[发明专利]一种尾矿库底部排渗和顶部排洪相结合的系统

说明书

本发明公开了一种尾矿库底部排渗和顶部排洪相结合的系统，系统包括：排渗系统、排洪系统、导排系统和控制系统。排渗系统采用水平排渗与竖直排渗相结合的一个系统，水平排渗装置的排渗管道设计成S型管道，增加了有效排渗面积，竖直排渗管道与水平排渗管道相交，孔隙水可依靠重力自由落入导排系统中，在排渗系统中增设了真空泵，增加了整体系统的排渗率以及减轻系统淤堵。排洪系统为全自动一体化排洪，根据尾矿库所在地区具体情况以及降雨量进行分级，当降雨量达到一定程度时，测压仪测得水压达到启动的降雨量阈值区间时，自动启动对应级别排洪系统。排渗系统的孔隙水和排洪系统的雨雪水均通过主导排系统排出坝体外部。

技术领域

本发明涉及一种尾矿库或土质边坡的排渗排洪系统，具体涉及一种尾矿库底部排渗和顶部排洪相结合的系统，属于采矿工程及矿山岩土工程技术领域。

背景技术

尾矿库作为矿山的三大基础工程之一，也是金属非金属矿山的重大危险源，在世界93种事故、公害的隐患中，尾矿库事故名列第18位。我国每年排放尾矿量超过10亿t，有尾矿库1.2万余座，绝大部分为上游式筑坝法形成的尾矿库，由于上游式筑坝法形成的尾矿库存在子坝地基不均匀、排渗系统易淤堵、坝内浸润线高和坝坡地震动力稳定性差等特点，加之于经济技术与管理原因，尾矿库安全形势严峻。统计表明排水不良、浸润面高是尾矿坝事故主要原因之一。

排洪设施是矿山尾矿库的重要构筑物之一，降落在尾矿库汇水面积内的雨雪水和尾矿澄清水大都通过它，随后经过排水涵管(排水斜槽)或隧洞等构筑物排出库外，以确保尾矿坝不致被洪水漫顶并使尾矿澄清水返回选矿厂重复使用。排洪设施常用的基本型式有排水井－排水涵管(隧洞)、排水斜槽－排水涵管和溢洪道等型式，其型式根据排水量大小、地形地质条件、使用要求以及施工条件等因素来选择。

排渗设施也是其重要组成部分，其功能是：加快坝前尾矿排水固结，降低坝体(初期坝+堆积坝)的浸润线，提高坝体强度，增强坝体的稳定性，提高尾矿库的安全度。如果尾矿库的排渗措施不力，排渗效果不好，会造成坝体浸润线升高，坝体压力过大，坝体极易产生渗透破坏，引起坝体的失稳。因此，通常认为控制浸润线就是尾矿坝的“生命线”。当前尾矿库通常采用的排渗设施为排渗褥垫(碎石或土工席垫)、排渗管(或盲沟)及排渗井等型式的水平和垂直排渗系统，一般由集渗设施和导渗设施组成。集渗设施主要采用砂砾石反滤料、打孔排渗管或复合土工材料组成，导渗设施一般采用DN100～DN300的HDPE管。

但是目前所存在的排渗和排洪系统大多采用分开布置，排渗系统与排洪系统两套系统，相互逐渐没有联系，不能更好地发挥作用，排渗管采用传统材质HDPE使用寿命并不长且一旦排渗系统发生淤堵或者管道损坏，无法有效修复，只能新增一套系统，浪费人力物力。

发明内容

针对上述现有技术存在的问题及不足，本发明提供一种底部排渗与排洪设施相结合的系统。本装置能够用于尾矿库岩质边坡、或排土场等，本发明通过以下技术方案实现。

一种尾矿库底部排渗和顶部排洪相结合的系统，包括排渗系统、排洪系统、导排系统和控制系统，所述排渗系统与排洪系统连通，所述排洪系统与导排系统相连，通过控制系统实现排渗系统和排洪系统的自动启闭；

所述排渗系统包括位于堆积坝内沿水平方向呈S形排布的水平排渗管，所述水平排渗管的管道内部设有竖直排渗管，流入竖直排渗管的孔隙水以及靠自重流入水平排渗管的孔隙水均通过水平排渗管进入排洪系统中；

所述排洪系统包括依据不同降水量区间划分的多级排洪系统，每级排洪系统中设有两根竖直的排洪管，两根排洪管分别位于S形的水平排渗管的两端转弯处并与水平排渗管相通，水平排渗管和相连的排洪管之间设有真空泵；排洪管上设有测压仪用于监测降水后管道内的水压，排洪管的上端伸出至堆积坝外，排洪管的顶端设有抽水泵，根据监测到的水压对应至降水量区间并自动启动相应级别的排洪系统，通过排洪系统中的抽水泵使降水通过排洪管进入导排系统排至坝体外；

所述导排系统包括主导排管，排洪系统中排洪管的底部与主导排管连通；