CN111719660A - 一种上游式尾矿库多级独立式排洪系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种上游式尾矿库多级独立式排洪系统，由多级子排洪系统组成，各级子排洪系统由1#排洪井、2#排洪井、接头管、混凝土基座和排洪管构成，2#排洪井位于1#排洪井上游位置，1#排洪井、2#排洪井底部分别通过接头管与排洪管连通，接头管埋设在混凝土基座内，排洪管沿着马道或库底、岸坡将洪水排至库外调节池。本发明减小了与防渗膜的焊接范围，降低了渗漏风险同时，因其建设不用穿防渗膜，不仅可用于新建尾矿库工程，还可以广泛应用于排洪失效的隐患治理工程或排洪能力不足的扩容工程。

Description

一种上游式尾矿库多级独立式排洪系统
技术领域
本发明涉及一种上游式尾矿库多级独立式排洪系统，属于尾矿库技术领域。
背景技术
在尾矿库工程中，排洪系统是关系尾矿库安全环保的关键之一，据有关资料统计，我国多次发生由于尾矿库排洪系统失效引起的安全、环保事故。因此排洪系统的选择至关重要。
目前，国内尾矿库的排洪系统大多采用以下两种型式：
排水斜槽：施工难度小，对地基条件要求低，易于修建，运行方便，新建尾矿库多常用这种型式。但排水斜槽修建于库盆内，会将防渗系统分割开，斜槽两侧与防渗膜采用连接锁连接，连接难度大，对防渗系统的完整性有较大影响，增加了渗漏的风险，且难于检修维护。此外，一般尾矿库采用此类型式排洪时，常常由多个排水斜槽和排水箱涵或排水管连接而成，一旦运行过程中排洪系统局部出现淤堵，将影响整个排洪系统，危及尾矿库安全。
排水竖井：排洪效果好，与防渗膜连接的范围小，渗漏风险相对较小。但竖井通常较高，对基础要求严格，处理难度大，施工技术要求高，封堵困难，投资大；同样，排水竖井一旦出现局部淤堵，也将影响到整个排洪系统。如公开号为CN107780517A的发明专利公开了一种干式尾矿库排洪系统，由金属结构排洪竖井、调洪集水池、回水孔，其和排水竖井类似，主要是将排洪竖井采用金属结构井身和钢筋混凝土井座的上下组合结构，金属结构排洪竖井四周设调洪集水池，增大了泄流能力，但是该专利排洪竖井除了存在与普通排水竖井一样劣势之外，还因为其钢管较高，排洪钢管与混凝土基座连接部位易受到四周渣体的侧向压力而出现较大变形影响使用。
以上两种排洪系统型式大多在新建尾矿库工程中应用，在隐患治理工程或扩容工程中应用有限，因为斜槽或竖井的修建大多需要建在山体或基岩上，其施工需要先把防渗膜掀起之后，后期再与其连接，施工繁琐，且易对已铺设的防渗膜造成破坏，影响防渗。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供了一种上游式尾矿库多级独立式排洪系统，该上游式尾矿库多级独立式排洪系统施工简便、工期短，防渗效果好，后期易于封堵。
本发明通过以下技术方案得以实现。
本发明提供的一种上游式尾矿库多级独立式排洪系统，其特征在于：由多级子排洪系统组成，各级子排洪系统由1#排洪井、2#排洪井、接头管、混凝土基座和排洪管构成，2#排洪井位于1#排洪井上游位置，1#排洪井、2#排洪井底部分别通过接头管与排洪管连通，接头管埋设在混凝土基座内，排洪管沿着马道或库底、岸坡将洪水排至库外调节池。
所述各级子排洪系统沿库底和各级马道独立布置，各级子排洪系统随着尾矿库堆渣高程的上升而逐级投入建设。
所述子排洪系统的排洪高度由马道之间的布置高差确定，即子排洪系统的排洪高度应大于等于子排洪系统所在马道与上一级马道之间的高差，根据马道布置高差通常为8～20m，因此子排洪系统的排洪高度为8～20m；新一级子排洪系统和前一级子排洪系统的排洪衔接高度为0.5m～1.0m；当在排洪衔接高度使用时间内，须完成新一级子排洪系统的修建和前一级子排洪系统的封堵。
所述1#排洪井、2#排洪井均应位于尾矿库干滩线内，1#排洪井、2#排洪井的布置高程应满足排洪衔接要求，即1#排洪井的顶部排洪进水口高程与2#排洪井的底部排洪进水口高程应满足0.5m～1.0m的衔接要求；1#排洪井、2#排洪井的高度根据各级子排洪系统的排洪高度确定，1#排洪井高度与2#排洪井高度之和等于本级子排洪系统的排洪高度，1#排洪井、2#排洪井的高度为4～10m。
所述1#排洪井、2#排洪井分别在靠近底部和顶部各设两个排洪进水口，底部排洪进水口采用三通管；各个排洪进水口在运行期间四周设集水坑，集水坑四周以不小于1：1.0的坡比坡向排洪进水口。
所述1#排洪井中接头管为三通管，所述2#排洪井中接头管为弯管。
所述混凝土基座设在马道或库底坡度平缓部位，为四方体结构，尺寸根据埋设接头管的大小决定，混凝土基座底部基础为压实粘土垫层。
所述压实粘土垫层厚为0.5～1.0m，压实度不小于96％，压实粘土垫层底部为防渗膜。
所述各级子排洪系统除在与初期坝交叉部位的排洪管需要穿防渗膜外，其余子排洪系统均位于防渗膜上。
所述1#排洪井、2#排洪井、接头管和排洪管均为HDPE材质。具体管径可由洪水计算确定。
所述集水坑采用渣体回填时，同步压实填筑。
本发明的有益效果在于：由多级子排洪系统构成，各级独立运行，其中一级子排洪系统局部淤堵不会影响其余各级子排洪系统的使用，且各级子排洪系统随着尾矿库堆渣高程的上升而分期投入建设，投资压力小；每级子排洪系统设两个排洪井，降低了单个排洪井的高度，基础处理也较为容易，且每个排洪进水口四周设集水坑，增加了每个排洪进水口的排洪高度，此外排洪井四周渣体同步回填压实，减小排洪井受到的侧向压力，保证排洪井不出现倾斜或较大变形等情况；子排洪系统除在与初期坝交叉部位的排洪管需要穿防渗膜外，其余各级子排洪系统均位于防渗膜上，减小了与防渗膜的焊接范围，降低了渗漏风险同时，因其建设不用穿防渗膜，不仅可用于新建尾矿库工程，还可以广泛应用于排洪失效的隐患治理工程或排洪能力不足的扩容工程；混凝土基座设在库盆岸坡平缓部位或马道上，各级排洪管沿着马道或库底布设，避免了渣体沉降对排洪系统带来的影响，同时混凝土基座下设压实粘土层，可有效保护防渗膜不受混凝土基座施工的影响。
附图说明
图1是本发明的断面结构示意图；
图2是本发明的平面布置示意图；
图3是图1中1#排洪井的结构示意图；
图4是图1中2#排洪井的结构示意图。
图中：1-子排洪系统，2-马道，3-1#排洪井，4-2#排洪井，5-管接头，6-混凝土基座，7-排洪管，8-排洪进水口，9-压实粘土垫层，10-防渗膜，11-集水坑，12-岸坡，13-渣体，14-初期坝，15-库底。
具体实施方式
下面进一步描述本发明的技术方案，但要求保护的范围并不局限于所述。
如图1至图4所示的一种上游式尾矿库多级独立式排洪系统，包括多级子排洪系统1，其特征在于：由多级子排洪系统1组成，各级子排洪系统1由1#排洪井3、2#排洪井4、接头管5、混凝土基座6和排洪管7构成，2#排洪井4位于1#排洪井3上游位置，1#排洪井3、2#排洪井4底部分别通过接头管5与排洪管7连通，接头管5埋设在混凝土基座6内，排洪管7沿着马道2或库底15、岸坡12将洪水排至库外调节池。
所述各级子排洪系统1沿库底15和各级马道2独立布置，各级子排洪系统1随着尾矿库堆渣高程的上升而逐级投入建设。
所述各级子排洪系统1的排洪高度由马道2之间的布置高差确定，即子排洪系统1的排洪高度应大于等于子排洪系统1所在马道2与上一级马道2之间的高差，根据马道2布置高差通常为8～20m，因此子排洪系统1的排洪高度为8～20m；新一级子排洪系统1和前一级子排洪系统1的排洪衔接高度为0.5m～1.0m；当在排洪衔接高度使用时间内，须完成新一级子排洪系统1的修建和前一级子排洪系统1的封堵。
所述1#排洪井3、2#排洪井4均应位于尾矿库干滩线内，1#排洪井3、2#排洪井4的布置高程应满足排洪衔接要求，即1#排洪井3的顶部排洪进水口8高程与2#排洪井4的底部排洪进水口8高程应满足0.5m～1.0m的衔接要求；1#排洪井3、2#排洪井4高度根据各级子排洪系统1的排洪高度确定，1#排洪井3高度与2#排洪井4高度之和等于本级子排洪系统1的排洪高度，1#排洪井3、2#排洪井4的高度为4～10m。
所述1#排洪井3、2#排洪井4分别在靠近底部和顶部各设两个排洪进水口8，底部排洪进水口8采用三通管；各个排洪进水口8在运行期间四周设集水坑11，集水坑11四周以不小于1：1.0的坡比坡向排洪进水口8。
所述1#排洪井3中接头管5为三通管，2#排洪井4中接头管5为弯管。
所述混凝土基座6设在马道2或库底15坡度平缓部位，为四方体结构，尺寸根据埋设接头管5的大小决定，混凝土基座6底部基础为压实粘土垫层9。
所述压实粘土垫层9厚为0.5～1.0m，压实度不小于96％，压实粘土垫层9底部为防渗膜10。
所述各级子排洪系统1除在与初期坝14交叉部位的排洪管7需要穿防渗膜10外，其余子排洪系统1均位于防渗膜10上。
所述1#排洪井3、2#排洪井4、接头管5和排洪管7均为HDPE材质。
所述集水坑11采用渣体13回填时，同步压实填筑。
实施例1
采用上述方案，排洪系统由多级子排洪系统1组成，各级子排洪系统1由1#排洪井3、2#排洪井4、接头管5、混凝土基座6和排洪管7构成，2#排洪井4位于1#排洪井3上游位置，1#排洪井3、2#排洪井4底部分别通过接头管5与排洪管7连通，接头管5埋设在混凝土基座6内，排洪管7沿着马道2或库底15、岸坡12将洪水排至库外调节池。
各级子排洪系统1沿库底15和各级马道2独立布置，不直接布在渣体13上，避免了渣体13沉降对排洪系统的影响；各级子排洪系统1随着尾矿库堆渣高程的上升而分期投入建设，减小了投资压力；各级子排洪系统1均是独立运行的排洪结构，互不干扰，其中一级子排洪系统1局部淤堵不会影响其余各级子排洪系统1的使用。各级子排洪系统1的排洪高度由马道2之间的布置高差确定，即子排洪系统1的排洪高度应大于等于子排洪系统1所在马道2与上一级马道2之间的高差，根据马道2布置高差通常为8～20m，因此子排洪系统1的排洪高度为8～20m；新一级子排洪系统1和前一级子排洪系统1的排洪衔接高度为0.5m～1.0m；当在排洪衔接高度使用时间内，须完成新一级子排洪系统1的修建和前一级子排洪系统1的封堵。
子排洪系统1设1#排洪井3和2#排洪井4，降低了单个排洪井的高度，减小了基础处理难度；1#排洪井3、2#排洪井4均应位于尾矿库干滩线内，1#排洪井3、2#排洪井4的布置高程应满足排洪衔接要求，即1#排洪井3的顶部排洪进水口8高程与2#排洪井4的底部排洪进水口8高程应满足0.5m～1.0m的衔接要求；1#排洪井3、2#排洪井4高度根据各级子排洪系统1的排洪高度确定，1#排洪井3高度与2#排洪井4高度之和等于本级子排洪系统1的排洪高度，1#排洪井3、2#排洪井4的高度为4～10m。
1#排洪井3、2#排洪井4分别在靠近底部和顶部各设两个排洪进水口8，底部排洪进水口8采用三通管；各个排洪进水口8在运行期间四周设集水坑11，集水坑11四周以不小于1：1.0的坡比坡向排洪进水口8，增加了每个排洪进水口8的排洪高度；此外，1#排洪井3、2#排洪井4四周集水坑11采用渣体13回填时，须同步压实填筑，压实度不宜小于93％，以减小排洪井受到的侧向压力，保证排洪井不出现倾斜或较大变形等情况。
1#排洪井3中接头管5为三通管，2#排洪井4中接头管5为弯管。
混凝土基座6设在马道2或库底15坡度平缓部位，为四方体结构，尺寸根据埋设接头管5的大小决定，本实施例中，可取为2.5m×2.5m×2.0m(长×宽×高)；混凝土基座6底部基础为压实粘土垫层9，压实粘土垫层9厚为0.5～1.0m，压实度不小于96％，压实粘土垫层9底部为防渗膜10，压实粘土层9用以保护防渗膜10不受混凝土基座6施工的影响。
各级子排洪系统1除在与初期坝14交叉部位的排洪管7需要穿防渗膜10外，其余子排洪系统1均位于防渗膜10上，减小了与防渗膜10的焊接范围，降低了渗漏风险；同时，因为子排洪系统1的建设不用穿防渗膜10，因此，不仅可以用于新建尾矿库工程，还可以广泛应用于排洪失效的隐患治理工程或排洪能力不足的扩容工程，应用范围广，且施工简便，工期短，后期易于封堵。
1#排洪井3、2#排洪井4、接头管5和排洪管7均为HDPE材质，满足防洪标准的同时大大降低了工程投资，其具体管径由洪水计算确定。

Claims (10)

1.一种上游式尾矿库多级独立式排洪系统，其特征在于：包括多级子排洪系统(1)，各级子排洪系统(1)由1#排洪井(3)、2#排洪井(4)、接头管(5)、混凝土基座(6)和排洪管(7)构成，2#排洪井(4)位于1#排洪井(3)上游位置，1#排洪井(3)、2#排洪井(4)底部分别通过接头管(5)与排洪管(7)连通，接头管(5)埋设在混凝土基座(6)内，排洪管(7)沿着马道(2)或库底(15)、岸坡(12)将洪水排至库外调节池。
2.如权利要求1所述的上游式尾矿库多级独立式排洪系统，其特征在于：所述各级子排洪系统(1)沿库底(15)和各级马道(2)独立布置，各级子排洪系统(1)随着尾矿库堆渣高程的上升而逐级投入建设。
3.如权利要求2所述的上游式尾矿库多级独立式排洪系统，其特征在于：各级子排洪系统(1)的排洪高度由马道(2)之间的布置高差确定，为8～20m；相邻两级子排洪系统(1)之间的排洪衔接高度为0.5m～1.0m。
4.如权利要求1所述的上游式尾矿库多级独立式排洪系统，其特征在于：所述1#排洪井(3)、2#排洪井(4)均位于尾矿库干滩线内，1#排洪井(3)、2#排洪井(4)的布置高程满足排洪衔接要求；1#排洪井(3)、2#排洪井(4)高度根据各级子排洪系统(1)的排洪高度确定，为4～10m。
5.如权利要求4所述的上游式尾矿库多级独立式排洪系统，其特征在于：所述1#排洪井(3)、2#排洪井(4)分别在靠近底部和顶部各设两个排洪进水口(8)，底部排洪进水口(8)采用三通管；排洪进水口(8)四周设集水坑(11)，集水坑(11)四周以不小于1：1.0的坡比坡向排洪进水口(8)；
所述集水坑(11)采用渣体(13)回填时，同步压实填筑。
6.如权利要求1所述的上游式尾矿库多级独立式排洪系统，其特征在于：所述1#排洪井(3)中接头管(5)为三通管，所述2#排洪井(4)中接头管(5)为弯管。
7.如权利要求1所述的上游式尾矿库多级独立式排洪系统，其特征在于：所述混凝土基座(6)设在马道(2)或库底(15)坡度平缓部位，为四方体结构，尺寸根据埋设接头管(5)的大小决定，混凝土基座(6)底部基础为压实粘土垫层(9)。
8.如权利要求7所述的上游式尾矿库多级独立式排洪系统，其特征在于：所述压实粘土垫层(9)厚为0.5～1.0m，压实度不小于96％，压实粘土垫层(9)底部为防渗膜(10)。
9.如权利要求1所述的上游式尾矿库多级独立式排洪系统，其特征在于：所述各级子排洪系统(1)除在与初期坝(14)交叉部位的排洪管(7)需要穿防渗膜(10)外，其余子排洪系统(1)均位于防渗膜(10)上。
10.如权利要求1所述的上游式尾矿库多级独立式排洪系统，其特征在于：所述1#排洪井(3)、2#排洪井(4)、接头管(5)和排洪管(7)均为HDPE材质。
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