一种模袋边梗的尾砂水力冲填筑坝的方法与流程

本发明涉及尾矿设备技术领域，尤其涉及一种模袋边梗的尾砂水力冲填筑坝的方法。

背景技术：

尾矿库是一种特殊的人工建造工业建筑物，用于堆置矿产资源开采过程中产生的大量废石、废渣、废水等。作为矿山三大控制性工程之一，尾矿库能否正常运营，不仅关系到矿山企业的经济效益，而且还影响到库区下游居民生命财产的安全及周围生态环境的稳定。尾矿坝作为尾矿库的主体工程，是一可能导致高势能泥石流的巨大危险源，存在溃坝的危险。因此尾矿坝的稳定与否是保证矿山企业正常生产的关键因素之一，特别是随着我国选矿工艺和生产技术水平的提高，选矿产生的尾矿粒径越来越细，采用细粒尾矿堆坝成为我国尾矿坝建设领域的一大难题。

现有技术中传统的尾矿坝多采用上游式筑坝法，具体是由初期坝和梯级上升的尾砂子坝构成拦蓄尾矿的坝体，其筑坝艺较简单，一般首先建成透水或不透水的初期坝，然后在沉积干滩面上，取库内粗尾砂堆筑高度1～3m的子坝，将放矿支管分散放置在子坝上进行分散放矿，待库内尾砂与子坝坝面平齐时，再在新形成的尾矿干滩面上，按设计堆坝外坡向内移一定距离再堆筑子坝，同时移动放矿管继续放矿，如此循环，向上堆筑尾砂子坝。但该上游式尾矿坝特别是细颗粒尾矿坝的缺点较为突出，可以总结为以下几点：

(1)坝体内浸润线较高，易引起坝体产生渗透破坏或滑坡，尤其在地震时容易发生液化；

(2)细粒尾矿含水率高，脱水固结困难，成坝效率低，影响矿山生产进度；

(3)传统上游法受粗砂含量限制，子坝坝体较薄，稳定性不高。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种模袋边梗的尾砂水力冲填筑坝的方法，该方法模袋充灌作业强度要求低，并可大幅提高传统模袋子坝的厚度，同时增加尾矿库干滩长度，提升尾矿库的防洪能力和稳定性。

一种模袋边梗的尾砂水力冲填筑坝的方法，所述方法包括：

对尾矿滩面上的软弱基础进行加固处理，提高子坝负荷下的地基承载力；

采用尾砂充灌模袋作为子坝的边梗来分期堆筑子坝，每期堆积高度为10-15m；

由模袋子坝堆积起来的中间部分采用水力冲填法填筑坝体，且所述坝体的顶宽大于尾矿库最小干滩长度要求；

对水力冲填形成的坝体顶部的流态区进行加固处理，具备足够承载力之后再采用模袋子坝进行封顶以完成筑坝。

所述对尾矿滩面上的软弱基础进行加固处理，具体包括：

根据尾矿滩面上坝基的具体情况采用碎石桩、水泥土搅拌法或真空－堆载联合预压法进行加固处理。

在采用尾砂充灌模袋作为子坝的边梗来分期堆筑子坝的过程中：

按照每一层先外梗后内梗的顺序逐层上升，且每层的梗高为2-5m；

相邻上下层模袋子坝的模袋充灌施工的间隔时间根据模袋内尾砂的固结状况确定，当下层模袋的袋体尾砂含水率不大于30％时，再进行上一层模袋的充灌。

在采用尾砂充灌模袋作为子坝的边梗来分期堆筑子坝的过程中：

外坡坡比小于等于1:3，内坡坡比小于等于1:2。

所述方法还包括：在部分模袋子坝上预留有溢流口，该溢流口上设置防冲刷土工布，用于溢流尾矿流入库内。

水力冲填的分区宽度为50-200m；水力冲填尾矿的冲填速度为0.25～0.50m/d，且水力冲填尾矿的粒径在0.005mm以下的颗粒含量小于15％。

所述方法还包括：在水力冲填形成的坝体内布置有钢筋笼碎石桩，所述碎石桩的底部连接导水管将渗水排至坝外；或者在坝体内铺设垂直—水平向排渗盲沟，所述盲沟内的渗水通过导水管排至坝外排水沟。

由上述本发明提供的技术方案可以看出，上述方法模袋充灌作业强度要求低，并可大幅提高传统模袋子坝的厚度，同时增加尾矿库干滩长度，提升尾矿库的防洪能力和稳定性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。

图1为本发明实施例所提供模袋边梗的尾砂水力冲填筑坝的方法流程示意图；

图2为本发明实施例所提供筑坝的整体结构示意图；

图3为本发明实施例所提供布置钢筋笼碎石桩的结构示意图；

图4为本发明实施例所述模袋边梗的尾砂水力冲填筑坝整体完成后的结构示意图。

具体实施方式

下面结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。

下面将结合附图对本发明实施例作进一步地详细描述，如图1所示为本发明实施例所提供模袋边梗的尾砂水力冲填筑坝的方法流程示意图，所述方法包括：

步骤11：对尾矿滩面上的软弱基础进行加固处理，提高子坝负荷下的地基承载力；

在该步骤中，对尾矿滩面上的软弱基础进行加固处理的过程可以为：

根据尾矿滩面上坝基的具体情况采用碎石桩、水泥土搅拌法或真空－堆载联合预压法进行加固处理。

另外，在上述操作之前，还可以进行尾矿粒度全颗粒分析，分析选厂排出尾砂的粒度组成，通过激光粒度仪或振动筛筛分各粒度区间的质量百分比；并通过室内充灌试验，确定模袋布材料的规格参数。

步骤12：采用尾砂充灌模袋作为子坝的边梗来分期堆筑子坝，每期堆积高度为10-15m；

如图2所示为本发明实施例所提供筑坝的整体结构示意图，图2中模袋子坝的构筑按照每一层先外梗后内梗的顺序逐层上升，即图2中的模袋子坝1→模袋子坝8，且每层的梗高为2-5m；

具体实现中，相邻上下层模袋子坝的模袋充灌施工的间隔时间根据模袋内尾砂的固结状况确定，当下层模袋尾砂含水率不大于30％时，再进行上一层模袋的充灌。

且最终模袋子坝构筑完成时，外坡坡比小于等于1:3，内坡坡比小于等于1:2。

另外，还需要在部分模袋子坝上预留有溢流口，例如在图2中的内坝2、4、6、8预留溢流口，该溢流口上设置防冲刷土工布，用于溢流尾矿流入库内。

步骤13：由模袋子坝堆积起来的中间部分采用水力冲填法填筑坝体，且所述坝体的顶宽大于尾矿库最小干滩长度要求；

在该步骤中，如图2所示，水力冲填区9的分区宽度(沿坝轴线方向)应控制在50-200m；水力冲填尾矿的冲填速度为0.25～0.50m/d，且水力冲填尾矿的粒径在0.005mm以下的颗粒含量小于15％。

具体实现中，可以根据尾矿库条件，协调模袋筑梗区、水力冲填区、排水固结区的轮转生产流程。放矿主管设在内梗上，而根据子坝冲填的需求，在外梗设放矿支管，以满足水力冲填区筑子坝的需求；同时模袋筑梗区和排水固结区不进行放矿，关闭放矿支管。

步骤14：对水力冲填形成的坝体顶部的流态区进行加固处理，具备足够承载力之后再采用模袋子坝进行封顶以完成筑坝。

如图2所示，对水力冲填区9顶部的流态区10进行加固处理，在该流态区10具备足够承载力之后，在采用模袋子坝11进行封顶以完成筑坝。

具体实现中，为加快水力冲填尾矿的排水固结速度，同时提高坝体的稳定性，在水力冲填形成的坝体内还可以布置有钢筋笼碎石桩，如图3所示为本发明实施例所提供布置钢筋笼碎石桩的结构示意图，图3中的钢筋笼碎石桩12分布在水力冲填形成的坝体内，该钢筋笼碎石桩12的底部连接导水管将渗水排至坝外；或者还可以在坝体内铺设垂直—水平向排渗盲沟，所述盲沟内的渗水通过导水管排至坝外排水沟。

如图4所示为本发明实施例所述模袋边梗的尾砂水力冲填筑坝整体完成后的结构示意图，图4中：在最底层的初期坝和软基处理之后，由本发明实施例所述的筑坝方式，子坝仅有边梗部分采用尾矿充灌模袋，中间部分采用水力冲填法填筑坝体，上部采用模袋子坝进行封顶；然后将其逐个堆叠形成整体。

综上所述，本发明实施例所提供模袋边梗的尾砂水力冲填筑坝的方法具有如下优点：

1)子坝仅有边梗部分采用尾矿充灌模袋，克服了传统模袋子坝充灌作业量大的缺点，提高了筑坝速度；

2)可通过调整子坝的宽度，控制尾矿库干滩长度和浸润线高程，提高坝体稳定性和防洪能力；

3)采用模袋充灌尾矿堆筑边梗，可以解决细粒尾矿排水固结困难、筑坝效率低的难题，也不用寻找其他边梗替代材料，因而成本较低。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。