[发明专利]被动式尾矿压实机

权利要求书

1.要求专有财产特权的本发明的实施方案我申请：

一种系统，所述系统通过在沉积物物料中形成随着池或沉积物高度增加而持续向上延伸的竖向排水路径的网络，并经由具有相对较高的水力传导率的排水路径将地表或上清液池连接到所有沉积物层位，来促进从被主动地沉积在容纳设施(尾矿储存设施)中的细颗粒沉积物中持续释放被捕集的间隙水。本发明允许在设施的持续操作期间实现沉积物固结和脱水的益处。所述系统包括三个主要部件：浮选设备、锚固质量件和连接前述两个部件的排水导管。随着沉积物和/或水的深度增加，所述系统被动地向上延伸。提供每个部件及其用途的描述：

a.锚固质量件：高比重的重物，所述重物为所述系统提供锚固，从而将所述排水导管的基部在三个纬度上固定在适当的位置。该重物可以是沉重的并且形状尖锐，以穿透操作设施中现有的软的或未固结的沉积物，从而促进将排水系统延伸到先前沉积的沉积物中。所述重物也可以是较轻的并且成形为提供较大的横截面积，以防止被拉动穿过细小沉积物，从而用较少的锚固材料有效地锚固所述系统。

b.浮选设备：用于下述的设备：第一，允许被动式尾矿压实机系统进行被动的竖向延伸，第二，用于使所述系统竖向定向，以及第三，用于储存所述系统将来竖向延伸所需的排水导管。保持锚固至浮选设备的可能的最短距离是所述浮选设备的重要功能，因为其允许将这些被动式尾矿压实机系统的密集网络紧密地放置在一起而不会缠结。所述浮选设备的形状和设计规格将与Rovner在1970年5月7日被授予专利的专利号为3,653,085的美国专利中所描述的用于钓鱼和航行的标记浮标相似。具体的功能和特征包括：

i.所述浮选设备基本上是卷轴，其形状被构造为引起较高的相对浮力(通过形成中空的气袋)，或者是固有地在水和/或矿物沉积物中具有浮力的材料构造。要求所述浮选设备在水中、在持续暴露于阳光下以及在长时间(数年)内可能在恶劣而独特的化学环境中具有较高的化学稳定性。可以针对每个独特的环境修改该部件的材料和大小。

ii.所述浮选设备用作绕其中心轴线的卷轴。排水导管缠绕在该卷轴上，用于在被采用之前进行储存。

由于所述设备较高的相对浮力(与水或矿物沉积物相比)引起向上移动，并且由于由所述锚固部件和所连接的排水导管对所述设备产生的旋转力，所述浮选设备围绕该轴线旋转，从而产生围绕所述卷轴的轴线的扭矩。以这种方式，所述排水导管随着沉积物或水位的上升而向上延伸，通过继续沉积，高度增加并且所述浮选设备围绕其中心轴线旋转，从而释放出更多的排水导管，

iii.所述浮选设备在垂直于旋转轴线的尺寸上是圆形且光滑的，以便减小可能抵抗所述设备围绕其中心轴线旋转的摩擦力。这允许所述浮选设备在位于水或高摩擦性矿物沉积物/泥浆上时更容易旋转，从而确保所述排水导管的有效延伸，

iv.浮力设备由具有高比重的两个固定的质量件不对称地加重，以确保仅由于水或沉积物高度增加而不由于表面力诸如风而发生所述排水系统的延伸。所述浮选设备具有被附接为尽可能远离旋转质心的密集质量件。所述质量件能够被铸造到所述浮选设备的主体中，或使用其他方式诸如铆钉或螺栓连接到所述浮选设备的主体。该质量件产生围绕所述旋转轴线的力矩臂或扭矩，所述力矩臂或扭矩用于抵抗所述浮选设备从其静止位置开始的旋转，在所述静止位置，不对称的质量件占据所述浮选设备相对于水位的最低部分。只有较大的反向旋转力才能使所述设备旋转，从而释放排水导管。该反向旋转力的大小(由不对称加重的所述质量件及其与所述旋转轴线的距离控制)被设计成允许由于所述浮选设备产生的浮力而不由于其他较小的力诸如风引起的旋转力而旋转，

c.排水导管：具有良好水文特征的绳索或类似的系绳系统，所述绳索或类似的系绳系统的一端连接至系统锚固件，另一端缠绕并连接至所述浮选设备。所述导管必须提供具有较低水力传导率的路径，以使水沿其长度从压力相对较高的区域流向压力相对较低的区域。所述排水导管还必须被设计和构造成使所述排水导管包含过滤屏障，或者就其性质而言，所述排水导管是过滤屏障，所述过滤屏障防止细小的矿物颗粒进入所述排水导管。这些颗粒可能会阻塞所述排水导管，从而影响所述排水导管用作低阻排水路径的能力。当满足这些标准时，所述排水导管就能够通过允许被捕集的间隙水流入所述排水导管中来达到加快排放所述被捕集的间隙水的目的，在所述排水导管中，所述被捕集的间隙水能够迅速移动到水面或压力相对较低的另一个区域。这由于孔隙水的体积减小而允许所述沉积物固结。排水导管能够由各种不同的材料类型、物理结构和大小组成，以便在不同的材料类型和环境条件下提供最佳特征。排水导管能够由具有以下特性的纤维材料的不同组合组成：

i.芯，所述芯由具有明显的横截面空洞的材料组成，所述芯提供沿所述导管的连续排水路径。该芯会为所述导管提供拉伸强度。所需的空洞空间将取决于期望的脱水流量，

ii.护套，所述护套缠绕所述芯，所述护套由紧密编织的纤维或类似的滤布材料组成。该护套用作过滤屏障，允许水进入所述排水导管，但阻挡细小的矿物沉积物，这可能会导致所述导管被阻塞，从而降低了所述导管的水力传导率，

iii.足够柔软，以围绕所述浮选设备的卷轴长时间滚动，而不会产生软弱部或过多的记忆，

iv.能够抵抗环境压力诸如潮湿、摩擦、阳光、冰冻、高温，以及化学恶劣环境诸如酸性或碱性条件。

合适的排水导管材料的一个示例是预制竖向灯芯式排水件，如目前可商购的预制竖向灯芯式排水件。这些排水件包括半刚性芯，所述芯形成了使水流过的网格。该芯被土工织物材料缠绕，所述土工织物材料用作如前所述的过滤屏障。在当前的商业用途中，这些排水件是通过重型装备从地表向下安装的(向下推动所述排水件或对所述排水件向下钻孔)。在所设想的所述被动式尾矿压实机中，这些排水件将被简单地用作上述排水导管/系绳，所述排水导管/系绳从卷轴上解开并随着盆地高度升高而向上延伸。