一种尾矿库安全隐患治理系统及其治理方法
【专利摘要】本发明属于尾矿库技术领域，具体涉及一种尾矿库安全隐患治理系统及其治理方法，本发明的系统包括设置在原初期坝上用于加高加固原初期坝的加固体；所述加固体与原堆积坝形成的空间，用于堆放原堆积坝削坡处理后产生的尾砂；新堆积坝的坝顶设置有宽平台，所述宽平台采用原堆积坝削坡处理后的尾砂堆积；原堆积坝削坡处理后的新堆积坝的坝体与两侧山体上设置有位移观测装置；本发明的系统和方法能够有效解决尾矿库堆积坝坝坡过陡，库内浸润线高，坝坡不稳定的问题。
【专利说明】
一种尾矿库安全隐患治理系统及其治理方法
技术领域
[0001]本发明属于尾矿库技术领域，具体涉及一种尾矿库安全隐患治理系统及其治理方法。
【背景技术】
[0002]目前在地面修建尾矿库常用的形式一般有二种:山谷型、围堰型，其中山谷型尾矿库占大多数。国内早期设计并投入使用的大多数山谷型尾矿库都已到或超过其服务年限，由于早期的设计不尽完善、施工标准低，尾矿排放不科学，再加上尾矿库多年的运行，大多数山谷型尾矿库都存在安全隐患，甚至有不少尾矿库因为业主更迭，被沦为无主尾矿库，长期无人管理，形成了重大危险源。
[0003]随着经济的快速发展，人民群众安全生产，环境保护意识的提高，国家有关部门的日益重视，对存在安全隐患尾矿库的治理迫在眉睫。否则轻可出现尾矿的泄漏，造成环境污染;重则尾矿库溃坝，造成重大生命财产损失。安全监督管理部门强制关停了大多数有安全隐患尾矿库，责令业主整改，国家相关部门安排专项资金，对无主尾矿库进行治理并闭库。
[0004]山谷型尾矿库普遍存在的安全隐患集中归纳为三种:I)尾矿库堆积坝坝坡过陡，库内浸润线高，坝坡不稳定，安全系数低;2)排洪系统由于施工标准低、年久失修，局部已破坏或已整体报废;3)尾矿库初期坝坝坡偏陡，再加上长期尾矿库渗透水的侵蚀，其安全也无法保证。
【发明内容】
[0005]针对现有技术存在的缺陷和不足，本发明的目的在于提供一种尾矿库安全处理系统及其施工方法，本发明的系统及其方法能够有效解决尾矿库存在的安全问题。
[0006]为实现上述目的，本发明采用以下技术方案:
[0007]本发明提供的一种尾矿库安全隐患治理方法，包括以下步骤:
[0008]I)在原初期坝上设置用于加高加固原初期坝的加固体，并保持坝轴线不变；
[0009]2)对原堆积坝进行削坡处理形成新堆积坝，削坡处理后产生的尾砂放置在加固体与原堆积坝形成的空间内；
[0010]3)在新堆积坝的坝体及两侧山体上设置位移观测装置。
[0011]进一步的，包括步骤4)，对原排洪系统进行封堵处理，在新堆积坝山体一侧的设置排洪箱涵和明渠，在原初期坝下游设置消能设施;所述排洪箱涵与明渠连通，明渠向下游与消能设施连接。
[0012]进一步的，将步骤2)削坡后的尾砂在新堆积坝的坝顶设置宽平台；所述排洪箱涵的进口设置在宽平台的上游，出口设置在宽平台的下游，并与明渠连接。
[0013]进一步的，在所述新堆积坝和坝顶宽平台上设置覆土绿化层。
[0014]进一步的，所述宽平台的宽度大于等于50米。
[0015]进一步的，在步骤I)所述加固体的上游面设置反滤层。
[0016]进一步的，步骤2)所述新堆积坝的坡比为1:4?1:5。
[0017]本发明提供的一种尾矿库安全隐患治理系统，包括设置在原初期坝上用于加高加固原初期坝的加固体;所述加固体与原堆积坝形成的空间，用于堆放原堆积坝削坡处理后产生的尾砂;新堆积坝的坝顶设置有宽平台，所述宽平台采用原堆积坝削坡处理后的尾砂堆积;原堆积坝削坡处理后的新堆积坝的坝体与两侧山体上设置有位移观测装置。
[0018]进一步的，所述新堆积坝山体一侧的设置有排洪箱涵和明渠，在原初期坝下游设置消能设施;所述排洪箱涵与明渠连通，明渠向下游与消能设施连接;所述排洪箱涵的进口设置在宽平台的上游，出口设置在宽平台的下游。
[0019]进一步的，所述新堆积坝和坝顶宽平台上设置覆土绿化层;所述加固体的上游面设置反滤层。
[0020]与现有技术相比，本发明的方法具有以下有益的技术效果:通过设置加固体对原初期坝进行加高加固，并对原堆积坝进行削坡处理，将削坡后的尾砂堆放在利加固体高出初期坝部分与原堆积坝所形成的空间内，放缓堆积坝坡度，减小削坡的工程量，降低费用。并且设置位移观测装置，对尾矿库的情况进行实时监测，保证尾矿库的安全。
[0021]进一步的，通过设置排洪箱涵、明渠和消能装置，能够承担尾矿库闭库后长期宣泄滩面及上游沟道洪水的作用，长久保证尾矿库安全。
[0022]进一步的，通过利用削坡后的尾砂在坝定设置宽平台，有效利用尾砂，降低维护成本，有效起到调洪作用，保证尾矿库安全。
[0023]进一步的，通过在新堆积坝和宽平台上设置覆土绿化层，能够有效改善环境。
[0024]进一步的，通过设置反滤层，能够有效防止尾砂泄流造成污染。
[0025]本发明提供的系统通过设置加固体对原初期坝进行加高加固，并利用原堆积坝削坡处理后的部分尾砂堆积形成款平台，将部分尾砂堆放在利加固体高出初期坝部分与原堆积坝所形成的空间内，放缓堆积坝坡度，减小削坡的工程量，降低费用。并且设置位移观测装置，对尾矿库的情况进行实时监测，保证尾矿库的安全。本系统能够有效解决尾矿库堆积坝坝坡过陡，库内浸润线高，坝坡不稳定的问题。
[0026]进一步的，通过设置排洪箱涵、明渠和消能设施，组成新的排洪系统，能够承担尾矿库闭库后长期宣泄滩面及上游沟道洪水的作用，长久保证尾矿库安全。
【附图说明】
[0027]图1为本发明系统平面布置图。
[0028]图2为本发明初期坝加固剖面图。
[0029]图3为本发明堆积坝整理剖面图。
[0030]其中:I为加固体;2为原初期坝;3为反滤层;4为原堆积坝;5为新堆积坝;6为覆土绿化层;7为原堆积坝坡面;8为宽平台；9为位移观测设施；10为排洪箱涵；11为明渠；12为消能设施。
【具体实施方式】
[0031]下面结合附图对本发明做进一步详细描述。
[0032]参见图1-图3，本发明提供的基于山谷型尾矿库的安全隐患治理系统，包括设置在原初期坝2上用于加高加固原初期坝2的加固体I，并保持坝轴线不变。所述加固体I与原堆积坝4形成的空间，用于堆放原堆积坝4削坡处理后产生的尾砂;新堆积坝5的坝顶设置有宽平台8，所述宽平台8采用原堆积坝4削坡处理后的尾砂堆积。原堆积坝4削坡处理后的新堆积坝5的坝体与两侧山体上设置有位移观测装置9。所述新堆积坝5山体一侧的设置有排洪箱涵10和明渠11，在原初期坝2下游设置消能设施12;所述排洪箱涵10与明渠11连通，明渠11向下游与消能设施12连接;所述排洪箱涵1的进口设置在宽平台8的上游，出口设置在宽平台8的下游。在新堆积坝5和坝顶宽平台8上设置覆土绿化层6;加固体I的上游面设置反滤层3。加固体I采用堆石加固体、混凝土加固体或浆砌石加固体。
[0033]参见图2，本发明的系统采用堆石加固体I对原初期坝2进行进行加高、加固，保持坝轴线保持不变。在堆石加固体I与尾砂接触的上游面，设置反滤层3，防止尾砂泄流造成污染。
[0034]参见图3，将原尾矿堆积坝4进行削坡处理，整理为安全性好的新堆积坝5。利用堆石加固体I高出初期坝部分与原堆积坝4所形成的空间，用于堆放部分削坡的尾砂，放缓堆积坝坡，减小削坡的工程量，降低尾矿库治理的费用。剩余尾砂运输到坝顶面堆积成高而宽的平台8，起到拦截上游洪水、使洪水入流新设排洪系统的作用，同时确保最小干滩长度的要求。
[0035]在新堆积坝5及坝顶宽平台8外面设置覆土绿化层6，改善环境。
[0036]参见图1，新形成的尾矿堆积坝坝体及两侧山体设置位移观测设施9，为尾矿库后期的安全管理提供参考。
[0037]综合考虑尾矿库后期的汇流面积小、坝顶高而宽的大平台、节约投资等因素，设置由排洪箱涵10、明渠11及消能设施12组成的排洪系统，该系统将承担尾矿库闭库后长期宣泄滩面及上游沟道洪水的作用，长久保证尾矿库安全。
[0038]本发明提供的尾矿库安全隐患治理方法，包括以下步骤:
[0039]I)在原初期坝2上设置用于加高加固原初期坝2的加固体I，并保持坝轴线不变;加固体I的上游面设置反滤层3;
[0040]2)对原堆积坝4进行削坡处理形成新堆积坝5，新堆积坝5的坡比为1:4?1:5;削坡处理后产生的尾砂放置在加固体I与原堆积坝4形成的空间内；削坡后的尾砂在新堆积坝5的坝顶设置宽平台8;宽平台8的宽度大于等于50米；
[0041]3)在新堆积坝5的坝体及两侧山体上设置位移观测装置9;在新堆积坝5和坝顶宽平台8上设置覆土绿化层6。
[0042]4)对原排洪系统进行封堵处理，在新堆积坝5山体一侧的设置排洪箱涵10和明渠11，在原初期坝2下游设置消能设施12;所述排洪箱涵10与明渠11连通，明渠11向下游与消能设施12连接;所述排洪箱涵11的进口设置在宽平台8的上游，出口设置在宽平台8的下游，并与明渠11连接。
[0043]本发明的方法就是针对山谷型尾矿库的安全隐患，提出相应的安全处理系统的施工方法，达到尾矿库可安全生产或闭库的目的。本发明通过使用堆石体对原有已侵蚀、偏陡不稳定的尾矿库初期坝进行加高、加固，坝轴线保持不变。将现状堆积坝进行整改、削坡处理，达到稳定坡度。部分削坡尾砂运输到坝顶面，部分削坡尾砂填充至加高初期坝与原堆积坝体所形成的空间。对高出初期坝部分与原堆积坝体所形成的空间，用于堆放部分削坡的尾砂，放缓堆积坝坡，减小削坡的工程量，降低尾矿库治理的费用。新增堆石体的上游面，以及堆石体与现状尾矿堆积坝所接触的坝坡面之间，设置反滤层，降低库内浸润线的同时可防止尾砂泄流造成污染。对于尾矿库偏陡不稳定堆积坝，运输到坝顶的部分削坡尾砂堆积成高而宽的平台，起到拦截上游洪水、使洪水入流新设排洪系统的作用，同时达到确保最小干滩长度的要求。堆积坝坡整理完成后，防止雨水冲刷坝面以及扬沙污染环境，对下游坝坡面及坝顶面进行覆土，并进行绿化，改善环境。
[0044]对局部已破坏或报废的老排洪系统进行封堵处理;考虑尾矿库后期剩余的汇流面积、利用坝顶高而宽的大平台的调洪作用等因素，重新计算洪水流量，设置由排洪箱涵、明渠及消能设施组成的合理排洪系统，该系统将承担尾矿库闭库后长期宣泄滩面及上游沟道洪水的作用，长久保证尾矿库安全。
[0045]增设坝体位移观测设施，为尾矿库后期的安全管理提供参考。
【主权项】
1.一种尾矿库安全隐患治理方法，其特征在于，包括以下步骤: 1)在原初期坝(2)上设置用于加高加固原初期坝(2)的加固体(I)，并保持坝轴线不变； 2)对原堆积坝(4)进行削坡处理形成新堆积坝(5)，削坡处理后产生的尾砂放置在加固体(I)与原堆积坝(4)形成的空间内； 3)在新堆积坝(5)的坝体及两侧山体上设置位移观测装置(9)。2.根据权利要求1所述的一种尾矿库安全隐患治理方法，其特征在于，包括步骤4)，对原排洪系统进行封堵处理，在新堆积坝(5)山体一侧设置排洪箱涵(10)和明渠(11)，在原初期坝(2)下游设置消能设施(12);所述排洪箱涵(10)与明渠(11)连通，明渠(11)向下游与消能设施(12)连接。3.根据权利要求2所述的一种尾矿库安全隐患治理方法，其特征在于，将步骤2)削坡后的尾砂在新堆积坝(5)的坝顶设置宽平台(8);所述排洪箱涵(11)的进口设置在宽平台(8)的上游，出口设置在宽平台(8)的下游，并与明渠(11)连接。4.根据权利要求3所述的一种尾矿库安全隐患治理方法，其特征在于，在所述新堆积坝(5)和坝顶宽平台(8)上设置覆土绿化层(6)。5.根据权利要求3所述的一种尾矿库安全隐患治理方法，其特征在于，所述宽平台(8)的宽度大于等于50米。6.根据权利要求1所述的一种尾矿库安全隐患治理方法，其特征在于，在步骤I)所述加固体(I)的上游面设置反滤层(3)。7.根据权利要求1所述的一种尾矿库安全隐患治理方法，其特征在于，步骤2)所述新堆积坝(5)的坡比为1:4?1:5。8.—种尾矿库安全隐患治理系统，其特征在于，包括设置在原初期坝(2)上用于加高加固原初期坝(2)的加固体(I);所述加固体(I)与原堆积坝(4)形成的空间，用于堆放原堆积坝(4)削坡处理后产生的尾砂;新堆积坝(5)的坝顶设置有宽平台(8)，所述宽平台(8)采用原堆积坝(4)削坡处理后的尾砂堆积；原堆积坝(4)削坡处理后的新堆积坝(5)的坝体与两侧山体上设置有位移观测装置(9)。9.根据权利要求8所述的一种尾矿库安全隐患治理系统，其特征在于，所述新堆积坝(5)山体一侧的设置有排洪箱涵(10)和明渠(11)，在原初期坝(2)下游设置消能设施(12);所述排洪箱涵(10)与明渠(11)连通，明渠(11)向下游与消能设施(12)连接;所述排洪箱涵(10)的进口设置在宽平台(8)的上游，出口设置在宽平台(8)的下游。10.根据权利要求8所述的一种尾矿库安全隐患治理系统，其特征在于，所述新堆积坝(5)和坝顶宽平台(8)上设置覆土绿化层(6);所述加固体(I)的上游面设置反滤层(3)。
【文档编号】E02D17/18GK105951849SQ201610475024
【公开日】2016年9月21日
【申请日】2016年6月24日
【发明人】马玄恒, 郑卫琳, 陈晓博, 卢星, 王刚, 黄晓毅, 罗小新, 付碧峰, 杨平伟
【申请人】陕西冶金设计研究院有限公司