CN111608140A - 一种上游式尾矿库运行期安全隐患整改方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种上游式尾矿库运行期安全隐患整改方法，包括新建堆积坝体和渗滤液收集系统，堆积坝体由第一级堆石子坝和其余各级堆积子坝组成，第一级堆石子坝建在已有初期坝上，然后在第一级堆石子坝上依次新建其余各级堆积子坝至整改高程，从其余各级堆积子坝坝顶向库尾按照一定坡度堆渣，库尾预留满足防洪标准的调洪库容；渗滤液收集系统埋设在库前渣体内，由纵向排渗管和横向排渗管组成，纵向排渗管和横向排渗管在平面上呈“王”字型布置。本发明可以有效解决上游式尾矿库运行期从库尾向库前不规范堆渣，调洪库容不满足要求以及不能充分利用堆渣库容的安全环保隐患和可持续发展问题。

Description

一种上游式尾矿库运行期安全隐患整改方法

技术领域

本发明属于尾矿库技术领域，具体涉及一种上游式尾矿库运行期安全隐患整改方法，可延伸至生活垃圾填埋场等类似工程。

背景技术

尾矿库是金属非金属矿山企业必要的生产设施，其投产运行后一旦发生事故，必将对下游的人民生命财产安全造成重大损失，因此，确保尾矿库安全一直是安全生产工作的重点和难点。

目前国内对尾矿库安全运行管理措施的研究大多集中在勘察设计环节，而对运行期的管理和后续安全隐患整改措施研究甚少。然而，当前已建尾矿库数目众多，大多采用了上游法进行筑坝，在尾矿库的运行管理过程中，普遍存在着许多运行不规范的现象，例如：为减少投资不按照设计要求新增各级堆积子坝；采用上游式尾矿坝时从库尾向库前堆渣；随处松散堆渣；调洪库容不满足要求等。这些不规范行为导致了运行期间尾矿库的安全稳定性降低，运行达不到环保有关要求，未能充分利用堆渣库容等一系列问题。因此，为了尾矿库能够安全环保运行以及满足可持续发展的需要，急需一种尾矿库运行期安全隐患整改方法来有效遏制各类生产安全环保事故的发生。

发明内容

针对已建尾矿库运行过程中存在的上述问题，本发明提出来一种上游式尾矿库运行期安全隐患整改方法，可以有效解决上游式尾矿库运行期从库尾向库前不规范堆渣，调洪库容不满足要求以及不能充分利用堆渣库容的安全环保隐患和可持续发展问题。

一种上游式尾矿库运行期安全隐患整改方法，其结构主要包括堆积坝体和渗滤液收集系统两个项目；堆积坝体由第一级堆石子坝和其余各级堆积子坝组成，第一级堆石子坝建在已有初期坝上，然后在第一级堆石子坝上依次新建其余各级堆积子坝至整改高程，从其余各级堆积子坝坝顶向库尾按照一定坡度堆渣，库尾预留满足防洪标准的调洪库容；尾矿库整改过程中，根据施工进度，适时将库尾渣体开挖运至库前其余各级堆积子坝坝基压实；渗滤液收集系统埋设在库前渣体内，由纵向排渗管和横向排渗管组成，纵向排渗管和横向排渗管在平面上呈“王”字型布置。

所述第一级堆石子坝由碎石碾压而成，其位于已有初期坝前的渣体上，将渣体开挖换填一定深度，然后再填筑第一级堆石子坝；渣体开挖换填时，在靠近初期坝上游面预留一定厚度的渣体不挖除，以保护初期坝上游面的HDPE防渗膜不受破坏；第一级堆石子坝上游面和坝脚面铺设三维复合排水网，三维复合排水网实现反滤和排渗作用，第一级堆石子坝与已有初期坝上游预留一定厚度的渣体的接触界面铺设双向土工格栅，第一级堆石子坝碾压施工时，双向土工格栅均匀受力，可防止碎石局部凹陷入渣体内，对已铺设的HDPE防渗膜造成破坏。

进一步优化，第一级堆石子坝坝顶宽4m，坝高10m，上游坡比为1:2.0，下游坡比为1:3.0，渣体开挖换填深度根据尾矿库渗流稳定计算后为5m，土工复合排水网和双向土工格栅幅宽均为6m，材料符合有关规范要求。

所述其余各级堆积子坝由灰渣或堆石碾压填筑而成，其余各级堆积子坝内采用土工格栅加筋，沿着其余各级堆积子坝高程方向每隔一定距离增设一层加筋土工格栅，实现提高坝体强度，降低坝体沉降影响的作用，加筋土工格栅幅宽6m，沿着坝轴线方向铺设。

进一步优化，所述其余各级堆积子坝坝顶宽4m，坝高5m，上游坡比1:2.0，下游坡比1:3.0。

所述纵向排渗管沿着库前原始堆渣面和整改开挖面每隔一定的高程布置，方向大致沿着坝轴线布置；所述横向排渗管大致垂直于纵向排渗管布置，与纵向排渗管连通；纵向排渗管以一定坡度埋设，从两端坡向中间横向排渗管，横向排渗管坡向已有排洪系统，将收集到的渗滤液通过已有排洪系统排至下游调节池。

所述纵向排渗管和横向排渗管结构上均由排渗盲管和无纺土工布组成，在渣体内开挖埋设排渗盲管，排渗盲管四周包裹无纺土工布。

进一步优化，所述排渗盲管管径为DN200mm，无纺土工布采用300g/m³规格。

与现有技术相比，本发明的优势体现在：

(1)本发明通过新建第一级堆石子坝和其余各级堆积子坝来实现对上游式尾矿库从库尾向库前不规范堆渣整改，利用第一级堆石子坝和渣体内的排渗盲管快速排除渣体内的渗滤液，降低渣体内的浸润线，同时，利用土工格栅对其余各级堆积子坝进行加筋，以有效降低短时间内填筑多级子坝带来的坝体沉降影响，很大程度地提高了整改后尾矿库的稳定性，解决了原尾矿库的安全隐患问题，避免了尾矿库失事造成的生命财产损失。

(2)本发明通过新增各级子坝，然后从堆积子坝坝顶按照一定坡度向库尾堆渣，在库尾留有满足防洪标准的调洪库容，避免了降雨形成的汇流从渣面流向下游，将松散的渣体带至尾矿库下游或者调节水池内而造成环境污染问题。

(3)采用本发明方法对尾矿库整改后，充分利用了尾矿库的库容，还可结合地形优势继续新增堆积子坝，对尾矿库进行扩容，延长渣库服务年限，提高经济效益，实现可持续发展。

附图说明

图1本发明的典型断面结构图；

图2本发明的平面布置图；

图3本发明的渗滤液排渗管断面结构图；

图中：1、第一级堆石子坝，2、其余各级堆积子坝，3、纵向排渗管，4、横向排渗管，5、已有初期坝，6、渣体，7、三维复合排水网，8、双向土工格栅，9、HDPE防渗膜，10、加筋土工格栅，11、原始堆渣面，12、整改开挖面，13、已建排洪系统，14、排渗盲管，15、无纺土工布。

具体实施方式

为使得本发明的发明目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，下面所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而非全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

请参阅附图1～附图3，本实施实例中，一种上游式尾矿库运行期安全隐患整改方法，其结构主要包括堆积坝体和渗滤液收集系统两个项目。堆积坝体由第一级堆石子坝1和其余各级堆积子坝2组成，第一级堆石子坝1建在已有初期坝5前的渣体6上，然后在第一级堆石子坝1上依次新建其余各级堆积子坝2至整改高程，从整改完后的其余各级堆积子坝2坝顶向库尾按照一定坡度堆渣，库尾预留满足防洪标准的调洪库容。在尾矿库的整改过程中，根据施工进度，适时将库尾渣体6开挖运至库前其余各级堆积子坝2的坝基进行压实。渗滤液收集系统埋设在库前渣体6内，由纵向排渗管3和横向排渗管4组成，纵向排渗管3和横向排渗管4在平面上呈“王”字型布置。

其中，第一级堆石子坝1由碎石碾压而成，填筑石料要采用级配良好的新鲜的弱、微风化石料，要求石料抗压强度大于30MPa、原岩风化系数大于0.75、岩石软化系数大于0.80，最大粒径不得超过80cm，小于5mm颗粒含量为7％～18％，级配连续，不均匀系数Cu>5，具有低压缩性。第一级堆石子坝1位于已有初期坝5前的渣体6上，由于原上游式尾矿库运行时从库尾向库前堆渣，导致降雨经过渣面汇流至初期坝前的渣体上，已有初期坝5前的渣体6的浸润线较高，抗剪强度降低，承载力不足，故需将渣体6开挖换填一定深度，换填深度可根据尾矿库渗流和稳定计算确定，在本实施例中换填深度为5m，换填开挖后再填筑第一级堆石子坝1；渣体6开挖换填时，在靠近初期坝5上游面预留1m厚渣体6不挖除，以保护堆石子坝施工时初期坝5上游面原已铺设的HDPE防渗膜9不受破坏。第一级堆石子坝1上游面和坝脚面铺设三维复合排水网7，以实现反滤和排渗作用，三维复合排水网7上部锚固在初期坝5坝顶，第一级堆石子坝1收集到的渗滤液通过坝脚处的纵向排渗管3排至已有排洪系统13；第一级堆石子坝1与已有初期坝5上游预留1m厚渣体的接触界面铺设双向土工格栅8，第一级堆石子坝1碾压施工时，双向土工格栅8均匀受力，可防止碎石局部凹陷入渣体6内，对已铺设的HDPE防渗膜9造成破坏。

在本实施例中，第一级堆石子坝1坝顶宽4m，坝高10m，上游坡比为1:2.0，下游坡比为1:3.0，土工复合排水网7和双向土工格栅8幅宽均为6m，材料应符合有关规范要求。

其中，其余各级堆积子坝2由灰渣或堆石碾压填筑而成，压实度不得小于0.96，其余各级堆积子坝2内采用土工格栅10加筋，沿着其余各级堆积子坝2高程方向每隔1m增设一层加筋土工格栅10，提高坝体强度，减小短时间内填筑多级子坝带来的坝体沉降影响，加筋土工格栅10幅宽6m，沿着坝轴线方向铺设。

在本实施例中，其余各级堆积子坝2坝顶宽4m，坝高5m，上游坡比1:2.0，下游坡比1:3.0。

其中，纵向排渗管3沿着库前原始堆渣面11和整改开挖面12每隔5m高程布置，方向大致沿着坝轴线布置；横向排渗管4大致垂直于纵向排渗管3布置，与纵向排渗管3连通；纵向排渗管3以一定坡度埋设，从两端坡向中间横向排渗管4，横向排渗管4坡向已有排洪系统13，将收集到的渗滤液通过已有排洪系统13排至下游调节池。渗滤液收集系统沿着原始渣面埋设，施工简单，开挖量小。

其中，纵向排渗管3和横向排渗管4结构上均由排渗盲管14和无纺土工布15组成。在渣体6内开挖埋设排渗盲管14，排渗盲管14四周包裹无纺土工布15。

在本实施例中，排渗盲管14管径为DN200mm，无纺土工布15采用300g/m³规格。

在本实施例中，通过新建第一级堆石子坝1和其余各级堆积子坝2实现上游式尾矿库从库尾向库前堆渣的整改，不仅解决了原尾矿库运行期的各种形式的安全隐患问题和环保问题，还充分利用了尾矿库堆渣库容，同时还可结合地形，继续向上填筑其余各级堆积子坝进行扩容，延长了渣库服务年限，带来了经济效益。

以上所述和实施例仅用以说明本发明的技术构思，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (9)

1.一种上游式尾矿库运行期安全隐患整改方法，其特征在于：包括新建堆积坝体和渗滤液收集系统；

所述堆积坝体由第一级堆石子坝(1)和其余各级堆积子坝(2)组成，第一级堆石子坝(1)建在已有初期坝(5)上，然后在第一级堆石子坝(1)上依次新建其余各级堆积子坝(2)至整改高程，从其余各级堆积子坝(2)坝顶向库尾按照一定坡度堆渣，库尾预留满足防洪标准的调洪库容；尾矿库整改过程中，根据施工进度，适时将库尾渣体(6)开挖运至库前其余各级堆积子坝(2)坝基压实；

所述渗滤液收集系统埋设在库前渣体(6)内，由纵向排渗管(3)和横向排渗管(4)组成，纵向排渗管(3)和横向排渗管(4)在平面上呈“王”字型布置。

2.根据权利要求1所述的一种上游式尾矿库运行期安全隐患整改方法，其特征在于：

所述第一级堆石子坝(1)由碎石碾压而成，其位于已有初期坝(5)前的渣体(6)上，将渣体(6)开挖换填一定深度，然后再填筑第一级堆石子坝(1)；

渣体(6)开挖换填时，在靠近初期坝(5)上游面预留一定厚度的渣体(6)不挖除；

第一级堆石子坝(1)上游面和坝脚面铺设三维复合排水网(7)，第一级堆石子坝(1)与已有初期坝(5)上游预留一定厚度的渣体(6)的接触界面铺设双向土工格栅(8)。

3.根据权利要求2所述的一种上游式尾矿库运行期安全隐患整改方法，其特征在于：第一级堆石子坝(1)坝顶宽4m，坝高10m，上游坡比为1:2.0，下游坡比为1:3.0。

4.根据权利要求2所述的一种上游式尾矿库运行期安全隐患整改方法，其特征在于：所述渣体(6)开挖换填深度为5m，土工复合排水网(7)和双向土工格栅(8)幅宽均为6m。

5.根据权利要求1所述的一种上游式尾矿库运行期安全隐患整改方法，其特征在于：所述其余各级堆积子坝(2)由灰渣或堆石碾压填筑而成，其余各级堆积子坝(2)内采用加筋土工格栅(10)，沿着其余各级堆积子坝(2)高程方向每隔一定距离增设一层加筋土工格栅(10)，沿着坝轴线方向铺设。

6.根据权利要求5所述的一种上游式尾矿库运行期安全隐患整改方法，其特征在于：所述其余各级堆积子坝(2)坝顶宽4m，坝高5m，上游坡比1:2.0，下游坡比1:3.0。

7.根据权利要求1所述的一种上游式尾矿库运行期安全隐患整改方法，其特征在于：

所述纵向排渗管(3)沿着库前原始堆渣面(11)和整改开挖面(12)每隔一定高程布置，方向大致沿着坝轴线布置；

所述横向排渗管(4)大致垂直于纵向排渗管(3)布置，与纵向排渗管(3)连通；

纵向排渗管(3)以一定坡度埋设，从两端坡向中间横向排渗管(4)，横向排渗管(4)坡向已有排洪系统(13)，将收集到的渗滤液通过已有排洪系统(13)排至下游调节池。

8.根据权利要求7所述的一种上游式尾矿库运行期安全隐患整改方法，其特征在于：所述纵向排渗管(3)和横向排渗管(4)结构上均由排渗盲管(14)和无纺土工布(15)组成，在渣体(6)内开挖埋设排渗盲管(14)，排渗盲管(14)四周包裹无纺土工布(15)。

9.根据权利要求8所述的一种上游式尾矿库运行期安全隐患整改方法，其特征在于：所述排渗盲管(14)管径为DN200mm，无纺土工布(15)采用300g/m³规格。

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