[发明专利]利用采矿废石降低尾矿库坝体浸润线的排渗系统及其施工方法

说明书

本发明提供了一种利用采矿废石降低尾矿库坝体浸润线的排渗系统及其施工方法，该排渗系统包括沿坝中轴线方向设置在坝体内部的废石柱、沿坝中轴线方向设置在坝体内部尾砂沉积滩面的横向排渗盲沟以及垂直于坝中轴线方向设置在坝体内部的纵向排渗管道。本发明方案利用原本没有经济价值的废石制成废石柱联合横向排渗盲沟以及纵向排渗管道，组成一个能够自流的排渗体系。这种采矿废石具有良好的渗透性能，可以提高尾矿坝内渗流水的渗流速度，提升尾矿坝的抗液化能力，缩小坝体的液化区域，而且成本低廉，施工简便，便于推广，具有极高的商业价值；同时，通过对废石柱规格参数以及排布方式的限定，不仅能加速尾矿砂的排水固结，还能提高尾矿库的稳定性。

技术领域

本发明涉及尾矿库坝体排渗技术领域，尤其涉及一种利用采矿废石降低尾矿库坝体浸润线的排渗系统及其施工方法。

背景技术

浸润线作为尾矿库的生命线，对于衡量尾矿库坝体稳定性具有重要作用。在我国的矿山工程中，由于坝体内部浸润线抬高，导致渗透水从坝体内部溢出，在坝面形成沼泽地，引起管涌，进而危害坝体稳定性的案例不在少数。自2005年以来，我国尾矿库溃坝事故多达40余起，有学者对全世界范围内三千多个尾矿库进行了统计，发现平均每年就有2-5个尾矿库发生溃坝。特别是被称为迄今为止全世界最大的“9·8”尾矿库事故给下游人民造成了极大地人员伤亡和财产损失。因此由于尾矿库浸润线过高致使坝体发生渗透破坏，引起坝体失稳的问题不容忽视。

目前降低尾矿库坝体内浸润线的方法主要有竖井、虹吸井、轻型井点、辐射井、垂直沙袋井、铺设联合排渗管道等。竖井是在尾砂堆积子坝时实施，竖井一般仅适用于较厚的矿泥夹层，且大多需要专门人员管理，且渗入井内的水需用水泵抽吸耗费电力，堆坝后期容易产生变形。虹吸井经常发生断流，需人工频繁处理；轻型井点、辐射井需用水泵抽水，浸润线波动频繁，投入成本高，且在施工后期，井位往往容易发生倾斜；垂直沙袋井工程量较大，一次性投入费用高；铺设联合排渗管道施工工艺较为复杂，由于以往的排渗措施大多是在筑坝过程中施工，这就增加了施工的难度。对于三相联合排渗系统，由于需要用竖向排渗井将不同层位中的水导流出坝坡外，这就需要每层都设水平的排渗管道或排渗孔，这是整个排渗系统施工的关键环节，必须严格控制，如果水平排渗工序的施工出现问题，必然会影响到最终排渗效果，严重时会危及坝体安全。因此联合排渗方法仅适用于尾矿放矿紊乱，堆积坝中矿泥夹层较多，隔水层较明显的坝体。

发明内容

为了克服现有技术中存在的问题，本发明提出了一种利用采矿废石降低尾矿库坝体浸润线的排渗系统及其施工方法，利用采矿过程中挖掘出来的废石组成的废石柱来提高坝内渗流水的渗流速度，加速尾矿砂的排水固结，提高尾矿库的稳定性。

本发明提供了一种利用采矿废石降低尾矿库坝体浸润线的排渗系统，包括：沿坝中轴线方向设置在坝体内部的废石柱、沿坝中轴线方向设置在坝体内部尾砂沉积滩面的横向排渗盲沟以及垂直于坝中轴线方向设置在坝体内部的纵向排渗管道；

其中，横向排渗盲沟和纵向排渗管道均与废石柱底部相连接；

所述纵向排渗管道与横向排渗盲沟垂直相交；

所述废石柱包括由外向内设置的骨架、土工布和采矿废石，所述废石柱直径大于或等于所述尾矿库初期坝坝顶宽度，废石柱高度不低于坝内最高水位并与坝顶平齐；

所述横向排渗盲沟内铺土工布并填充废石；

所述纵向排渗管道向坝面外侧倾斜，且将与横向排渗盲沟交汇处的纵向排渗管道一端打孔作为进水口，纵向排渗管道另一端作为出水口，并与尾矿库坝体排水明沟相连接。