[發(fā)明專利]利用采礦廢石降低尾礦庫壩體浸潤線的排滲系統(tǒng)及其施工方法

在審

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• 申請日: 2018-01-18
• 公開（公告）號: CN108265685A
• 公開（公告）日: 2018-07-10
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 賀桂成;戴兵;高羚翔;廖家海
• 申請（專利權(quán)）人: 南華大學(xué)
• 主分類號: E02B11/00
• 分類號: E02B11/00;E02D19/10
• 代理公司: 長沙市融智專利事務(wù)所 43114
• 代理人: 龔燕妮

本發(fā)明提供了一種利用采礦廢石降低尾礦庫壩體浸潤線的排滲系統(tǒng)及其施工方法，該排滲系統(tǒng)包括沿壩中軸線方向設(shè)置在壩體內(nèi)部的廢石柱、沿壩中軸線方向設(shè)置在壩體內(nèi)部尾砂沉積灘面的橫向排滲盲溝以及垂直于壩中軸線方向設(shè)置在壩體內(nèi)部的縱向排滲管道。本發(fā)明方案利用原本沒有經(jīng)濟(jì)價值的廢石制成廢石柱聯(lián)合橫向排滲盲溝以及縱向排滲管道，組成一個能夠自流的排滲體系。這種采礦廢石具有良好的滲透性能，可以提高尾礦壩內(nèi)滲流水的滲流速度，提升尾礦壩的抗液化能力，縮小壩體的液化區(qū)域，而且成本低廉，施工簡便，便于推廣，具有極高的商業(yè)價值；同時，通過對廢石柱規(guī)格參數(shù)以及排布方式的限定，不僅能加速尾礦砂的排水固結(jié)，還能提高尾礦庫的穩(wěn)定性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及尾礦庫壩體排滲技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種利用采礦廢石降低尾礦庫壩體浸潤線的排滲系統(tǒng)及其施工方法。

背景技術(shù)

浸潤線作為尾礦庫的生命線，對于衡量尾礦庫壩體穩(wěn)定性具有重要作用。在我國的礦山工程中，由于壩體內(nèi)部浸潤線抬高，導(dǎo)致滲透水從壩體內(nèi)部溢出，在壩面形成沼澤地，引起管涌，進(jìn)而危害壩體穩(wěn)定性的案例不在少數(shù)。自2005年以來，我國尾礦庫潰壩事故多達(dá)40余起，有學(xué)者對全世界范圍內(nèi)三千多個尾礦庫進(jìn)行了統(tǒng)計，發(fā)現(xiàn)平均每年就有2-5個尾礦庫發(fā)生潰壩。特別是被稱為迄今為止全世界最大的“9·8”尾礦庫事故給下游人民造成了極大地人員傷亡和財產(chǎn)損失。因此由于尾礦庫浸潤線過高致使壩體發(fā)生滲透破壞，引起壩體失穩(wěn)的問題不容忽視。

目前降低尾礦庫壩體內(nèi)浸潤線的方法主要有豎井、虹吸井、輕型井點(diǎn)、輻射井、垂直沙袋井、鋪設(shè)聯(lián)合排滲管道等。豎井是在尾砂堆積子壩時實(shí)施，豎井一般僅適用于較厚的礦泥夾層，且大多需要專門人員管理，且滲入井內(nèi)的水需用水泵抽吸耗費(fèi)電力，堆壩后期容易產(chǎn)生變形。虹吸井經(jīng)常發(fā)生斷流，需人工頻繁處理；輕型井點(diǎn)、輻射井需用水泵抽水，浸潤線波動頻繁，投入成本高，且在施工后期，井位往往容易發(fā)生傾斜；垂直沙袋井工程量較大，一次性投入費(fèi)用高；鋪設(shè)聯(lián)合排滲管道施工工藝較為復(fù)雜，由于以往的排滲措施大多是在筑壩過程中施工，這就增加了施工的難度。對于三相聯(lián)合排滲系統(tǒng)，由于需要用豎向排滲井將不同層位中的水導(dǎo)流出壩坡外，這就需要每層都設(shè)水平的排滲管道或排滲孔，這是整個排滲系統(tǒng)施工的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，必須嚴(yán)格控制，如果水平排滲工序的施工出現(xiàn)問題，必然會影響到最終排滲效果，嚴(yán)重時會危及壩體安全。因此聯(lián)合排滲方法僅適用于尾礦放礦紊亂，堆積壩中礦泥夾層較多，隔水層較明顯的壩體。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，本發(fā)明提出了一種利用采礦廢石降低尾礦庫壩體浸潤線的排滲系統(tǒng)及其施工方法，利用采礦過程中挖掘出來的廢石組成的廢石柱來提高壩內(nèi)滲流水的滲流速度，加速尾礦砂的排水固結(jié)，提高尾礦庫的穩(wěn)定性。

本發(fā)明提供了一種利用采礦廢石降低尾礦庫壩體浸潤線的排滲系統(tǒng)，包括：沿壩中軸線方向設(shè)置在壩體內(nèi)部的廢石柱、沿壩中軸線方向設(shè)置在壩體內(nèi)部尾砂沉積灘面的橫向排滲盲溝以及垂直于壩中軸線方向設(shè)置在壩體內(nèi)部的縱向排滲管道；

其中，橫向排滲盲溝和縱向排滲管道均與廢石柱底部相連接；

所述縱向排滲管道與橫向排滲盲溝垂直相交；

所述廢石柱包括由外向內(nèi)設(shè)置的骨架、土工布和采礦廢石，所述廢石柱直徑大于或等于所述尾礦庫初期壩壩頂寬度，廢石柱高度不低于壩內(nèi)最高水位并與壩頂平齊；

所述橫向排滲盲溝內(nèi)鋪土工布并填充廢石；

所述縱向排滲管道向壩面外側(cè)傾斜，且將與橫向排滲盲溝交匯處的縱向排滲管道一端打孔作為進(jìn)水口，縱向排滲管道另一端作為出水口，并與尾礦庫壩體排水明溝相連接。