[发明专利]一种节约清洁安全的无水尾矿库的建造方法

说明书

技术领域

本发明属矿山技术领域 

背景技术

目前国内外无类似的技术报道和实用先例；由于传统尾矿库缺少排渗设施，造成沉淀积水区的长期蓄水，蓄水使尾矿坝下部长期处于浸润饱和状态，稳定性降低；蓄水使浸润线下部的库存尾砂处于液化状态，形成泥石流物质源；遇到某些因素干扰时，易造成溃坝和泥石流灾害；本发明的目的是使尾矿浆随排放随脱水，尾矿库无水运行，坝体无浸润，尾砂无液化，尾矿水经渗滤后水质干净，能重复利用；从而实现节约、清洁和安全生产。 

发明内容

本发明在传统尾矿库的基础上，尾矿库底板增设纵向混流沟1、横向混流沟2、毛细排渗体5、横向排渗体6，尾矿库大坝增设坝坡排渗管系7、毛石混凝土挡砂坝11，尾矿库沉淀积水区增设排渗井3、排渗井管系14；纵向混流沟1的做法是：纵向混流沟在尾矿库底板开挖铺设，根据尾矿库宽度设置一条或多条，其外端通过毛石混凝土挡砂坝的底部直通坝底排水沟，其内端延深到尾矿库尾部，中间与横向混流沟、横向排渗体连接；纵向混流沟中既有砾石体渗流，又有管道径流，其纵轴线要保持顺畅的水力坡度；纵向混流沟的断面形式如附图III中的图(一)所示，断面大小和沟内铺设的无砂混凝土渗流管的规格、条数根据排水量计算确定；无砂混凝土渗流管是一种无砂(微砂)细石骨料混凝土预制管，与取水井过滤井管类似，具有透水性，强度要满足要求；纵向混流沟的砾石充填体表层要严密覆盖 透水土工布，土工布的网孔目数根据尾砂细度和排放的水质要求确定，覆盖透水土工布之上压埋少量土石固定；横向混流沟2的做法是：横向混流沟的首端通过混流沟道连接座与纵向混流沟连通，并保持适宜的水力坡度，其尾端在适当部位用砾石和土工布封闭；横向混流沟与纵向混流沟连接处的砾石充填体要严密覆盖透水土工布，防止透砂，连接方式如附图IV所示；横向混流沟主要布置在尾矿库沉淀积水区下部底板，其他部位根据排渗需要和地形相机设置；横向混流沟的断面形式和做法与纵向混流沟类似，铺设的无砂混凝土渗流管一般为一条；横向混流沟与排渗井通过排渗井底座连接，如附图V所示；横向混流沟与毛细排渗体的连接是砾石充填体连通和透水土工布覆盖连通；横向排渗体6的做法是：横向排渗体横贯尾矿库底板铺设，与纵向混流沟直交或斜交；横向排渗体在尾矿坝坝基部位必须铺设两条以上，间距不大于30米，其他部位按排渗需要选择有利低洼地势相机铺设；横向排渗体的断面形式如附图III中的图(二)所示，其宽度一般不小于5米或由排渗流量计算确定，其轴向要保持向纵向混流沟排水的适宜坡度；横向排渗体与纵向混流沟的连接方式是沟体连通、砾石填充体连通、透水土工布覆盖连通；毛细排渗体5的做法是：毛细排渗体根据底板地势随机设置，旨在补充疏导底板渗流积水，其断面形式与横向排渗体相同，只是断面较小；毛细排渗体通过砾石充填体连通和透水土工布覆盖连通的方式与横向混流沟、横向排渗体连接；排渗井3的做法是：排渗井主要布置在尾矿库的沉淀积水区域，其他部位可相机设置，它与横向混流沟、纵向混流沟联合形成尾矿水的主要疏排系统；排渗井通过四通管连接件与排渗井管系连接，如附图VI中的图(四)所示；排渗井、排渗井管系 和下述的坝坡排渗管系都是一种新型土工材料——塑胶盲排水(渗)管，它由内衬的立体塑胶网充填骨架和透水的土工布外套组合而成，各种规格管道厂家皆有现货出售；排渗井的断面规格由所需排渗量计算确定；排渗井在尾矿库积水区要保持高于积水面1～2米，由于井体是柔性的，要用简易竹竿或木柱搭设支架固定；排渗井管系14的做法是：排渗井管系用不同规格的塑胶盲排水(渗)管和四通连接件组成篦梳状排渗管系，如附图VI中的图(四)所示；排渗井管系的支管到主干管、主干管到排渗井之间要保持略倾斜排水坡度；排渗井管系上下层的间距根据沉淀积水区尾砂的渗透系数确定；坝坡排渗管系7的做法是：坝坡排渗管系用不同规格的塑胶盲排水(渗)管和四通连接件组成篦梳状排渗管系，如附图VI中的图(三)所示；坝坡排渗管系的主干管保持向坝坡微倾斜坡度，并外伸到马道排水沟；坝坡排渗管系由坝坡向内伸展的长度一般不小于30米；坝坡排渗管系在尾矿坝下部要每层马道设置一层或两层，接近最终坝顶时可不设置；毛石混凝土挡砂坝11的做法是：毛石混凝土挡砂坝横贯尾矿坝坝趾，两端直达坝肩截排水沟；毛石混凝土挡砂坝用透水的毛石混凝土建造，既可排渗，又可挡砂；上述排渗井、坝坡排渗管系、排渗井管系的建造程序是：随尾矿库抬升向上逐节加高，逐层铺设；无水尾矿库的排水排渗机理是：渗流总是向路径最短、阻力最小的无压空腔流动和汇集，本发明设置的纵向混流沟、横向混流沟、横向排渗体、毛细排渗体、排渗井、排渗井管系、坝坡排渗管系等能有效吸纳尾矿中的重力水和部分毛细水，并将汇水排出库外，使尾矿坝坝体无浸润饱和，使库中尾砂无液化，从而使尾矿库安全运行；由于尾矿水经过了渗流过滤，排出的水基本清洁，能供选矿循环利用； 本发明对尾矿库外防排水的要求是：截断隔离外部山坡和尾矿库上游的径流水源，勿使外部水体进入库区；库内降雨能够由各种排渗体系疏排。