[發明專利]一種適用于尾礦庫的改進型混合壩

有效

• 申請號: 201410170030.7
• 申請日: 2014-04-25
• 公開（公告）號: CN103953008A
• 公開（公告）日: 2014-07-30
• 發明（設計）人: 鄧書申;張岳安;陳雯
• 申請（專利權）人: 化工部長沙設計研究院
• 主分類號: E02B7/02
• 分類號: E02B7/02
• 代理公司: 長沙星耀專利事務所 43205
• 代理人: 寧星耀;舒欣

技術領域

本發明涉及一種適用于尾礦庫的改進型混合壩。?

背景技術

目前，我國尾礦庫數量達12000余座，堆存量100多億噸。尾礦庫安全關系到下游居民生命財產的安全、土地環境的污染，特別近幾年頻發的尾礦庫安全事故，給國家帶來了較大的經濟損失，安全事故造成的人員傷亡影響社會的和諧穩定。

尾礦庫安全問題突出，安全設施投入也很大。尾礦庫建設投資在整個礦山建設投資中的比例在逐漸升高。如何在提高尾礦壩安全系數的同時盡可能的降低工程投資，成為礦山發展面臨的一個重要課題。尾礦庫的安全設施主要由初期壩、堆積壩、排洪系統、排滲系統、觀測設施等組成。其中初期壩的建設投資在整個尾礦庫建設投資的比例較高，降低初期壩的投資成為降低尾礦庫建設投資的一個關鍵部分。

在尾礦庫設計中，為了尾礦壩的后期安全，初期壩壩型一般選用透水堆石壩。透水堆石壩主要由堆石體及其上游面的反濾層、保護層構成，因透水性能好，可降低尾礦堆積壩體內的浸潤線，加快尾礦固結，有利于尾礦壩的穩定。透水堆石壩采用的筑壩石料一般為堅硬的花崗巖、正長巖、輝長巖、閃長巖、斑巖、輝綠巖、石英巖、桂質砂巖、密度大的石灰巖等，對于頁巖、泥灰巖、角礫巖等巖石則不適于筑壩。

工程實踐中，尾礦庫庫區附近往往缺少符合要求的硬巖，若使用硬巖筑壩，則筑壩成本過高，遇到這種情況，大部分將壩型改為當地材料筑壩，即軟巖筑壩或者風化料筑壩。工程中使用軟巖料的濕化特征比較明顯，實際各種軟巖料均有一個較為普遍的特點，即軟巖料對環境變化的敏感性很強，現場剛開采的各種軟巖料尚有一定的強度，但稍經風雨、日曬的影響，其強度迅速降低，顆粒加劇破碎。軟巖一般軟化系數小，即浸水飽和后強度損失較大，有時只剩下干燥狀態下的20%～30%，因此濕化變形較大。同樣，風化料筑壩時往往強度低，軟化系數小，在尾礦庫的初期壩建設實踐中，采用軟巖和風化料筑壩一般強度低，斷面大，投資高。

尾礦庫初期壩的施工過程中，為了防止洪水沖壞正在建設中的初期壩，要做施工導流；施工導流管一般選用預制鋼筋混凝土管、鋼管等，導流管施工完畢后，需要對導流管進行封堵，且封堵要有一定的強度，能夠承受尾礦堆積至終期時的尾礦荷載，封堵之后，該導流管基本上沒有任何作用。

浸潤線對初期壩體的影響表現在四個方面：a)改變壩體內的應力狀態，浸潤線以下的巖土體有效應力減小；b)降低浸潤線以下巖土體的物理力學指標；c)在浸潤線溢出部位可能產生管涌、流土等滲透破壞；d)筑壩材料為粉土、砂土時，在浸潤線較高的情況下，初期壩存在地震液化的可能性。故在工程實踐中，盡量降低壩體內的浸潤線對壩體的穩定意義重大。

尾礦庫投入運行初期，排洪系統尚未開始進水，尾礦沉積灘面沒有形成，透水堆石壩一般會出現短暫的跑渾現象，跑渾的時間取決于初期壩的高度、尾礦排放量及初期庫容量等。目前，防止初期壩跑渾的措施為在初期壩上游面底部一定高度范圍內設置粘土斜墻，設置粘土斜墻一方面會增加工程投資，另一方面會一定程度上削弱尾礦堆積壩的排滲能力。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是，提供一種投資較低、運行可靠、便于維修、功能全面的適用于尾礦庫的改進型混合壩。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：一種適用于尾礦庫的改進型混合壩，包括壩體、上游面防滲層、防滲齒槽、排水堆石棱體、上游面排水層、上游面反濾層、反濾齒槽、壩外坡防滲層、壩下反濾層、壩下排水層、排水管、集滲管、壩體與山體接觸面防滲層、壩體與山體接觸面排水層，所述上游面防滲層位于壩體與排水堆石棱體、上游面排水層之間，所述上游面防滲層的下端位于防滲齒槽中，所述防滲齒槽位于壩下排水層下方，所述上游面排水層、排水堆石棱體位于上游面防滲層與上游面反濾層之間，且排水堆石棱體位于上游面排水層的下方，所述上游面反濾層的下端位于反濾齒槽中，所述壩下反濾層位于壩體與壩下排水層之間，所述排水管位于壩下排水層中，所述排水管的進口與集滲管相連，所述排水管的出口設有閘閥，所述集滲管位于排水堆石棱體中，所述壩體與山體接觸面防滲層位于壩體、壩體與山體接觸面排水層之間。

進一步，所述壩體由風化料、軟巖料、廢石、廢渣、土料等當地材料建成。

進一步，所述上游面防滲層、壩體與山體接觸面防滲層為30cm厚砂礫石墊層-2.0mmHDPE膜-50cm厚粘土墊層，砂礫石墊層的砂礫石D=2～10mm。

進一步，所述上游面反濾層、壩下反濾層為30cm厚砂礫石墊層-400g/m²土工布-30cm厚砂礫石墊層，砂礫石墊層的砂礫石D=2～10mm。