专利名称：尾矿库浸润线水位观测辅助装置及施工方法
技术领域：
本发明涉及尾矿坝体内部水位的观测技术领域，特别是一种尾矿库浸润线水位观测辅助装置及施工方法。
背景技术：
尾矿库是选矿厂生产设施中的重要组成部分，尾矿库能否安全稳定运行，对选厂生产起着至关重要作用，同时它又是一个重大危险源。由于弓长岭选矿厂尾矿库是由尾矿砂筑成，其坝体内堆存在大量尾矿和水，形成人工“尾矿湖”。该尾矿库容量随着坝体不断增高而逐渐增大，一旦坝体溃决会导致尾矿砂、泥浆、水以泥石流的形式涌出，对下游居民的生命财产造成威胁。施工尾矿库筑坝时，不但加强坝体结构牢固性更要提高坝体内部排水技术。因此日常维护观测坝体浸润线水位尤为重要。(尾矿库内的水沿尾矿颗粒间的孔隙向坝体下游方向不断渗透形成渗流。稳定渗流的自由水面线称为浸润线。)
关于尾矿库观测一部分工作内容可用肉眼进行。如观测坝坡有无明显变形、塌坑、沼泽化、渗水、裂缝及蚁穴鼠洞等。对于重要尾矿库，要进行更精细的观测，则必须借助仪器设备完成。因此本专利主要研究内容，是在坝体上钻孔安装观测装置，定期观测坝体内浸润线水位高度。
发明内容
本发明的目的是提供一种尾矿库浸润线水位观测辅助装置，为测定尾矿坝初期及后期主坝坝体内浸润线位置和变化情况，以准确观测坝体在运用期间的渗流情况。本发明的另一个目的是提供一种尾矿库浸润线水位观测辅助装置的施工方法。本发明的目的是通过下述技术方案来实现的
本发明的尾矿库浸润线水位观测辅助装置，其特征在于由上部的PVC管段，通过螺母与此PVC管段连接的滤水管段，设置在所述的滤水管段下部的金属钢锭和设置在滤水管外侧的保护套管所组成，在所述的PVC管段裸露地面部分外侧设有不锈钢保护管，在所述的不锈钢保护管端部设有防尘盖；
所述的滤水管段由两端带有外螺纹、中间均勻开有透水孔的PVC管，包裹在此PVC管外侧的土工布，包裹在此土工布外侧的镀锌钢丝网所组成。所述的不锈钢管段露出地面的高度为0. 8—1. ail。所述的PVC管由各段长度为2. 5--3. 5m的管件连接组成，各段PVC管之间由连接
管箍连接。本发明的尾矿库浸润线水位观测辅助装置的施工方法，其特征在于包括下列步骤
a、采用牙轮钻孔设备，根据浸润线水位深度，在上一级子坝体上钻取井孔，其钻取管深度为 15m—25m ；
b、在井孔的最底部埋设金属钢定；
C、将制作好的滤水管段通过螺母与金属钢锭固定连接后，在滤水管段的外侧套装一保护管，然后在滤水管段与保护套管之间填充细砂，并在保护管外壁与井孔孔壁之间填充小块碎石；
d、将上部的PVC管段通过螺母与下部滤水管段固定连接，并在上部的PVC管段与井孔孔壁之间填充大块碎石至地面；
e、在上部的PVC管段裸露地面部分外侧安装一不锈钢保护管，并用混凝土保护层将锈钢保护管与碎石层固定连接；
F、最后在不锈钢保护管上安装防尘盖。本发明所述的混凝土保护层的厚度为0. 8-1. ail。将制作完成的观测孔下入井孔内时，由于观测孔下端是靠近坝体浸润线的部位， 并且底部含有大量泥沙，由于本发明在井孔的最底部埋设金属钢定，有效地防止了大量泥浆涌入堵塞观测装置。当对观测装置进行埋设时，为加强观测装置的牢固性，在本装置外壁与井孔之间均填充了大、小碎石，且在最上端增设了防尘盖，防止雨水和杂物进入堵塞观测孔。本发明的工作原理是人工观测时，可通过采用电测水位仪，先打开孔壁管的防尘盖，然后将侧头慢慢放入孔壁管内，当侧头的电机接触到水面后，指示器上灯泡随即发光， 根据系在侧头另一端的卷尺读出刻度数值，即可读出水位值。本发明的有益效果是在尾矿库坝体上安装观测孔，由于该观测装置的观测方式属于人工观测，并且操作简单，观测水位数值误差小，可以定期对坝体内部浸润线的水位变化及时观测，便于校核与验证设计及更好运用与管理尾矿库。
图1是本发明的尾矿库浸润线水位观测辅助装置的结构示意图。图2是本发明的图1下端滤水管的A部放大图。图3是本发明的下端滤水管内层透水孔的PVC管的结构示意图。图4是本发明尾矿库浸润线水位观测辅助装置施工后的结构示意图。
具体实施例方式下面结合
本发明的具体实施方式
。如图1、图2、图3所示，本发明的尾矿库浸润线水位观测辅助装置，其特征在于由上部的PVC管段3，通过螺母4与此PVC管段3连接的滤水管段5，设置在所述的滤水管段5 下部的金属钢锭6和设置在滤水管外侧的保护套管8所组成，在所述的PVC管段3裸露地面部分外侧设有不锈钢保护管2，在所述的不锈钢保护管2端部设有防尘盖1。所述的不锈钢管2段露出地面的高度为0. 8—1. an。由于整个井孔的深度有15m-25m，因此所述的PVC管3由各段长度为2. 5-3. 5m 的管件连接组成，各段PVC管之间由连接管箍连接。本发明所述的滤水管段5由两端带有外螺纹、中间均勻开有透水孔14的PVC管，包裹在此PVC管外侧的土工布13，包裹在此土工布13外侧的镀锌钢丝网12所组成。由于本发明的滤水管段5采用了三种透水、过滤性能极强的材料，因此，有利于准确反映坝体内部浸润线的水位。如图4所示，本发明的尾矿库浸润线水位观测辅助装置的施工方法，其特征在于包括下列步骤
a、采用牙轮钻孔设备，根据浸润线水位深度，在上一级子坝体上钻取井孔，其钻取管深度为 15m—25m ；
b、在井孔的最底部埋设金属钢定6；将制作完成的观测装置下入井孔内时，由于观测装置下端是靠近坝体浸润线的部位，并且底部含有大量泥沙，需要在管口末端采用金属钢锭密封，因此本发明在井孔的最底部埋设金属钢定，有效地防止了大量泥浆涌入堵塞观测装置；
C、将制作好的滤水管段5通过螺母4与金属钢锭6固定连接后，在滤水管段5的外侧套装一保护套管8，然后在滤水管段5与保护套管8之间填充细砂9，并在保护管9外壁与井孔孔壁之间填充小块碎石11 ；这种结构有效地增强了该装置的牢固性；
d、将上部的PVC管段3通过螺母4与下部滤水管段5固定连接，并在上部的PVC管段 3与井孔孔壁之间填充大块碎石10至地面；
e、本发明在上部的PVC管段3裸露地面部分外侧安装一不锈钢保护管2，并用混凝土保护层7将锈钢保护管2与下方的碎石层10固定连接；本发明所述的混凝土保护层的厚度为 0.8-1. ail。其混凝土保护层不仅能保护裸露地面部分锈钢保护管2，同时也防止整个装置动晃，提高了使用寿命；
F、最后在不锈钢保护管上安装防尘盖1。其防尘盖1有效地防止了雨水和杂物进入堵塞观测装置。在进行人工观测时，通过采用电测水位仪，先打开防尘盖，然后将测头慢慢放入观测孔内，当测头的电机接触到水面后，指示器上灯泡随即发光，根据系在测头另一端的卷尺读出刻度数值，即可读出水位值，
观测时间隔为1-12天。雨季观测时间隔为1-5天，雨洪期间观测时间隔为1天。
实施例a)某选矿厂尾矿库所使用观测装置长度为15m和20m两种。(本专利示意图以20m 观测孔管为例)
b)采用牙轮钻眼设备，在坝体上钻取直径为250mm井孔，其深度为20m；
c)观测装置露出面的高度为Im；混凝土保护层厚度为1000mm，观测孔中间管段选用直径为IOOmmPVC管，其中每段PVC管长度为3m，管与管之间靠管箍连接；
d)将制作完成的观测装置下入井孔内，由于观测管下端是靠近坝体浸润线的部位，并且底部含有大量泥沙，需要在管口末端采用金属钢锭密封，以防止大量泥浆涌入堵塞观测装置。当对观测装置进行埋设时，为加强观测管孔牢固性，靠近管材的一层选用细沙堆砌， 细沙层外使用碎石堆砌，可增加牢固强度。
权利要求
1.一种尾矿库浸润线水位观测辅助装置，其特征在于由上部的PVC管段，通过螺母与此PVC管段连接的滤水管段，设置在所述的滤水管段下部的金属钢锭和设置在滤水管外侧的保护管所组成，在所述的PVC管段裸露地面部分外侧设有不锈钢保护套管，在所述的不锈钢保护管端部设有防尘盖，所述的滤水管段由两端带有外螺纹、中间均勻开有透水孔的 PVC管，包裹在此PVC管外侧的土工布，包裹在此土工布外侧的镀锌钢丝网所组成。
2.根据权利要求1所述的尾矿库浸润线水位观测辅助装置，其特征在于所述的不锈钢管段露出地面的高度为0.8—1. ail。
3.根据权利要求1所述的尾矿库浸润线水位观测辅助装置，其特征在于所述的PVC管由各段长度为2. 5-3. 5m的管件连接组成，各段PVC管之间由连接管箍连接。
4.一种权利要求1-3任意一种尾矿库浸润线水位观测辅助装置的施工方法，其特征在于包括下列步骤a、采用牙轮钻孔设备，根据浸润线水位深度，在上一级子坝体上钻取井孔，其钻取管深度为 15m—25m ；b、在井孔的最底部埋设金属钢定；C、将制作好的滤水管段通过螺母与金属钢锭固定连接后，在滤水管段的外侧套装一保护管，然后在滤水管段与保护套管之间填充细砂，并在保护管外壁与井孔孔壁之间填充小块碎石；d、将上部的PVC管段通过螺母与下部滤水管固定连接，并在上部的PVC管段与井孔孔壁之间填充大块碎石至地面；e、在上部的PVC管段裸露地面部分外侧安装一不锈钢保护管，并用混凝土保护层将锈钢保护管与碎石层固定连接；F、最后在不锈钢保护管上安装防尘盖。
5.根据权利要求4所述的尾矿库浸润线水位观测装置，其特征在于所述的混凝土保护层的厚度为0. 8—1. 2m。
全文摘要
本发明涉及一种尾矿库浸润线水位观测辅助装置及施工方法。其特征在于由上部的PVC管段，通过螺母与此PVC管段连接的滤水管段和设置在所述的滤水管段下部的金属钢锭所组成，在所述的PVC管段裸露地面部分外侧设有不锈钢保护管，在所述的不锈钢保护管端部设有防尘盖，所述的滤水管段由两端带有外螺纹、中间均匀开有透水孔的PVC管，包裹在此PVC管外侧的土工布，包裹在此土工布外侧的镀锌钢丝网所组成。本发明的有益效果是在尾矿库坝体上安装观测装置，由于该观测装置的观测方式属于人工观测，并且操作简单，观测水位数值误差小，可以定期对坝体内部浸润线的水位变化及时观测，便于校核与验证设计及更好运用与管理尾矿库。
文档编号G01F23/00GK102494730SQ20111042909
公开日2012年6月13日 申请日期2011年12月20日 优先权日2011年12月20日
发明者张志千, 杨春 申请人:鞍钢集团矿业公司