CN1232130A - 一种尾矿坝及灰渣坝的双坝安全堆筑法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种非煤矿山尾矿坝及发电厂灰渣坝的双坝安全堆筑法,其特点是以双低初期坝为初期坝,在内、外堆积坝夹置排渗层(盲管沟)轮流放矿,以内坝体为堆筑主体,外坝体堆筑为辅,外坝体排渣跟进内坝体堆坝,在内坝体外坡设置排渗水盲沟网络,此法堆积的坝体,浸润线低、稳固安全、库容大,坝体脱水、疏干、固结较快,并且有利于尾水及灰水的回收利用,外排水固体颗粒含量在200mg/t以下,有利于环境保护,初期坝建设投资小。
Description
本发明涉及物料堆放法，特别涉及一种尾矿坝及灰渣坝的双坝安全堆筑法。
如公众所知，非煤矿山尾矿坝及发电厂灰渣坝是矿山及发电厂基建的重要设施，是保证非煤矿山及发电厂正常生产的重要环节。随着非煤矿山及发电厂建设和生产规模日益增大，选矿厂排出的尾矿量及发电厂排出的灰渣量也急剧增加，随之而来的许多有关尾矿坝及灰渣坝安全和环保问题日益突出，尾矿坝及灰渣坝出险、坍塌、溃坝等恶性事故时有发生。此外，尾矿坝及灰渣坝的建筑购地、投资等居高不下，扩大库容或延长尾矿坝及灰渣坝服务年限等同题也困扰着矿山和发电厂。据不完全统计，目前尾矿坝及灰渣坝带病运行、存在隐患较多的(包括险库)占44％以上，尾矿坝及灰渣坝的稳定安全问题愈加突出。
目前，我国传统的尾矿坝及灰渣坝的筑坝方法是上游法，如附图1所示为上游法堆筑的尾矿坝及灰渣坝，先是在一山沟斜坡的下游筑一初期坝(1′)，采用当地土石堆坝，外坡比1∶2，内坡比1∶1.6，顶宽3m，而后采用自然堆积或渠槽法，人工堆积子坝形成尾矿堆积坝(2′)，外坡比1∶5，再将尾矿浆及灰浆由排放管(3′)排出，干滩长L≥70m，坡比1∶100，形成的浸润线抬高从外坡逸出，造成坝脚沼泽化(4′)，坝体内的浸润线为(5′)，在上游顶端设一排水井(8′)，上游法所筑尾矿坝及灰渣坝纵向剖面自上而下尾矿及灰渣由粗变细，直至底层有细泥夹层或冰冻层(6′)及颗粒极细的矿泥及灰浆(7′)，水由排水井(8)排出，由于尾矿及灰渣充填密度纸，坝体内有细泥层(7′)及冰冻层(6′)及浸润线抬高从而外坡有渗水逸出，极易造成渗流破坏，抗震稳定性差，但其优点为筑坝工艺简单、易于维护管理。
国外多采用下游法堆筑尾矿坝及灰渣坝，其下游法所筑的坝体构造如附图2所示，在一山沟坡面上间隔一定距离设两个初期坝(1″)、(6″)，采用堆石体，堆成坝趾排渗体(1″)，并分期分层堆筑坝体(2″)，再采用水力旋流器(3″)将矿浆及灰浆分级，粗颗粒沉积在下游面，细泥浆流入坝内侧，再将粗矿沉积，分层碾压形成(4″)，剩下的尾矿浆及灰浆(细颗粒)堆积于(5″)，初期坝(6″)采用土石堆筑，外坡比1∶2，内坡比1∶1.6，顶宽3m，底部反滤排渗层(7″)采用砂石料及土工布，使浸润线(8″)降低，水由排水井(9″)排出，下游法的优点在于尾矿及灰渣堆积坝不再建在充填密度较低的尾矿、灰渣冲积滩上，外坡的坡度可以陡些，下游面的粗尾砂及灰渣可按规定分层，压实作业，下游面底部排渗水系统可以控制和降低坝体内浸润线(8″)位置，抗震性能好。
本发明的目的就是针对，国内外两种尾矿坝及灰渣坡的筑坝方法存在的种种缺陷，而提供一种非煤矿山尾矿坝及发电厂灰渣坝的双坝安全堆筑法，此法所堆筑的坝体安全，稳定，初期坝的投资小、库容大，有利于尾水及灰水的回收利用，外排水固体颗粒含量可控制在200mg/t以下，有利于环境保护。
本发明的技术构思：
依据本发明的目的，针对国内外两种筑坝方法，即上游法存在的缺点，尾矿及灰渣充填密度低，坝内存在细泥夹层，浸润线位置较高，易造成渗流破坏，抗震稳定性差，以及下游法存在的缺点是筑坝需大量的粗尾矿及粗灰渣，如果没有足够的粗尾矿及粗灰渣保持尾矿堆积坝及灰渣坝坝顶标高超过坝内水面的升高，就要用当地土石等材料，以补充尾砂及灰渣量的不足，显然增加尾矿坝及灰渣坝的投资，此外利用水力旋流器进行尾矿及灰渣分级及采用推土机坝上碾压作业等又给生产管理带来不便，本发明针对上游法及下游法存在的缺点，提出一种非煤矿山尾矿坝及发电厂灰渣坝的双坝安全堆筑法，它是采用相距为60-120m的两座初期坝，即内外初期坝，并在内外初期坝基础上按传统堆坝方法，或宽渠槽法，多渠槽法或集中排放矿浆及灰浆，在两座初期坝上轮流交替堆坝，逐渐升高，在内坝坡增设排渗层，即用土工布包缠盲沟、盲管等，并与外初期坝相连，以期将渗滤水排出坝外，获得干燥稳定坝体。
结合附图说明本发明的内容及实施例：
图1为常用上游法堆筑的尾矿坝及灰渣坝的剖视示意图。
图2为常用的下游法堆筑的尾矿坝及灰渣坝的剖视示意图。
图3为本发明双坝安全堆筑法堆筑的坝体剖视示意图。
图4为本发明的实施例剖视示意图。
(1′)为初期坝、(2′)为尾矿堆积坝、(3′)为尾矿浆及灰浆排放管、(4′)为坝脚沼泽化(浸润线外逸)、(5′)为坝体内浸润线(抬高)、(6′)为细泥夹层或冰冻层、(7′)为颗粒极细矿泥及灰浆、(8′)为排水井(排澄清水及供水)、(1″)为坝趾排渗体、(2″)为分期分层堆筑坝体、(3″)为水力旋流器、(4″)为粗砂沉积、(5″)为尾矿浆及灰浆、(6″)为初期坝、(7″)为底部反滤排渗层、(8″)为浸润线、(9″)为排水井、(1)为外初期坝、(2)为内初期坝、(3)为内坝坡面铺设排渗水盲沟(盲管网络)、(4)为尾矿及灰渣堆积坝外坝体、(5)为尾矿及灰渣堆积坝内坝体、(6)为浸润线、(7)为轮流交替堆筑与疏干外坝体、(8)为轮流交替堆筑与疏于内坝体、(9)为外坝体底部反滤排渗层。
1、结合附图3说明尾矿坝及灰渣坝双坝安全堆筑法推筑方法：
如附图3所示，其中外初期坝(1)采用堆石坝或土石混合坝，外坡比1∶2，内坡比1∶1.5，顶宽3m。内初期坝(2)采用堆石坝或土石混合坝，外坡比1∶2，内坡比1∶1.5，顶宽3m，内坝坡面铺设排渗水盲沟(管)网络(3)，使内坝体渗流水得以渗滤外排，外坝体堆筑标高应低于内坝体，一般2～3个子坝高度或3～6m，外坝体(7)跟随内坝体(8)轮流交替放矿排渣，不断升高筑坝形成尾矿及灰渣堆积坝外坝体(4)及尾矿及灰渣堆积坝内坝体(5)，使浸润线(6)降低，继续轮流交替堆筑与疏干外坝体(7)及内坝体(8)，外坝体因排渗层而迅速得到脱水、疏干、固结，并转化为整个尾矿坝及灰渣坝坝体的永久性加固部分。
2、尾矿坝及灰渣坝双坝安全堆筑法的工艺条件：
a)按选矿厂及发电厂排出的尾矿及灰渣的性质可采用不同的堆筑子坝工艺：
对于尾矿及灰渣浆含细泥量较大，平均粒径为dcp=0.032～0.04mm，粒度-200目占80～95％，有条件的可利用水力旋流器脱泥，或采用宽渠槽法、多渠槽法堆筑子坝；对于尾矿及灰渣含泥少，粒度-200目占60～80％，可采用冲积法及池填法及人工挖砂堆筑子坝。
b)内、外坝高的确定：
内外初期坝坝高的确定，可按实际地形条件、初期尾矿及灰渣量、调洪库容、安全超高等确定，内外堆积坝坝高的确定可按尾矿及灰渣堆积坝上升的速度，内、外坝体标高相差2-3个子坝高度，及外坝体错后(低于)内坝体，或控制在3-6m范围内。
c)内外坝的坡度选取
内外堆积坝的坡度比以坝体整体稳定分析计算为准，结合现场实际条件，以1∶3～1∶3.5为宜，每期子坝堆筑高度可取1.5～2m，子坝内外坡比1∶1.5，顶宽取2.25～3m为宜。
d)内外初期坝轴线距离的确定
内外初期坝体轴线水平距离。视现场条件，可控制在60～120m。
结合附图4说明本发明的实施例：
如附图4所示，为陕西省汉阴县黄龙金矿尾矿坝，矿山采选规模300吨/天，选矿工艺为全泥氰化炭浆提金，尾矿粒度-200目占86％，采用双坝安全堆筑法；其中外初期坝(1)为堆石坝，外坡比1∶2，内坡比1∶1.5，顶宽3m，坝高14m，坝长80m；内初期坝(2)为堆石坝，外坡比1∶1.6，内坡比1∶1.2，顶宽3m，坝高20m，坝长70m，外堆积坝(3)，坡比为1∶3.5，内堆积坝(4)，坡比为1∶3.5，排渗水盲沟(盲管)网络为(5)，排水拱形函洞(6)其断面尺寸B×H=1.0×1.5m2，回水池为(7)、浸润线为(8)，该坝的安全稳定性大幅度提高，有效地控制坝体浸润线位置，外坝体排渗层疏干后无渗透水压力，抗震性能提高，由于对初期坝技术要放宽采用堆石坝坝高大幅度降低为14m，节省基建投资。
Claims (4)
1、一种尾矿坝及灰渣坝的双坝安全堆筑法，它是由两个初期坝所构成，其特征在于外初期坝(1)、和内初期坝(2)均采用堆石坝或土石混合坝，其外坡比1∶2，内坡比1∶1.5，顶宽3m，在其内坝(5)的坡面铺设排渗水盲沟(管)网络(3)，使内坝体渗流水得以渗滤外排，外坝体堆筑标高应低于内坝体，一般2～3个子坝高度或3～6m；外坝体(7)跟随内坝体(8)轮流交替放矿排渣，不断升高筑坝形成尾矿及灰渣堆积坝外坝体(4)及内坝体(5)，使浸润线(6)降低，继续轮流交替堆筑与疏干外坝体(7)及内坝体(8)，外坝体因排渗层而迅速得到脱水、疏干、固结，并转化为整个尾矿坝及灰渣坝坝体。
2、按照权利要求1所述的一种尾矿坝及灰渣坝的双坝安全堆筑法，其特征在于所说内外初期坝坝高的确定，可按实际地形条件、初期尾矿及灰渣量、调洪库容、安全超高等确定；内外堆积坝坝高的确定可按尾矿及灰渣堆积坝上升速度。内外坝体标高相差2-3个子坝高度，及外坝体错后(低于)内坝体，或控制在3-6m范围内。
3、按照权利要求1所述的一种尾矿坝及灰渣坝的双坝安全堆筑法，其特征在于所说的内、外坝的坡度选取为1∶3～1∶3.5，每期子坝堆筑高度可取1.5～2m，子坝内外坡比为1∶1.5。
4、按照权利要求1所述的一种尾矿坝及灰渣坝的双坝安全堆筑法，其特征在于所说的内、外坝轴线距离为60～120m。
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