CN112459552B - 一种大型砂石骨料加工系统生产废渣防护结构及施工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种大型砂石骨料加工系统生产废渣防护结构及施工方法，包括分别位于上、下游位置的过渡区、石渣阻滑区，以及位于过渡区与石渣阻滑区底部且具有一定坡度的排水盲沟；所述过渡区的内部向下凹陷形成填埋生产废渣的生产废渣区，所述生产废渣区内在高度方向上间隔铺设有碎石排水层和三维土工排水网层，所述生产废渣区的顶部铺设压载区，在所述石渣阻滑区与压载区的坡面设置植被绿化层。以解决大型砂石骨料加工系统生产废渣快速固化堆存的问题，避免产生环境污染，为后续石屑、石粉、尾泥等工程副产物的资源化利用创造条件。
Description
技术领域
本发明涉及建筑废渣处理工程领域，具体涉及一种大型砂石骨料加工系统生产废渣防护结构及施工方法。
背景技术
一直以来，砂石资源开采和利用处于小规模、粗放化的低水平开发状态，造成矿产资源的浪费和生态环境的极大破坏。2017年3月，国土资源部、财政部、环境保护部、国家质量监督检验检疫总局、中国银行业监督管理委员会、中国证券监督管理委员会联合印发《关于加快建设绿色矿山的实施意见》，加快绿色矿山建设进程，力争到2020年，形成符合生态文明建设要求的矿业发展新模式。按照国家级绿色矿山创建的基本要求，剥离表土后，砂石矿山资源综合利用率不低于95％，对矿山开采、矿石生产、尾矿处置都提出了极高的要求，对矿石采选加工过程中产生的副产物，如废石、石屑、石粉、尾泥等，进行减量控制和充分利用，成为实现资源综合利用的关键问题。
在矿冶领域里，世界上工业发达国家已把“无废料”作为矿山的开发目标，把尾矿综合利用的程度作为衡量一个国家科技水平和经济发达程度的标志，其利用目的不仅是追求最大经济效果，而且还从资源综合回收利用率、保护生态环境等方面加以综合考虑。按照当前建材矿山生产水平，产生的石屑、石粉等生产废渣约占总量的10～25％，我国每年建筑骨料需求量近200亿吨，骨料生产产生大量的石屑、石粉和尾泥等副产物(生产废渣)，附加值极低，由于生产废渣性状差，含水量高，内摩擦角仅10°，堆存处置占用大量土地，并带来安全和环境问题。
基于上述情况，本发明提出了一种大型砂石骨料加工系统生产废渣防护结构及施工方法，可有效解决以上问题。
发明内容
针对现有技术中存在的不足，本发明的目的在于提供一种大型砂石骨料加工系统生产废渣防护结构及施工方法。以解决大型砂石骨料加工系统生产废渣快速固化堆存的问题，避免产生环境污染，为后续石屑、石粉、尾泥等工程副产物的资源化利用创造条件。
为解决上述技术问题，本发明通过下述技术方案实现：
一方面，本发明提供一种大型砂石骨料加工系统生产废渣防护结构，包括紧贴布置且位于具有一定坡度的地基上方的过渡区与石渣阻滑区，且所述过渡区与石渣阻滑区的底部沿地基斜面设置排水盲沟；所述过渡区的内部向下凹陷形成填埋生产废渣的生产废渣区，所述生产废渣区内在高度方向上间隔铺设有碎石排水层和三维土工排水网层，所述生产废渣区的顶部铺设压载区，在所述石渣阻滑区与压载区的坡面设置植被绿化层。
作为本发明的一种优选技术方案，所述生产废渣区的内表面铺设土工布反滤层进行反滤。
作为本发明的一种优选技术方案，所述石渣阻滑区整体向上游方向倾斜。
作为本发明的一种优选技术方案，所述石渣阻滑区的顶高程与压载区的顶高程相等。
另一方面，本发明还提供一种大型砂石骨料加工系统生产废渣防护结构的施工方法，包括如下步骤：
S1、清除原状地面，在清理过的具有一定坡度的地基上填筑排水盲沟；
S2、在排水盲沟的上游侧填筑过渡区，并在平面上将过渡区围成封闭渣坑，形成生产废渣区；
S3、在形成的生产废渣区内铺设土工布，形成土工布反滤层；
S4、在过渡区的下游侧填筑石渣阻滑区；
S5、将生产过程中产生的废渣填埋至步骤S2形成的生产废渣区内，在废渣填埋的过程中每上升一定高度，间隔铺设碎石排水层和三维土工排水网层；
S6、在生产废渣区顶部填筑压载区；
S7、各填筑分区均完成后，在坡面播撒草籽，形成植被绿化层。
作为本发明的一种优选技术方案，所述步骤S1中，清除原状地面及以下不少于100cm，并采用土工复合材料填筑形成排水盲沟。
作为本发明的一种优选技术方案，所述步骤S2中，过渡区为充分利用包括剥表覆盖层、强风化层在内的开采弃料所填筑形成的。
作为本发明的一种优选技术方案，所述步骤S4中，石渣阻滑区的顶宽需保证抗滑稳定计算时滑动入口在阻滑区内，石渣阻滑区由性质相对较好的弃料填渣而成。
作为本发明的一种优选技术方案，所述步骤S5中，三维土工排水网层为土工合成材料，材料孔隙率及抗压强度随上覆填渣厚度调整要求，在其外裹一层土工布，且具有一定的排水坡度。
作为本发明的一种优选技术方案，所述步骤S5中，生产废渣包含砂石骨料及其他非金属矿产生产过程中产生的工程副产物及其他含水量较高的尾矿。
本发明与现有技术相比，具有以下优点及有益效果：
本发明所提供的一种大型砂石骨料加工系统生产废渣安全防护结构及施工方法，解决大型砂石骨料加工系统生产废渣快速固化堆存的问题，避免产生环境污染，为后续石粉、尾泥等工程副产物的资源化利用创造条件。通过堆渣区内布置的三维土工复合排水网层、碎石层、底部进行生产废渣的孔隙水快速排出；通过渣坑边壁布置的土工布、过渡区逐层进行生产废渣渣料的反滤，避免废渣细颗粒流失；通过布置一定厚度石渣阻滑区，维持整个生产废渣场区的整体和局部稳定；通过压载保护区进行生产废渣的顶部封闭避免水土流失，同时提供堆载荷载，加速生产废渣内孔隙水的快速排出，提高生产废渣的抗剪强度，以利于废渣的后期利用。
附图说明
图1是本发明的实施例的生产废渣防护结构布置图。
图2是本发明的实施例的生产废渣防护结构剖面图。
附图标记：1-生产废渣区；2-过渡区；3-石渣阻滑区；4-压载区；5-排水盲沟；6-碎石排水层；7-三维土工排水网层；8-土工布反滤层；9-植被绿化层。
具体实施方式
为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合具体实施例对本发明的优选实施方案进行描述，但是应当理解，附图仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；为了更好说明本实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。附图中描述位置关系仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制。
如图1至2所示，本实施例提供了一种大型砂石骨料加工系统生产废渣防护结构，包括紧贴布置且位于具有一定坡度的地基上方的过渡区2与石渣阻滑区3，且所述过渡区(2)与石渣阻滑区3的底部沿地基斜面设置排水盲沟5。其中，所述过渡区2的内部向下凹陷形成填埋生产废渣的生产废渣区1，所述生产废渣区1内在高度方向上间隔铺设有碎石排水层6和三维土工排水网层7，所述生产废渣区1的顶部铺设压载区4，在所述石渣阻滑区3与压载区4的坡面设置植被绿化层9。所述生产废渣区1的内表面铺设土工布反滤层8进行反滤。
本实施例还提供一种大型砂石骨料加工系统生产废渣防护结构的施工方法，包括如下步骤：
S1、清除原状地面，在清理过的具有一定坡度的地基上填筑排水盲沟5；
在施工前彻底清理场地上的杂物、耕植土等，清除原状地面及以下不少于100cm；排水盲沟5采用碎石、块石、片石或排水盲管等土工复合材料等形成的圆形、矩形、梯形、倒梯形等形状的排水暗沟，排水盲沟5在平面上纵横向连通。排水盲沟5成梯形断面，沿堆置区底部布置，纵坡不小于1％，本实施例的排水盲沟5优选采用块石外包反滤土工布的形式，块石采用接近的碎石、块石、片石等中风化开挖的石渣料，其抗压强度不小于30MPa，最大粒径不超过25cm，小于5mm粒径的颗粒含量不大于5％。
利用具有一定坡度的地基进行废渣填筑，可无需在废渣填筑区的上游侧另筑阻滑结构，仅需在废渣填筑区的下游侧填筑石渣阻滑区3即可，减少工程量；同时，有利于排水盲沟5顺利将积水排出。
S2、在排水盲沟5的上游侧填筑过渡区2，并在平面上将过渡区2围成封闭渣坑，形成生产废渣区1；
过渡区2由料场正式开采前剥表的覆盖层、无用的强风化料等填筑，过渡区2需充分利用开采废料，在平面上将过渡区2围成封闭渣坑，渣坑边坡一般为1:1.5，每10m高度留一级台阶。
S3、在形成的生产废渣区1内铺设土工布，形成土工布反滤层8；
在生产废渣区1内铺设无纺土工布反滤层8，土工布的规格不低于400g/cm2，等效孔径O90<0.1mm，垂直渗透系数>1*10-3cm/s。
S4、在过渡区2的下游侧填筑石渣阻滑区3；
采用砂石骨料开采爆破过程中剔除的断层、锈染节理带、断层交汇带及难以隔离分区爆破的有用料填筑石渣阻滑区3。石渣阻滑区(3)的顶宽需保证抗滑稳定计算时滑动入口在阻滑区内。石渣阻滑区3碾压后孔隙率一般不大于24％，级配良好，最大粒径100cm，小于5mm的颗粒含量不超过30％，小于0.1mm的颗粒含量不超过10％。
所述石渣阻滑区3整体向上游方向倾斜，且所述石渣阻滑区3的顶高程与压载区4的顶高程相等，这样可防止过渡区2与压载区4向下游方向滑动，维持整个生产废渣场区的整体和局部稳定。
S5、将生产过程中产生的废渣填埋至步骤S2形成的生产废渣区1内，在废渣填埋的过程中每上升一定高度，间隔铺设碎石排水层6和三维土工排水网层7；
采用自卸式汽车将生产过程中产生大量的石屑、石粉和尾泥等副产物(生产废渣)运输至渣坑，将生产废渣堆弃于先前形成的生产废渣区1内，坑内采用小型推土机进行分层平料，当生产废渣含水量较高时可采用反铲等辅助平料。当渣坑外侧过渡区、阻滑区较高时可协调施工组织设计，将过渡区、阻滑区与生产废渣协同上升，并保持外侧石渣高2m以上。
生产废渣堆弃过程中每上升3m，铺设一层级配碎石排水层6，碎石层厚20cm，最大粒径8cm。每上升6m铺设一层三维土工排水网层7，三维土工排水网层7为至少由HDPE、PVC材质构成的土工合成材料，三维土工排水网层7材料孔隙率大于85％，抗压强度大于250kPa，排水网层外裹一层土工布。排水网层平面上纵、横向间距5m。排水坡度不小于5％。
S6、在生产废渣区1顶部填筑压载区4；
在生产废渣区顶部填筑压载区4，压载区4一方面起保护作用，另一方面提供堆载压力，以利于生产废渣内的孔隙水快速排出。
S7、各填筑分区均完成后，在坡面播撒草籽，形成植被绿化层9，保持水土，将矿山及配套的堆渣区进行绿化。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明做任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化，均落入本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种大型砂石骨料加工系统生产废渣防护结构的施工方法，所述大型砂石骨料加工系统生产废渣防护结构包括紧贴布置且位于具有一定坡度的地基上方的过渡区(2)与石渣阻滑区(3)，且所述过渡区(2)与石渣阻滑区(3)的底部沿地基斜面设置排水盲沟(5)；所述过渡区(2)的内部向下凹陷形成填埋生产废渣的生产废渣区(1)，所述生产废渣区(1)内在高度方向上间隔铺设有碎石排水层(6)和三维土工排水网层(7)，所述生产废渣区(1)的顶部铺设压载区(4)，在所述石渣阻滑区(3)与压载区(4)的坡面设置植被绿化层(9)；
其特征在于，包括如下步骤：
S1、清除原状地面，在清理过的具有一定坡度的地基上填筑排水盲沟(5)；
S2、在排水盲沟(5)的上游侧填筑过渡区(2)，并在平面上将过渡区(2)围成封闭渣坑，形成生产废渣区(1)；
S3、在形成的生产废渣区(1)内铺设土工布，形成土工布反滤层(8)；
S4、在过渡区(2)的下游侧填筑石渣阻滑区(3)；
S5、将生产过程中产生的废渣填埋至步骤S2形成的生产废渣区(1)内，在废渣填埋的过程中每上升一定高度，间隔铺设碎石排水层(6)和三维土工排水网层(7)；
S6、在生产废渣区(1)顶部填筑压载区(4)；
S7、各填筑分区均完成后，在坡面播撒草籽，形成植被绿化层(9)。
2.根据权利要求1所述的一种大型砂石骨料加工系统生产废渣防护结构的施工方法，其特征在于：所述步骤S1中，清除原状地面及以下不少于100cm，并采用土工复合材料填筑形成排水盲沟(5)。
3.根据权利要求1所述的一种大型砂石骨料加工系统生产废渣防护结构的施工方法，其特征在于：所述步骤S2中，过渡区(2)为充分利用包括剥表覆盖层、强风化层在内的开采弃料所填筑形成的。
4.根据权利要求1所述的一种大型砂石骨料加工系统生产废渣防护结构的施工方法，其特征在于：所述步骤S4中，石渣阻滑区(3)的顶宽需保证抗滑稳定计算时滑动入口在阻滑区内，石渣阻滑区(3)由性质相对较好的弃料填渣而成。
5.根据权利要求1所述的一种大型砂石骨料加工系统生产废渣防护结构的施工方法，其特征在于：所述步骤S5中，三维土工排水网层(7)为土工合成材料，材料孔隙率及抗压强度随上覆填渣厚度调整要求，在其外裹一层土工布，且具有一定的排水坡度。
6.根据权利要求1所述的一种大型砂石骨料加工系统生产废渣防护结构的施工方法，其特征在于：所述步骤S5中，生产废渣包含砂石骨料及其他非金属矿产生产过程中产生的工程副产物及其他含水量较高的尾矿。
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