CN212896303U - 一种立体网络型排渗系统及尾矿坝 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种立体网络型排渗系统及尾矿坝，其中，立体网络型排渗系统包括：立体管网，所述立体管网上设置有多个贯通所述立体管网的管壁的透水孔，所述透水孔处设置有过滤网；所述立体管网的各个端部呈封堵状态；导气组件，所述导气组件包括气泵和与所述气泵的输出端连接的导气管，所述导气管与所述立体管网连通；导水管，所述导水管的出水端通向外界，所述导水管的进水端与位于所述立体管网的底部连通。本申请的立体网络型排渗系统及尾矿坝旨在解决目前矿坝的排渗设施排渗效率低下，且使用一段时间后会因淤堵导致排渗性能下降而且难以恢复的技术问题。

Description

一种立体网络型排渗系统及尾矿坝

技术领域

本实用新型涉及尾矿坝排渗领域，尤其涉及一种立体网络型排渗系统及尾矿坝。

背景技术

尾矿库是指筑坝拦截谷口或围地构成的，用以堆存金属或非金属矿山进行矿石选别后排出尾矿或其他工业废渣的场所。

尾矿库内蓄积的水体向尾矿坝体内入渗，渗透水流在尾矿坝体下游坡或基础土层内渗出，坝体内入渗位置与渗出位置之间会存在一个渗流自由水面，在此自由水面之上的尾矿呈现非饱和状态，此自由水面之下的尾矿为饱和状态。这个自由水面称为尾矿坝的浸润面。浸润面在尾矿坝稳定计算剖面上表现为浸润线。尾矿坝坝体内的浸润线位置影响坝体的渗透稳定、抗滑稳定和地震动力稳定。浸润线位置越高，坝体稳定性越差。为有效提升坝体的稳定性，必须尽可能降低坝体的浸润线，在尾矿坝体内设置排渗设施是降低浸润线的主要措施。

常见的尾矿坝排渗设施一般可分为水平排渗和竖向排渗两种类型。水平排渗一般在尾矿堆积坝的不同高程的尾矿滩面上埋入排渗体，通过渗水收集管和导水管将渗水导出坝外；竖向排渗一般在尾矿堆积坝体上设置渗水竖井，渗水流入井内后再通过预设的机械抽排或在井底敷设的导水管自流引出坝外。

无论是水平排渗还是竖向排渗，均为在施工场地现场制作，作业效率较低。各排渗设施基本为独立的排渗单元，不能发挥协同作用以提高排渗效率。水平排渗和竖向排渗设施遇到尾矿堆积体内的较厚矿泥夹层或透镜体时排渗效果较差。当排渗设施使用时间较长后，排渗设施常出现淤堵导致排渗性能下降，且没有明显有效的方法予以恢复。

鉴于此，有必要提出一种立体网络型排渗系统及尾矿坝以解决上述问题。

实用新型内容

本实用新型的主要目的在于提供一种立体网络型排渗系统及尾矿坝，本实用新型的立体网络型排渗系统及尾矿坝旨在解决目前尾矿坝的排渗设施排渗效率低下，且使用一段时间后会因淤堵导致排渗性能下降而且难以恢复的技术问题。

为了实现上述目的，本实用新型提供一种立体网络型排渗系统，包括：

立体管网，所述立体管网上设置有多个贯通所述立体管网的管壁的透水孔，所述透水孔处设置有过滤网；所述立体管网的各个端部呈封堵状态；

导气组件，所述导气组件包括气泵和与所述气泵的输出端连接的导气管，所述导气管与所述立体管网连通；

导水管，所述导水管的出水端通向外界，所述导水管的进水端与位于所述立体管网的底部连通。

优选地，所述立体管网包括多个排渗管和多个六通管，所述排渗管的两个端部均为螺纹结构，所述六通管包括有朝向六个不同方向的连接端口，每个所述连接端口的端头均为与所述排渗管的端部配合的螺纹结构，所述六通管用于连接相邻的各个所述排渗管，以将多个所述排渗管拼接成多排、多列的立体管网结构；其中，所述排渗管的管壁上设置有多个所述透水孔。

优选地，所述立体管网还包括多个封堵帽，所述封堵帽用于封堵位于所述立体管网端部的六通管的连接端口或所述排渗管的自由端。

优选地，所述排渗管的外壁面上设置有螺旋槽，多个所述透水孔设置于所述螺旋槽内并贯穿所述排渗管的管壁。

优选地，所述过滤网为设置于所述排渗管的管壁内的至少一层不锈钢网。

优选地，所述六通管的连接端口分别朝向前、后、左、右、上、下六个方向，朝前的所述连接端口与朝后的所述连接端口均位于纵向轴线上，朝左的所述连接端口与朝右的所述连接端口均位于横向轴线上，朝上的所述连接端口与朝下的所述连接端口均位于立向轴线上。

优选地，所述纵向轴线垂直于所述立向轴线和所述横向轴线，所述立向轴线与所述横向轴线的夹角为100至105度。

优选地，所述导水管的进水端设置有多个进水支管，所述进水支管与位于所述立体管网底部的所述六通管或所述排渗管连通。

此外，本实用新型还提供一种尾矿坝，包括坝体以及如上所述的立体网络型排渗系统，所述立体管网预埋于所述坝体内，所述气泵设置于所述坝体外。

优选地，所述坝体包括初期坝和与所述初期坝连接的堆积坝，所述立体管网预埋于所述堆积坝内。

本申请的方案中，通过构建一个立体排渗网络，各个关节处的渗水孔协同发挥排渗作用，以提高排渗效率。排渗系统各组件可在工厂内标准化生产，便于控制质量，现场组装效率高。后期尾矿回采时，也可以逐段拆卸，重复利用。当排渗系统长时间使用后发生淤堵降低了排渗效果时，只需先封堵住导水管的出口端，然后用气泵向排渗系统内充气加压，有压力的气体通过透水孔排向堆积尾砂内的孔隙内，会将依附在过滤网上的细尾砂吹散，并使透水孔外的尾砂变得较为疏松，从而增大渗透性能，有效解决淤堵问题。而且，当堆积坝体内浸润线较高，仍不能满足尾矿坝稳定性要求时，可以先封堵住导水管的出水端，然后用气泵从排渗系统内抽气减压，可以起到真空预压作用，排渗管内气压降低后，尾矿孔隙内可流动的渗水就会在压力作用下流向排渗系统内。然后解除导水管的封堵，让积于管内的渗水流出即可。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述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实用新型的一些实施例，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示出的结构获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例的立体网络型排渗系统的结构示意图；

图2为本实用新型实施例的立体管网的装配示意图；

图3为本实用新型实施例的排渗管的局部结构示意图；

图4为本实用新型实施例的排渗管的横截面示意图。

本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

附图标号说明：

100-初期坝、200-堆积坝、300-浸润线；

400-立体管网、410-六通管、420-排渗管；

421-管壁、422-螺旋槽、423-透水孔、424-不锈钢网；

500-封堵帽

610-气泵、620-导气管；

700-导水管。

具体实施方式

应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

需要说明，本实用新型实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，在本实用新型中涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。

请参照附图1至附图4，尾矿坝的坝体包括初期坝100和堆积坝200，坝体内入渗位置与渗出位置之间存在一个渗流自由水面，称为尾矿坝的浸润面。浸润面在尾矿坝稳定计算剖面上表现为浸润线300。尾矿坝坝体内的浸润线300的位置影响坝体的渗透稳定、抗滑稳定和地震动力稳定。浸润线300位置越高，坝体稳定性越差。为提高排渗效率，尽可能降低坝体的浸润线300，本实用新型提供一种立体网络型排渗系统，包括：

立体管网400，立体管网400为上设置有多个贯通立体管网400的管壁的透水孔423，透水孔423处设置有过滤网；立体管网400的各个端部呈封堵状态；

导气组件，导气组件包括设置于坝体外的气泵610和与气泵610的输出端连接的导气管620，导气管620与立体管网400连通；

导水管700，导水管700的出水端通向外界，导水管700的进水端与立体管网400的底部连通。

其中，立体管网400埋设于堆积坝200内，布置有多个透水孔423来收集堆积坝200中的渗水，并由导水管700排出至外界。导水管700为封闭式管道，不设孔洞，坡向下游，坡比约2％，以将排渗系统内收集的渗水导向初期坝100下游。透水孔423处的过滤网用于防止尾矿颗粒穿入。

其中，导气管620为连接排渗网络与坝体外气泵610的连接管道。气泵610设置于坝体外，可以以一定压力抽气或充气。传统排渗装置一旦发生淤堵，会明显降低排渗效果，且没有很好的治理方法。本实用新型可通过充气加压有效解决淤堵问题，具体地：当排渗系统长时间使用后发生淤堵降低了排渗效果时，可以先封闭导水管700的出水端，然后用气泵610向排渗系统内充气加压，有压力的气体通过透水孔423排向堆积尾砂内的孔隙内，会将依附在孔隙上的细尾砂吹散，并使透水孔423外的尾砂变得较为疏松，从而增大渗透性能，有效解决淤堵问题。

此外，传统排渗装置一旦安装完毕，排渗效果基本确定，且会随着时间的推移发生淤堵，排渗效果会逐渐变差，排渗效果基本没有可以进一步提升的空间。而本实用新型可通过抽气降压进一步提升排渗效果，具体地：当堆积坝200体内浸润线300较高，仍不能满足尾矿坝稳定性要求时，可以先封堵导水管700出口，然后用气泵610从排渗系统内抽气减压，可以起到真空预压作用，排渗管420内气压降低后，尾矿孔隙内可流动的渗水就会在压力作用下流向排渗系统内。然后打开导水管700，让积于管内的渗水流出即可。

本申请的方案中，通过构建一个立体排渗网络，各个管节处的渗水孔423协同发挥排渗作用，以提高排渗效率。当排渗系统长时间使用后发生淤堵降低了排渗效果时，只需先封堵住导水管700的出口端，然后用气泵610向排渗系统内充气加压，有压力的气体通过透水孔423排向堆积尾砂内的孔隙内，会将依附的细尾砂吹散，并使孔外的尾砂变得较为疏松，从而增大渗透性能，有效解决淤堵问题。而且，当堆积坝200体内浸润线较高，仍不能满足尾矿坝稳定性要求时，可以先封堵住导水管700的出水端，然后用气泵610从排渗系统内抽气减压，可以起到真空预压作用，尾矿孔隙内可流动的渗水就会在压力作用下流向排渗系统内。然后解除导水管700的封堵，让积于管内的渗水流出即可。

进一步地，为方便搭建立体管网400，立体管网400可以包括多个六通管410和多个排渗管420，排渗管420的两个端部均为螺纹结构，六通管410包括有朝向六个不同方向的连接端口，每个连接端口的端头均为与排渗管420的端部配合的螺纹结构，六通管410用于连接相邻的各个排渗管420，以将多个排渗管420拼接成多排、多列的网络状结构；其中，排渗管420的管壁上设置有多个透水孔423。进一步地，为了方便对立体管网400的各个端部封堵，可以设置多个封堵帽500，封堵帽500用于封堵位于立体管网400端部的六通管410或排渗管420；封堵帽500可以呈瓶盖状，且封堵帽500的开口端设有内螺纹，以便于与六通管410或排渗管420配合。其中，为方便导水管700的连接，导水管700的进水端可以设置有多个进水支管，每个进水支管连通一个位于立体管网400的底层的六通管410或者排渗管420。导水管700的出水端可以通向排水沟或污水处理系统。

本实施方式中，通过各个小的排渗单元组合成一个排渗网络，协同发挥排渗作用，以提高排渗效率。排渗系统各组件可在工厂内标准化生产，便于控制质量，现场组装效率高。后期尾矿回采时，也可以逐段拆卸，重复利用。

请参见附图3和附图4，作为本实用新型的具体实施方式，排渗管420的外壁面上设置有螺旋槽422，多个透水孔423设置于螺旋槽422内并贯通排渗管420的管壁。螺旋槽422的设置便于将周围的水汇集到透水孔423内。为了防止尾矿颗粒进入透水孔423内，需要对透水孔423进行过滤。具体地，可以通过在排渗管420的管壁421内设置至少一层不锈钢网424。不锈钢网424的网隙为0.019-0.038mm。进一步地，排渗管420的管壁421可以为塑胶软管。一方便便于设置不锈钢网424，另一方面能够适应相邻六通管410之间的位置误差问题。此外，排渗管420除两端部采用圆形以便连接外，中间部分可由圆管型变为扁平型或多叶扁平型式，以增大排渗管420与尾砂接触面积，从而达到增加排渗效果的目的。

作为本实用新型的优选实施方式，六通管410的连接端口分别朝向前、后、左、右、上、下六个方向，朝前的连接端口与朝后的连接端口均位于纵向轴线上，朝左的连接端口与朝右的连接端口均位于横向轴线上，朝上的连接端口与朝下的连接端口均位于立向轴线上。其中，整个管网立向轴线一般为竖直方向，纵向轴向一般为水平方向，横向轴线平行于尾矿堆积坝外坡。本实施方式中，六通管410位于纵向轴线、横向轴线和立向轴线组成的空间坐标上。朝前的连接端口与朝后的连接端口均位于同一轴线上，朝左的连接端口与朝右的连接端口均位于同一轴线上，朝上的连接端口与朝下的连接端口均位于同一轴线上。以便于各个小的排渗单元能够无限组合成一个排渗网络。

进一步地，纵向轴线垂直于立向轴线和横向轴线，立向轴线与横向轴线的夹角为100至105度。横向轴线即立体管网400的倾斜方向，立向轴线与横向轴线的具体夹角根据尾矿堆积坝200的外坡比而定。尾矿堆积坝200的坡比约0.2-0.25，而导水管700则位于立体管网400的横向上位置较低的一侧，即下游方向，以便于排水。

此外，本实用新型还提供一种尾矿库，包括坝体以及如上的立体网络型排渗系统，坝体包括初期坝100和与初期坝100连接的堆积坝200，立体管网400预埋于堆积坝200内，气泵610设置于堆积坝200外。

本实用新型的尾矿库由于预埋有如上的立体网络型排渗系统，排渗效率高、维护起来比较方便。排渗系统各组件可在工厂内标准化生产，便于控制质量，现场组装效率高。后期尾矿回采时，也可以逐段拆卸，重复利用。当排渗系统长时间使用后发生淤堵降低了排渗效果时，只需先封堵住导水管700的出口端，然后用气泵610向排渗系统内充气加压，有压力的气体通过透水孔423排向堆积尾砂内的孔隙内，会将依附在不锈钢网424上的细尾砂吹散，并使螺旋槽422孔外的尾砂变得较为疏松，从而增大渗透性能，有效解决淤堵问题。而且，当堆积坝200体内浸润线较高，仍不能满足尾矿坝稳定性要求时，可以先封堵住导水管700的出水端，然后用气泵610从排渗系统内抽气减压，可以起到真空预压作用，排渗管420内气压降低后，尾矿孔隙内可流动的渗水就会在压力作用下流向排渗系统内。然后解除导水管700的封堵，让积于管内的渗水流出即可。

以上仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种立体网络型排渗系统，其特征在于，包括：

立体管网，所述立体管网上设置有多个贯通所述立体管网的管壁的透水孔，所述透水孔处设置有过滤网；所述立体管网的各个端部呈封堵状态；

导气组件，所述导气组件包括气泵和与所述气泵的输出端连接的导气管，所述导气管与所述立体管网连通；

导水管，所述导水管的出水端通向外界，所述导水管的进水端与位于所述立体管网的底部连通。

2.根据权利要求1所述的立体网络型排渗系统，其特征在于，所述立体管网包括多个排渗管和多个六通管，所述排渗管的两个端部均为螺纹结构，所述六通管包括有朝向六个不同方向的连接端口，每个所述连接端口的端头均为与所述排渗管的端部配合的螺纹结构，所述六通管用于连接相邻的各个所述排渗管，以将多个所述排渗管拼接成多排、多列的立体管网结构；其中，所述排渗管的管壁上设置有多个所述透水孔。

3.根据权利要求2所述的立体网络型排渗系统，其特征在于，所述立体管网还包括多个封堵帽，所述封堵帽用于封堵位于所述立体管网端部的六通管的连接端口或所述排渗管的自由端。

4.根据权利要求2所述的立体网络型排渗系统，其特征在于，所述排渗管的外壁面上设置有螺旋槽，多个所述透水孔设置于所述螺旋槽内并贯穿所述排渗管的管壁。

5.根据权利要求2所述的立体网络型排渗系统，其特征在于，所述过滤网为设置于所述排渗管的管壁内的至少一层不锈钢网。

6.根据权利要求2所述的立体网络型排渗系统，其特征在于，所述六通管的连接端口分别朝向前、后、左、右、上、下六个方向，朝前的所述连接端口与朝后的所述连接端口均位于纵向轴线上，朝左的所述连接端口与朝右的所述连接端口均位于横向轴线上，朝上的所述连接端口与朝下的所述连接端口均位于立向轴线上。

7.根据权利要求6所述的立体网络型排渗系统，其特征在于，所述纵向轴线垂直于所述立向轴线和所述横向轴线，所述立向轴线与所述横向轴线的夹角为100至105度。

8.根据权利要求2至7任意一项所述的立体网络型排渗系统，其特征在于，所述导水管的进水端设置有多个进水支管，所述进水支管与位于所述立体管网底部的所述六通管或所述排渗管连通。

9.一种尾矿坝，其特征在于，包括坝体以及如权利要求1至8任意一项所述的立体网络型排渗系统，所述立体管网预埋于所述坝体内，所述气泵设置于所述坝体外。

10.根据权利要求9所述尾矿坝，其特征在于，所述坝体包括初期坝和与所述初期坝连接的堆积坝，所述立体管网预埋于所述堆积坝内。

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