[发明专利]一种尾矿排渗设施淤堵清除装置与方法

说明书

本发明提供一种尾矿排渗设施淤堵清除装置与方法，属于尾矿排渗设施淤堵清除技术领域。该装置包括箱体、隔水底板、排渗管、土工布反滤层、水力清淤管、清淤排水管、小型水流量计、清淤溶液盛器、抽水管和离心泵。箱体底部安装隔水底板，离心泵的吸入口连接抽水管，排出口连接水力清淤管；排渗管端部布设渗水孔，排渗管内部设有水力清淤管，水力清淤管入水一端与离心泵相连；清淤排水管的出水端布设小型水流量计；隔水底板下端布设清淤溶液盛器。该装置结构简单、使用简便，能够有效根据实际工况条件下尾矿库排渗设施的淤堵现象进行高效无损清淤。

技术领域

本发明涉及尾矿排渗设施淤堵清除技术领域，特别是指一种尾矿排渗设施淤堵清除装置与方法。

背景技术

尾矿库是金属和非金属矿山经过矿石的破碎与选别之后，用以贮存尾矿或其余工业废渣的场所。尾矿库是矿山安全生产的重要环节，也是该行业的重大危险源之一。近十几年来，由于我国矿山企业日益扩增的生产规模，尾矿排放量也随之大幅增加。国内许多矿山均采用加高尾矿坝、扩大库容的方法以延长尾矿库的服务年限，由此伴随而来的尾矿库安全问题也逐渐显露出来，其中一个重大的安全隐患就是排渗设施功能失效(如：淤堵)，导致坝体浸润线过高问题。尾矿坝内浸润线位置越高，坝体稳定性越差，地震液化的可能性越大，一旦尾矿库发生溃坝，后果不堪设想。

排渗设施是控制尾矿坝浸润线的有效手段，常见排渗设施有辐射井、虹吸井、排渗盲沟以及排渗管等，其核心思想就是在尾矿库及坝体内铺设排水通道将积水排除。实践证明，尾矿库排渗设施建成初期，导水性能良好，但由于排渗介质(尾矿)的特殊性，运行时间的延长，由于物理淤堵、化学淤堵及生物淤堵的形成，会致使排渗设施倒水能力下降，甚至导致排渗功能丧失。分析原因：一、近年来随着选矿设备与工艺的改进，(超)细颗粒尾砂含量占比逐渐增大，排渗设施在工作过程中由于(超)细颗粒穿过粗颗粒形成的孔隙进入反滤层以及反滤层经常处于非饱和渗流带、饱和与非饱和交替渗流带部位而发生淤堵的可能性增加；二、尾矿中含有较高含量的选矿药剂，相对于传统土石坝，选矿药剂的存在提高化学淤堵的可能。此外，尾矿中排至尾矿库前需进行浓密脱水处理，一方面降低尾矿库内水的排入量，另一方面浓密回水提高水资源的使用效率。但浓密过程常会使用一定量絮凝剂，絮凝剂的使用会增加(超)细颗粒带排渗系统的凝聚，使原本就含有选矿药剂的尾矿发生化学淤堵的可能性提高，进一步降低排水性能。三、尾矿中常含有一定含量的微生物(细菌)和活性矿物，微生物和化学组分的相互作用会加快活性矿物的氧化和反应产物的沉淀，形成生物(化学)淤堵，而且生物淤堵的形成，更难以清理。

目前国内对于有关排渗设施淤堵方面的研究十分匮乏，且还主要集中于水力工程中堤防减压井的优化与保护方面，对于尾矿库排渗设施淤堵的研究则是少之又少。国内在研究尾矿库排渗设施淤堵的相关工作中缺乏统一的专用标准及专业的研究手段。在国内矿山尾矿库排渗设施发生淤堵的案例逐渐增加的背景下，现有的几项研发专利仅局限于防止排渗设施产生淤堵。对于已经发生淤堵的尾矿库排渗设施，如何有效且无损地清除淤堵层，目前在装置与方法的研发上仍然处于空白阶段。因此尾矿库的排渗系统淤堵依旧是一个难以解决的难题。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种尾矿排渗设施淤堵清除装置与方法，探索出可行有效的无损清淤材料及新型渗透结构的土工布反滤层等，最终能够应用于解决实际尾矿库排渗系统的淤堵问题。

该装置包括箱体、隔水底板、排渗管、土工布反滤层、水力清淤管、清淤排水管、小型水流量计、清淤溶液盛器、抽水管和离心泵，箱体底部安装隔水底板，离心泵的吸入口连接抽水管，离心泵的排出口连接水力清淤管；排渗管端部布设渗水孔，渗水孔包裹土工布，形成土工布反滤层，排渗管内部设有水力清淤管，水力清淤管入水一端与离心泵相连；排渗管侧面引出清淤排水管，清淤排水管的出水端布设小型水流量计；隔水底板下端布设清淤溶液盛器。

其中，箱体为长方形无盖箱体，采用有机玻璃材料制成。