[发明专利]一种尾矿库大口径排渗砂井结构及其施工应用方法

说明书

本发明公开了一种尾矿库大口径排渗砂井结构，包括砂井本体、气动抽提排水装置，砂井本体内固定设置土工席、第一土工布、钢筋笼、砂砾石回填层、第二土工布以及筛管，砂井孔径在800～1200mm，钢筋笼外部包裹土工席和第一土工布，起到过滤、加固作用，土工席和第一土工布间的间隙有效提升渗透率，筛管设置在砂井本体最内侧，筛管外侧包裹有第二土工布，筛管管壁与砂井壁之间设置砂砾石回填层，通过砂井本体配合气动抽提排水装置进行尾矿库的排渗。本发明尾矿库大口径排渗砂井结构，孔径大，排渗效果好，且由于采用气动抽水并采用自动化控制可以显著降低能耗与维护成本，极具实用性。本发明还提供一种上述尾矿库大口径排渗砂井的施工应用方法。

技术领域

本发明属于尾矿库排渗固结领域，具体涉及一种尾矿库大口径排渗砂井结构及施工方法。

背景技术

目前，我国共有7000余座尾矿库，其中25％左右的尾矿库在安全性得不到保障的环境下运行，影响下游设施和居民的安全。随着选厂磨矿工艺的不断提升，尾矿库排出的尾矿越来越细，加之尾矿库大多采用上游筑坝的方法，导致尾矿库易出现浸润线位置较高而超出控制要求的问题，给尾矿库的运行带来了一定的隐患。为保证尾矿库安全运行，可通过增设排渗设施来加速尾矿的排渗固结，从而提高坝体的稳定性。当前主要排渗技术主要包括盲沟排渗、管井排渗、虹吸排渗、辐射井技术。

软式透水管的盲沟排渗是在沉积滩面上预埋盲沟碎石体外包土工布，盲沟内设软式透水管，渗水通过软式透水管盲沟排至坝外排水沟。这种排渗方式初期排渗效果较好，但后期易堵塞，导致排渗失效；

管井排渗是沿尾矿堆积坝轴线方向设置渗水竖井至浸润线以下，利用水泵抽排管井内的渗水。管井由井口管、井壁管、滤水管及沉砂管段组成。由于尾矿库内容物基本为尾砂，其工况与普通土建工况显著不同，尾矿库由于是水力充填，未沉积固结，属于饱和状态，孔径大了以后，采用传统的泥浆护壁，孔壁的稳定性很难保证，采用钢套管护壁成本又过高，施工难度大，因此当前没有在在尾矿库中建设井径大于1000mm的大口径砂井。而井直径为110～250mm的砂井的由于尾矿的特殊性，集渗效果很差，现阶段尾矿库排渗技术中基本无应用或仅仅作为临时性，小规模设施使用。同时由于尾矿渗透性小，致使管井的泵水系统不能适应细水长流的要求，就要频繁启动和关闭水泵，保证渗井周围形成降水漏斗，实现降水。且每眼排渗井需单独配置抽水泵，运行时需频繁启动和关闭水泵，维护管理不便；

虹吸排渗是应用虹吸原理虹吸抽排渗水。这种排渗系统主要由水封槽、虹吸井、虹吸管路及观测井组成。水封槽主要保障虹吸系统所要求的真空度，即在启动虹吸系统后确保排水管出口一直位于相应的水位高度之下。虹吸井是该系统关键的降水设施，对成井的质量有一定的标准和要求，且受大气压影响，排渗深度一般被限制在7～8米以内，对于尾矿库排渗意义不大；

辐射井技术排渗是在堆积坝体内设置一层或多层辐射状排渗管，利用排渗管将尾矿渗水自流汇集到集水竖井内，再通过与竖井连接的导水管将渗水自流排出坝体。根据渗水流向，辐射井主要由辐射状排渗管、竖向集水井及通向坝坡的导水管组成。具有施工工期长、造价高、施工危险性高、易失效淤堵等缺点。

因此，有必要设计一种尾矿库大口径排渗砂井结构及施工方法来有效对尾矿库进行有效排渗。

发明内容

针对上述现有技术的不足，本发明提供一种尾矿库大口径排渗砂井结构及施工应用方法，该排渗砂井具有直径大、滤水器进水容易、排渗效果好、井壁不易垮塌。

具体的，本发明涉及以下技术方案：

本发明提供一种尾矿库大口径排渗砂井结构，包括砂井本体、气动抽提排水装置，所述砂井本体内固定设置土工席、第一土工布、钢筋笼、砂砾石回填层、第二土工布以及筛管，砂井孔径在800～1200mm，所述钢筋笼外部包裹土工席和第一土工布，起到过滤、加固作用，土工席和第一土工布间的间隙有效提升渗透率，所述筛管设置在砂井本体最内侧，筛管外侧包裹有第二土工布，所述筛管管壁与砂井壁之间设置砂砾石回填层，通过砂井本体配合气动抽提排水装置进行尾矿库的排渗。