一種應用模袋的中線式尾礦筑壩法
【技術領域】
[0001]本發明涉及尾礦庫建造領域，尤其涉及一種應用模袋的中線式尾礦筑壩法。
【背景技術】
[0002]尾礦庫是一種特殊的工業建筑物，用于堆置礦產開采過程中產生的大量廢石、廢渣、廢水等廢物。尾礦庫能否正常運營不僅關系到礦山企業的經濟效益，而且還影響到庫區下游居民生命財產安全及周圍生態環境的穩定。尾礦壩是尾礦庫的主體工程，它是一個具有高勢能的人造泥石流危險源，存在潰壩的危險，因此尾礦壩的穩定性是關系尾礦庫能否正常運營的關鍵因素之一。
[0003]目前，根據堆積子壩的壩頂軸線推移方向，可以將尾礦壩的建筑方法分為上游式尾礦筑壩法、下游式尾礦筑壩法和中線式尾礦筑壩法。
[0004](I)上游式尾礦筑壩法:在初期壩上游方向充填堆積尾礦，使壩頂逐漸向上游方向推進加高的筑壩方式。上游式尾礦筑壩法具有工藝簡單，操作方便，基建投資少，經營費低等優點，是我國目前廣泛應用的尾礦壩建筑方法。但是，上游式尾礦筑壩法容易形成復雜的、混合的壩體結構，壩體內易形成細顆粒透晶體、浸潤線較高，從而容易引起壩體滲透破壞或滑坡，尤其是在地震作用下易發生液化破壞。
[0005](2)下游式尾礦筑壩法:在初期壩下游方向用旋流分級粗尾砂沖積尾礦，使壩頂逐漸向下游方向移動升高的筑壩方式。下游式尾礦筑壩法具有粗砂筑壩、滲透性強、穩定性好等優點，但是需要使用大量的粗粒尾礦，容易出現粗粒尾礦量不足的問題。
[0006](3)中線式尾礦筑壩法:在初期壩軸線處用旋流分級粗砂堆積壩體，使壩頂垂直升高的筑壩方式。如圖1所示為中線式尾礦筑壩法所建筑的壩體，其壩型介于上游式尾礦筑壩法和下游式尾礦筑壩法之間，其壩體的抗震穩定性也介于上游式與下游式尾礦筑壩法之間，但其壩體上升所需的粗顆粒尾礦要比下游式尾礦筑壩少，筑壩費用也比下游式尾礦筑壩法低。具體地，如圖1所示，現有的中線式尾礦筑壩法可以包括如下步驟:
[0007]①用土、石等材料修建初期壩I ;初期壩I所形成的庫容一般能滿足0.5?1.0年的尾礦堆存需要；以此初期壩I作為尾礦堆積壩的排滲和支撐體。
[0008]②待初期壩完成后，將旋流器4立于壩頂之上，開始往尾礦庫排入尾礦；粗粒尾礦排往下游，從而使粗粒尾礦堆筑的下游壩體2逐漸升高，而細粒尾礦排入尾礦庫內，從而使細粒尾礦堆積的上游壩體3逐漸升高，這可以實現整個堆積壩壩頂垂直升高。上游壩體3的升高速度要低于下游壩體2的升高速度，并且上游壩體3的高度始終要低于下游壩體2的高度，從而可以提高中線式尾礦筑壩法的安全系數。
[0009]但是，現有中線式尾礦筑壩法需要耗費較多的粗粒尾礦，而隨著選礦工藝水平的不斷提高，入庫尾礦中細粒尾礦含量越來越高，因此在粗粒尾礦量不足的情況下，很難采用現有中線式尾礦筑壩法進行筑壩。此外，現有中線式尾礦筑壩法所建筑的壩體，下游壩體2的坡面上陡、下緩、無平臺構造，存在一定的安全隱患，而且壩面風天易揚塵、防沖刷能力較差，遇到較大降雨易形成沖溝，導致粗砂流失，污染環境。
【發明內容】
[0010]針對現有技術中的上述不足之處，本發明提供了一種應用模袋的中線式尾礦筑壩法，不僅拓寬了可用于堆壩的尾礦砂粒徑范圍，增加了可用于中線式尾礦筑壩法的砂量，而且能夠有效防止壩體出現揚塵、沖溝、粗砂流失和壩面不規整等問題，從而使尾礦壩的安全運行管理更為簡便，有利于尾礦壩的安全穩定。
[0011]本發明的目的是通過以下技術方案實現的:
[0012]一種應用模袋的中線式尾礦筑壩法，包括如下工序:
[0013]I)模袋灌漿系統建造工序:根據當前壩體的高度和軸線位置，在至少高于壩頂15m的高度設置高位礦漿池8，并鋪設放礦管路9 ;放礦管路9的頂部與高位礦漿池8的底部連通，而放礦管路9的底部向當前壩體的下游方向延伸；
[0014]2)模袋鋪設工序:在當前壩體的下游方向的壩基處，利用卵礫石鋪設排滲層6，并在排滲層6上沿初期壩I的軸線方向鋪設多條帶有礦漿灌注口 71的模袋7，作為第一層模袋；在初期壩I的軸線方向上，相鄰模袋7之間兩兩相互搭接；
[0015]3)尾礦粒度分級工序:利用旋流器4對入庫的尾礦礦漿開展旋流分級，并獲取粒度小于0.05mm的尾礦顆粒含量不超過40%按重量百分數計，小于0.02mm尾礦顆粒的含量不低于15%按重量百分數計的底流尾礦礦漿，作為模袋填充礦漿；
[0016]4)模袋灌漿工序:將模袋7的礦漿灌注口 71與放礦管路9連通，并且模袋填充礦漿通過旋流器4的底流排出到高位礦漿池8內，從而模袋填充礦漿會在重力作用下沿放礦管路9自動灌注到模袋7內；當模袋7內充填高度達到預定單次充填高度后，停止向模袋7內灌漿，模袋7自行排水，待模袋7的固結高度基本穩定后，再次向模袋7內灌漿，循環往復直至模袋7的固結高度達到預定模袋設計高度，即完成模袋灌漿工序；
[0017]5)上層模袋疊加工序:當第一層模袋完成模袋灌漿工序后，由下至上逐層鋪設模袋7并完成模袋灌漿工序，相鄰兩層模袋7之間交錯鋪放，直至堆筑成下游壩體2。
[0018]優選地，放礦管路9包括主放礦管91和多個分支放礦管92 ;主放礦管91通過這些分支放礦管92同時與多個模袋7的礦漿灌注口 71連通，并且同時對多個模袋7進行灌漿。
[0019]優選地，每個分支放礦管92上均設有閥門；當一個模袋7停止灌漿時，關閉與該模袋7連通的分支放礦管92的閥門，其他未關閉閥門的分支放礦管92仍繼續灌漿。
[0020]優選地，在尾礦粒度分級工序中，旋流器4溢流的尾礦顆粒和水排放至當前壩體上游方向的尾礦庫內。
[0021]優選地，在模袋灌漿工序中，通過液下渣漿泵將模袋7溢出的礦漿回收至初期壩I上游方向的尾礦庫內。
[0022]優選地，在進行模袋鋪設工序時，通過預留排水溝空間，形成壩面臨時排水通道。
[0023]優選地，每條模袋7上設有多個礦漿灌注口 71 ;放礦管路9同時與多個礦漿灌注口 71連通，并將模袋填充礦漿快速灌入到模袋7內。
[0024]優選地，模袋7的寬度為2?10m，長度為50?100m，高度為50?70cm。
[0025]優選地，排滲層6的厚度為3?5m。
[0026]由上述本發明提供的技術方案可以看出，本發明實施例提供的應用模袋的中線式尾礦筑壩法采用了灌注模袋7的方式來堆筑下游壩體2，并選取粒度小于0.05mm的尾礦顆粒含量不超過40% (按重量百分數計)、小于0.02mm尾礦顆粒含量不低于15% (按重量百分數計)的尾礦礦漿作為模袋7的模袋填充礦漿，從而模袋7的固砂作用可以使下游壩體2潔凈平整，較好地解決壩體出現揚塵、沖溝、粗砂流失等環境問題，而采用這一粒度范圍的模袋填充礦漿不僅拓寬了可用于堆壩的尾礦砂粒徑范圍，增加了可用于中線式尾礦筑壩法的砂量，而且可使模袋7排水更快，固結更迅速，提高了模袋7的灌漿效率。此外，本發明實施例提供的應用模袋的中線式尾礦筑壩法取消了現有中線法堆壩中濾水攔砂壩的修建，并充分利用重力作用進行灌漿，可實現多個分支放礦管92同時對多個模袋7進行充填灌漿，這不僅降低了成本和能耗，而且提高了筑壩效率。
【附圖說明】
[0027]為了更清楚地說明本發明實施例的技術方案，下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對于本領域的普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他附圖。
[0028]圖1為現有技術中中線式尾礦筑壩法所筑壩型的結構示意圖；
[0029]圖2為本發明實施例提供的應用模袋的中線式尾礦筑壩法所筑壩型的結構示意圖；
[0030]圖3為本發明實施例提供的模袋7的堆筑方式示意圖；
[0031]圖4為本發明實施例提供的模袋灌漿系統的原理示意圖；
[0032]圖5為本發明實施例提供的模袋7的原理示意圖。
【具體實施方式】
[0033]下面結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發明的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明的保護范圍。
[0034]首先需要說明的是，本發明實施例所提供的應用模袋的中線式尾礦筑壩法主要是為了解決現有中線式尾礦筑壩法在下游壩體2方面存在的諸多問題，因此本發明實施例所提供的應用模袋的中線式尾礦筑壩法主要是針對下游壩體2進行的技術改進，而上游壩體3的建筑仍可以采用現有中線式尾礦筑壩法的技術方案，本申請文件中對此不再贅述。下面對本發明實施例所提供的應用模袋的中線式尾礦筑壩法進行詳細描述。
[0035]實施例一
[0036]如圖2、圖3、圖4和圖5所示，一種應用模袋的中線式尾礦筑壩法，其具體可以包括如下工序:
[0037](I)模袋灌漿系統建造工序:根據當前壩體的高度和軸線位置，在至少高于壩頂15m的高度設置高位礦漿池8，并鋪設放礦管路9 ;放礦管路9的頂部與高位礦漿池8的底部連通，而放礦管路9的底部向當前壩體的下游方向延伸。
[0038]具體地，在尾礦庫只有初期壩I時，當前壩體為初期壩1，當初期壩I上已有堆筑壩時，當前壩體為當前堆筑壩。高位礦漿池8的高度可以隨著當前壩體的壩頂高度上升而升高，通常情況下每堆筑完一到兩級堆筑壩，調整一次高位礦漿池8的高度，而放礦管路9也應隨高位礦漿池8的高度調整而適應性調整。
[0039](2)模袋鋪設工序:在當前壩體的下游方向的壩基處，利用卵礫石鋪設排滲層6，并在排滲層6上沿初期壩I的軸線方向鋪設多條帶有礦漿灌注口 71的模袋7，作為第一層模袋；在初期壩I的軸線方向上，相鄰模袋7之間兩兩相互搭接。
[0040]具體地，排滲層6的厚度最好為3?5m，這可以使下游壩體2具有良好排滲能力。模袋7的尺寸可以根據不同的壩型進行設置，通常情況下，模袋7的寬度最好為2?10m，長度最好為50?100m，高度最好為50?70cm。每條模袋7上可以設置一個或多個礦楽灌注口 71，但在實際應用中，最好在模袋7的上表面設置至少兩個礦漿灌注口 71，放礦管路9可以同時與這些礦漿灌注口 71連通，并將模袋填充礦漿快速灌