[發(fā)明專利]一種一次性建壩的超細粒尾礦庫采用中線法加高擴容的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010147180.1
• 申請日: 2020-03-05
• 公開（公告）號: CN111305211B
• 公開（公告）日: 2021-07-02
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張強;胡建東;代永新;毛權(quán)生;朱學(xué)勝;張雷;李冬;吳鵬程;吳江偉
• 申請（專利權(quán)）人: 中鋼集團馬鞍山礦山研究總院股份有限公司;華唯金屬礦產(chǎn)資源高效循環(huán)利用國家工程研究中心有限公司;中鋼集團馬鞍山礦院工程勘察設(shè)計有限公司
• 主分類號: E02D7/18
• 分類號: E02D7/18;E03F3/02;E02D3/10
• 代理公司: 馬鞍山市金橋?qū)＠碛邢薰?34111
• 代理人: 常前發(fā);奚志鵬

本發(fā)明公開了一種一次性建壩的超細粒尾礦庫采用中線法加高擴容的方法，采用分級分期建設(shè)的方式進行加高擴容，先后堆筑首級加高壩體(2)、二級加高壩體(3)、三級加高壩體(4)……，在每級加高壩體的頂層施工一排相互平行并垂直于壩體軸線的該級中粗砂排滲盲溝(9)，鋪設(shè)排水連通管(7)和地下水收集管(11)，在該級中粗砂排滲盲溝(9)中埋設(shè)排滲花管(8)，每垂直間隔0.5m～1.0m高度滿鋪一層高強耐腐蝕土工格柵(6)。本發(fā)明方法加快細粒尾礦的固結(jié)，改善和提高細粒尾砂的力學(xué)強度指標(biāo)，使尾礦庫庫容得到了顯著的增加，延長了生產(chǎn)服務(wù)年限，緩解了企業(yè)生產(chǎn)尾砂排放的壓力，同時也解決了部分排土場容量不足及采礦廢石堆存的問題。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于尾礦庫工程技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一次性建壩的尾礦庫加高擴容技術(shù)，特別適合于一次性建壩且-200目(－0.074mm)含量超過82％的超細粒尾礦庫的加高擴容。

背景技術(shù)

尾礦庫是維持礦山企業(yè)正常生產(chǎn)的必要設(shè)施，對國民經(jīng)濟及礦業(yè)經(jīng)濟持續(xù)健康發(fā)展發(fā)揮著重要基礎(chǔ)作用。尾礦庫也是重大危險源之一，一旦發(fā)生事故，必然對人民的生命財產(chǎn)安全造成嚴重損害，對環(huán)境構(gòu)成嚴重威脅。特別是近年來全球氣候異常，我國極端天氣狀況頻頻出現(xiàn)，尾礦庫安全生產(chǎn)形勢依然嚴峻，次生突發(fā)環(huán)境事件仍然時有發(fā)生，尾礦庫安全、環(huán)保壓力不斷加大，加之人民群眾對尾礦庫安全、環(huán)保工作日益關(guān)注，尾礦庫運行安全已經(jīng)成為影響一些地區(qū)社會安全穩(wěn)定的重要因素之一。

目前尾礦庫安全環(huán)保形勢嚴峻，國家嚴把安全、環(huán)保準(zhǔn)入關(guān)，嚴格控制新建尾礦庫建設(shè)項目，新建四、五等尾礦庫也要求應(yīng)當(dāng)優(yōu)先采用一次性筑壩方式。對于超細粒尾礦庫，比較安全可靠的建壩方式為一次性建筑尾砂攔擋壩，但一次性建筑尾砂攔擋壩不僅占用土地面積大，建設(shè)投資也巨大，對于土地資源日益緊缺的礦山，尾礦庫的建設(shè)和運行成本在急劇上升，甚至影響到礦山的持續(xù)健康發(fā)展。

超細顆粒尾礦筑壩力學(xué)強度低，固結(jié)時間長，堆壩速度較慢。采用超細顆粒尾礦筑壩后，壩體內(nèi)的排滲不暢造成壩體內(nèi)的浸潤性過高，使尾礦長期處于飽和狀態(tài)，尾礦固結(jié)非常慢，不利于尾礦固結(jié)后強度提高，進而影響壩體的穩(wěn)定性，有發(fā)生潰壩的潛在風(fēng)險，當(dāng)前發(fā)生的很多尾礦庫災(zāi)害事故都是由于壩體內(nèi)的浸潤性過高引起的。對于 -200目含量超過80％的尾礦，一般認為不適合用尾礦直接堆壩。

而采用上游式模袋法加高一次性建壩超細粒尾礦庫，技術(shù)要求高，模袋法堆筑尾礦壩體與生產(chǎn)排放尾礦交叉，施工與管理難度大。而且上游式模袋法加高一次性建壩超細粒尾礦庫壩體加高受到限制，尾礦堆積壩壩體安全穩(wěn)定性難以有效保證，安全風(fēng)險較大。

研究表明，一次性建壩的超細粒尾礦庫壩體加高需要大量土石，利用采礦剝離廢石土進行壩體加高堆筑，變廢為寶節(jié)約筑壩成本，延長了排土場的使用年限。采用廢石土加高壩體，壩體安全穩(wěn)定性得到保證，較單純采用上游式模袋法加高尾礦庫的安全系數(shù)高。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的就是針對現(xiàn)有一次性建壩的超細粒尾礦庫的尾砂攔擋壩加高和增加庫容存在的超細顆粒尾礦筑壩力學(xué)強度低、固結(jié)時間長、堆壩速度較慢、安全風(fēng)險大、成本高等技術(shù)難題，而提供一種一次性建壩的超細粒尾礦庫采用中線法加高擴容的方法。

為實現(xiàn)本發(fā)明的上述目的，本發(fā)明通過分級分期加高建設(shè)原一次性建筑的尾砂攔擋壩，在尾砂沉積灘前鋪設(shè)土工格柵并增加盲溝排滲層，加快細粒尾礦的固結(jié)，以改善和提高細粒尾砂的力學(xué)強度指標(biāo)，增加尾礦庫壩體穩(wěn)定性的技術(shù)。

本發(fā)明一次性建壩的超細粒尾礦庫采用中線法加高擴容的方法，含有原尾砂攔擋壩、壩肩截洪溝，所述的原尾砂攔擋壩為一次性建壩且采用中線法筑壩的碾壓土石攔擋壩，采用以下技術(shù)方案進行加高擴容：

1)對現(xiàn)尾礦庫進行測量，并根據(jù)實際地形圈定尾礦庫容，編制尾礦庫庫容隨標(biāo)高增加的庫容增量表，尾砂排放增加量對應(yīng)標(biāo)高即為尾礦庫要求加高的高度；對采礦剝離廢石離散隨機取樣，并進行散體三軸力學(xué)試驗，根據(jù)采礦剝離廢石散體三軸力學(xué)試驗成果，采用穩(wěn)定性分析軟件演算出合理、經(jīng)濟、安全的尾砂攔擋壩加高的外坡坡比。