CN110002717A - 废弃矿坑内淤泥的资源化利用方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种废弃矿坑内淤泥的资源化利用方法，包括：步骤1：进行施工准备；步骤2：对泥浆进行稀释，并将稀释泥浆输送至岸上集浆池；步骤3：采用药剂与稀释泥浆混合；步骤4：在管袋放置区底部铺设尾水收集层；步骤5：在管袋放置区安装土工管袋，将混合泥浆高压注入土工管袋，进一步固结脱水；步骤6：对固结脱水后的尾水和固化淤泥进行资源化利用；步骤7：矿坑内淤泥清理完成后，对矿坑进行检查与监测。本发明能对底部沉积有含水率高、厚度深、体量大的淤泥的矿坑进行清淤处理，再进行矿坑修复与建筑建造，解决了矿坑废弃浪费资源和破坏环境的问题。
Description
技术领域
本发明涉及一种废弃矿坑的资源化施工技术，尤其涉及一种废弃矿坑内淤泥的资源化利用方法。
背景技术
随着经济的快速发展，近年来废弃矿坑不断增多，造成了大量土地资源的浪费，同时，不少矿坑内或自身沉积有大量淤泥，或被倾倒大量污泥、建筑泥浆等，影响了这些矿坑废弃地的修复再利用，并对周围生态环境也造成了危害。为实现可持续发展、保护环境，将这些矿坑内深厚淤泥进行处理，对矿坑合理改造利用，成为急需解决的问题。
目前，处理坑内淤泥的方法是：在淤泥中拌入石灰，并用挖掘机或抓斗机直接挖出运输走。但在处理矿坑深厚淤泥时，由于淤泥浓度高，现有技术中对于深厚淤泥在运输、水土分离、脱水固化等方面处理难度较高，影响了淤泥的后续资源化利用。
随着经济的快速发展，城市环保问题也变得越来越严峻，建筑工地施工打桩废弃泥浆、河道疏浚清淤污泥等的处置，已经变成城市市容市貌的首要问题，对于淤泥的处理和资源化利用都提出了较高的要求。
发明内容
本发明的目的在于提供一种废弃矿坑内淤泥的资源化利用方法，能对底部沉积淤泥的矿坑进行清淤处理，再进行矿坑修复与建筑建造，解决了矿坑废弃浪费资源和破坏环境的问题，尤其适用于含水率＞10％、体量＞30000m2、厚度较深的坑内淤泥的处理。
本发明是这样实现的：
一种废弃矿坑内淤泥的资源化利用方法，包括以下步骤：
步骤1：进行施工准备；
步骤2：对泥浆进行稀释，并将稀释泥浆输送至岸上集浆池；
步骤3：采用药剂与稀释泥浆混合，对混合泥浆进行复核，并进行质量记录，若复核不符合质量要求，则返回重新混合；
步骤4：在管袋放置区底部铺设尾水收集层，对铺设的尾水收集层进行复核，并进行质量记录，若复核不符合施工要求，则返回重新铺设尾水收集层；
步骤5：在管袋放置区安装土工管袋，将混合泥浆高压注入土工管袋，进一步固结脱水；
步骤6：对固结脱水后的尾水和固化淤泥进行资源化利用；
步骤7：矿坑内淤泥清理完成后，对矿坑进行检查与监测。
所述的泥浆的稀释方法具体是：采用高压水枪冲刷矿坑内的底浆，将淤泥扰动成流动性泥浆；若矿坑内淤泥浓度高且长有植物，在冲刷底浆前先对坑内杂物进行清理。
所述的药剂与泥浆的混合方法是：先在药剂池中对药剂加清水拌和均匀，将集浆池内存放的泥浆和拌和均匀的药剂输送到絮凝区并混合，对泥浆进行初步水土分离处理。
所述的药剂与泥浆的混合比例为1:1000-1:3000。
所述的药剂为聚丙烯酰胺絮凝剂。
所述的尾水收集层为防渗膜和碎石滤水层，防渗膜铺设在碎石滤水层上。
所述的防渗膜为0.3mm的PE防渗土工膜。
所述的尾水资源化利用的具体方法是：在尾水收集层的一侧设置蓄水池，尾水收集层通过管道与蓄水池连通，收集的尾水后用于药剂拌和并输送到絮凝区。
所述的固化淤泥资源化利用的具体方法是：将固化淤泥和自然土按一定比例拌和，用作回填料或绿化土，作为绿化栽培介质。
所述的固化淤泥的含水率为40％。
本发明与现有技术相比，具有如下有益效果：
1、本发明采用高压水枪水力冲挖矿坑内深厚淤泥，将底浆扰动成流动性泥浆，由输送设备将泥浆输送至堆场或集浆池内，解决了矿坑内淤泥浓度高、运输困难的难题。
2、本发明利用高分子絮凝剂破坏泥浆结构稳定性，使土颗粒从水中迅速凝聚、沉降，解决了水土分离困难的问题。
3、本发明利用高度透水性和过滤性的土工管袋，并装入掺有絮凝剂的泥浆，在重力和管袋袋壁张力作用下使水分从织物空隙中渗出，而泥土颗粒被拦截在袋体内，解决了快速脱水固化难的问题。
4、本发明适用于废弃矿坑或公路、水利、矿山、城市建设等相关领域的深厚淤泥治理及资源化再应用施工，经本发明处理后的淤泥可用作回填料或绿化土，实现后续资源化利用。
附图说明
图1是本发明废弃矿坑内淤泥的资源化利用方法的流程图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明。
请参见附图1，一种废弃矿坑内淤泥的资源化利用方法，包括以下步骤：
步骤1：进行施工准备，施工准备具体包括：
步骤1.1：熟悉图纸，配合深化设计师进行现场复核与深化，经设计确认后方可施工。
步骤1.2：检查矿坑淤泥含水率、有机质含量、颗粒物密度、沉积疏松等情况是否与设计相符，通过试验确定淤泥快速脱水的有效配比。
步骤1.3：根据矿坑周边情况，确定杂物清理、淤泥清淤、脱水固结、资源化利用施工方案，进行技术交底，备齐所需物料、机具，落实施工计划。
步骤2：对泥浆进行稀释，并将稀释泥浆通过泵送系统输送至岸上集浆池。所述的泥浆的稀释方法具体是：采用高压水枪冲刷矿坑内的底浆，将淤泥扰动成流动性泥浆，若矿坑内淤泥浓度高且长有部分植物，可先采用水陆挖掘机对坑内杂物进行清理。机具简单、输送方便、施工成本低。
步骤3：采用水溶性药剂与稀释泥浆按照1:1000-1:3000的比例混合，对混合泥浆进行复核，并进行质量记录，若复核不符合质量要求，则返回重新混合。优选的，药剂可采用高聚物高分子絮凝剂，破坏泥浆的结构稳定性，将土颗粒从水中迅速凝聚、沉降，达到水土分离的效果。为充分发挥絮凝剂功效，可先在药剂池中对药剂加清水拌和均匀，采用泵送系统将集浆池内存放的泥浆和拌和均匀的药剂输送到絮凝区并混合，对泥浆进行初步水土分离处理。
优选的，高聚物高分子絮凝剂可采用聚丙烯酰胺絮凝剂，其参数指标如表1所示。
表1：聚丙烯酰胺絮凝剂参数
步骤4：在管袋放置区底部铺设尾水收集层，尾水收集层位于场地的四周，可加速土工管袋出水，同时防止滤出的清水外流，对铺设的尾水收集层进行监理复核，并进行质量记录，若复核不符合施工要求，则返回重新铺设尾水收集层。优选的，所述的尾水收集层可采用防渗膜和碎石滤水层，先铺设碎石滤水层，再在碎石滤水层上铺设防渗膜。
优选的，防渗膜可采用0.3mm的PE防渗土工膜，其参数指标如表2所示。
表2：防渗膜参数
步骤5：在管袋放置区安装土工管袋，将掺有药剂的混合泥浆高压注入土工管袋，对经初步水土分离的混合泥浆进一步固结脱水。土工管袋是由土工织物缝合而成的袋状结构物，有高度的透水性和过滤性，泥浆泵的冲灌压力约为50-60kN/m，土工管袋应同时具有足够侧向承压能力，优选的，可采用高分子材料制成且具有过滤结构的管状土工袋，其参数如表3所示。在重力和管袋袋壁张力作用下使泥浆中的水分从织物空隙中渗出，而泥土颗粒被拦截在袋体内，实现快速脱水固化，减少大量水分在输送和处理时的耗费，最大限度地减少二次污染，就地固结处理，工艺设备成熟，受环境影响小。
表3：土工管袋参数
在固结注浆过程中，当某一级浓度浆液的注浆量超过600L，而吃浆量无改变或改变不显著时，加浓一级。在正常情况和规定压力下，某一浓度浆液的注浆量≤吃浆量0.4L/min时，延续30分钟，结束注浆。
步骤6：对固结脱水后的尾水和固化淤泥进行资源化利用。所有土工管袋脱水周期完成后，将土工管袋袋体割开，此时，固化淤泥的含水率为40％左右。
所述的尾水资源化利用的具体方法是：在尾水收集层的一侧设置蓄水池，尾水收集层通过管道与蓄水池连通。优选的，尾水收集层高于蓄水池，使排出的尾水沿排水沟流入蓄水池，收集的尾水后可用于药剂拌和并通过泵送系统输送到絮凝区，实现清水的重复利用，减少资源的浪费，若尾水与药剂拌和复核不符合要求，则返回按比例进行重新拌和。
所述的固化淤泥资源化利用的具体方法是：利用机械设备将固化淤泥和自然土按一定比例拌和，也可根据需要加入营养料，用作回填料或绿化土，作为绿化栽培介质，实现资源化再利用，绿色、环保、经济。
步骤7：矿坑内淤泥清理完成后，对矿坑进行检查与监测，可对边坡局部不稳定处进行清刷、支补主防护网；可对断层破碎带、节理裂隙发育区、较大裂缝等进行固结注浆加固，确保安全。
实施例1：
在某座山的山顶西峰与东峰之间的旧铁矿采坑中建设宫殿，矿坑底部面积约4000m3，淤泥深度20m，清淤工程量约80000m3。结构建造前，需先对矿坑内深厚淤泥进行处理，通过高压水枪对底浆进行冲刷，将淤泥扰动成流动性泥浆后与聚丙烯酰胺絮凝剂以1000:1的比例进行拌和，最后通过土工管袋脱水固结，脱水固结后固化淤泥的含水率为40％，达到了工业矿坑废弃地内淤泥清理与环保再利用的目的。宫殿依山势而建，地上3层，地下6层。
实施例2：
利用采石形成的山体深坑建造下沉式酒店，地下至水面的建筑依崖壁建造，总建筑面积为59058.6m2。矿坑长210m，宽130m，清淤深度为5m，合计清淤工程量为136500m3，淤泥的泥浆浓度含量较高，表面种植了部分用来治理水体污染的植物，可先采用水陆挖掘机对坑内杂物清理，再采用高压水枪冲刷矿坑内的底浆，将淤泥扰动成流动性泥浆与聚丙烯酰胺絮凝剂以1000:1的比例进行拌和，最后通过土工管袋脱水固结，脱水固结后固化淤泥的含水率为40％。固结后的泥浆与自然土、营养土按照一定比例混合可应用于酒店附近的旅游度假区绿植栽培，泥浆与自然土、营养土的混合比例可根据栽培要求调节，满足生态修复、环境保护的要求。
以上仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定发明的保护范围，因此，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种废弃矿坑内淤泥的资源化利用方法，其特征是：包括以下步骤：
步骤1：进行施工准备；
步骤2：对泥浆进行稀释，并将稀释泥浆输送至岸上集浆池；
步骤3：采用药剂与稀释泥浆混合，对混合泥浆进行复核，并进行质量记录，若复核不符合质量要求，则返回重新混合；
步骤4：在管袋放置区底部铺设尾水收集层，对铺设的尾水收集层进行复核，并进行质量记录，若复核不符合施工要求，则返回重新铺设尾水收集层；
步骤5：在管袋放置区安装土工管袋，将混合泥浆高压注入土工管袋，进一步固结脱水；
步骤6：对固结脱水后的尾水和固化淤泥进行资源化利用；
步骤7：矿坑内淤泥清理完成后，对矿坑进行检查与监测。
2.根据权利要求1所述的废弃矿坑内淤泥的资源化利用方法，其特征是：所述的泥浆的稀释方法具体是：采用高压水枪冲刷矿坑内的底浆，将淤泥扰动成流动性泥浆；若矿坑内淤泥浓度高且长有植物，在冲刷底浆前先对坑内杂物进行清理。
3.根据权利要求1所述的废弃矿坑内淤泥的资源化利用方法，其特征是：所述的药剂与泥浆的混合方法是：先在药剂池中对药剂加清水拌和均匀，将集浆池内存放的泥浆和拌和均匀的药剂输送到絮凝区并混合，对泥浆进行初步水土分离处理。
4.根据权利要求1或3所述的废弃矿坑内淤泥的资源化利用方法，其特征是：所述的药剂与泥浆的混合比例为1:1000-1:3000。
5.根据权利要求1或3所述的废弃矿坑内淤泥的资源化利用方法，其特征是：所述的药剂为聚丙烯酰胺絮凝剂。
6.根据权利要求1所述的废弃矿坑内淤泥的资源化利用方法，其特征是：所述的尾水收集层为防渗膜和碎石滤水层，防渗膜铺设在碎石滤水层上。
7.根据权利要求6所述的废弃矿坑内淤泥的资源化利用方法，其特征是：所述的防渗膜为0.3mm的PE防渗土工膜。
8.根据权利要求1所述的废弃矿坑内淤泥的资源化利用方法，其特征是：所述的尾水资源化利用的具体方法是：在尾水收集层的一侧设置蓄水池，尾水收集层通过管道与蓄水池连通，收集的尾水后用于药剂拌和并输送到絮凝区。
9.根据权利要求1所述的废弃矿坑内淤泥的资源化利用方法，其特征是：所述的固化淤泥资源化利用的具体方法是：将固化淤泥和自然土按一定比例拌和，用作回填料或绿化土，作为绿化栽培介质。
10.根据权利要求1所述的废弃矿坑内淤泥的资源化利用方法，其特征是：所述的固化淤泥的含水率为40％。
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