筒身上端连接，另一端与底盖的自由端连接。

7.根据权利要求6所述的石灰桩固结尾矿库的方法，其特征在于：

所述底盖呈圆锥形，所述石灰桩护筒还包括底盖拉伸件，所述底盖拉伸件一端与护筒筒身上端连接，另一端绕过底盖与护筒筒身的连接处，和底盖自由端连接；

所述石灰桩护筒上端还连接有圆环形的限位圈，限位圈的外径大于护筒筒身的外径，也大于石灰桩孔的直径；所述限位圈上设置有吊装孔。

8.根据权利要求1所述的石灰桩固结尾矿库的方法，其特征在于：

所述步骤S5中，在石灰桩孔组内，石灰桩孔呈矩形排列。

9.根据权利要求8所述的石灰桩固结尾矿库的方法，其特征在于：

在矩形排列的石灰桩孔中心还设有一个石灰桩孔。

10.根据权利要求1或3所述的石灰桩固结尾矿库的方法，其特征在于：

所述步骤S2中，还包括：在施工作业平台周边进行放坡处理。