一种细粒尾矿加筋堆积坝智能控制立体排渗真空预压法制造技术

一种细粒尾矿加筋堆积坝智能控制立体排渗真空预压法，包括如下步骤：①在细粒尾矿堆积坝（2）底面构建水平集排层（4），水平集排层（4）由整板或条状布置的砂、卵石、砾石构成；②随分层尾矿坝逐步堆高，视尾矿颗粒大小每隔一定高度铺设一层加筋（6）；③视尾矿渗透能力高低每隔一定高度设置水平排水体（7），其端部连接真空收集管（8）；④根据尾矿坝体不同高度处浸润线（12）控制阀值，智能控制真空泵（9）的启动与关闭，⑤根据真空排水管内水位阀值，智能控制抽水泵（10）的启动与关闭。其优点是：加筋体能增强细粒尾矿坝体稳定性；立体排渗真空系统能安全、快速筑坝；智能控制系统则能大大提高细粒尾矿坝体堆筑期与运行期安全稳定的控制能力。

【技术实现步骤摘要】
一种细粒尾矿加筋堆积坝智能控制立体排渗真空预压法
本专利技术涉及矿山安全
，具体地说是一种细粒尾矿坝通过加筋与智能控制浸润线来确保堆筑期与运行期安全稳定的方法。
技术介绍
我国大多数矿山资源的品味较低，在选矿流程中排出大量的尾矿，随着矿产资源利用程度的提高，矿石的可开采品味相应降低，尾矿排出量也在增加。世界各国每年排出的选矿量约50亿吨，而我国仅2000年尾矿排放量就达到6亿吨左右。目前，我国金属矿山堆存的尾矿达到80亿吨以上，而且以每年产出8-10亿吨尾矿的速度在增加，其中，铁矿山年排尾矿6-7亿吨。我国尾矿的处置方式还是以地面堆存为主，目前统计到的尾矿库数量超过12000座，其中90％以上采用上游法堆坝。上游法堆坝的工艺形式决定其稳定性取决于一定长度范围内沉积干滩面的颗粒组成及其固结程度。为确保并改善尾矿堆积坝的安全稳定性，就需降低坝体浸润线，加速尾矿脱水固结，因此，必须在尾矿坝内设置排渗设施。
技术实现思路
本专利技术的目的就是针对上述已有技术存在的不足，提供一种能有效降低尾矿库建设和运行成本，降低坝体内的浸润性，提高坝体稳定性和最终堆积高度的细颗粒尾矿筑坝方法。本专利技术一种细粒尾矿加筋堆积坝智能控制立体排渗真空预压法，包括如下步骤：(1)在细粒尾矿堆积坝2底面构建水平集排层4，水平集排层4由整板或条状布置的砂、卵石、砾石构成；随分层尾矿坝逐步堆高，视尾矿颗粒大小每隔一定高度铺设一层加筋层6；(2)视尾矿渗透能力高低每隔一定高度设置水平排水体7，其端部连接真空收集管8；(3)根据尾矿坝体不同高度处浸润线12控制阀值，智能控制真空泵9的启动与关闭；(4)根据真空排水管内水位阀值，智能控制抽水泵10的启动与关闭。所述的库底水平集排层为水平集排层4由整板或条状布置的砂、卵石、砾石构成；所述的整板或条状布置的砂、卵石、砾石为整板状，或间距2～5m条状布置的砂、卵石、砾石盲沟构成，也可以是间距1～3m条状布置的各种土工排水织物，还可以是间距1～3m条状布置充填砂的土工织物膜袋；所述的随分层尾矿坝逐步堆高，视尾矿颗粒大小每隔一定高度铺设一层加筋为视尾矿颗粒大小每隔2～5m铺设一层加筋层6，该加筋层材料可以是普通加筋型格栅，也可以是土工格室，还可以是排水加筋复合材料或加筋与排水复合体，其排水材料可以是成层砂，也可以间距1～3m条状砂沟、充填砂的土工织物膜袋、塑料排水板或排水带等；所述的视尾矿渗透能力高低每隔一定高度设置水平排水体7为视尾矿渗透能力高低每隔2～5m高度设置水平排水体7，与加筋层6不同，水平排水体7必须具有排水功能。其排水材料可以是成层砂，也可以是间距1～3m条状砂沟、充填砂的土工织物膜袋、塑料排水板或排水带等；与加筋层6不同，水平排水体7必须在其端部连接真空收集管。所述的视尾矿渗透能力高低每隔2～5m高度设置水平排水体7与真空收集管8构成真空系统与排水系统二合一的真空渗滤液收集系统；该系统是分层独立工作的，多层共同工作形成细粒尾矿堆积坝全高度立体排渗真空预压作用，细粒尾矿一般是尾粘土，不需真空密封系统，而如若连续两层是尾矿砂，则其中不设真空系统并不会影响其他层正常运行，如若某一层是尾矿砂，该层在水平排水体之下，则只需在其端部与尾部设置密封膜即可，该层在水平排水体之上时则需在其端部、尾部及上部密封或等待其上一层尾粘土吹填后再抽真空。所述的根据尾矿坝体安全稳定性需要确定安全控制浸润线，根据该浸润线设置不同高度处真空渗滤液收集系统的浸润线控制阀值，智能控制真空泵9的启动与关闭，施行对浸润线与尾矿坝安全的智能控制。还可根据真空收集管8内水位阀值，智能控制抽水泵10的启动与关闭。本专利技术一种细粒尾矿加筋堆积坝智能控制立体排渗真空预压法的优点是：(1)竖向排渗与水平集排层联合进行三向立体排渗，因水平集排层在平面上覆盖整个尾矿库，不留死角，故立体排渗真空系统能安全、快速筑坝且细粒尾矿坝体内的澄清液能彻底排出，排渗效果好。(2)该方法三向立体排渗，一般竖向间距2～5布置一层，每层(水平面内)排水体水平间距1～3m。因竖向与横向排水通道之间距离短，水力比降大，所以降低浸润线效果明显，强度增长快速，故对尾矿坝稳定性改善力度大、效率高，对细粒尾矿堆积坝效果尤其明显，能大大增加细粒尾矿堆积坝高度。(3)该方法通过气水分离真空装置，可根据稳定性需要在不同高程处设置多层真空系统，真空系统增大了水平排水层水力比降，无疑会缩短排水固结周期从而加快堆坝速度，也势必会增加强度提高幅度从而加大最终堆坝高度。这对于大、中型矿山选矿厂的正常生产，对于粘性细粒尾矿库占地经济性都有重大意义。(4)该方法可根据稳定性需要在不同高程处设置土工格栅，这无疑会有效的提高坝体稳定性，增加堆坝高度和速度。当使用土工格栅与水平排水体相结合的复合排渗加筋材料时，其优越性会更加明显。(5)通过对尾矿坝浸润线智能监控系统设置阀值，自动启动真空系统，实现对浸润线的自动管理与控制，也能通过对气水分离装置中的水位监控系统设置阀值，自动启动其中的抽水泵，实现自动抽水。具有智能控制、节能环保、管理维护简便等独特的优越性，具有较好的推广应用价值。附图说明图1为一种细粒尾矿加筋堆积坝智能控制立体排渗真空预压法横断面示意图。图2-1为一种细粒尾矿加筋堆积坝智能控制立体排渗真空预压法水平集排层(膜袋充填砂)。图2-2为一种细粒尾矿加筋堆积坝智能控制立体排渗真空预压法水平集排层(直排式塑料排水板)。图2-3为一种细粒尾矿加筋堆积坝智能控制立体排渗真空预压法水平集排层(成层砂)。图3为一种细粒尾矿加筋堆积坝智能控制立体排渗真空预压法真空收集管节点大样图。图4为步骤一中的示意图图5为步骤二中的示意图图6为步骤三中的示意图图7为步骤四中的示意图图8为步骤五中的示意图图9为步骤六中的示意图图10为步骤七中的示意图图中所示构件、部位名称及对应的标记：初期坝1、细粒尾矿堆积坝2及分层尾矿坝2-1、2-2、2-3、连通管3、水平集排层4、收集管5、加筋层6及分层加筋6-1、6-2、6-3、水平排水体7及分层充填袋7-1、7-2、7-3，真空收集管8及分层真空收集管8-1、8-2、8-3，真空泵9及分层真空泵9-1、9-2、9-3，抽水泵10及分层真空泵10-1、10-2、10-3，膜袋充填砂子坝11及分级子坝11-1、11-2、11-3，浸润线12及分层水位控制阀值12-1、12-2、12-3。具体实施方式以下结合附图对本专利技术的特征做进一步详细说明：一种细粒尾矿坝通过加筋与智能控制浸润线来确保堆筑期与运行期安全稳定的方法，其具体实施方式如下：步骤一：堆筑透水初期坝、吹填首层尾矿：在初期坝1底部设置一根连通管3，连通管3末端伸出初期坝1外，细粒尾矿堆积坝2的底面铺设水平集排层4，水平集排层4由卵砾石或若干根平行于细粒尾矿堆积坝2纵轴线的砂、卵石、砾石构成砂沟；水平集排层4与连通管3通过平行于细粒尾矿堆积坝2横轴线的收集管5连通；通过上述方法，使得细粒尾矿堆积坝2内的澄清液通过水平集排层4与收集管5得到汇集，最终通过连通管3排往库外。步骤二：布设格栅、水平集排层、真空抽水系统：完成步骤一并视首层尾矿渗透性高低，经过一段时间的固化后，即可在首层尾矿上铺设加筋材料6-1，在土工格栅本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种细粒尾矿加筋堆积坝智能控制立体排渗真空预压法，其特征在于：（1）在细粒尾矿堆积坝（2）底面构建水平集排层（4），水平集排层（4）由整板或条状布置的砂、卵石、砾石构成；随分层尾矿坝逐步堆高，视尾矿颗粒大小每隔一定高度铺设一层加筋（6）；（2）视尾矿渗透能力高低每隔一定高度设置水平排水体（7），其端部连接真空收集管（8）；（3）根据尾矿坝体不同高度处浸润线（12）控制阀值，智能控制真空泵（9）的启动与关闭；（4）根据真空排水管内水位阀值，智能控制抽水泵（10）的启动与关闭。

【技术特征摘要】
1.一种细粒尾矿加筋堆积坝智能控制立体排渗真空预压法，其特征在于：(1)、在细粒尾矿堆积坝(2)底面构建水平集排层(4)，水平集排层(4)由整板或条状布置的砂、卵石、砾石构成，在坝体底部设置一根连通管(3)，连通管(3)末端伸出初期坝(1)外，坝体的底面铺设水平集排层(4)，水平集排层(4)与连通管(3)通过平行于细粒尾矿堆积坝(2)横轴线的收集管(5)连通，使得细粒尾矿堆积坝(2)内的澄清液通过水平集排层(4)与收集管(5)得到汇集，最终通过连通管(3)排往库外；随分层尾矿坝逐步堆高，视尾矿颗粒大小每隔一定高度铺设一层加筋层(6)；(2)、视尾矿渗透能力高低每隔一定高度设置水平排水体(7)，其端部连接真空收集管(8)；(3)、根据尾矿坝体不同高度处浸润线(12)控制阀值，智能控制真空泵(9)的启动与关闭；(4)、根据真空排水管内水位阀值，智能控制抽水泵(10)的启动与关闭；视尾矿渗透能力高低每隔2～5m高度设置水平排水体(7)与真空收集管(8)构成真空系统与排水系统二合一的真空渗滤液收集系统；该系统是分层独立工作的，多层共同工作形成细粒尾矿堆积坝全高度立体排渗真空预压作用，细粒尾矿一般是尾粘土，不需真空密封系统，而如若连续两层是尾矿砂，则其中不设真空系统并不会影响其他层正常运行，如若某一层是尾矿砂，该层在水平排水体之下，则只需在其端部与尾部设置密封膜即可，该层在水平排水体之上时则需在其端部、尾部及上部密封或等待其上一层尾粘土吹填后再抽真空。2.根据权利要求1所述的一种细粒尾矿加筋...

【专利技术属性】
技术研发人员：吕文志，万凯军，肖玉成，徐牧明，
申请(专利权)人：中冶集团武汉勘察研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北;42