一种尾矿库放矿池规格的确定方法技术

本发明专利技术涉及尾矿泥浆抑尘的技术领域，具体是一种尾矿库放矿池规格的确定方法，其特征在于包括下列步骤：1)在尾矿库主坝铺设的放矿主管道上设置多个放矿支管，在尾矿库干滩表面沿主坝方向修筑若干组放矿池田，所述的放矿池田由数个放矿池组成，每个放矿池由砂土坝围成；2)确定放矿池宽度也就是砂土坝长度；3)确定梯形砂土坝坝体顶宽、坝体高度、计算坝体底宽；4)计算确定每个放矿池向主坝内水平延伸的长度。本发明专利技术使得尾矿库放矿池修筑的规格更合理、更经济，能够提高放矿池田抑尘运行的稳定性和持续性，对环境治理和改善具有显著效果。

【技术实现步骤摘要】
一种尾矿库放矿池规格的确定方法
本专利技术属于尾矿泥浆抑尘的
，特别涉及一种尾矿库放矿池规格的确定方法。
技术介绍
铁矿山尾矿库干滩在旱季或风季将产生区域性粉尘污染问题，由于尾矿库主要功能是储存金属矿山生产过程中排尾矿渣及通过自然过滤回收环水供选厂循环使用，尾矿库包括坝体、干滩、汇水区，其中干滩都是选矿厂尾矿自然沉淀形成，在旱季或风季会形成粉尘污染问题，现在比较成熟的抑尘方法是喷洒抑尘剂固化干滩表面及洒水抑尘法。喷洒抑尘剂抑尘效果较好，但干滩面积大，而且动态放矿，而抑尘剂固化后再次放矿就会失效，所以对已闭库的尾矿库适用。洒水抑尘法的缺点是喷洒面积大，前期投资费用大，后期维护成本大，而且坝面不断增高，洒水管线定期还需要抬高，而且大量使用库内存水，影响库内回水量。池田放矿抑尘法是一种低成本高效率的抑尘方法，这种方法针对尾矿库干滩面积大，放矿位置不固定的特点，利用工程机械改变坝内地表形态，在库内干滩表面修筑池田，将矿浆放在池田内，用矿浆将干滩全覆盖，保持干滩表面湿润，抑制扬尘。池田的修筑要考虑成本，常见的土石筑坝工艺工程量大成本高，施工受天气影响大；尾砂筑坝，在坝内就地取材，坝体成形快，节省成本，但尾砂强度低，池田内存水后，尾砂坝体薄了容易产生溃坝问题，筑高筑厚又工程量增大，成本增加。所以，池田修筑的最理想状态是尾砂坝体刚刚能承受池内存水对坝体产生的剪切力即可。因此，为了修筑的池田规格更合理、更经济，提高池田放矿抑尘运行的稳定性，需要有一个合理的池田规格的确定方法。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种尾矿库放矿池规格的确定方法。本专利技术的目的是通过下述技术方案实现的：本专利技术的一种尾矿库放矿池规格的确定方法，其特征在于包括下列步骤：1)在尾矿库环坝铺设的放矿主管道上设置多个放矿支管，在尾矿库干滩表面沿坝方向制作若干组放矿池田，所述放矿池田由数个放矿池组成，每个放矿池由砂土坝围成，砂土坝中与矿浆流垂直的为拦水砂土坝，其它砂土坝为边坝，下述砂土坝均为拦水砂土坝，并且每个放矿池内至少包含2根放矿支管；2)放矿池宽度B的确定：矿池宽度B即砂土坝的长度根据每个放矿池的具体形状确定；3)梯形砂土坝横截面规格的确定：3.1)采集尾矿库砂土，进行三轴剪切实验确定得到砂土坝的内摩擦角砂土坝的内聚力c；其中：为砂土坝的内摩擦角,度，c为砂土坝的内聚力，KN/m2；3.2)梯形砂土坝坝体顶宽F的确定：坝体顶宽F根据《尾矿设施设计规范》GB50863-2013，确定坝体顶宽为F米；F为砂土坝坝体顶宽，m；3.3)梯形砂土坝坝体高度H的确定：梯形砂土坝坝体高度H为放矿池汇水区上下端高程差；H为砂土坝坝体高度，m；3.4)梯形砂土坝坝体底宽G的确定梯形坝体底宽G根据公式(1)计算：对于砂土坝，α＝22.5°，β<α；其中：G为砂土坝坝体底宽，m；H为砂土坝坝体高度，m；F为砂土坝坝体顶宽，m；α为砂土坝破坏时滑动面倾角，度；β为坡角，度；具体见图1；公式(1)的推导方法为：图1为砂土坝边坡示意图：其中：F-砂土坝坝顶宽度，m；G-砂土坝坝底宽度，m；H-砂土坝高度，m；VABC-滑动体体积，m3；W-滑动体ABC重量,KN；T-土的下滑力，KN；N-土对滑动面的正压力，KN；γ-砂土的容重，KN/m3；β-坡角，度；α-砂土破坏时滑动面倾角，度；l-滑动面边长，m；见图1，沿边坡长度方向截取一个单位长度做为平面问题分析。滑动体ABC重W，滑面倾角α，滑面AC上滑动体重量为W＝γVABC,产生的下滑力T和土的抗剪切强度τ分别为T＝Wsinα边坡的安全系数Fs可用抗滑力与下滑力来表示即τ-土的抗剪切强度,KN/m2为保证土坡稳定性，安全系数Fs值一般不小于1.25，特殊情况可取1.15，查《尾矿设施设计规范》GB50863-2013，本例砂土坝规模小可取1.15。对于c＝0，的砂土坝，安全系数表达式可表达为当α＝β时，Fs最小，边坡表层最易滑动，这时可得β<arctan0.4054892＝22.5°，即α＝22.5°由图1可知可得梯形坝体底宽当取β<α＝22.5时，确定的坝体底宽G，不溃坝；4)放矿池向主坝内水平延伸的长度L的确定：实测放矿池内干滩的坡度为i，根据放矿池汇水区上端与下端的高程差，即为砂土坝坝体高度H，放矿池向主坝内水平延伸的长度参数L由公式(2)确定，L≤Lmax＝H/i(2)其中：Lmax为放矿池向主坝内水平延伸的最大长度，m；步骤3.4)所述的公式(1)的推导按《尾矿设施设计规范》GB50863-2013标准流程进行。附图说明图1为砂土坝边坡示意图；图2为尾矿库放矿池田规格的示意图。具体实施方式下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步说明。如图1-图2所示，本专利技术的一种尾矿库放矿池规格的确定方法，其特征在于包括下列步骤：1)在尾矿库干滩表面沿主坝1方向制作三组放矿池田，在尾矿库主坝3铺设的放矿主管道1上设置十八个放矿支管2；2)放矿池宽度B的确定：如图2所示，本实施例共设有三组放矿池田；每组设三个放矿池，分为第一放矿池4，第二放矿池5，第三放矿池6；第一放矿池4对应的宽度B1，也就是砂土坝长度B1设计为160米；第二放矿池5对应的宽度B2，也就是砂土坝长度B2设计为170米；第三放矿池6对应的宽度B3，也就是砂土坝长度B3设计为180米；第二组放矿池田和第三组放矿池田对应的也是同样结果；3)梯形砂土坝横截面规格的确定：3.1)采集尾矿库砂土，进行三轴剪切实验确定得到砂土坝的内摩擦角为25度、砂土坝的粘聚力c为零；其中：为砂土坝的内摩擦角,度，c为砂土坝的内聚力，KN/m2；3.2)梯形砂土坝坝体顶宽F的确定：坝体顶宽F根据《尾矿设施设计规范》GB50863-2013，确定坝体顶宽F为2米；F为砂土坝坝体顶宽，m；3.3)梯形砂土坝坝体高度H的确定：梯形砂土坝坝体高度H为放矿池汇水区上下端高程差；H为砂土坝坝体高度，m；3.4)梯形砂土坝坝体底宽G的确定梯形坝体底宽G根据公式(1)计算：对于砂土坝，α＝22.5°，满足β<α时，不溃坝；其中：G为砂土坝坝体底宽，m；H为砂土坝坝体高度，m；F为砂土坝坝体顶宽，m；α为砂土坝破坏时滑动面倾角，度；β为坡角，度；具体见图1，图1为砂土坝边坡示意图；4)放矿池向主坝内水平延伸的长度L的确定：实测放矿池内干滩的坡度为i，根据放矿池汇水区上端与下端的高程差H，放矿池向主坝内水平延伸的长度L由公式(2)确定，L≤Lmax＝H/i(2)其中：Lmax为放矿池向主坝内水平延伸的最大长度，m；本实施例实测靠近主坝1的滩顶标高为159.6米，靠近库区内汇水区的干滩标高为154.48米，总高程差5.12米。与主坝1距离50米内的干滩坡度i1为2.8％，与主坝1距离50米—150米的干滩坡度i2为1.6％，与主坝1距离150米到库内汇水区之间的干滩坡度i3为1.3％。取第一放矿池4对应的砂土坝坝体高度H1为2米，由公式(2)可得Lmax1＝H1/i1＝2/0.028＝71.43(米)即第一放矿池4向主坝1内水平延伸的最大长度为71.43米；根据实际情况和安全性考虑，确定第一放矿池4向主坝1内水平延伸的长度为60米；取β1为20度，满足本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种尾矿库放矿池规格的确定方法，其特征在于：包括下列步骤：1)在尾矿库主坝铺设的放矿主管道上设置多个放矿支管，在尾矿库干滩表面沿主坝方向制作若干组放矿池田，所述放矿池田由数个放矿池组成，每个放矿池由砂土坝围成，并且每个放矿池内至少包含2根放矿支管；2)放矿池宽度B的确定：放矿池宽度B即砂土坝的长度根据每个放矿池的具体形状确定；3)梯形砂土坝横截面规格的确定：3.1)采集尾矿库砂土，进行三轴剪切实验确定得到砂土坝的内摩擦角

【技术特征摘要】
1.一种尾矿库放矿池规格的确定方法，其特征在于：包括下列步骤：1)在尾矿库主坝铺设的放矿主管道上设置多个放矿支管，在尾矿库干滩表面沿主坝方向制作若干组放矿池田，所述放矿池田由数个放矿池组成，每个放矿池由砂土坝围成，并且每个放矿池内至少包含2根放矿支管；2)放矿池宽度B的确定：放矿池宽度B即砂土坝的长度根据每个放矿池的具体形状确定；3)梯形砂土坝横截面规格的确定：3.1)采集尾矿库砂土，进行三轴剪切实验确定得到砂土坝的内摩擦角砂土坝的内聚力c；其中：为砂土坝的内摩擦角,度，c为砂土坝的内聚力，KN/m2；3.2)梯形砂土坝坝体顶宽F的确定：坝体顶宽F根据《尾矿设施设计规范》GB50863-2013，确定坝体顶宽为F米；F为砂土坝坝体顶宽，m；3.3)梯形砂土坝坝体高度H的确定：梯形砂土坝坝体高度H为放矿池...

【专利技术属性】
技术研发人员：马纪鑫，陈小艳，徐连生，黄贵臣，孙孝东，李铁柱，
申请(专利权)人：鞍钢集团矿业有限公司，
类型：发明
国别省市：辽宁,21