专利名称：一种不需要修建尾矿库的场地干堆尾矿方法
技术领域：
本发明属矿山选矿与尾矿处理技术领域
背景技术：
目前国内外无类似的技术报道和实用先例；矿山处理尾矿的普遍做法是修建尾矿 库存放，待需要利用尾矿时，再从尾矿库中开采；尾矿库由于大量积水，在运行、闭库和再次 开采的三个时期中都存在安全隐患；本发明的目的是通过排渗设施使尾矿浆随排放随脱 水，把尾矿的流体状态库存方法转化为散体状态堆存方法，从而解决尾矿库因积水而容易 引发的溃坝和泥石流灾害问题。
发明内容
主题内容是选择适宜堆存的场地——傍山阶地或平地，场地边沿距离民居和市 政设施要200米以远，下游侧距离300米以远，场地上游的可能发生的径流水源要全部截、 排到场地外；堆积边坡的坡底线修筑排水沟(I)和挡砂墙(II)，边坡底板铺设排渗褥垫 (III);用土工布袋装填尾砂，按设计坡度逐层堆砌加高，形成挡砂边坡(X);边坡内设置与 排渗褥垫(in)连通的排渗斜管(VI)和多层篦梳状排渗管系(V)，以确保边坡砂体自然干 燥；场地底板开挖、修筑纵向和横向排渗沟(VI、VI1);排渗沟上部设置排渗立管(VIII)，排 渗立管连通多层篦梳状排渗管系(IX)，使尾矿随排放随脱水；场地内设置的所有排渗管道 随尾砂堆积向上延伸；挡砂边坡(X)保持高于内部排尾场地1米左右；排尾场地内用尾砂 筑堰，隔离成分区，每块分区内应有2条以上排渗立管(VIII);在分区内，大致呈水平状排 尾、堆砂，不留低洼积水区；分区之间高差一般不大于0. 5米，一个分区排尾满堰后，令其自 行脱水固结，再排尾到其他分区，滩面固结期间，延伸铺设排渗管道；如此逐区、分层排尾， 加高堆场；堆场最大高度一般不大于30米，堆积边坡的终了边坡角26 27度，当量坡度 1 : 2;堆场排尾全部结束后，排渗管外露口封闭，边坡和整平的顶部场地覆填土壤50公分 厚度，按一般排土场治理方法恢复生态；平地堆放50万m3尾砂的概算费用为200万元人民 币。 尾矿干堆场地的建造方法如下 排水沟(I):浆砌片石或混凝土结构，梯形断面，过水面积由场地所需的排水流量 确定；挡砂墙(II):高度l米，底宽l米，顶宽0.5米，毛石混凝土结构，墙底与排渗褥垫 (III)的底板同标高，墙体设置两层排水管(II-l)，下层管贴墙底，上层管位于墙体中部， 排水管横向间距1 1. 5米，排水管为工程塑料管，直径50mm，内端插入排渗褥垫的砾石层 (III-2);排渗褥垫(III):宽度一般不小于8米，开挖到堆场底板下1.2 1.5米，先铺筑 细石混凝土垫层(III-l)厚50 60mm(基岩不铺垫层)，垫层之上堆填砾石层(III-2)—— 等效粒径d1Q = 30 40mm，不均匀系数< 5，厚度1. 2 1. 5米，砾石层之上摊铺细石层 (III-3)——等效粒径cU = 5 10mm，厚度200mm，细石层之上摊铺粗砂层(III-4)厚 度80 100mm，最上层覆盖土工布(III-5);排渗斜管(IV):下端插入排渗褥垫的砾石层
4(III-2)，上端随平行边坡加高延伸，斜管距离坡面5 6米，沿边坡走向的水平间距30 40米，管径200 250mm ;篦梳状排渗管系(V):由横管(V_l)和肋管(V_2)连接组成，横管(V-l)直径150mm，垂直方向层间距4 5米，肋管(V_2)直径120mm，邻边坡一侧长度3 4米，对侧长度6 8米，肋管(V-2)水平间距1. 5 2. 0米，肋管(V-2)以1 %坡度与横管(V-l)连接，横管(V-l)以2%坡度与排渗斜管(IV)连接；纵向排渗沟(VI)和横向排渗沟(VII):纵向排渗沟(VI) —般布置l条，场地宽大时酌情增设，纵向排渗沟由边坡排渗褥垫通到堆场尾部，坡度不小于2%，横向排渗沟(VII)沿纵向排渗沟方向的间距一般为50米，坡度不小于1% ;VI和VII两种排渗沟的结构形式基本相同，沟底开挖到场地底板下1. 2 1. 5米，沟体宽度约为深度的4 8倍，底板与侧壁涂抹防冲蚀砂浆面层(VII-5)40 50mm厚度(岩石面不抹砂浆)，沟内先堆填砾石层(VII-4)——等效粒径d1Q = 30 40mm，不均匀系数< 5，厚度1. 2 1. 5米(顶面与场地底板大致持平)，砾石层之上摊铺细石层(VII-3)——等效粒径d1Q = 5 10mm，厚度200mm，细石层之上摊铺粗砂层(VII-2)厚度80 100mm，粗砂层向排渗沟两侧各扩展8 10米，粗砂层之上覆盖土工布(VII-1);排渗立管(VIII):下端插入横向(或纵向)排渗沟的砾石层(VII-4)，上端随堆场加高垂直向上延伸，立管间距40 50米，管径200 250mm;篦梳状排渗管系(IX):由横管(IX-1)和肋管(IX-2)连接组成，横管(IX-1)直径150mm，长度以接近相邻的排渗管系为准，横管(IX-1)的垂直方向层间距4 5米，肋管(IX-2)直径120mm，两侧长度20 25米(以接近相邻的排渗管系为准)，水平间距1.5 2.0米，肋管(IX-2)以1%坡度与横管(IX-1)连接，横管(IX-1)以2%坡度与排渗立管(VIII)连接；挡砂边坡(X) :土工布砂袋(X-l)长度一般为1米，直径0. 4 0. 5米，装填尾砂较粗时，纵向铺砌一层，尾砂较细时，宜铺砌2层，边坡台阶(X-2)宽度一般为2.5 3.0米，台阶分层高度8 10米；建造中所用的排渗管(斜管、立管、篦梳状排渗管等)是一种新型土工材料——塑胶盲排水(渗)管，它由内衬的立体网状塑胶骨架和土工布外套组合而成，各种规格厂家皆有现货出售；建造中所有管与管、管与排渗褥垫、管与排渗沟之间的连接均要用土工布封闭，许透水不准漏砂；建造中所用的土工布为120 150克/m2规格，当量孔径0. 07 0. 2mm，渗透系数1 5cm/s ;尾矿堆场每日的总排渗水量Q =日产尾砂干基质量X 5，纵向排渗沟断面积^ (总排渗水量Q的立方米数)+500米，横向排渗沟总断面积^纵向排渗沟断面积X2，尾砂堆场水平投影总面积> ((总排渗水量Q的立方米数)+0.4米)X3 4倍。
说明书
图1是堆场排渗系统的立体示意图，图中标注符号意义如下 I——排水沟，11——挡砂墙，111——排渗褥垫，IV——排渗斜管，V——篦梳状排渗管系，VI——纵向排渗沟，VII——横向排渗沟，VIII——排渗立管，IX——篦梳状排渗管系，X——挡砂边坡，箭头表示渗流方向；
图2中标注符号意义如下 A——A是边坡剖面图，B——B是边坡俯视图，I——排水沟，II——挡砂墙，II-l——排水管，III-l——混凝土垫层，III-2——砾石层，III-3——细石层，III-4——粗砂层，III-5——土工布，IV——排渗斜管，V-l——横管，V-2——肋管，箭头表示渗流方向； 图3中标注符号意义如下
C——C是排渗沟和立管排渗系统的横剖面图，D——D是俯视图，VII-1——土工布，VII-2——粗砂层，VII-3——细石层，VII-4——砾石层，VII-5——防冲蚀砂浆面层，VII-5——排渗沟投影轮廓线，VIII——排渗立管，IX-1——横管，IX-2——肋管，箭头表示
渗流方向。
权利要求
一种不需要修建尾矿库的场地干堆尾矿方法的具体做法如下①主体做法是在适宜堆存的场地内，堆积边坡的坡底线修筑排水沟和挡砂墙，边坡底板铺设排渗褥垫；用土工布袋装填尾砂，按设计坡度逐层堆砌形成挡砂边坡；边坡内设置与排渗褥垫连通的排渗斜管和多层篦梳状排渗管系，以确保边坡砂体自然干燥；场地底板修筑纵向和横向排渗沟，排渗沟上部设置排渗立管和多层篦梳状排渗管系，使尾矿随排放随脱水；所有排渗管道随尾砂堆积向上延伸；挡砂边坡保持高于内部排尾场地1米左右；排尾场地内用尾砂筑堰，隔离成分区，每块分区内应有2条以上立管排渗系统；在分区内，大致呈水平状排尾、堆砂，不留低洼积水区；分区之间高差一般不大于0.5米，一个分区排尾满堰后，令其自行脱水固结，再排尾到其他分区，滩面固结期间，延伸铺设排渗管道；如此逐区、分层排尾，加高堆场；堆场最大高度一般不大于30米，堆积边坡的终了边坡角26～27度，当量坡度1∶2；堆场排尾全部结束后，排渗管外露口封闭，边坡和整平的顶部场地覆填土壤50公分厚度，按一般排土场治理方法恢复生态；②挡砂墙的做法是高度1米，底宽1米，顶宽0.5米，毛石混凝土结构，墙底与排渗褥垫的底板同标高，墙体设置两层排水管，下层管贴墙底，上层管位于墙体中部，排水管横向间距1.5～2.0米，排水管为工程塑料管，直径50mm，内端插入排渗褥垫的砾石层；③排渗褥垫的做法是宽度一般不小于8米，开挖到堆场底板下1.2～1.5米，先铺筑细石混凝土垫层厚50～60mm(基岩不铺垫层)，垫层之上堆填砾石层——等效粒径d10＝30～40mm，不均匀系数＜5，厚度1.2～1.5米， 砾石层之上摊铺细石层——等效粒径d10＝5～10mm，厚度200mm，细石层之上摊铺粗砂层，厚度80～100mm，最上层覆盖土工布；④排渗斜管与篦梳状排渗管系的做法是排渗斜管的下端插入排渗褥垫的砾石层，上端平行边坡加高延伸，斜管距离坡面5～6米，沿边坡走向的水平间距30～40米，管径200～250mm；篦梳状排渗管系由横管和肋管连接组成，横管直径150mm，垂直方向层间距4～5米，肋管直径120mm，邻边坡一侧长度3～4米，对侧长度6～8米，肋管水平间距1.5～2.0米；肋管以1％坡度与横管连接，横管以2％坡度与排渗斜管连接；排渗斜管与排渗褥垫连接处和各种排渗管的相互连接处用土工布封闭，不准漏砂；⑤纵向和横向排渗沟的做法是纵向排渗沟一般布置1条，场地宽大时酌情增设，纵向排渗沟由边坡排渗褥垫通到堆场尾部，坡度不小于2％，横向排渗沟沿纵向排渗沟方向的间距一般为50米，坡度不小于1％；两种排渗沟的结构形式基本相同，沟底开挖到场地底板下1.2～1.5米，沟体宽度约为深度的4～8倍，底板与侧壁涂抹防冲蚀砂浆面层40～50mm(岩石面不抹砂浆)，沟内先堆填砾石层——等效粒径d10＝30～40mm，不均匀系数＜5，厚度1.2～1.5米(顶面与场地底板大致持平)，砾石层之上摊铺细石层——等效粒径d10＝5～10mm，厚度200mm，细石层之上摊铺粗砂层，厚度80～100mm，粗砂层向排渗沟两侧各扩展8～10米，粗砂层之上覆盖土工布；⑥排渗立管与篦梳状排渗管系的做法是排渗立管下端插入排渗沟的砾石层，上端随堆场加高垂直向上延伸，立管间距40～50米，管径200～250mm；篦梳状排渗管系由横管和肋管连接组成，横管直径150mm，长 度以接近相邻的排渗管系为准，横管的垂直方向层间距4～5米；肋管直径120mm，两侧长度20～25米(以接近相邻的排渗管系为准)，水平间距1.5～2.0米；肋管以1％坡度与横管连接，横管以2％坡度与排渗立管连接；排渗立管与排渗沟的连接处以及各种排渗管的相互连接处用土工布封闭，不准漏砂；⑦挡砂边坡的做法是用土工布袋装填尾砂，按设计坡度逐层堆砌形成挡砂边坡，土工布砂袋长度一般为1米，直径0.4～0.5米，装填尾砂较粗时，纵向铺砌一层，尾砂较细时，铺砌2层，边坡为分层台阶式结构，分层高度8～10米，台阶宽度一般为2.5～3.0米；⑧规格与材料的要求是以上方法中所用的排渗管(斜管、立管、篦梳状排渗管等)是一种新型土工材料——塑胶盲排水(渗)管，它由内衬的立体网状塑胶骨架和土工布外套组合而成，各种规格厂家皆有现货出售；以上方法中所用的土工布为120～150克/m2规格，当量孔径0.07～0.2mm，渗透系数1～5cm/s；尾砂堆场每日总排渗水量Q＝日产尾砂干基质量×5；纵向排渗沟断面积≥(总排渗水量Q的立方米数)÷500米；横向排渗沟总断面积≥纵向排渗沟断面积×2；尾砂堆场水平投影总面积≥((总排渗水量Q的立方米数)÷0.4米)×3～4倍。
全文摘要
一种不需要修建尾矿库的场地干堆尾矿方法。在适宜场地内，构筑底板排渗设施；用尾砂装填土工布砂袋，层层堆砌，形成挡砂边坡；随尾砂排放加高，层层设置排渗管道；使尾矿随排放随脱水，从而把尾矿的流体状态库存方法转化为散体状态堆存方法。
文档编号B09B1/00GK101758058SQ20091021519
公开日2010年6月30日 申请日期2009年12月23日 优先权日2009年12月23日
发明者刘照朗 申请人:刘照朗