1.本发明属于
尾矿库、磷石膏库安全治理技术领域，具体涉及降低尾矿库或磷石膏库浸润线的方法。
背景技术：
2.尾矿库、磷石膏库浸润线是指水从土坝(或土堤)迎水面，经坝体向下游渗透所形成的自由水面和坝体横剖面的相交线，其高低直接影响尾矿库的安全稳定。尾矿坝或磷石膏坝的浸润线的高低直接关系到尾矿坝或磷石膏坝的稳定性，通常设计时在初期坝坝脚设置块石排渗棱体。对于初期坝为不透水坝，尽管在初期坝设置了块石排渗棱体，但往往排渗效果达不到预想效果，所以设计时又在不透水的初期坝内坡贴一层排渗层，且将该透水层与初期坝底部透水层相通。实践证明，在不透水的初期坝内坡贴一层排渗层，效果也不是很理想，往往尾矿坝或磷石膏坝的浸润线还是偏高。
3.降低尾矿坝或磷石膏坝浸润线的常用方法有水平排渗、垂直排渗、竖井与水平排渗管联合排渗、井点排渗及辐射井排渗等。其中：水平排渗在坝基范围内设置排渗体或在不同高程的尾矿(磷石膏)沉积滩面上预埋排渗席垫、盲沟、滤管或滤板等排渗体，将渗水引至集水总管，自流排出坝外；竖向排渗是在坝基范围内预设或在尾矿沉积滩上补设渗水竖井，渗入井内的水用机械抽吸或在井底另设水平管自流排出坝外。《西部探矿工程》2009年第1o期发表的“尾矿库浸润线降低技术研究”一文介绍，采用垂直水平联合排渗系统，该系统由垂直集渗井和水平排渗管组成，垂直集渗井贯穿各层饱和尾砂，各层尾砂中的饱和水水平渗入集渗井中，再由水平排渗管排出坝体外，从而达到降低坝体浸润线，保证坝体稳定的目的。
4.《现代矿业》2015年2月第2期发表的“预设排渗系统降低某尾矿库浸润线”披露，结合近年来尾矿库浸润线治理的工程情况，自行开发了预设排渗系统，建设垂直排渗系统与原有盲沟导管构成三维排渗，引导排渗水从盲沟排出，有效提高了尾矿库垂直排渗能力，从而降低尾矿库浸润线，确保尾矿库安全稳定运行。
5.当尾矿粒径较粗时尾矿坝沉积滩渗透系数一般不低于10
?4cm/s,排渗设施容易收到明显的效果。而细粒尾砂堆积坝体内平均渗透系数在10
?5～10
?6cm/s左右,采用通常的排渗降水设施效果不很明显，特别在后期时容易产生淤堵。
技术实现要素：
6.本发明的目的主要是针对现有技术存在的细粒尾砂堆积坝排渗效果不好、浸润线偏高、容易产生淤堵、尾矿坝安全风险较大的问题，而提供一种排渗效果显著的降低尾矿库或磷石膏库浸润线的方法。
7.为实现本发明的上述目的，发明一种降低尾矿库或磷石膏库浸润线的方法，该方法是在不透水的初期坝的底部预埋排渗导流管，不依赖于初期坝排渗作用，而是在初期坝上游尾矿(或磷石膏)底部设置一层含有集渗管网的偏平的碎石排渗体，结合联通的竖向截
渗桩群，在初期坝上游构成截渗屏障，从而大大降低尾矿(或磷石膏)坝体浸润线。具体采用以下技术方案实施：
8.1)在初期坝的内坡铺设一层防渗膜，所述的防渗膜一般采用hdpe防渗土工膜，以防止库内水对初期坝入渗。
9.2)在初期坝内坡脚上游底部紧贴初期坝设置一个扁平排渗体；所述的扁平排渗体采用碎石铺设而成，扁平排渗体厚度为1～2m；扁平排渗体伸入库区的水平长度取尾矿坝或磷石膏坝的总高长度，宽度除了初期坝围成的区域外，还包括尾矿堆积坝坝脚与山坡接触区域。
10.3)在偏平排渗体内埋设多条集渗管构成集渗管网，以增强排渗能力；集渗管网与排渗导流管联通，以便及时将库内尾矿或磷石膏渗流水导出初期坝坝外。
11.4)在偏平排渗体之上设置若干竖向截渗桩构成的截渗桩群，构成截渗屏障；竖向截渗桩间距视尾矿或磷石膏渗透系数确定，渗透系数在10
?5～10
?6cm/s，竖向截渗桩间距10～20m；渗透系数在10
?6cm/s以下，竖向截渗桩间距5～10m；竖向截渗桩的桩径不宜过大，一般在10cm～20cm范围，随尾矿或磷石膏上升不断加高；所述的竖向截渗桩的材料选择pe排渗管外包土工布。
12.5)所述的竖向截渗桩群呈梅花点阵布置，竖向截渗桩底端与偏平排渗体内埋设的集渗管网联通。
13.6)在集渗管网上部的水平排渗盲管网之上亦设置竖向截渗桩群，竖向截渗桩群的底端与水平排渗盲管网联通；所述的水平排渗盲管网纵横交错排列，与竖向截渗桩群构成三向排渗系统。
14.本发明的一种降低尾矿库或磷石膏库浸润线的方法采用以上技术方案后，具有下列积极效果：
15.(1)本发明方法设计的排渗系统增设了由碎石铺设而成扁平排渗体、在偏平排渗体内埋设多条集渗管构成集渗管网、竖向截渗桩构成的截渗桩群，以及水平排渗盲管网与竖向截渗桩群构成三向排渗系统，将排渗系统前移至初期坝上游，既增强了系统的排渗能力，又能显著并快速降低尾矿库或磷石膏库的浸润线。
16.(2)实践应用证明，本发明一种降低尾矿库或磷石膏库浸润线的方法不仅在使用初期的排渗效果显著，能够大幅度地降低尾矿坝浸润线，而且即使到了后期，在排渗系统产生了一定淤堵情况下，也可通过在偏平碎石排渗体上方施工价格低廉的简单的垂直排渗孔形成新的截排渗群，用以快速降低尾矿库或磷石膏库浸润线，恢复截排渗功能变得十分简易。
附图说明
17.图1为本发明一种降低尾矿库或磷石膏库浸润线的方法设计的截排渗结构剖面图；
18.图2为尾矿库或磷石膏库采用老式排渗结构浸润线预测图；
19.图3为本发明一种降低尾矿库或磷石膏库浸润线的方法预测浸润线对比图。
20.附图标记：1－排渗棱体；2－排渗导流管；3－初期坝；4－防渗膜；5－偏平排渗体；6－竖向截渗桩群；7－集渗管网；8－尾矿(或磷石膏)；9－水平排渗盲管网。
具体实施方式
21.为进一步描述本发明，下面结合附图对本发明一种降低尾矿库或磷石膏库浸润线的方法作进一步详细描述。
22.由图1所示的本发明一种降低尾矿库或磷石膏库浸润线的方法的剖面图看出，本发明除了常规的设计方法，即初期坝3为不透水的粘土坝，在初期坝3的下游设置块石排渗棱体1，在初期坝3的底部埋设排渗导流管2，在尾矿库或磷石膏库的库体内分层埋设水平排渗盲管网9，本发明还采用以下技术方案：
23.1)在初期坝3的内坡铺设一层防渗膜4，防渗膜4采用hdpe防渗土工膜；
24.2)在初期坝3内坡脚上游底部设置一个范围较宽的扁平排渗体5，该排渗体采用碎石铺设而成。
25.3)在偏平排渗体5内埋设多条集渗管构成集渗管网7，集渗管网7与排渗导流管2联通；所述的扁平排渗体5采用碎石铺设而成，扁平排渗体5的厚度为1～2m。
26.4)在偏平排渗体5之上设置若干竖向截渗桩构成的截渗桩群6，竖向截渗桩间距视尾矿或磷石膏渗透系数确定，渗透系数在10
?5～10
?6cm/s，竖向截渗桩间距10～20m；渗透系数在10
?6cm/s以下，竖向截渗桩间距5～10m；所述的竖向截渗桩的直径10cm～20cm范围，随尾矿或磷石膏上升不断加高；所述的竖向截渗桩的材料选择pe排渗管外包土工布。
27.5)所述的竖向截渗桩群6呈梅花点阵布置，竖向截渗桩底端与偏平排渗体5内埋设的集渗管网7联通。
28.6)在集渗管网7上部的水平排渗盲管网9之上亦设置竖向截渗桩群6，竖向截渗桩群6的底端与水平排渗盲管网9联通；所述的水平排渗盲管网9纵横交错排列，与竖向截渗桩群6构成三向排渗系统。
29.由图2所示的尾矿库或磷石膏库采用老式排渗结构浸润线预测图和图3所示的本发明一种降低尾矿库或磷石膏库浸润线的方法预测浸润线对比图可以清楚地看出，与现有技术相比，采用本发明方法后，尾矿库或磷石膏库的浸润线大大降低。
30.本发明不依赖于初期坝排渗作用，而是在初期坝上游尾矿(或磷石膏)底部设置一层含有集渗管网的偏平的碎石排渗体，结合联通的竖向截渗桩群，在初期坝上游构成截渗屏障，从而大大降低尾矿(或磷石膏)坝体浸润线。因在初期坝3内坡脚上游底部设置了一个范围较宽的扁平碎石排渗体，当后期竖向集渗桩群发生淤堵时，可以采取补加垂直塑料排渗插板联通底部碎石排渗体，达到修复该排渗体系目的。技术特征：
1.一种降低尾矿库或磷石膏库浸润线的方法，在不透水的初期坝(3)的底部埋设排渗导流管(2)，在尾矿库或磷石膏库的库体内分层埋设水平排渗盲管网(9)，在初期坝(3)的下游设置排渗棱体(1)，所述的排渗棱体(1)由块石堆设而成，其特征在于还采用以下技术方案实施：1)在初期坝(3)的内坡铺设一层防渗膜(4)；2)在初期坝(3)内坡脚上游底部设置一个扁平排渗体(5)；3)在偏平排渗体(5)内埋设多条集渗管构成集渗管网(7)，集渗管网(7)与排渗导流管(2)联通；4)在偏平排渗体(5)之上设置若干竖向截渗桩构成的截渗桩群(6)，竖向截渗桩间距视尾矿或磷石膏渗透系数确定，渗透系数在10?5～10?6cm/s，竖向截渗桩间距10～20m；渗透系数在10?6cm/s以下，竖向截渗桩间距5～10m；5)所述的竖向截渗桩群(6)呈梅花点阵布置，竖向截渗桩底端与偏平排渗体(5)内埋设的集渗管网(7)联通；6)在集渗管网(7)上部的水平排渗盲管网(9)之上亦设置竖向截渗桩群(6)，竖向截渗桩群(6)的底端与水平排渗盲管网(9)联通；所述的水平排渗盲管网(9)纵横交错排列，与竖向截渗桩群(6)构成三向排渗系统。2.如权利要求1所述的一种降低尾矿库或磷石膏库浸润线的方法，其特征在于：所述的防渗膜(4)采用hdpe防渗土工膜。3.如权利要求1所述的用于降低尾矿库或磷石膏库浸润线的截排渗结构，其特征在于：所述的扁平排渗体(5)采用碎石铺设而成，扁平排渗体(5)厚度为1～2m。4.如权利要求1所述的用于降低尾矿库或磷石膏库浸润线的截排渗结构，其特征在于：所述的竖向截渗桩的直径10cm～20cm范围，随尾矿或磷石膏上升不断加高；所述的竖向截渗桩的材料选择pe排渗管外包土工布。5.如权利要求1或2所述的一种降低尾矿库或磷石膏库浸润线的方法，其特征在于：所述的扁平排渗体(5)采用碎石铺设而成，扁平排渗体(5)厚度为1～2m；所述的竖向截渗桩的直径10cm～20cm范围，随尾矿或磷石膏上升不断加高，竖向截渗桩的材料选择pe排渗管外包土工布。
技术总结
本发明公开了一种降低尾矿库或磷石膏库浸润线的方法，在初期坝(3)内坡脚上游底部设置一个扁平排渗体(5)，在偏平排渗体(5)内埋设多条集渗管构成集渗管网(7)，集渗管网(7)与排渗导流管(2)联通，在偏平排渗体(5)之上设置若干竖向截渗桩构成的截渗桩群(6)，竖向截渗桩群(6)呈梅花点阵布置，竖向截渗桩底端与偏平排渗体(5)内埋设的集渗管网(7)联通，并在集渗管网(7)上部的水平排渗盲管网(9)之上亦设置竖向截渗桩群(6)，构成三向排渗系统。本发明大大增强了系统的排渗能力，能够显著并快速降低尾矿库或磷石膏库的浸润线。尾矿库或磷石膏库的浸润线。尾矿库或磷石膏库的浸润线。
技术研发人员：许传华 毛权生 余克林 吴鹏程 张强 吴江伟 房定旺
受保护的技术使用者：华唯金属矿产资源高效循环利用国家工程研究中心有限公司 中钢集团马鞍山矿院工程勘察设计有限公司
技术研发日：2021.10.14
技术公布日：2022/1/4
声明：
“降低尾矿库或磷石膏库浸润线的方法与流程” 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)
965
编辑：中冶有色技术网
来源：华唯金属矿产资源高效循环利用国家工程研究中心有限公司中钢集团马鞍山矿院工程勘察设计有限公司
分享 0
举报 0
收藏 0
反对 0
点赞 0
中冶有色技术平台
2024年11月27日 ~ 29日 
