[发明专利]一种细粒尾矿加筋堆积坝智能控制立体排渗真空预压法

说明书

技术领域

本发明涉及矿山安全技术领域，具体地说是一种细粒尾矿坝通过加筋与智能控制浸润线来确保堆筑期与运行期安全稳定的方法。

背景技术

我国大多数矿山资源的品味较低，在选矿流程中排出大量的尾矿，随着矿产资源利用程度的提高，矿石的可开采品味相应降低，尾矿排出量也在增加。世界各国每年排出的选矿量约50亿吨，而我国仅2000年尾矿排放量就达到6亿吨左右。目前，我国金属矿山堆存的尾矿达到80亿吨以上，而且以每年产出8-10亿吨尾矿的速度在增加，其中，铁矿山年排尾矿6-7亿吨。我国尾矿的处置方式还是以地面堆存为主，目前统计到的尾矿库数量超过12000座，其中90%以上采用上游法堆坝。

上游法堆坝的工艺形式决定其稳定性取决于一定长度范围内沉积干滩面的颗粒组成及其固结程度（不同级别尾矿坝干滩面最小长度参见下表）。为确保并改善尾矿堆积坝的安全稳定性，就需降低坝体浸润线（不同级别尾矿坝浸润线最小埋深参见下表），加速尾矿脱水固结，因此，必须在尾矿坝内设置排渗设施。

发明内容

本发明的目的就是针对上述已有技术存在的不足，提供一种能有效降低尾矿库建设和运行成本，降低坝体内的浸润性，提高坝体稳定性和最终堆积高度的细颗粒尾矿筑坝方法。

本发明一种细粒尾矿加筋堆积坝智能控制立体排渗真空预压法，包括如下步骤：

（1）在细粒尾矿堆积坝2底面构建水平集排层4，水平集排层4由整板或条状布置的砂、卵石、砾石构成；随分层尾矿坝逐步堆高，视尾矿颗粒大小每隔一定高度铺设一层加筋6；

（2）视尾矿渗透能力高低每隔一定高度设置水平排水体7，其端部连接真空收集管8；

（3）根据尾矿坝体不同高度处浸润线12控制阀值，智能控制真空泵9的启动与关闭；

（4）根据真空排水管内水位阀值，智能控制抽水泵10的启动与关闭。

所述的库底水平集排层为水平集排层4由整板或条状布置的砂、卵石、砾石构成；

所述的整板或条状布置的砂、卵石、砾石为整板状，或间距2~5m条状布置的砂、卵石、砾石盲沟构成，也可以是间距1~3m条状布置的各种土工排水织物，还可以是间距1~3m条状布置充填砂的土工织物膜袋；

    所述的随分层尾矿坝逐步堆高，视尾矿颗粒大小每隔一定高度铺设一层加筋为视尾矿颗粒大小每隔2~5m铺设一层加筋层6，该加筋层材料可以是普通加筋型格栅，也可以是土工格室，还可以是排水加筋复合材料或加筋与排水复合体，其排水材料可以是成层砂，也可以间距1~3m条状砂沟、充填砂的土工织物膜袋、塑料排水板或排水带等；

所述的视尾矿渗透能力高低每隔一定高度设置水平排水体7为视尾矿渗透能力高低每隔2~5m高度设置水平排水体7，与加筋层6不同，水平排水体7必须具有排水功能。其排水材料可以是成层砂，也可以是间距1~3m条状砂沟、充填砂的土工织物膜袋、塑料排水板或排水带等；与加筋层6不同，水平排水体7必须在其端部连接真空收集管。

所述的视尾矿渗透能力高低每隔2~5m高度设置水平排水体7与真空收集管8构成真空系统与排水系统二合一的真空渗滤液收集系统；该系统是分层独立工作的，多层共同工作形成细粒尾矿堆积坝全高度立体排渗真空预压作用，细粒尾矿一般是尾粘土，不需真空密封系统，而如若连续两层是尾矿砂，则其中不设真空系统并不会影响其他层正常运行，如若某一层是尾矿砂，该层在水平排水体之下，则只需在其端部与尾部设置密封膜即可，该层在水平排水体之上时则需在其端部、尾部及上部密封或等待其上一层尾粘土吹填后再抽真空。

所述的根据尾矿坝体安全稳定性需要确定安全控制浸润线，根据该浸润线设置不同高度处真空渗滤液收集系统的浸润线控制阀值，智能控制真空泵9的启动与关闭，施行对浸润线与尾矿坝安全的智能控制。还可根据真空排水管8内水位阀值，智能控制抽水泵10的启动与关闭。

本发明一种细粒尾矿加筋堆积坝智能控制立体排渗真空预压法的优点是：

    （1）竖向排渗与水平集排层联合进行三向立体排渗，因水平集排层在平面上覆盖整个尾矿库，不留死角，故立体排渗真空系统能安全、快速筑坝且细粒尾矿坝体内的澄清液能彻底排出，排渗效果好。

（2）该方法三向立体排渗，一般竖向间距2~5布置一层，每层（水平面内）排水体水平间距1~3m。因竖向与横向排水通道之间距离短，水力比降大，所以降低浸润线效果明显，强度增长快速，故对尾矿坝稳定性改善力度大、效率高，对细粒尾矿堆积坝效果尤其明显，能大大增加细粒尾矿堆积坝高度。