[發明專利]一種提高在役尾礦庫容量的方法及其裝置

無效

• 申請號: 201210159975.X
• 申請日: 2012-05-22
• 公開（公告）號: CN102691303A
• 公開（公告）日: 2012-09-26
• 發明（設計）人: 楊建偉;程寅;于浩;黃新
• 申請（專利權）人: 北京航空航天大學
• 主分類號: E02D17/18
• 分類號: E02D17/18
• 代理公司: 北京永創新實專利事務所 11121
• 代理人: 姜榮麗

技術領域

本發明屬于礦山采礦技術領域，涉及礦山尾礦壩堆筑技術領域，具體地說，是指一種提高在役尾礦庫容量的方法及其裝置。

背景技術

尾礦是指礦山開采出的礦石，經選礦廠選出有價值的精礦后排放的“廢渣”。尾礦的處置通常是將這些尾礦與大量的水混合制成很稀的尾礦泥漿，而后用泵通過管道輸送到指定地點存放。為存放這些流態泥漿，通常需要筑壩（稱之為尾礦壩）以阻止泥漿外泄，形成尾礦庫。流態的泥漿對壩體存在很大的水平作用力，且這種作用力隨壩高的增加成指數關系增長，因此尾礦壩的高度就會受到限制，即尾礦庫的容積會受到限制。當尾礦壩內存放的尾礦泥漿達到設計標高后就必須停止向尾礦壩內繼續注入尾礦泥漿，否則將會導致溢壩或潰壩，事實一再表明，尾礦庫一旦失事，將給工農業生產及下游人民生命財產造成巨大的災害和損失。

為了能夠保證安全和礦石開采的繼續進行，就需要重新選址，新建尾礦庫。然而由于土地資源稀缺，尾礦庫占地面積大，且新建尾礦庫投資成本高、尾礦輸送距離增加，從而使企業承受了巨額的建設、運輸費用，不利于企業發展。因此，提出一種切實有效的提升在役尾礦庫容積（庫容量）的新型方法迫在眉睫。

發明內容

本發明提出的一種提高在役尾礦庫容量的方法。該擴容后的尾礦庫分為三層結構：底層為原尾礦庫中的尾礦泥漿，在其中設置排水體系；中層為在原尾礦壩上增高壩體而擴大的庫容中新增尾礦泥漿，隨該尾礦泥漿注入，逐步設置排水通道；上層為由尾礦泥漿和固化劑混合后形成的能夠自立的固態固化尾礦土。在上層固化尾礦土以及中層、底層尾礦泥漿自重作用下，中層、底層尾礦泥漿中的水通過其中的排水體系排出，實現排水固結，由流塑態轉變成可自立的固態尾礦土，從而減小了對尾礦壩的水平推力，增大了承受豎向載荷的能力。最終達到增大尾礦庫存積尾礦的能力。

本發明提供的一種提高在役尾礦庫容量的方法，具體步驟如下：

第一步，在現有尾礦庫的原有尾礦泥表面設置工作墊層和排水系統，構筑底層，具體的構筑方法如下：

該工作墊層分為基礎層和加固層兩部分，或者只包括加固層，加固層的構筑方法是將庫區的原有尾礦泥或者新增尾礦泥漿與固化劑混合均勻，分層澆筑在基礎層或者原有尾礦泥之上，最終形成具有滿足施工作業承載能力的工作墊層；構筑好工作墊層之后，在原有尾礦泥中設置豎向排水通道，在工作墊層表面設置水平排水通道以及排水井，豎向排水通道與水平排水通道相連通，水平排水通道通向排水井中，使原有尾礦泥中的水在其自重和其上荷重作用下，通過豎向排水通道，流經水平排水通道排入排水井中并抽走，實現原有尾礦泥排水固結；

第二步，在現有尾礦壩上，新修壩體，在新修的壩體內注入新增尾礦泥，并在新增尾礦泥中設置排水系統，形成中層；

第三步，在中層的最后一層新增尾礦泥表面，鋪設工作面層，在該工作面層上設置水平排水通道和豎向排水井；

如果中層中是采用自動排水通道設置系統時，將自動排水通道設置系統中的懸浮裝置去除，并將第二步中由自動排水通道設置系統中排水材料所形成的豎向排水通道與該工作面層表面的水平排水通道相連通；當采用逐層水平排水系統時，將整個尾礦庫周邊的引水通道與水平排水通道和豎向排水井連通。從而使該層新增尾礦泥中的水，在自身荷載作用下通過豎向排水通道或者每一層的水平排水材料匯集，最終從豎向排水井排出；

在工作面層所在的尾礦庫區域四周修筑一圈壩體作為模板k，模板k高度宜與倉格a高度相同，在工作面層上靠近排水井位置構筑若干個倉格，用于儲存新排放的尾礦泥漿，將新排放的尾礦泥漿依次注滿倉格，泥漿擱置1~3天排出自由水形成粘稠尾礦泥漿，采用固化處理系統處理并形成混合泥漿輸送給攤鋪系統進行攤鋪，形成固化尾礦土，最后形成上層。

本發明的優點在于：

本發明一方面采用新型排水材料及排水布置方式，并且配合自重和上層尾礦土重力作用加速尾礦庫內的尾礦泥漿的排水固結；另一方面對后續注入的尾礦泥漿進行固化處理，分層攤鋪堆積，實現固化處理后的尾礦土自立于尾礦庫表面。兩個方面大幅減小了原有尾礦泥漿對原尾礦壩的水平作用力同時降低了尾礦壩體的浸潤線，提高了尾礦庫的安全性；并且大大減小了尾礦土體的孔隙比，增加尾礦庫的庫容，從而延長了尾礦庫的使用年限。其施工裝置操作簡單、組合靈活、運行快速，施工工藝簡潔高效。

附圖說明

圖1a為本發明的提高在役尾礦庫容量的裝置的三層結構第一種示意圖；

圖1b為本發明的提高在役尾礦庫容量的裝置的三層結構第二種示意圖；