本公开涉及坝体防渗技术领域，具体而言，涉及一种中线式
尾矿筑坝坝体防渗方法及中线式尾矿坝。
背景技术：
尾矿是选矿中分选作业的产物中有用目标组分含量较低而无法用于生产的部分，目前尾矿最为常见的处置方式是陆地堆存，根据筑坝方法不同，基本分为上游式尾矿筑坝法、下游式尾矿筑坝法、中线式尾矿筑坝法及其它材料一次性筑坝法。
中线式尾矿筑坝法的尾矿坝坝体由旋流分级粗尾砂堆筑而成，具有浸润线埋深低、坝坡抗剪强度高、抗震能力强等优点。粗尾砂渗透性强，导致坝体下游渗水量大，渗水最终经泵送至选矿厂或尾矿库，渗水处理投资较高，且尾矿库闭库后仍需长期处理。
因此，现有技术中的技术方案还存在有待改进之处。
需要说明的是，在上述背景技术部分公开的信息仅用于加强对本公开的背景的理解，因此可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。
技术实现要素：
本公开的目的在于提供一种中线式尾矿筑坝坝体防渗方法及中线式尾矿坝，进而至少在一定程度上克服由于相关技术的限制和缺陷而导致的尾矿渗水的问题。
本公开的其他特性和优点将通过下面的详细描述变得清晰，或者部分地通过本公开的实践而习得。
根据本公开的一个方面，提供一种中线式尾矿坝，包括：
初期心墙土石坝；
堆筑在所述初期心墙土石坝之上的坝体子坝；以及
铺设在所述坝体子坝中部的膨润土防水毯。
在本公开的一种示例性实施例中，所述膨润土防水毯包括第一部分膨润土防水毯、第二部分膨润土防水毯和第三部分膨润土防水毯；
所述第一部分膨润土防水毯铺设在所述锚固沟以及所述初期心墙土石坝的坝顶上游侧的第一预设区域内，所述第一部分膨润土防水毯与所述初期心墙土石坝的坝顶相连；所述第二部分膨润土防水毯铺设在部分坝顶子坝的内坡，所述第二部分膨润土防水毯与所述第一部分膨润土防水毯相连，其中所述部分坝顶子坝堆筑在所述初期心墙土石坝的坝顶，且覆盖在所述第一部分膨润土防水毯上；所述第三部分膨润土防水毯铺设在剩余坝顶子坝上距所述坝体子坝的坝顶第二预设距离内，所述第三部分膨润土防水毯与所述第二部分膨润土防水毯相连，其中剩余坝顶子坝覆盖在所述第二部分膨润土防水毯上，且所述部分坝顶子坝和所述剩余坝顶子坝构成所述坝体子坝。
在本公开的一种示例性实施例中，所述第三部分膨润土防水毯上还覆盖有尾砂。
在本公开的一种示例性实施例中，所述锚固沟的宽*深为1m*1m。
在本公开的一种示例性实施例中，所述第一部分膨润土防水毯与所述初期心墙土石坝坝顶的连接、所述第二部分膨润土防水毯与所述第一部分膨润土防水毯的连接以及所述第三部分膨润土防水毯与所述第二部分膨润土防水毯的连接均为密实连接。
在本公开的一种示例性实施例中，所述初期心墙土石坝为采用天然土石料和粘土堆筑而成。
在本公开的一种示例性实施例中，还包括：
采用旋流分级的筑坝方式，在所述初期心墙土石坝的外坡筑坝区由下向上分区排放而成的粗尾砂。
根据本公开的第二方面，还提供一种中线式尾矿筑坝坝体防渗方法，包括：
堆筑初期心墙土石坝；
在所述初期心墙土石坝的外坡筑坝区堆筑粗尾砂；
在所述初期心墙土石坝上堆筑坝体子坝，且在所述坝体子坝中部铺设膨润土防水毯；
在所述坝体子坝的内坡均匀排放尾矿；
按照预定次数重复堆筑粗尾砂、坝体子坝以及排放尾矿，得到尾矿坝。
在本公开的一种示例性实施例中，在所述坝体子坝中部铺设膨润土防水毯包括：
在所述初期心墙土石坝的坝顶挖锚固沟；
在所述锚固沟以及所述初期心墙土石坝的坝顶上游侧的第一预设区域内铺设第一部分膨润土防水毯，所述第一部分膨润土防水毯与所述初期心墙土石坝的坝顶相连；
在所述初期心墙土石坝的坝顶堆筑部分坝顶子坝，覆盖在所述第一部分膨润土防水毯上；
在所述部分坝顶子坝的内坡铺设第二部分膨润土防水毯，所述第二部分膨润土防水毯与所述第一部分膨润土防水毯相连；
继续形成剩余坝顶子坝，覆盖在所述第二部分膨润土防水毯上，所述部分坝顶子坝和所述剩余坝顶子坝构成所述坝体子坝；
在所述剩余坝顶子坝上距所述坝体子坝的坝顶第二预设距离内铺设第三部分膨润土防水毯，所述第三部分膨润土防水毯与所述第二部分膨润土防水毯相连。
在本公开的一种示例性实施例中，所述预定次数为大于等于两次。
本公开的某些实施例的中线式尾矿筑坝坝体防渗方法及中线式尾矿坝，通过在坝体子坝堆筑期间，在坝顶子坝中部铺设膨润土防水毯，从而降低坝下游浸润线，减少下游渗水量，进而降低尾矿库建设和运行成本。
应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本公开。
附图说明
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本公开的实施例，并与说明书一起用于解释本公开的原理。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本公开的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，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的附图。
图1示出本公开一实施例中提供的一种中线式尾矿筑坝坝体防渗方法的流程图。
图2示出本公开一实施例中提供的一种中线式尾矿坝的示意图。
图3示出本公开一实施例中图1中步骤s13的流程图。
具体实施方式
现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的范例；相反，提供这些实施方式使得本公开将更加全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。附图仅为本公开的示意性图解，并非一定是按比例绘制。图中相同的附图标记表示相同或类似的部分，因而将省略对它们的重复描述。
此外，所描述的特征、结构或特性可以以任何合适的方式结合在一个或更多实施方式中。在下面的描述中，提供许多具体细节从而给出对本公开的实施方式的充分理解。然而，本领域技术人员将意识到，可以实践本公开的技术方案而省略所述特定细节中的一个或更多，或者可以采用其它的方法、组元、装置、步骤等。在其它情况下，不详细示出或描述公知结构、方法、装置、实现、材料或者操作以避免喧宾夺主而使得本公开的各方面变得模糊。
附图中所示的一些方框图是功能实体，不一定必须与物理或逻辑上独立的实体相对应。可以采用软件形式来实现这些功能实体，或在一个或多个硬件模块或集成电路中实现这些功能实体，或在不同网络和/或处理器装置和/或微控制器装置中实现这些功能实体。
图1示出本公开一实施例中提供的一种中线式尾矿筑坝坝体防渗方法的流程图。图2示出本实施例中提供的中线式尾矿坝的示意图，以下结合图2所示结构对图1所示的防渗方法进行介绍。
如图1所示，在步骤s11中，堆筑初期心墙土石坝。
如图2所示，中线式尾矿坝t中的心墙t1为位于坝体中间的一种防渗体结构，多是在坝体中心设置的直立的或略偏向上游侧倾斜的粘土体，心墙t1的上游(即内坡)和下游(即外坡)多采用透水料筑成，支撑心墙t1并保持坝体稳定。例如，可以采用粘土和天然土石料堆筑形成初期心墙土石坝的心墙t1和土石坝t2两部分，可以提高初期心墙土石坝的构筑质量，进而提高坝体的防渗效果。
以图2所示结构为例，初期心墙土石坝的坝顶宽可以是10米(即初期心墙土石坝t1和t2的坝顶宽度w1是10米)，初期心墙土石坝的坝高h1可以是20米，初期心墙土石坝的坝顶长可以是200米(即初期心墙土石坝t1和t2的坝顶w1的长度可以是200米)，初期心墙土石坝的上游坡112和下游坡111的坡度均是1：2，即t2的外坡111的坡度与内坡112的坡度可以为1：2。需要说明的是，这里的上游坡是指初期心墙土石坝的坝体内坡，下游坡是指初期心墙土石坝的坝体外坡。
在本公开的一种示例性实施例中，初期心墙土石坝的上下游还都可以设有马道。其中，马道是指在初期心墙土石坝的上游坡和下游坡处每隔一定高度设置，用于坝坡检修及人行便道。通过设置马道，不仅便于对初期心墙土石坝的坝坡进行检修，而且便于人在初期心墙土石坝上行走。
如图1所示，在步骤s12中，在初期心墙土石坝的外坡筑坝区堆筑粗尾砂。
如图2所示，本步骤可以采用旋流分级的筑坝方式将粗尾砂在外坡筑坝区t3由下向上分区排放。例如，可以通过轻质管材将粗尾砂输送至外坡筑坝区t3。另外，对于初期心墙土石坝的内坡筑坝区(也就是库内t7)，可以采用溢流尾砂从坝前匀均排放至库内t7。其中外坡筑坝区t3的子坝外坡的坡度可以为1:3。
如图1所示，在步骤s13中，在初期心墙土石坝上堆筑坝体子坝，且在坝体子坝中部铺设膨润土防水毯(gcl)。铺设gcl的具体步骤参见图3所示的步骤，其中本实施例所使用的gcl具有密实度高、自保水性强、防水性能持久、施工简单、绿色环保等特点。
如图1所示，在步骤s14中，在坝体子坝的内坡均匀排放尾矿t7。
如图1所示，在步骤s15中，按照预定次数重复堆筑粗尾砂、坝体子坝以及排放尾矿，即重复步骤s12～s14，得到尾矿坝t。
图3示出图1所示方法中步骤s13的流程图，在图3中具体介绍膨润土防水毯gcl的铺设过程。
如图3所示，在步骤s31中，在初期心墙土石坝的坝顶挖锚固沟。需要说明的是，这里的初期心墙土石坝可以是筑坝最开始时的初期坝坝顶，还可以是形成一层子坝后得到的上一期子坝坝顶，因此这一步骤就是在初期坝坝顶或上一期子坝坝顶开挖锚固沟，例如可以在轴线处挖一条宽*深为1m*1m的锚固沟。
如图3所示，在步骤s32中，在锚固沟以及初期心墙土石坝的坝顶上游侧的第一预设区域内铺设第一部分膨润土防水毯p1，第一部分膨润土防水毯与初期心墙土石坝t1的坝顶相连。
锚固沟及其上游侧(或者说是初期心墙土石坝坝顶的上游侧)第一预设区域内(例如可以是10米范围，即w3等于10米)铺设第一部分膨润土防水毯p1，p1与初期心墙土石坝t1相连，如果这一步骤铺设的是第二期以上的第一部分膨润土防水毯p1，则第一部分膨润土防水毯p1与上一期子坝坝顶膨润土防水毯p3相连，使得膨润土防水毯形成级联的结构，更好地防止渗水。
如图3所示，在步骤s33中，在初期心墙土石坝的坝顶堆筑部分坝顶子坝t4，覆盖在第一部分膨润土防水毯p1上。
如图2所示，堆筑部分坝顶子坝t4，t4的坝顶宽度w4等于10米，t4的坝高h2等于10米。部分坝顶子坝t4除了覆盖第一部分膨润土防水毯p1之外，还覆盖在t2和t3的坝顶上。另外，t4的外坡121的坡度与t3的外坡的坡度相同，可以为1:3，t4的内坡122的坡度与t2的内坡的坡度相同，可以为1:2。
如图3所示，在步骤s34中，在部分坝顶子坝t4的内坡铺设第二部分膨润土防水毯p2，第二部分膨润土防水毯p2与第一部分膨润土防水毯p1相连。
如图2所示，在子坝t4的内坡122上铺设第二部分膨润土防水毯p2，且第二部分膨润土防水毯p2的起始点与第一部分膨润土防水毯p1的终点连接。
如图3所示，在步骤s35中，继续形成剩余坝顶子坝t5，覆盖在第二部分膨润土防水毯p2上。
如图2所示，部分坝顶子坝t4和剩余坝顶子坝t5构成坝体子坝。形成第二部分膨润土防水毯p2之后，堆筑剩余坝顶子坝t5，t5坝顶宽度等于w2-w4＝30米，由于t4的坝顶宽度w4等于10米，t5的坝顶宽度等于30米，因此形成的坝体子坝的宽度w2等于40米。第二部分膨润土防水毯p2形成在部分坝顶子坝t4和剩余坝顶子坝t5之间。t5的内坡122的坡度为1:2，t5的坝高与t4的坝高相同，即h2等于10米。
如图3所示，在步骤s36中，在剩余坝顶子坝t5上距坝体子坝的坝顶第二预设距离内铺设第三部分膨润土防水毯p3，第三部分膨润土防水毯p3与第二部分膨润土防水毯p2相连。
这里的第二预设距离可以为1米，即在距坝体子坝的坝顶1米(即h3等于1米)处铺设第三部分膨润土防水毯p3。需要说明的是，本实施例中p1与t1、p1与p3、p1与p2及p2与p3之间连接须密实，禁止出现防渗薄弱点，产生渗流通道，由此可以提高中线式尾矿坝t的坝体防渗效果。
如图3所示，在步骤s37中，在第三部分膨润土防水毯p3上覆盖尾砂t6。
如图2所示，在第三部分膨润土防水毯p3上部可采用覆盖尾砂t6做保护，以免坝顶车辆通行等对膨润土防水毯造成破坏，由此可以进一步提高中线式尾矿坝t的坝体防渗效果。
在本公开的实施例中，预定次数为大于等于两次，即在初期子坝的基础上至少还需重复两次上述图3所述方法才能完成整个尾矿坝。以图2所示结构为例，采用图3所示的方法重复两次，在高度为20米的初期子坝基础上，形成两期高度为10米的坝体子坝，形成高度为40米的尾矿坝t。
需要说明的是，在初期心墙土石坝t1和t2形成之后，在外坡堆筑粗尾砂t3，在内坡堆筑溢流尾砂t7。而且在之后完成每一期坝体子坝t4+t5之后，同样，也需要在部分坝顶子坝t4的外坡堆筑粗尾砂t3，在剩余坝顶子坝t5的内坡堆筑溢流尾砂t7。图2中仅示出两期子坝坝体的结构，在实际工程中需要根据具体需求堆筑更多期的子坝坝体。
综上所述，通过本实施例提供的中线式尾矿筑坝坝体防渗方法，通过坝体子坝堆筑期间，在坝顶子坝中部铺设膨润土防水毯gcl，与初期坝初期心墙土石坝或上一期子坝坝顶相连，形成一个完整的尾矿坝防渗体，从而降低坝下游浸润线，减少下游渗水量，进而降低尾矿库建设和运行成本。所使用的gcl具有密实度高、自保水性强、防水性能持久、施工简单、绿色环保等特点。此外，本实施例的坝体防渗方法还具有工艺简单、成本低等优点。
根据本公开的第二方面，还提供一种中线式尾矿坝，包括通过上述方法筑成的防渗结构，该防渗结构可以是图2所示的膨润土防水毯。
以图2所示结构为例，具有该防渗结构的尾矿坝t可以包括：心墙t1、心墙t1内坡和外坡的土石坝t2、堆筑在初期心墙土石坝的外坡筑坝区的粗尾砂t3、堆筑在初期心墙土石坝之上的坝体子坝t4和t5，以及铺设在坝体子坝中部的膨润土防水毯。
如图2所示，膨润土防水毯包括第一部分膨润土防水毯p1、第二部分膨润土防水毯p2和第三部分膨润土防水毯p3，第一部分膨润土防水毯p1铺设在锚固沟以及初期心墙土石坝的坝顶上游侧的第一预设区域内，第一部分膨润土防水毯p1与心墙t1的坝顶相连；第二部分膨润土防水毯p2铺设在部分坝顶子坝t4的内坡，第二部分膨润土防水毯p2与第一部分膨润土防水毯p1相连，其中部分坝顶子坝t4堆筑在初期心墙土石坝的坝顶，且覆盖在第一部分膨润土防水毯p1上；第三部分膨润土防水毯p3铺设在剩余坝顶子坝t5上距坝体子坝的坝顶第二预设距离内，第三部分膨润土防水毯p3与第二部分膨润土防水毯p2相连，其中剩余坝顶子坝t5覆盖在第二部分膨润土防水毯p2上，且部分坝顶子坝t4和剩余坝顶子坝t5构成坝体子坝。第一部分膨润土防水毯p1、第二部分膨润土防水毯p2和第三部分膨润土防水毯p3依次相连构成防渗结构，降低坝下游浸润线，减少下游渗水量。
以图2所示为例，尾矿坝t包括心墙t1、心墙t1内坡和外坡的土石坝t2，采用旋流分级的筑坝方式，在初期心墙土石坝的外坡筑坝区由下向上分区排放而成的粗尾砂t3，部分坝顶子坝t4、剩余坝顶子坝t5和覆盖在第三部分膨润土防水毯p3上用于保护第三部分膨润土防水毯p3的尾砂t6，以及在内坡堆筑溢流尾砂t7。其中每一结构的高度、宽度、坡度等参数参见上述实施例，此处不再赘述。
本公开的某些实施例的中线式尾矿坝，通过在坝体子坝堆筑期间，在坝顶子坝中部铺设膨润土防水毯，从而降低坝下游浸润线，减少下游渗水量，进而降低尾矿库建设和运行成本。
附图中的流程图和框图，图示了按照本申请各种实施例的系统、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段、或代码的一部分，上述模块、程序段、或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个接连地表示的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图或流程图中的每个方框、以及框图或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或操作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。
应清楚地理解，本公开描述了如何形成和使用特定示例，但本公开的原理不限于这些示例的任何细节。相反，基于本公开公开的内容的教导，这些原理能够应用于许多其它实施方式。
以上具体地示出和描述了本公开的示例性实施方式。应可理解的是，本公开不限于这里描述的详细结构、设置方式或实现方法；相反，本公开意图涵盖包含在所附权利要求的精神和范围内的各种修改和等效设置。
技术特征：
技术总结
本公开提供一种中线式尾矿筑坝坝体防渗方法及中线式尾矿坝，属于坝体防渗技术领域。该中线式尾矿坝包括：初期心墙土石坝；堆筑在所述初期心墙土石坝之上的坝体子坝；以及铺设在所述坝体子坝中部的膨润土防水毯。本公开通过在坝体子坝堆筑期间，在坝顶子坝中部铺设膨润土防水毯，从而降低坝下游浸润线，减少下游渗水量，进而降低尾矿库建设和运行成本。
技术研发人员：郑学鑫;宋会彬;岑建;戴海旭;马艳晶
受保护的技术使用者：中国恩菲工程技术有限公司
技术研发日：2018.01.08
技术公布日：2018.05.29
声明：
“中线式尾矿筑坝坝体防渗方法及中线式尾矿坝与流程” 该技术专利(论文)所有权利归属于技术(论文)所有人。仅供学习研究，如用于商业用途，请联系该技术所有人。
我是此专利(论文)的发明人(作者)
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编辑：中冶有色技术网
来源：中国恩菲工程技术有限公司
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2024年08月13日 ~ 15日 
