专利名称：一种尾矿坝的子坝构筑方法及用于该方法的预制构件的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种构筑尾矿坝的方法和预制构件，特别涉及一种尾矿坝的子坝构筑方法及用于该方法的预制构件。
背景技术：
从上游式堆积尾矿坝的主要结构分析，尾矿坝主要由基础坝、子坝和尾矿堆积坝组成，在三个主要的组成部分中。其中，子坝和尾矿堆积坝是随着尾矿的增多而处于动态的上升过程中，这两部分对上游式快速堆积高坝的实施有影响，不仅影响到上升速度，而且影响尾矿坝的稳定性和安全性。目前子坝的堆筑方法有人工筑坝和机械筑坝两种。人工筑子坝就是通过人工方式从库内沉积滩中挖取尾矿堆筑子坝，其优点是适用性强，可用于所有的尾矿库，对沉积滩面的承载力要求不是很高，只要人能踩在上面作业就能实施；其缺点是现场工人劳动强度大，工作效率比较低，对坝轴线长、筑坝上升速度快的尾矿坝不适合。机械筑子坝就是利用工程机械(挖掘机、装载机或推土机等)从库内沉积滩中挖取尾矿或库区外挖取土石体堆筑子坝。其优点是速度快，效率高，成本低，且机械对坝体有一定的压实作用；其缺点是适用性比较差，对于细粒尾矿、坝轴线短和沉积滩长度小的小型尾矿库不适用机械直接在库内挖取尾矿筑子坝。另外，作业条件要求比较苛刻，不仅要求沉积滩面有足够的承载力，而且库区地形相对比较平缓，以便机械设备能自由进出尾矿库。要想实现尾矿坝的快速上升，使其能满足生产的需要，首先要解决子坝的快速堆筑问题。目前已有的快速堆积子坝的堆筑坝方法有模板控制成形尾砂自然堆积子坝法。它是在坝面上沿坝打入一排木桩，该木桩在面向尾矿库一边安放防水处理的木板或铁板，以阻拦尾矿的沙浆，木桩的另一边用斜木支撑，以加固构建的子坝。从该方法使用堆积子坝的辅助材料和工艺分析可知，该方法只能是暂时缓解子坝上升速度快的矛盾，不能长久使用。
发明内容
本发明所要解决的技术问题就是提供一种能快速构筑的、且稳定安全的尾矿坝的子坝构筑方法。本发明所要解决的技术问题是通过这样的技术方案实现的，它包括以下步骤 步骤I，制作预制构件；
步骤2，放线定位，按照尾矿坝的设计坝坡度、子坝高度和坡度，在沉积滩上对预制构件定位;
步骤3，选定预制构件的始点位置和安 置预制构件，根据现场放矿情况，选定预制构件的起点位置，所述起点位置为坝顶中间位置或坝顶两端；所述安置预制构件是依据预制构件的始点位置从坝中间往坝体两端独个排放或者由坝体的一端往另一端排放，一块一块地安置预制构件，并使接口相互衔接好。优选地，该方法还包括安置辅助平台的步骤，该步骤中，在预制构件顶端设置辅助平台，在辅助平台上 安置放矿设施。为了实施本方法，本发明还提供一种用于该方法的预制构件，它的断面为倒立的T 字形，下部为底座，底座上竖立设置有挡渣壁，其左右两边分别设有凸形榫头和凹形榫头。由于采用了可搭接的预制构件构建子坝，可实现快速完成的子坝的建造，满足大量增加的尾矿堆积需求；通过子坝的定位和搭接，并根据预制构件的稳定性分析，能够建造一种稳定安全的尾矿坝子坝。本发明具有如下的优点既稳定安全、又简便快速构建子坝。
本发明的
如下
图I为本方法发明中步骤2的操作指示图2为本方法发明中步骤3中的一种预制构件搭接示意图3为本方法发明中增加安置辅助平台的步骤的示意图4为本发明的第一种预制构件的主视图5为本发明的第一种预制构件的左视图6为本发明的第一种预制构件的俯视图7为本发明的第二种预制构件结构示意图8为本方法发明的预制构件的受力分析图9为图8中预制构件的尾矿侧向土压力分布图。图中1.基础坝；2.第一层子坝；3.第二层子坝；4.预制构件；41.底座；42.挡渣壁；43.泄水孔；44.凸形榫头；45.凹形榫头；46.加强筋；5.榫头接缝；6.子坝；7.辅助平台；8.放矿主管；9.放矿支管；10.沉积滩。
具体实施例方式下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明
本发明的尾矿坝的子坝构筑方法，包括以下步骤
步骤I，制作预制构件；
步骤2，放线定位，按照尾矿坝的设计坝坡度、子坝高度和坡度，在沉积滩上对预制构件定位;
步骤3，选定预制构件的始点位置和安置预制构件，根据现场放矿情况，选定预制构件的起点位置，所述起点位置为坝顶中间位置或坝顶两端；所述安置预制构件是依据预制构件的始点位置从坝中间往坝体两端独个排放或者由坝体的一端往另一端排放，一块一块地安置预制构件，并使接口相互衔接好。图I为上述步骤2的操作指示图，在基础坝I上构筑第一层子坝2，在第一层子坝 2上构筑第二层子坝3，设基础坝I外侧的坡度为1:2，子坝高度为2米，则各层子坝的位置在沉积滩上按1:4的倾斜度确定，这样可保持子坝具有良好的稳定性。图2为上述步骤3中的一种预制构件搭接示意图，在预制构件4 一端设有凸形榫头44，另一端设有凹形榫头45，两块预制构件4搭接在一起，以确保构件形成一个整体，提高子坝的稳定性。每两块预制构件4之间有榫头接缝5。图3为在上述方法中增加安置辅助平台的步骤的示意图，在子坝6的顶端安置辅助平台7，在辅助平台7上安置放矿主管8和放矿支管9等放矿设施。安置完成后，就可以放矿，待沉积滩10面到达子坝6的顶部时，停止放矿，重复上面的步骤，进行下一个子坝的构筑。用于该方法的一种预制构件如图4、图5、图6所示，它的断面为倒立的T字形，下部为底座41，底座41上设置有竖立的挡渣壁42，为了便于预制构件4之间的搭接，预制构件4的一边设有凸形榫头44，另一边设有凹形榫头45。该挡渣壁42上开设有泄水孔43，便于排除矿渣库内的积水。如图7所示，本发明的第二种预制构件在挡渣壁42 —侧与底座41之间设置有加强筋46。 预制构件4的的稳定性分析如图8和图9所示，预制构件4受力有沉积滩尾矿的侧向土压力P，构件的自身重力W、基底的支撑力N及摩擦力F。根据Rankine 土压力理论可以得出尾矿作用在构件上侧向土压力为
Pa = )gtm2 (--^)-20 !tm(^-^)(I)
a4 2 V 4 2
对(I)式积分求出作用在预制构件上的总压力为
P = - YH2 tan2(--乌-2CH,+—(2)
24 2y 4 2 Y
式(I)和(2)中，
Pa—侧向土压力产生的压强； z一高度坐标；
P一预制构件上的总压力；
7—尾矿的容重；
多一尾矿的内摩擦角；
C一尾矿的粘结力；
H 一预制构件的高度(相当子坝的高度)。这样,可以求出稳定系数A
P
Fs=-(3)
F
式中，底摩擦力p为
F = N
其中，J 一底摩擦系数；
N=W
这样，
F5 = ^-(4)
5 Wf
利用式(4)，可以求出预制构件的抗滑稳定系数。通过稳定系数，可以判断其是否稳定。
通过 上述多种手段，包括子坝5定位、预制构件4的搭接和预制构件4的稳定性设计，可确保尾矿坝子坝的稳定安全。
权利要求
1.一种尾矿坝的子坝构筑方法，其特征在于，包括以下步骤步骤I，制作预制构件；步骤2，放线定位，按照尾矿坝的设计坝坡度、子坝高度和坡度，在沉积滩上对预制构件定位;步骤3，选定预制构件的始点位置和安置预制构件，根据现场放矿情况，选定预制构件的起点位置，所述起点位置为坝顶中间位置或坝顶两端；所述安置预制构件是依据预制构件的始点位置从坝中间往坝体两端独个排放或者由坝体的一端往另一端排放，一块一块地安置预制构件，并使接口相互衔接好。
2.根据权利要求I所述的尾矿坝的子坝构筑方法，其特征在于，还包括安置辅助平台的步骤，该步骤中，在预制构件顶端设置辅助平台，在辅助平台上安置放矿设施。
3.一种用于权利要求I所述尾矿坝的子坝构筑方法的预制构件，其特征在于，它的断面为倒立的T字形，下部为底座(41 )，底座(41)上竖立设置有挡渣壁(42)，其左右两边分别设有凸形榫头(44)和凹形榫头(45)。
4.根据权利要求3所述的预制构件，其特征在于，所述挡渣壁(42)上开设有泄水孔 (43)。
5.根据权利要求4所述的预制构件，其特征在于，在挡渣壁(42)—侧与底座(41)之间设置有加强筋(46)。
全文摘要
本发明涉及一种尾矿坝的子坝构筑方法和预制构件。该方法包括以下步骤制作预制构件；放线定位，按照尾矿坝的设计坝坡度、子坝高度和坡度，在沉积滩上对预制构件定位；选定预制构件的始点位置和安置预制构件，根据现场放矿情况，选定预制构件的起点位置，所述起点位置为坝顶中间位置或坝顶两端；所述安置预制构件是依据预制构件的始点位置从坝中间往坝体两端独个排放或者由坝体的一端往另一端排放，一块一块地安置预制构件，并使接口相互衔接好。该预制构件的断面为倒立的T字形，下部为底座，底座上竖立设置有挡渣壁，其左右两边分别设有凸形榫头和凹形榫头。本发明具有如下的优点构建子坝既稳定安全、又简便快速。
文档编号E02B7/06GK102619198SQ20121013414
公开日2012年8月1日 申请日期2012年5月3日 优先权日2012年5月3日
发明者万玲, 尹光志, 李广治, 王倩, 魏作安 申请人:重庆大学