CN114830882B - 一种中小型坑式尾矿库闭库复垦装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种中小型坑式尾矿库闭库复垦装置及方法，装置包括：输泥软管；放泥组件，放泥组件包括放泥管、若干浮筒；若干浮筒固接在放泥管上；放泥管上开设有若干放泥孔；两组牵引组件，牵引组件包括若干卷扬机，卷扬机上安装有牵引绳。方法包括：步骤一、尾矿库分区；步骤二、将放泥组件置于分区内，并与牵引绳组装；步骤三、制备混合泥浆；步骤四、原位覆土；步骤五、将放泥组件转移至另一分区，重复步骤四至所有分区覆土完成；步骤六、拆除设备，排空尾矿库内积水。本发明应用于中小型坑式尾矿库闭库复垦，在确保中小型坑式尾矿库闭库过程和最终复垦后满足安全和环保要求的同时，实现低成本、便捷、高效的覆土。
Description
技术领域
本发明涉及尾矿库闭库复垦工程技术领域，特别是涉及一种中小型坑式尾矿库闭库复垦装置及方法。
背景技术
尾矿库是矿山的三大控制性工程之一，是矿山企业的重要生产设施，主要用于贮存金属、非金属矿山经过矿石选别后排出的尾矿或其他工业废渣的场所，是维持矿山正常生产的必要设施。已运行到设计最终标高或不再进行排尾作业的尾矿库都应进行闭库处理，闭库的内容包括尾矿库滩面的整治。滩面整治是为了防止闭库后的尾矿库滩面风化，产生扬尘造成空气污染，主要工程是在尾矿库滩面进行覆土，并且种植植被。
尾矿库类型主要包括山谷型尾矿库、傍山型尾矿库、平地型尾矿库和截河型尾矿库。通常情况下，这些尾矿库在实施闭库滩面治理过程中会首先将库内积水排出，待滩面具有一定的承载能力后，使用车辆将壤土运至库内进行滩面覆土绿化。近年来，为实现对露天矿山封场后的综合治理，考虑到露天矿坑具有较大库容优势，并且不需要人工筑坝，低成本、便捷，同时解决了土地资源的利用问题，因此利用露天矿坑作为尾矿的排放场所。
露天矿坑作为尾矿排放场所，其巨大凹陷空间的结构特点决定了坑式尾矿库区别于一般尾矿库，主要表现在坑式尾矿库没有干滩，尾水完全淹没尾矿，因此，在坑式尾矿库停止排放尾矿后，若采用常规尾矿库闭库复垦方式(即将上覆水完全抽出，然后待滩面固结具有承载力后用车辆运送壤土进行覆土绿化)进行坑式尾矿库闭库复垦，会面临如下问题：(1)闭库周期长：车辆运输覆土需滩面有一定的承载力，坑式尾矿库滩面常年被水淹没，若要达到滩面承载力满足车辆行走要求需进行排水固结，将库内水全部抽出，抽出后使滩面裸露自然风晒，该过程需要很长的年限。(2)覆土不均匀：车辆库内运输覆土容易产生挤土效应，造成滩面覆土不均，凹凸不平。(3)环境污染严重：传统尾矿库闭库方式采用车辆运送壤土，因工程量大，运输车辆完成闭库工作产生大量尾气对大气造成严重污染。(4)处置方式的安全性较差：露天矿坑坑内尾砂排水固结周期长，固结效果不能完成保证，部分区域固结效果差时采用车辆运输覆土容易发生车辆损坏、设备倾覆等问题。(5)施工组织管理困难：坑式尾矿库采用车辆覆土闭库复垦所需人员、工程车辆较多，现场施工组织管理比较困难。
为此，提出一种中小型坑式尾矿库闭库复垦装置及方法。
发明内容
本发明的目的是提供一种中小型坑式尾矿库闭库复垦装置及方法，旨在解决或改善上述技术问题中的至少之一。
为实现上述目的，本发明提供了如下方案：本发明提供一种中小型坑式尾矿库闭库复垦装置，包括：
输泥软管；
放泥组件，所述放泥组件包括放泥管、若干浮筒；所述放泥管与所述输泥软管固接，若干所述浮筒固接在所述放泥管上；所述放泥管上开设有若干放泥孔；
两组牵引组件，两组所述牵引组件相对设置，所述牵引组件包括若干间隔排列的卷扬机，相对设置的两个所述卷扬机上安装有牵引绳；
其中，所述放泥管和若干所述浮筒均置于相邻两个所述牵引绳之间，并且所述放泥管的两端分别与两个所述牵引绳可拆卸连接。
优选的，若干所述放泥孔开设在所述放泥管的底部，并且若干所述放泥孔间隔顺序排列。
优选的，所述放泥孔的孔径为1cm-3cm。
优选的，所述输泥软管与所述放泥管通过第一二通接头固定连接。
优选的，所述浮筒采用高分子量高密度合成材料。
优选的，若干所述浮筒固接在所述放泥管的两侧。
本发明还提供一种中小型坑式尾矿库闭库复垦方法，包括以下步骤：
步骤一、尾矿库分区，在尾矿库两侧分区节点安装卷扬机；
步骤二、将放泥组件置于分区内，并与牵引绳组装；
步骤三、制备混合泥浆；
步骤四、控制放泥组件在分区水面移动，原位覆土；
步骤五、将放泥组件转移至另一分区，重复步骤四至所有分区覆土完成；
步骤六、拆除设备，排空尾矿库内积水。
优选的，所述步骤一中，尾矿库分区之前，根据坑式尾矿库周边地理环境、交通运输、线路架设及距离尾矿坑远近，选择合适位置修建搅拌池和泥浆池，搅拌池与泥浆池用管道连接，泥浆池内配备泥浆泵。
优选的，所述步骤三中，将壤土、尾水、草籽在搅拌池内混合，通过连接管将混合后的泥浆注入泥浆池，再通过泥浆池内泥浆泵经输泥软管将泥浆输送至放泥组件的放泥管中。
优选的，所述步骤四中，打开分区内卷扬机开关，卷扬机控制放泥组件在水面上来回均匀移动进行原位覆土。
本发明公开了以下技术效果：
(1)本发明的放泥组件包括浮筒和放泥管，利用水的浮力使得放泥管浮于尾矿库水面上，采用卷扬机带动牵引绳收放，实现控制放泥组件在水面上来回移动，通过输泥软管将混合泥浆输送至放泥管中，并通过放泥管上开设的若干放泥孔排出，进行覆土，有效避免了现有技术中车辆覆土过程产生的挤土效应，覆土均匀，滩面平整，覆土效果更好。
(2)本发明采用原位覆土方式直接在水面上对尾矿坑滩面进行覆土，省去了前期尾矿排水固结时间，极大缩短了闭库复垦工程周期，减少了大量人力及车辆的投入，成本低，且项目工程组织管理简单。
(4)本发明通过卷扬机、牵引绳带动放泥组件进行覆土，闭库复垦全过程更加绿色、低碳，该过程更加环保。
(5)本发明省去了运输车辆在坑内覆土的过程，有效避免坑内车辆损坏、设备倾覆等事故发生。
(6)本发明全过程在湿式环境下进行，有效避免了扬尘的产生，保护环境；本发明应用于中小型坑式尾矿库闭库复垦，在确保中小型坑式尾矿库闭库过程和最终复垦后满足安全和环保要求的同时，实现低成本、便捷、高效的覆土。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明中小型坑式尾矿库闭库复垦装置及方法的结构示意图；
图2为放泥组件的结构示意图；
图3为图2中A-A的剖视图；
图4为本发明中第一二通接头的的结构示意图；
其中，1、搅拌池；2、泥浆池；3、输泥软管；4、牵引绳；5、卷扬机；6、放泥组件；7、浮筒；8、放泥管；9、第一二通接头；10、泥浆泵；11、放泥孔；12、第二二通接头。
具体实施方式
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，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。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他实施例，都属于本发明保护的范围。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
参照图1-4，本发明提供一种中小型坑式尾矿库闭库复垦装置，包括：
输泥软管3；
放泥组件6，放泥组件6包括放泥管8、若干浮筒7；放泥管8与输泥软管3固接，若干浮筒7固接在放泥管8上；放泥管8上开设有若干放泥孔11；浮筒7利用水的浮力使得放泥管8浮于尾矿库水面上；
两组牵引组件，两组牵引组件相对设置，牵引组件包括若干间隔排列的卷扬机5，相对设置的两个卷扬机5上安装有牵引绳4；通过卷扬机5、牵引绳4带动放泥组件进行覆土，闭库复垦全过程更加绿色、低碳，该过程更加环保；
其中，放泥管8和若干浮筒7均置于相邻两个牵引绳4之间，并且放泥管8的两端分别与两个牵引绳4可拆卸连接；如此设置，通过位于两侧的四个卷扬机5带动牵引绳4收放，实现控制放泥组件在水面上来回移动，通过输泥软管3将混合泥浆输送至放泥管8中，并通过放泥管8上开设的若干放泥孔11排出，进行覆土，有效避免了现有技术中车辆覆土过程产生的挤土效应，覆土均匀，滩面平整，覆土效果更好；本发明采用原位覆土方式直接在水面上对尾矿坑滩面进行覆土，省去了前期尾矿排水固结时间，极大缩短了闭库复垦工程周期，减少了大量人力及车辆的投入，成本低，且项目工程组织管理简单；省去了运输车辆在坑内覆土的过程，有效避免坑内车辆损坏、设备倾覆等事故发生；本发明全过程在湿式环境下进行，有效避免了扬尘的产生，保护环境；本发明应用于中小型坑式尾矿库闭库复垦，在确保中小型坑式尾矿库闭库过程和最终复垦后满足安全和环保要求的同时，实现低成本、便捷、高效的覆土。
进一步优化方案，若干放泥孔11开设在放泥管8的底部，并且若干放泥孔11间隔顺序排列，使得混合泥浆均匀排出，提高覆土均匀性。
进一步优化方案，放泥孔11的孔径为1cm-3cm，便于将混合泥浆排出。
进一步优化方案，输泥软管3与放泥管8通过第一二通接头9固定连接。
进一步优化方案，浮筒7采用高分子量高密度合成材料，本实施例中，浮筒7采用HMWHDPE(高分子聚乙烯)环保材料制成，提高浮筒7的使用寿命，并减少环境污染。
进一步优化方案，若干浮筒7固接在放泥管8的两侧，若干浮筒7通过钢筋骨架与放泥管8固接，位于放泥管8两侧的浮筒7数量相同，并且位置相对，使得放泥管8可以平稳地悬浮在尾矿库水面上，便于进行放泥覆土操作；
进一步优化方案，放泥管8为不锈钢管，放泥管8的长度根据尾矿库分区长度进行设定，还可以根据所需长度，将若干根放泥管8进行组装，若干根放泥管8通过第二二通接头12进行固定连接，并且保持若干根放泥管8相互连通。
进一步优化方案，牵引绳4为钢丝绳，便于与卷扬机5配合，且强度较高，可有效带动放泥组件移动，提高覆土效率。
本发明提供还一种中小型坑式尾矿库闭库复垦方法，包括以下步骤：
步骤一、尾矿库分区，在尾矿库两侧分区节点安装卷扬机5；分区宽度为8m-12m，遇到特殊情况可增加或减小尾矿坑分区宽度；
步骤二、将放泥组件6置于分区内，并与牵引绳4组装；根据分区宽度调整放泥组件6中放泥管8的长度，调整分区内四个卷扬机5的转速至同步；将输泥软管3分别与泥浆泵10和放泥管8连接，保证输泥软管3的长度满足整个尾矿坑覆土需求；
步骤三、制备混合泥浆；
步骤四、控制放泥组件6在分区水面移动，原位覆土；
步骤五、将放泥组件6转移至另一分区，重复步骤四至所有分区覆土完成；
步骤六、拆除设备，通过坑式尾矿库的排水系统排空尾矿库内积水，完成尾矿库闭库复垦。
进一步优化方案，步骤一中，尾矿库分区之前，根据坑式尾矿库周边地理环境、交通运输、线路架设及距离尾矿坑远近，选择合适位置修建搅拌池1和泥浆池2，搅拌池1与泥浆池2用管道连接，泥浆池2内配备泥浆泵10。
进一步优化方案，步骤三中，将壤土、尾水、草籽在搅拌池1内混合，通过连接管将混合后的泥浆注入泥浆池2，再通过泥浆池2内泥浆泵10经输泥软管3将泥浆输送至放泥组件6的放泥管8中。
进一步优化方案，步骤四中，打开分区内卷扬机5开关，卷扬机5控制放泥组件6在水面上来回均匀移动进行原位覆土；同时打开位于该分区的四个卷扬机5的开关，四个卷扬机5控制两根牵引绳4同步同向移动，进而带动放泥管8和浮筒7沿该分区水面均匀移动，进行原位覆土，水下覆土厚度为30cm-50cm。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“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，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。
以上所述的实施例仅是对本发明的优选方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。
Claims (9)
1.一种中小型坑式尾矿库闭库复垦装置，其特征在于，包括：
输泥软管(3)；
放泥组件(6)，所述放泥组件(6)包括放泥管(8)、若干浮筒(7)；所述放泥管(8)与所述输泥软管(3)固接，若干所述浮筒(7)固接在所述放泥管(8)上；所述放泥管(8)上开设有若干放泥孔(11)；
两组牵引组件，两组所述牵引组件相对设置，所述牵引组件包括若干间隔排列的卷扬机(5)，相对设置的两个所述卷扬机(5)上安装有牵引绳(4)；
其中，所述放泥管(8)和若干所述浮筒(7)均置于相邻两个所述牵引绳(4)之间，并且所述放泥管(8)的两端分别与两个所述牵引绳(4)可拆卸连接；
所述中小型坑式尾矿库闭库复垦装置的复垦方法，包括以下步骤：
步骤一、尾矿库分区，在尾矿库两侧分区节点安装卷扬机(5)；
步骤二、将放泥组件(6)置于分区内，并与牵引绳(4)组装；
步骤三、制备混合泥浆；
步骤四、控制放泥组件(6)在分区水面移动，原位覆土；
步骤五、将放泥组件(6)转移至另一分区，重复步骤四至所有分区覆土完成；
步骤六、拆除设备，排空尾矿库内积水。
2.根据权利要求1所述的中小型坑式尾矿库闭库复垦装置，其特征在于：若干所述放泥孔(11)开设在所述放泥管(8)的底部，并且若干所述放泥孔(11)间隔顺序排列。
3.根据权利要求1所述的中小型坑式尾矿库闭库复垦装置，其特征在于：所述放泥孔(11)的孔径为1cm-3cm。
4.根据权利要求1所述的中小型坑式尾矿库闭库复垦装置，其特征在于：所述输泥软管(3)与所述放泥管(8)通过第一二通接头(9)固定连接。
5.根据权利要求1所述的中小型坑式尾矿库闭库复垦装置，其特征在于：所述浮筒(7)采用高分子量高密度合成材料制成。
6.根据权利要求1所述的中小型坑式尾矿库闭库复垦装置，其特征在于：若干所述浮筒(7)固接在所述放泥管(8)的两侧。
7.根据权利要求1所述的中小型坑式尾矿库闭库复垦装置，其特征在于：所述步骤一中，尾矿库分区之前，根据坑式尾矿库周边地理环境、交通运输、线路架设及距离尾矿坑远近，选择合适位置修建搅拌池(1)和泥浆池(2)，搅拌池(1)与泥浆池(2)用管道连接，泥浆池(2)内配备泥浆泵(10)。
8.根据权利要求7所述的中小型坑式尾矿库闭库复垦装置，其特征在于：所述步骤三中，将壤土、尾水、草籽在搅拌池(1)内混合，通过连接管将混合后的泥浆注入泥浆池(2)，再通过泥浆池(2)内泥浆泵(10)经输泥软管(3)将泥浆输送至放泥组件(6)的放泥管(8)中。
9.根据权利要求7所述的中小型坑式尾矿库闭库复垦装置，其特征在于：所述步骤四中，打开分区内卷扬机(5)开关，卷扬机(5)控制放泥组件(6)在水面上来回均匀移动进行原位覆土。
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