一种旋流池填深层气提排渗筑坝方法与流程

本发明应用于高含水率、固体废物堆存筑坝的尾矿库子坝堆筑加固方法，具体是指一种旋流池填深层气提排渗筑坝方法。

背景技术：

矿山尾矿大部分采用管道输送，尾矿库采用上游式筑坝，大部分采用旋流装袋筑子坝或外来料筑子坝，构筑子坝时，子坝基础坐落于干滩上，干滩底部如浸润线过高、强度软弱，旋流装袋子坝和加固基础使用的外来材料挤压下干滩内部变形，尾矿库整体稳定失衡，易造成变形溃坝。堆体干滩固结缓慢，需要使用外来材料加固基础，筑坝成本高、资源浪费大、筑坝耗时较长。

技术实现要素：

本发明目的是为解决加固坝体及扩大库容而提供一种旋流池填深层气提排渗筑坝方法。

为实现上述目的而提出的技术方案是：

一种旋流池填深层气提排渗筑坝方法包括以下步骤：

步骤一，在原有坝体上挖纵向排水沟，按设计间距埋置横向排水管及进气管、气提排水管，各排水管出口接入排水沟，进气管、气提排水管合并铺设在两排水管中间，横向排水管设置排水阀门控制水流开关；

步骤二，在原有坝顶上外侧边缘留有一定通行距离处与坝内干滩上分别筑两道小坝；

步骤三，在两小坝内垂直坝体向坝体深处钻孔并安装渗水管，渗水管内装入进气管与气提排水管，进气管底部插入气提排水管内，渗水管上部用混凝土封闭形成气提排渗装置，进气管连接外部压缩空气气源；

步骤四，在两个小坝之间形成的沟池内部，池两侧边坡及底部按一定距离铺设槽孔排渗板，槽孔排渗板与埋设在坝面的横向排水管相连通；

步骤五，在库内部的小坝坝顶设置旋流器，利用旋流器分级将粗尾矿排入两小坝形成的池内，此步骤保持排水阀门关闭状态；

步骤六，两小坝形成的池内放完矿后，打开排水阀门，同时启动气提排渗装置，压缩空气由进气管导入气提排水管由下向上吹出，使气提排水管下口产生负压，渗水管内渗入的水份被吸入气提排水管由排水管排出，外部由于粗尾矿渗透性相对较高，另外槽孔排渗板具有极好的排渗性能，池内的粗尾矿会迅速排水固结形成具有一定强度的坝体，坝体下部采用气提排渗加固降低坝体浸润线高度使坝体基础更牢固；

步骤七，向尾矿库内排入尾矿，利用旋流器分级将粗尾矿排在坝前，控制粗尾矿排放在库内形成斜坡滩面；

步骤八，在斜坡滩面上向库内按一定间距纵向铺设槽孔排渗板；

步骤九，在槽孔排渗板下方采用水平排渗工艺安装导水管，与槽孔排渗板相连形成导水系统，导水系统末端安装导水阀门以控制水流开关；

步骤十，采用旋流器将粗尾矿排在坝前，形成一段平台，作为下次筑坝的基础，干滩内部形成斜坡滩面，放矿过程保持导水阀门关闭状态；

步骤十一，放矿完毕后打开导水系统末端导水阀门使尾矿库内水分迅速排出，尾矿迅速固结，其上部可继续重复以上步骤筑子坝。

进一步地，上述步骤一中铺设横向排水管其安装位置按步骤四中计划铺设槽孔排渗板位置相对应，其长度要保证在两道小坝内能与步骤四中槽孔排渗板相连。

进一步地，上述步骤四、步骤八中铺设槽孔排渗板间距、长度按实测尾矿砂的渗透半径及要求达到的控制浸润线标准确定。

本发明的有益效果是：

1.采用粗尾矿砂固结筑坝节约筑坝成本。

2.原坝体及子坝坝体内设有排渗系统能及时排出坝内水份保证坝体强度，可控制后期筑坝浸润线上升，提高坝体抗滑稳定性。

3.铺设的槽孔排渗板具有较高的抗拉强度，在坝体内形成坝体拉结筋，提高坝体整体强度。

4.缩短施工周期，可继续升高坝体扩充尾矿库容量，减少环境污染面积。

本发明具有：施工简单，稳定性好，排水效果好，有效提高坝体强度，施工成本低等特点。

附图说明

附图1是一种旋流池填深层气提排渗筑坝方法剖面图。

附图2是一种旋流池填深层气提排渗筑坝方法气提排渗装置剖面图。

附图3是一种旋流池填深层气提排渗筑坝方法俯视图。

图中，1—纵向排水沟，2—横向排水管，3—小坝，4—槽孔排渗板，5—气提排水管，6—进气管，7—气提排渗装置，8—粗尾矿，9—旋流器，10—导水管，11—排水阀门，12—导水阀门。

具体实施方式

一种旋流池填深层气提排渗筑坝方法包括以下步骤：

步骤一，在原有坝体上挖纵向排水沟1，按设计间距埋置横向排水管2及进气管6、气提排水管5，各排水管出口接入排水沟1，进气管6、气提排水管5合并铺设在两排水管2中间，横向排水管2设置排水阀门11控制水流开关。

步骤二，在原有坝顶上外侧边缘留有一定通行距离处与坝内干滩上分别筑两道小坝3。

步骤三，在两小坝3内垂直坝体向坝体深处钻孔并安装渗水管，渗水管内装入进气管与气提排水管，进气管6底部插入气提排水管5内，渗水管上部用混凝土封闭形成气提排渗装置7，进气管连接外部压缩空气气源；本发明中所涉及的气提排渗装置是本一发明人已申请专利“一种堆体气动加固方法，申请号：201910583124.x”中的一部分。

步骤四，在两个小坝3之间形成的沟池内部，池两侧边坡及底部按一定距离铺设槽孔排渗板4，槽孔排渗板4与埋设在坝面的横向排水管2相连通。

步骤五，在库内部的小坝3坝顶设置旋流器9，利用旋流器9分级将粗尾矿8排入两小坝3形成的池内，此步骤保持排水阀门11关闭状态。

步骤六，两小坝3形成的池内放完矿后，打开排水阀门11，同时启动气提排渗装置7，压缩空气由进气管导入气提排水管由下向上吹出，使气提排水管下口产生负压，渗水管内渗入的水份被吸入气提排水管由排水管排出，外部由于粗尾矿8渗透性相对较高，另外槽孔排渗板4具有极好的排渗性能，池内的粗尾矿8会迅速排水固结形成具有一定强度的坝体，坝体下部采用气提排渗加固降低坝体浸润线高度使坝体基础更牢固。

步骤七，向尾矿库内排入尾矿，利用旋流器9分级将粗尾矿8排在坝前，控制粗尾矿8排放在库内形成斜坡滩面。

步骤八，在斜坡滩面上向库内按一定间距纵向铺设槽孔排渗板4。

步骤九，在槽孔排渗板4下方采用水平排渗工艺安装导水管10，与槽孔排渗板4相连形成导水系统，导水系统末端安装导水阀门12以控制水流开关。

步骤十，采用旋流器9将粗尾矿8排在坝前，形成一段平台，作为下次筑坝的基础，干滩内部形成斜坡滩面，放矿过程保持导水阀门12关闭状态。

步骤十一，放矿完毕后打开导水系统末端导水阀门12使尾矿库内水分迅速排出，尾矿迅速固结，其上部可继续重复以上步骤筑子坝。

进一步地，上述步骤一中铺设横向排水管2其安装位置按步骤四中计划铺设槽孔排渗板4位置相对应，其长度要保证在两道小坝3内能与步骤四中槽孔排渗板4相连。

进一步地，上述步骤四、步骤八中铺设槽孔排渗板4间距、长度按实测尾矿砂的渗透半径及要求达到的控制浸润线标准确定。

技术特征：

1.一种旋流池填深层气提排渗筑坝方法，包括以下步骤：

⑴在原有坝体上挖纵向排水沟，按设计间距埋置横向排水管及进气管、气提排水管，各排水管出口接入排水沟，进气管、气提排水管合并铺设在两排水管中间，横向排水管设置排水阀门控制水流开关；

⑵在原有坝顶上外侧边缘留有通行距离处与坝内干滩上分别筑两道小坝；

⑶在两小坝内垂直坝体向坝体深处钻孔并安装渗水管，渗水管内装入进气管与气提排水管，进气管底部插入气提排水管内，渗水管上部用混凝土封闭形成气提排渗装置，进气管连接外部压缩空气气源；

⑷在两个小坝之间形成的沟池内部，池两侧边坡及底部按一定距离铺设槽孔排渗板，槽孔排渗板与埋设在坝面的横向排水管相连通；

⑸在库内部的小坝坝顶设置旋流器，利用旋流器分级将粗尾矿排入两小坝形成的池内，此步骤保持排水阀门关闭状态；

⑹两小坝形成的池内放完矿后，打开排水阀门，同时启动气提排渗装置，压缩空气由进气管导入气提排水管由下向上吹出，使气提排水管下口产生负压，渗水管内渗入的水份被吸入气提排水管由排水管排出，外部由于粗尾矿渗透性相对较高，另外槽孔排渗板具有极好的排渗性能，池内的粗尾矿会迅速排水固结形成具有一定强度的坝体，坝体下部采用气提排渗加固降低坝体浸润线高度使坝体基础更牢固；

⑺向尾矿库内排入尾矿，利用旋流器分级将粗尾矿排在坝前，控制粗尾矿排放在库内形成斜坡滩面；

⑻在斜坡滩面上向库内按一定间距纵向铺设槽孔排渗板；

⑼在槽孔排渗板下方采用水平排渗工艺安装导水管，与槽孔排渗板相连形成导水系统，导水系统末端安装导水阀门以控制水流开关；

⑽采用旋流器将粗尾矿排在坝前，形成一段平台，作为下次筑坝的基础，干滩内部形成斜坡滩面，放矿过程保持导水阀门关闭状态；

⑾放矿完毕后打开导水系统末端导水阀门使尾矿库内水分迅速排出，尾矿迅速固结，其上部可继续重复以上步骤筑子坝。

2.根据权利要求1所述的一种旋流池填深层气提排渗筑坝方法，其特征在于所述步骤⑴中铺设横向排水管其安装位置按步骤⑷中计划铺设槽孔排渗板位置相对应，其长度要保证在两道小坝内能与步骤⑷中槽孔排渗板相连。

3.根据权利要求1所述的一种旋流池填深层气提排渗筑坝方法，其特征在于所述步骤⑷、步骤⑻中铺设槽孔排渗板间距、长度按实测尾矿砂的渗透半径及要求达到的控制浸润线标准确定。

技术总结
本发明公开了一种旋流池填深层气提排渗筑坝方法，步骤有：坝体上挖排水沟及埋置排水管及进气管、气提排水管，设有排水阀的排水管出口接入排水沟；在坝顶上筑两道小坝；两小坝内安装气提排渗装置，并与进气管、气提排水管相通；两小坝之间形成的沟池铺设与排水管相通的槽孔排渗板；将粗尾矿排入沟池内；打开排水阀启动排渗装置，池内的粗尾矿排水固结成；向尾矿库内放矿形成斜坡滩面；在斜坡滩面上向库内铺设槽孔排渗板；排渗板下方安装有导水阀的导水系统；干滩内部形成斜坡滩面；放矿完毕后打开导水阀门使水分排出，尾矿固结，在坝顶采用本方法可继续快速筑坝。本发明提高坝体稳定性及抗滑移能力，有效提高坝体及干滩强度，施工成本低。

技术研发人员：付文堂;关士良;张厉声;王平;刘宁;宋海燕
受保护的技术使用者：付文堂;关士良;张厉声;王平;刘宁;宋海燕
技术研发日：2020.01.17
技术公布日：2020.04.21