CN111828087B - 基于矿山修复的铁尾矿综合处理方法 - Google Patents
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Abstract
基于矿山修复的铁尾矿综合处理方法，包括S1、填充浆液制备：S2、矿山凹坑一次封填；S2、矿山凹坑二次封填；S4、喷播植被层；本发明通过本综合资源利用方法，对铁尾砂进行充分回收，并将其应用于矿山修复上，实现对土地资源的再次利用；并且铁尾砂就地取材，可边开采、边修复，无需大量的运输成本、库存成本；凹坑填充结构强度高，使用寿命长，施工方法简便、高效。
Description
技术领域
本发明属于尾矿资源综合处理技术领域，特别涉及一种基于矿山修复的铁尾矿综合处理方法。
背景技术
在铁矿山石料开采制砂过程中，会产生大量的铁尾矿；铁尾矿是选矿后的废弃物，是工业固体废弃物的主要组成部分，将尾矿丢弃不仅需要占用大量土地，给周围的生态环境造成很大的伤害，而且要投入各自处理和维护费用；如何结合矿山环境来对铁尾矿进行综合利用是目前亟待解决的问题。
发明内容
本发明针对现有技术存在的不足，提供了一种基于矿山修复的铁尾矿综合处理方法，具体技术方案如下：
一种基于矿山修复的铁尾矿综合处理方法，所述处理方法包括以下步骤：
S1、填充浆液制备：
将相应质量组分的铁尾矿粉、工业废浆、增稠剂搅拌混合制得第一填充浆液；
将相应质量组分的铁尾矿粉、工业废浆、土、保水剂、增稠剂、木纤维搅拌混合制得第二填充浆液；
将相应质量组分的铁尾矿粉、土、保水剂、木纤维、种子以及辅料搅拌混合制得种植料；
S2、矿山凹坑一次封填；
S2.1、将多个第一加强锚杆插入到矿山主体的凹坑内，每个第一加强锚杆的外端均封堵有封板，所述第一加强锚杆外壁的第一外挡板与凹坑内壁之间的区域即为第一填充区；
S2.2、注射杆将第一填充浆液从顶端浇注至第一填充区内，第一填充浆液扩散充满第一填充区，各个第一外挡板会从外部阻拦第一填充浆液，避免第一填充浆液向外流散；
S2.3、第一填充浆液凝固成第一填充基体，各个第一加强锚杆的外端均外伸第一填充基体；
S3、矿山凹坑二次封填；
S3.1、拔下封板，在每个第一加强锚杆的外端均插入第二加强锚杆，所述第二加强锚杆外壁的第二外挡板与第一填充基体之间的区域即为第二填充区；
S3.2、注射杆将第二填充浆液从顶端浇注至第二填充区内，第二填充浆液扩散充满第二填充区，各个第二外挡板会从外部阻拦第二填充浆液，避免第二填充浆液向外流散；
S3.3、第二填充浆液凝固成第二填充基体，各个第二加强锚杆的外端均外伸第二填充基体；
S4、喷播植被层；
S4.1、将固土网垫挂在第二加强杆外伸部分，使得固土网垫平铺在矿山主体所需修复的坡面上；
S4.2、喷播种植料至固土网垫上，使得矿山坡面上形成植被层。
进一步的，在S2.1中，多个所述第一加强锚杆呈斜坡面状分布在凹坑内，第一加强锚杆按照下密上疏的方式分布。
进一步的，所述第一加强锚杆包括插管、第一外挡板，插管的一端端部为封闭锥形，插管的一端外壁焊接有倒刺，插管的另一端为开口结构，插管的内部为中空结构，插管的另一端外壁垂直焊接有第一外挡板。
进一步的，在S3.1中，第二加强锚杆的分布形状与矿山主体的坡面形状相同，第二加强锚杆按照下密上疏的方式分布。
进一步的，所述第二加强锚杆包括插杆和第二外挡板，所述插杆的一端螺纹旋入到插管内，所述插杆为实心柱体结构，插杆的外端外壁垂直设有第二外挡板。
进一步的，所述铁尾矿粉、工业废浆、增稠剂的百分质量比为：70：20：10。
进一步的，所述铁尾矿粉、工业废浆、土、保水剂、增稠剂、木纤维的百分质量比为：35：15：30：5：5：10。
进一步的，所述铁尾矿粉、土、保水剂、木纤维、种子以及辅料的百分质量比为：15：50：5：12：14：4。
进一步的，所述辅料为植物生长促进剂、凹凸棒、肥料以及ph调节剂中的任意一种或多种。
本发明的有益效果是：
1、通过本综合资源利用方法，对铁尾砂进行充分回收，将其应用于矿山修复上，实现对土地资源的再次利用；并且铁尾砂就地取材，可边开采、边修复，无需大量的运输成本、库存成本；
2、整个综合利用方法可与矿山环境、制砂生产相适应，易于推广；
3、凹坑填充结构强度高，使用寿命长，可快速完成凹坑填补和制备修复，两者相辅相成，施工简便、高效。
附图说明
图1示出了本发明的第一填充浆液填充状态示意图；
图2示出了本发明的第二填充浆液填充状态示意图；
图3示出了本发明的种植料填充状态示意图；
图4示出了本发明的第一加强锚杆结构示意图；
图5示出了本发明的第二加强锚杆结构示意图；
图6示出了本发明的第一加强锚杆分布状态示意图；
图7示出了本发明的第二加强锚杆分布状态示意图；
图中所示：1、矿山主体，2、第一填充基体，3、第一加强锚杆，31、插管，32、第一外挡板，33、倒刺，4、第二填充基体，5、第二加强锚杆， 51、插杆，52、第二外挡板，6、固体网垫，7、种植料，8、封板，
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
一种基于矿山修复的铁尾矿综合处理方法：所述综合处理方法包括以下步骤：
S1、填充浆液制备：
将相应质量组分的铁尾矿粉、工业废浆、增稠剂搅拌混合制得第一填充浆液；此步骤通过回收铁尾矿粉作为第一填充浆液的主要固体基体，使得最终成型的第一填充基体具有所需的强度；工业废浆为制砂生产中所产生的废液，实现制砂工艺废弃物的进一步利用，使得铁尾矿粉成为浆液状；增稠剂能够提高浆液的粘稠度，从而降低其流动性，使得浆液能够在所指定的填充区内稳定凝固成型；所述铁尾矿粉、工业废浆、增稠剂的百分质量比为：70：20：10；第一填充浆液中采用70％的铁尾矿粉，可实现对于铁尾矿的大量回收再利用；
将相应质量组分的铁尾矿粉、工业废浆、土、保水剂、增稠剂、木纤维搅拌混合制得第二填充浆液；第二填充浆液中的铁尾矿粉、工业废浆、增稠剂作用与第一填充浆液相同，由于在第二填充基体的外部铺设种植料，为了保证植物正常生长，需要第二填充基体具有一定的土壤活性且和一定的营养物质，通过增加土、保水剂以及木纤维便可达到上述效果；所述铁尾矿粉、工业废浆、土、保水剂、增稠剂、木纤维的百分质量比为：35：15：30：5：5：10；第二填充浆液中固体基体由铁尾矿粉、土共同组成，两者组分相差不多，从而对铁尾矿大量回收，同时保证第二填充浆液具有高强度、高粗糙度、土壤活性；
其余物质按照所需份额配比，保水剂能够固水保湿。
将相应质量组分的铁尾矿粉、土、保水剂、木纤维、种子以及辅料搅拌混合制得种植料；种植料用以作为植被的生长部分，铁尾矿粉与土杂糅在一起形成附着体，实现对于铁尾矿粉回收利用，铁尾矿粉能够增强附着体的粗糙度，使得其余附着效果更好，避免松散，提高种植料的固定强度。所述铁尾矿粉、土、保水剂、木纤维、种子以及辅料的百分质量比为：15：50：5：12：14：4；由于种植料为种子的主要种植区域，因此需要保证种子能够生长，加入大量的土、少量铁尾矿，在可对铁尾矿回收再用的基础上，保证第二填充浆液具有高强度、粗糙度、土壤活性；所述辅料为植物生长促进剂、凹凸棒、肥料以及ph调节剂中的任意一种或多种；可根据矿山环境，自由选择辅料种类，保证植物可正常生长；
如图1所示，S2、矿山凹坑一次封填；
S2.1、将多个第一加强锚杆3插入到矿山主体1的凹坑内，每个第一加强锚杆3的外端均封堵有封板8，所述第一加强锚杆3外壁的第一外挡板32与凹坑内壁之间的区域即为第一填充区；第一加强锚杆3 能够作为后续第一填充基体的内部支撑件，从而提高第一填充基体的整体强度；封板能够避免第一填充浆液灌入到第一加强锚杆内；
S2.2、注射杆将第一填充浆液从顶端浇注至第一填充区内，第一填充浆液扩散充满第一填充区，各个第一外挡板会从外部阻拦第一填充浆液，避免第一填充浆液向外流散；第一外挡板能够保证第一填充浆液能够在第一填充区内稳定成型，避免第一填充浆液在重力作用下进一步流动，提高成型效果；
S2.3、第一填充浆液凝固成第一填充基体2，各个第一加强锚杆的外端均外伸第一填充基体；第一加强锚杆的外伸部分用以便于后续第二加强锚杆插装；先在凹坑内填充制出小体量第一填充基体，可使得后续大体量的第二填充浆液与第一填充基体配合，这样第二填充浆液的填充、附着都比较简便，若直接一次填充浆液，则浆液成型困难、粘合强度也不高；
如图2所示，S3、矿山凹坑二次封填；
S3.1、拔下封板，在每个第一加强锚杆的外端均插入第二加强锚杆，所述第二加强锚杆5外壁的第二外挡板52与第一填充基体之间的区域即为第二填充区；拔下封板，可使得第二加强锚杆能够插入装配，第二加强锚杆用以作为第二填充基体的支撑加强件；
S3.2、注射杆将第二填充浆液从顶端浇注至第二填充区内，第二填充浆液扩散充满第二填充区，各个第二外挡板会从外部阻拦第二填充浆液，避免第二填充浆液向外流散；第二外挡板能够保证第二填充浆液能够在第二填充区内稳定成型，避免第二填充浆液在重力作用下进一步流动，提高成型效果；
S3.3、第二填充浆液凝固成第二填充基体4，各个第二加强锚杆的外端均外伸第二填充基体；第二填充基体4为大体量填充，此时整个凹坑便可被填充封堵完毕，第二加强锚杆的外伸部分能够作为固土网垫挂钩部分；
如图3所示，S4、喷播植被层；
S4.1、将固土网垫6挂在第二加强杆5外伸部分，使得固土网垫平铺在矿山主体所需修复的坡面上；第二加强杆用以使得固土网垫稳定的悬挂、平铺在坡面上，从而无需再单独安装锚杆，使得固土网垫的安装效率更高；
S4.2、喷播种植料至固土网垫上，使得矿山坡面上形成植被层7；在喷播时，种植料会填入到固土网垫内，使得种植料强度更为高，避免泥土流失。
如图1和图6所示，在S2.1中，多个所述第一加强锚杆呈斜坡面状分布在凹坑内，第一加强锚杆按照下密上疏的方式分布；第一加强锚杆呈斜坡面状安装，可使得成型的第一填充基体能够形成坡面结构，将参差不齐的凹坑填补为规整的坡面结构，第二填充浆料的附着更为牢固，这样便可使得后续第二填充浆料的成型更为稳定；由于浆液在重力作用下，会向下流出，下密上疏的布设方式便可使得底部第一加强锚杆的阻拦面积更大，阻拦效果更好，而上部布设较疏，一方面可阻拦浆液，另一方面可降低第一加强锚杆的安装数量，使得第一加强锚杆的安装效率更高。
如图4所示，所述第一加强锚杆3包括插管31、第一外挡板32，插管的一端端部为封闭锥形，插管的一端外壁焊接有倒刺，锥形的头部能够便于第一加强锚杆3插入到矿山内，倒刺能够防止第一加强锚杆向外脱离；
插管的另一端为开口结构，插管的内部为中空结构，插管的另一端外壁垂直焊接有第一外挡板；中空管能够便于第二加强锚杆能够插入。
如图2和图7所示，在S3.1中，第二加强锚杆的分布形状与矿山主体的坡面形状相同，第二加强锚杆按照下密上疏的方式分布；下密上疏的布设方式便可使得底部第二加强锚杆的阻拦面积更大，阻拦效果更好，而上部布设较疏，一方面可阻拦浆液，另一方面可降低第二加强锚杆的安装数量，使得第二加强锚杆的安装效率更高。
如图5所示，所述第二加强锚杆5包括插杆51和第二外挡板52，所述插杆的一端螺纹旋入到插管内，所述插杆为实心柱体结构，插杆的外端外壁垂直设有第二外挡板；插杆51的内端外壁开设有内螺纹结构，螺纹安装的方式，可使得第二加强锚杆5的安装更为简便。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.基于矿山修复的铁尾矿综合处理方法，其特征在于：所述综合处理方法包括以下步骤：
S1、填充浆液制备：
将相应质量组分的铁尾矿粉、工业废浆、增稠剂搅拌混合制得第一填充浆液；
将相应质量组分的铁尾矿粉、工业废浆、土、保水剂、增稠剂、木纤维搅拌混合制得第二填充浆液；
将相应质量组分的铁尾矿粉、土、保水剂、木纤维、种子以及辅料搅拌混合制得种植料；
S2、矿山凹坑一次封填；
S2.1、将多个第一加强锚杆插入到矿山主体的凹坑内，每个第一加强锚杆的外端均封堵有封板，所述第一加强锚杆外壁的第一外挡板与凹坑内壁之间的区域即为第一填充区；
S2.2、注射杆将第一填充浆液从顶端浇注至第一填充区内，第一填充浆液扩散充满第一填充区，各个第一外挡板会从外部阻拦第一填充浆液，避免第一填充浆液向外流散；
S2.3、第一填充浆液凝固成第一填充基体，各个第一加强锚杆的外端均外伸第一填充基体；
S3、矿山凹坑二次封填；
S3.1、拔下封板，在每个第一加强锚杆的外端均插入第二加强锚杆，所述第二加强锚杆外壁的第二外挡板与第一填充基体之间的区域即为第二填充区；
S3.2、注射杆将第二填充浆液从顶端浇注至第二填充区内，第二填充浆液扩散充满第二填充区，各个第二外挡板会从外部阻拦第二填充浆液，避免第二填充浆液向外流散；
S3.3、第二填充浆液凝固成第二填充基体，各个第二加强锚杆的外端均外伸第二填充基体；
S4、喷播植被层；
S4.1、将固土网垫挂在第二加强杆外伸部分，使得固土网垫平铺在矿山主体所需修复的坡面上；
S4.2、喷播种植料至固土网垫上，使得矿山坡面上形成植被层。
2.根据权利要求1所述的基于矿山修复的铁尾矿综合处理方法，其特征在于：在S2.1中，多个所述第一加强锚杆呈斜坡面状分布在凹坑内，第一加强锚杆按照下密上疏的方式分布。
3.根据权利要求2所述的基于矿山修复的铁尾矿综合处理方法，其特征在于：所述第一加强锚杆包括插管、第一外挡板，插管的一端端部为封闭锥形，插管的一端外壁焊接有倒刺，插管的另一端为开口结构，插管的内部为中空结构，插管的另一端外壁垂直焊接有第一外挡板。
4.根据权利要求1或2所述的基于矿山修复的铁尾矿综合处理方法，其特征在于：在S3.1中，第二加强锚杆的分布形状与矿山主体的坡面形状相同，第二加强锚杆按照下密上疏的方式分布。
5.根据权利要求3所述的基于矿山修复的铁尾矿综合处理方法，其特征在于：所述第二加强锚杆包括插杆和第二外挡板，所述插杆的一端螺纹旋入到插管内，所述插杆为实心柱体结构，插杆的外端外壁垂直设有第二外挡板。
6.根据权利要求3所述的基于矿山修复的铁尾矿综合处理方法，其特征在于：所述铁尾矿粉、工业废浆、增稠剂的百分质量比为：70：20：10。
7.根据权利要求3所述的基于矿山修复的铁尾矿综合处理方法，其特征在于：所述铁尾矿粉、工业废浆、土、保水剂、增稠剂、木纤维的百分质量比为：35：15：30：5：5：10。
8.根据权利要求3所述的基于矿山修复的铁尾矿综合处理方法，其特征在于：所述铁尾矿粉、土、保水剂、木纤维、种子以及辅料的百分质量比为：15：50：5：12：14：4。
9.根据权利要求3所述的基于矿山修复的铁尾矿综合处理方法，其特征在于：所述辅料为植物生长促进剂、凹凸棒、肥料以及ph调节剂中的任意一种或多种。
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