CN217352409U - 一种湿式尾矿库闭库复垦结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种湿式尾矿库闭库复垦结构，包括尾矿库；拦挡土埂，拦挡土埂将尾矿库分为坝前粗颗粒尾矿堆积区和库内细颗粒尾矿堆积区；坝前尾矿填充物，坝前尾矿填充物填充在坝前粗颗粒尾矿堆积区顶端；库内尾矿填充物，库内尾矿填充物填充在库内细颗粒尾矿堆积区顶端；放矿管道，放矿管道设置有若干个，若干放矿管道架设在拦挡土埂顶端，放矿管道用于排放浆液以形成库内尾矿填充物；排洪系统，排洪系统位于库内细颗粒尾矿堆积区，排洪系统用于排空库内细颗粒尾矿堆积区的积水。本实用新型为企业节约闭库复垦投入的同时确保了湿式尾矿库闭库复垦施工与闭库后的尾矿库安全。

Description

一种湿式尾矿库闭库复垦结构

技术领域

本实用新型涉及尾矿库工程技术领域，特别是涉及一种湿式尾矿库闭库复垦结构。

背景技术

尾矿库是矿山生产中的重要设施，它既是一座人为形成的高位泥石流危险源，又是环境污染源，是非煤矿山的重大危险源之一，为确保安全尾矿库运行末期安全需开展闭库工作。尾矿库闭库是指尾矿库运行到设计最终标高或者不再进行排尾作业的，应当在一年内完成闭库，其安全设施完整存在并发挥作用，仍然纳入尾矿库管理，尾矿库闭库滩面整治主要内容为闭库复垦。

湿式尾矿库由于成本较低，在我国大范围采用；湿式尾矿库在闭库前的滩面状态呈现坝前尾矿颗粒粗且无积水、库区中后部尾矿颗粒细且积水的状态。湿式尾矿库库区中后部尾矿堆积体普遍呈现饱和、易触变、流塑状态，总体承载力偏低。

按国内目前的尾矿库闭库复垦方案，需采用粘性土进行回填并采用植被进行覆盖，但尾矿库库区中后部区域回填过程中往往会因挤土效应过强，造成尾矿库中后部浅地表隆起，容易超出设计复垦标高；且库尾细颗粒尾矿集中，地基承载力较为薄弱。一般认为采用机械进库进行回填，施工难度与危险性均较大。此外，对于一些大型尾矿库以及停产不久的小型尾矿库，库尾通常还存在一定面积的积水区，若将积水排出后再施工存在施工周期长、工程费用高等问题，且挤土效应强和库尾承载力薄弱等带来的安全与环保问题依旧无法解决。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供1.一种湿式尾矿库闭库复垦结构，包括尾矿库，其特征在于，包括：

拦挡土埂，所述拦挡土埂将所述尾矿库分为坝前粗颗粒尾矿堆积区和库内细颗粒尾矿堆积区；

坝前尾矿填充物，所述坝前尾矿填充物填充在所述坝前粗颗粒尾矿堆积区顶端；

库内尾矿填充物，所述库内尾矿填充物填充在所述库内细颗粒尾矿堆积区顶端；

放矿管道，所述放矿管道设置有若干个，若干所述放矿管道架设在所述拦挡土埂顶端，所述放矿管道用于排放浆液以形成所述库内尾矿填充物；

排洪系统，所述排洪系统位于所述库内细颗粒尾矿堆积区，所述排洪系统用于排出所述库内细颗粒尾矿堆积区的积水。

优选的，所述拦挡土埂的断面为梯形，所述拦挡土埂的高度为 1.0-2.0m，所述拦挡土埂的顶宽为2.0-4.0m，所述拦挡土埂的底宽为3.0-6.0m。

优选的，所述坝前尾矿填充物包括粘土防渗阻隔层、近地表壤土复垦层和表层绿化层，所述粘土防渗阻隔层填充在所述坝前粗颗粒尾矿堆积区的顶端，所述近地表壤土复垦层填充在所述粘土防渗阻隔层顶端，所述表层绿化层填充在所述近地表壤土复垦层顶端。

优选的，所述粘土防渗阻隔层的厚度为30.0-50.0cm，所述近地表壤土复垦层的厚度为30.0-50.0cm。

优选的，所述库内尾矿填充物包括粘土浆防渗阻隔层、壤土浆复垦层和壤土草籽浆复垦层，所述粘土浆防渗阻隔层填充在所述库内细颗粒尾矿堆积区顶端，所述壤土浆复垦层填充在所述粘土浆防渗阻隔层顶端，所述壤土草籽浆复垦层填充在所述壤土浆复垦层顶端。

优选的，所述粘土浆防渗阻隔层的厚度为30.0-50.0cm，所述壤土浆复垦层的厚度为20.0-30.0cm，所述壤土草籽浆复垦层的厚度为 10.0-20.0cm。

优选的，所述放矿管道为PVC管，相邻两所述放矿管道之间的间隔为10.0-50.0m，所述放矿管道向所述库内细颗粒尾矿堆积区延伸 5.0-10.0m。

优选的，所述排洪系统为排水井、排水涵管或排水涵洞。

本实用新型公开了以下技术效果：

1、本实用新型复垦完成后通过尾矿库原有排洪系统即可进行外排，无需新增排洪系统，对尾矿库安全有利，同时无需对库尾积水进行抽排，避免了水泵抽水等工序，在节约能源的同时较大程度地缩短闭库工程施工工期。

2、本实用新型解决了库内细颗粒尾矿堆积区通常采用块石或填土进行回填，因库尾细粒尾矿堆积体普遍呈现饱和、易触变、流塑状态，承载力较低，回填过程中回填块石或填土沉降极大，故需要大量的土石方，增加了施工材料成本的问题，同时采用放矿管道进行放矿，降低了转运大量土石方带来的运输成本，使库内细颗粒尾矿堆积区的闭库复垦成本大大降低。

3、本实用新型库内细颗粒尾矿堆积区复垦主要依靠库内尾矿填充物的自然沉积，复垦层形成后排出积水自然晾晒，避免了挤土效应带来的不利影响，解决了传统复垦对尾矿库库内细颗粒尾矿堆存区进行闭库复垦时，通常为机械回填会产生极大的挤土效应容易超出设计复垦标高和会有孔隙水排出，影响施工过程的人员和机械安全的问题。

4、本实用新型在库内细颗粒尾矿堆积区采用放矿的方法进行复垦，可根据实际需要灵活调整入库浆液的量，同时因排放浆液导致库尾积水水面上升时，可通过库尾排洪系统排出积水，排出的积水可用于复垦浆液的制作，积水的循环利用，降低了对周边水体污染的可能。

5、本实用新型通过在坝前粗颗粒尾矿堆积区和库内细颗粒尾矿堆积区之间设置拦挡土埂，闭库复垦完成后可以将拦挡土埂予以保留，拦挡土埂在库内形成了安全超高区，对尾矿库闭库后的调洪安全有利，解决了闭库后的尾矿库可能因时间长，滩面坡度变缓导致的调洪库容不足的问题。

6、本实用新型的主要工程均在尾矿库库内进行，尾矿库原有进库道路即可满足坝前粗颗粒尾矿复垦运输的需要，总体对周边环境影响小，且库内细颗粒尾矿复垦无需进行车辆运输，行车安全隐患小。

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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为一种湿式尾矿库闭库复垦结构的结构示意图；

图2为一种湿式尾矿库闭库复垦结构的结构示意图的爆炸图；

图3为旋转机构的结构示意图；

图4为承载机构和定位机构的连接示意图；

图5为分布式定位部的结构示意图；

其中，1、坝前尾矿填充物；2、拦挡土埂；3、放矿管道；4、库内尾矿填充物；5、粘土防渗阻隔层；6、近地表壤土复垦层；7、表层绿化层；8、粘土浆防渗阻隔层；9、壤土浆复垦层；10、壤土草籽浆复垦层。

具体实施方式

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，都属于本实用新型保护的范围。

为使本实用新型的上述目的、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法对本实用新型作进一步详细的说明。

参照图1-5，本实用新型提供一种湿式尾矿库闭库复垦结构，包括尾矿库，包括：

拦挡土埂2，拦挡土埂2将尾矿库分为坝前粗颗粒尾矿堆积区和库内细颗粒尾矿堆积区；

在坝前粗颗粒尾矿堆积区和库内细颗粒尾矿堆积区之间设置了拦挡土埂2，闭库复垦完成后可以将拦挡土埂2予以保留，拦挡土埂 2在库内形成了安全超高区，对尾矿库闭库后的调洪安全有利，解决了闭库后的尾矿库可能因时间长，滩面坡度变缓导致的调洪库容不足的问题。

坝前尾矿填充物1，坝前尾矿填充物1填充在坝前粗颗粒尾矿堆积区顶端；

库内尾矿填充物4，库内尾矿填充物4填充在库内细颗粒尾矿堆积区顶端；

放矿管道3，放矿管道3设置有若干个，若干放矿管道3架设在拦挡土埂2顶端，放矿管道3用于排放浆液以形成库内尾矿填充物4；

排洪系统，排洪系统位于库内细颗粒尾矿堆积区，排洪系统用于排出库内细颗粒尾矿堆积区的积水。

进一步的，排洪系统为原有的排洪系统，无需新增排洪系统，对尾矿库安全有利。

进一步的，坝前粗颗粒尾矿堆积区位于尾矿库的坝体和拦挡土埂 2之间。

进一步的，尾矿库的坝体与拦挡土埂2之间的距离大于尾矿库最小干滩长度。

进一步的，库内细颗粒尾矿堆积区的平均粒径dp≤0.03mm，-19 μm的颗粒含量大于50％，+74μm的颗粒含量小于10％，总体承载力低。

进一步的，拦挡土埂2的断面为梯形，拦挡土埂2的高度为 1.0-2.0m，拦挡土埂2的顶宽为2.0-4.0m，拦挡土埂2的底宽为 3.0-6.0m。

进一步的，拦挡土埂2的高度为库内复垦层最大要求厚度，拦挡土埂2采用粘性土堆筑而成，粘性土的塑性指数大于17，可根据承载力需求添加采矿废石。

进一步的，坝前尾矿填充物1包括粘土防渗阻隔层5、近地表壤土复垦层6和表层绿化层7，粘土防渗阻隔层5填充在坝前粗颗粒尾矿堆积区的顶端，近地表壤土复垦层6填充在粘土防渗阻隔层5顶端，表层绿化层7填充在近地表壤土复垦层6顶端。

进一步的，粘土防渗阻隔层5的厚度为30.0-50.0cm，近地表壤土复垦层6的厚度为30.0-50.0cm。

进一步的，坝前尾矿填充物1从尾矿库的坝体向拦挡土埂2倾斜设置，坝前尾矿填充物1的坡度为1％-3％。

进一步的，库内尾矿填充物4包括粘土浆防渗阻隔层8、壤土浆复垦层9和壤土草籽浆复垦层10，粘土浆防渗阻隔层8填充在库内细颗粒尾矿堆积区顶端，壤土浆复垦层9填充在粘土浆防渗阻隔层8 顶端，壤土草籽浆复垦层10填充在壤土浆复垦层9顶端。

进一步的，粘土浆防渗阻隔层8的厚度为30.0-50.0cm，壤土浆复垦层9的厚度为20.0-30.0cm，壤土草籽浆复垦层10的厚度为10.0-20.0cm。

进一步的，为了使积水能够排空，库内尾矿填充物4从拦挡土埂 2向排洪系统倾斜设置。

进一步的，放矿管道3为PVC管，相邻两放矿管道3之间的间隔为10.0-50.0m，放矿管道3向库内细颗粒尾矿堆积区延伸5.0-10.0m。

进一步的，放矿管道3的外径为150.0-500.0mm，壁厚为 3.0-10.0mm。

进一步的，排洪系统为排水井、排水涵管或排水涵洞。

本实用新型的施工方法：

步骤一、确定拦挡土埂2的位置，并修筑拦挡土埂2；

步骤二、在坝前粗颗粒尾矿堆积区回填坝前尾矿填充物1，完成坝前粗颗粒尾矿堆积区闭库复垦；

步骤三、在拦挡土埂2上架设放矿管道3，并通过放矿管道3向库内细颗粒尾矿堆积区回填库内尾矿填充物4，完成库内细颗粒尾矿堆积区闭矿复垦；

本实用新型采用湿式尾矿库闭库复垦，解决了库尾复垦回填对土石方量的要求高的问题，采用放矿管道3进行放矿，同时采用放矿设备进行放矿，降低了转运大量土石方带来的运输成本，使尾矿库细粒尾矿堆存区域的闭库复垦成本大大降低。

库内细颗粒尾矿堆积区复垦主要依靠库内尾矿填充物4的自然沉积，复垦层形成后排出积水自然晾晒，避免了挤土效应带来的不利影响，解决了传统复垦对尾矿库库内细颗粒尾矿堆存区进行闭库复垦时，通常为机械回填会产生极大的挤土效应容易超出设计复垦标高和会有孔隙水排出，影响施工过程的人员和机械安全的问题。

步骤四、通过排洪系统将库内细颗粒尾矿堆积区的积水排空，并对库内细颗粒尾矿堆积区的低洼处进行补浆，完成湿式尾矿库闭库复垦。

排洪系统为尾矿库原有的，采用本实用新型无需对库尾积水进行抽排，复垦完成后通过尾矿库原有的排洪系统即可进行外排，避免了水泵抽水等工序，在节约能源的同时较大程度地缩短闭库工程施工工期。

进一步的，在施工过程中主要工程均在尾矿库库内进行，尾矿库原有进库道路即可满足坝前粗颗粒尾矿复垦运输的需要，总体对周边环境影响小，且库内细颗粒尾矿复垦无需进行车辆运输，行车安全隐患小。

进一步的，步骤一中确定拦挡土埂2位置的方法为，对尾矿库进行测量并结合尾矿库的物理力学特性指标确定拦挡土埂2的位置。

进一步的，对尾矿库进行测量时，确定尾矿库容、坝高、尾矿库等别及尾矿库最小干滩长度；

对库内尾矿进行布点勘察、取样和试验，确定尾矿库的物理力学特性指标；

根据尾矿库的物理力学特性指标，结合尾矿库等别明确尾矿库最小干滩长度要求，确定拦挡土埂2堆筑的位置。

进一步的，步骤二中坝前尾矿填充物1的回填方法为，首先用粘性土在坝前粗颗粒尾矿堆积区表面进行回填形成粘土防渗阻隔层5，之后在粘性土上方回填壤土形成近地表壤土复垦层6，最后在壤土表面播撒草籽形成表层绿化层7。

进一步的，在粘性土回填过程中按照1％～3％的坡度从尾矿库的坝体向拦挡土埂2倾斜，回填厚度为30.0-50.0cm，粘性土回填完成后用壤土进行顺坡回填，回填厚度为30.0-50.0cm，且靠近拦挡土埂 2的一侧壤土回填至与拦挡土埂2平齐。

进一步的，步骤三中库内尾矿填充物4的回填方法为，首先通过放矿管道3向库内细颗粒尾矿堆积区排放粘性土浆液，待粘性土浆液稳定后通过放矿管道3排放壤土浆液，待壤土浆液稳定后通过放矿管道3排放壤土草籽混合浆液。

进一步的，为了保障回填额均匀性，若干放矿管道3依次交替排放，如图1所示，排放顺序为①③⑤⑦—②④⑥⑧—①③⑤⑦……循环排放，交替排放时间间隔根据现场排放量确定。

进一步的，排放过程中控制各个阶段浆液浓度，保证浆液能够扩散至排洪系统，排放量根据浆液的浓度与库内细颗粒尾矿堆积区的面积估算，保证最终沉降后在库内细颗粒尾矿堆积区表面能够形成厚度为30.0-50.0cm的粘土浆防渗阻隔层8，在粘土浆防渗阻隔层8上方形成厚度为20.0-30.0cm的壤土浆复垦层9，在壤土浆复垦层9上方形成厚度为10.0-20.0cm的壤土草籽浆复垦层10。

进一步的，通过放矿管道3排放浆液时，利用尾矿库原有的排洪系统进行排洪，浆液排放过程中为确保浆液扩散范围与沉降后的均匀程度，控制库尾水深为0.5～1.5m。

进一步的，步骤四中排空积水的方法为，将排洪系统拆除至与壤土草籽浆复垦层10相同的标高，再通过排洪系统将积水排空。

进一步的，步骤四中补浆的方法为，利用直径为10.0-20.0cm的软管对低洼处直接二次输送壤土草籽浆液，输送过程中降低流速，减小冲刷，确保无明显低洼处后完成补浆。

在本实用新型的描述中，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实用新型，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实用新型的限制。

以上所述的实施例仅是对本实用新型的优选方法进行描述，并非对本实用新型的范围进行限定，在不脱离本实用新型设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本实用新型的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本实用新型权利要求书确定的保护范围内。

Claims (8)

1.一种湿式尾矿库闭库复垦结构，包括尾矿库，其特征在于，包括：

拦挡土埂(2)，所述拦挡土埂(2)将所述尾矿库分为坝前粗颗粒尾矿堆积区和库内细颗粒尾矿堆积区；

坝前尾矿填充物(1)，所述坝前尾矿填充物(1)填充在所述坝前粗颗粒尾矿堆积区顶端；

库内尾矿填充物(4)，所述库内尾矿填充物(4)填充在所述库内细颗粒尾矿堆积区顶端；

放矿管道(3)，所述放矿管道(3)设置有若干个，若干所述放矿管道(3)架设在所述拦挡土埂(2)顶端，所述放矿管道(3)用于排放浆液以形成所述库内尾矿填充物(4)；

排洪系统，所述排洪系统位于所述库内细颗粒尾矿堆积区，所述排洪系统用于排出所述库内细颗粒尾矿堆积区的积水。

2.根据权利要求1所述的一种湿式尾矿库闭库复垦结构，其特征在于：所述拦挡土埂(2)的断面为梯形，所述拦挡土埂(2)的高度为1.0-2.0m，所述拦挡土埂(2)的顶宽为2.0-4.0m，所述拦挡土埂(2)的底宽为3.0-6.0m。

3.根据权利要求1所述的一种湿式尾矿库闭库复垦结构，其特征在于：所述坝前尾矿填充物(1)包括粘土防渗阻隔层(5)、近地表壤土复垦层(6)和表层绿化层(7)，所述粘土防渗阻隔层(5)填充在所述坝前粗颗粒尾矿堆积区的顶端，所述近地表壤土复垦层(6)填充在所述粘土防渗阻隔层(5)顶端，所述表层绿化层(7)填充在所述近地表壤土复垦层(6)顶端。

4.根据权利要求3所述的一种湿式尾矿库闭库复垦结构，其特征在于：所述粘土防渗阻隔层(5)的厚度为30.0-50.0cm，所述近地表壤土复垦层(6)的厚度为30.0-50.0cm。

5.根据权利要求1所述的一种湿式尾矿库闭库复垦结构，其特征在于：所述库内尾矿填充物(4)包括粘土浆防渗阻隔层(8)、壤土浆复垦层(9)和壤土草籽浆复垦层(10)，所述粘土浆防渗阻隔层(8)填充在所述库内细颗粒尾矿堆积区顶端，所述壤土浆复垦层(9)填充在所述粘土浆防渗阻隔层(8)顶端，所述壤土草籽浆复垦层(10)填充在所述壤土浆复垦层(9)顶端。

6.根据权利要求5所述的一种湿式尾矿库闭库复垦结构，其特征在于：所述粘土浆防渗阻隔层(8)的厚度为30.0-50.0cm，所述壤土浆复垦层(9)的厚度为20.0-30.0cm，所述壤土草籽浆复垦层(10)的厚度为10.0-20.0cm。

7.根据权利要求1所述的一种湿式尾矿库闭库复垦结构，其特征在于：所述放矿管道(3)为PVC管，相邻两所述放矿管道(3)之间的间隔为10.0-50.0m，所述放矿管道(3)向所述库内细颗粒尾矿堆积区延伸5.0-10.0m。

8.根据权利要求1所述的一种湿式尾矿库闭库复垦结构，其特征在于：所述排洪系统为排水井、排水涵管或排水涵洞。

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