一种高稳定性尾矿坝及其建造方法技术

本发明专利技术公开了一种高稳定性尾矿坝及其建造方法，所述高稳定性尾矿坝包括初期坝、趾坝、下游挡堤、减震支座、可渗透反应墙、排渗管。本发明专利技术高稳定性尾矿坝有利于降低排出的废水对下游环境的危害，并且有利于降低尾矿坝浸润线，减小废液对坝体的侵蚀，保持坝体的稳定。所述高稳定性尾矿坝的建造方法包括地基处理，初期坝、下游挡堤建立以及趾坝建立，本发明专利技术建造方法使建筑保持稳定性，有利于尾矿坝的安全长久运行。

A High Stability Tailings Dam and Its Construction Method

The invention discloses a high stability tailings dam and its construction method, which comprises an initial dam, a toe dam, a downstream retaining dam, a shock absorber, a permeable reaction wall and a drainage pipe. The high stability tailings dam of the invention is advantageous to reducing the harm of the discharged waste water to the downstream environment, reducing the saturation line of the tailings dam, reducing the erosion of the waste liquid to the dam body, and maintaining the stability of the dam body. The construction method of the high stability tailings dam includes foundation treatment, initial dam, downstream retaining dam and toe dam. The construction method of the present invention keeps the building stable and is conducive to the safe and long-term operation of the tailings dam.

【技术实现步骤摘要】
一种高稳定性尾矿坝及其建造方法
本专利技术属于水利设施
，具体涉及一种高稳定性尾矿坝及其建造方法。
技术介绍
尾矿库是矿山三大控制性工程之一，同时也是矿山的重大危险源。我国尾矿库数量多、条件差，近年来发生了一系列尾矿库事故，对人们的财产和人身安全及生态环境造成威胁。我国是多地震国家，而尾矿坝几乎是永久性建筑，因此尾矿坝的安全性和稳定性至关重要，已成为各国政府、矿山企业、学术界所关注的重大问题。现在应用普遍的建造方法主要利用自然地势，建造上游式尾矿坝，埋设排渗管，优点是建设成本低，但对于抗震抗腐蚀能力较弱，在地震或者尾矿渗滤液的侵蚀影响下，尾矿坝容易渗漏开裂甚至坍塌，对下游产生威胁。目前柔性减震技术主要用于高层建筑的防震，PRB技术也主要用于对地下水的处理，将两种技术方法应用到尾矿坝的建设的方法还未出现。现今对于尾矿坝建筑的建造和尾矿废液的处理还是较多的应用传统的技术和方法，采用土石结构、使用尾矿大颗粒废渣进行堆积建设，最后进行封坝处理，使尾矿和尾矿废液永久性封存。例如一种采用矿山排土堆筑尾矿坝的方法（CN101632993B）、一种新的尾矿坝建造技术（CN202830941U），这些方法虽然具有节省建造成本或者防涝等特点，但依旧存在不利于尾矿库的长期运行，结构不稳定，易产生安全问题，污染土壤，后果严重等问题。研发一种高稳定性尾矿坝及其建造方法是非常必要的。
技术实现思路
本专利技术的第一目的在于提供一种高稳定性尾矿坝。本专利技术的第二目的在于提供一种高稳定性尾矿坝的建造方法。本专利技术的第一目的是这样实现的，包括初期坝以及堆筑在所述初期坝之上的趾坝，初期坝下游设有下游挡堤，其特征在于尾矿坝与坝区地基之间设有减震支座，所述初期坝、下游挡堤内分别设有储水池，储水池内装有水，所述下游挡堤内设有可渗透反应墙，可渗透反应墙内设有反应介质，所述初期坝内下部、下游挡堤内的下部均铺设有排渗管，且两排渗管之间通过管道连接，下游挡堤内的排渗管与可渗透反应墙连接，使渗出的尾矿废水能够被引流至可渗透反应墙并经可渗透反应墙反应后排出。本专利技术的第二目的是这样实现的，包括以下步骤：S1、先对地基平整加固并埋入支承柱，使支承柱均布于尾矿坝坝区，然后再支承柱上铺设第一层防渗钢板，再在第一层防渗钢板上安装减震支座，且支承柱与减震支座一一对应，然后在减震支座上铺设第二层防渗钢板；S2、在第二层防渗钢板上按中线法建立初期坝、下游挡堤，建立过程中，在初期坝、下游挡堤内铺设排渗管，下游挡堤内埋入可渗透反应墙，并将初期坝的排渗管、下游挡堤的排渗管、可渗透反应墙连通，使渗出的尾矿废水能够被引流至可渗透反应墙并经可渗透反应墙反应后排出；S3、然后初期坝、下游挡堤内分别挖设储水池并装水；再在初期坝上按中线法建立趾坝，再在趾坝区的液化区沙土表面铺设石块进行压重。与现有技术相比，本专利技术具有以下技术效果：1、本专利技术尾矿坝设置的储水池，其利用储水池内水的惯性运动形成简单的TMD质量调频阻尼器，有利于地震来临时减小震感力，保持建筑的稳定性；可渗透反应墙，可使低pH值高重金属高污染性尾矿废水在排出前经反应介质反应过滤，降低其危害性，有利于降低排出的废水对下游环境的危害，并且有利于降低尾矿坝浸润线，减小废液对坝体的侵蚀，保持坝体的稳定；2、本专利技术的减震支座，起到进一步减轻或抑制结构由于动力荷载所引起的反应的作用，减小甚至抵消地震施以建筑的力，进一步提高尾矿坝的稳定性；3、本专利技术尾矿坝为中线式尾矿坝，具有坝体上升速度快、坝体稳定性强、筑坝费用比下游法低、坝体材料渗透性能高、坝体浸润线低、力学强度高等优点，更利于坝体的长久安全运行；4、本专利技术出水管处设置水质监测器，对排水主要指标进行时时监测，指标超出预定范围时，应更换反应介质；可使尾矿坝避免封坝，使系统长时运行，防止尾矿废液在坝内堆积，破坏坝体稳定，防止废液渗出污染下游土壤。5、本专利技术建造方法将地基进行平整加固，并填埋混凝土支承柱，然后铺设防渗钢板，安置减震支座，具有减轻或抑制结构由于动力荷载所引起的反应的作用，减小甚至抵消地震施以建筑的力，使建筑保持稳定性，有利于尾矿坝的安全长久运行；6、本专利技术建造方法采用压重法进行趾坝区加固，经济的利用了压重料的重量，提高坝区表面沙土的有效应力，从而使趾坝体达到抵抗地震液化的能力，对解决坝址区液化和滑动问题，防止坝体的塑性流动十分有效，具有施工简单、工期短、造价低、效果好、可利用废弃渣节约用地、环境影响小的优点。附图说明图1为本专利技术尾矿坝的结构示意图；图2为减震支座的结构示意图；图3为可渗透反应墙的结构示意图；图中：1-初期坝，2-趾坝，3-下游挡堤，4-减震支座，4a-上钢板，4b-下钢板，4c-连接柱，4d-橡胶层，5-可渗透反应墙，5a-介质笼，5b-防渗板，6-排渗管，7-储水池，8-支承柱，9-第一层防渗钢板，10-第二层防渗钢板。具体实施方式下面结合附图对本专利技术作进一步的说明，但不以任何方式对本专利技术加以限制，基于本专利技术教导所作的任何变换或替换，均属于本专利技术的保护范围。如附图1~图3所示本专利技术包括初期坝1以及堆筑在所述初期坝1之上的趾坝2，初期坝1下游设有下游挡堤3，其特征在于尾矿坝与坝区地基之间设有减震支座4，所述初期坝1、下游挡堤3内分别设有储水池7，储水池7内装有水，所述下游挡堤3内设有可渗透反应墙5，可渗透反应墙5内设有反应介质，所述初期坝1内下部、下游挡堤3内的下部均铺设有排渗管6，且两排渗管之间通过管道连接，下游挡堤3内的排渗管6与可渗透反应墙5连接，使渗出的尾矿废水能够被引流至可渗透反应墙5并经可渗透反应墙5反应后排出。优选地，所述坝区地基埋设有支承柱8，所述减震支座4设于支承柱8上。优选地，所述减震支座4与支承柱8之间固设有第一层防渗钢板9，所述减震支座4上固设有第二层防渗钢板10。优选地，所述减震支座4包括上钢板4a、下钢板4b、连接柱4c、橡胶层4d，所述橡胶层4d设于上钢板4a与下钢板4b之间，所述连接柱4c上端连接上钢板4a，下端连接下钢板4b，且连接柱4c穿过橡胶层4d。优选地，所述可渗透反应墙5为非连续型可渗透反应墙。优选地，所述反应介质为铝硅酸盐与Cu/Fe双金属系统混合物。优选地，所述减震支座4的底部高于地面。优选地，所述可渗透反应墙5的排水口处设有排放管，排放管设有水质监测器。优选地，所述支承柱8的直径为50~100cm，高度为3~5m，两相邻支承柱8之间间距为1.5~2.5m，两相邻支承柱8的高度差小于0.5mm。优选地，所述尾矿坝为中线式尾矿坝。优选地，所述支承柱8为混凝土支承柱，混凝土强度等级不低于C50。优选地，所述反应介质为可更换反应介质。优选地，所述排渗管为FPR管，直径为30~50cm。优选地，所述可渗透反应墙包括介质笼5a，介质笼5a两侧上部分别设有防渗板5b，介质笼5a内装有反应介质。所述尾矿坝柔性减震系的建造方法，包括以下步骤：S1、先对地基平整加固并埋入支承柱8，使支承柱8均布于尾矿坝坝区，然后再支承柱8上铺设第一层防渗钢板9，再在第一层防渗钢板9上安装减震支座4，且支承柱8与减震支座4一一对应，然后在减震支座4上铺设第二层防渗钢板10；S2、在第二层防渗钢板10上按中线法建立初期坝1、下游挡堤3，建立过程中，在初期本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高稳定性尾矿坝，包括初期坝（1）以及堆筑在所述初期坝（1）之上的趾坝（2），初期坝（1）下游设有下游挡堤（3），其特征在于尾矿坝与坝区地基之间设有减震支座（4），所述初期坝（1）、下游挡堤（3）内分别设有储水池（7），储水池（7）内装有水，所述下游挡堤（3）内设有可渗透反应墙（5），可渗透反应墙（5）内设有反应介质，所述初期坝（1）内下部、下游挡堤（3）内的下部均铺设有排渗管（6），且两排渗管之间通过管道连接，下游挡堤（3）内的排渗管（6）与可渗透反应墙（5）连接，使渗出的尾矿废水能够被引流至可渗透反应墙（5）并经可渗透反应墙（5）反应后排出。

【技术特征摘要】
1.一种高稳定性尾矿坝，包括初期坝（1）以及堆筑在所述初期坝（1）之上的趾坝（2），初期坝（1）下游设有下游挡堤（3），其特征在于尾矿坝与坝区地基之间设有减震支座（4），所述初期坝（1）、下游挡堤（3）内分别设有储水池（7），储水池（7）内装有水，所述下游挡堤（3）内设有可渗透反应墙（5），可渗透反应墙（5）内设有反应介质，所述初期坝（1）内下部、下游挡堤（3）内的下部均铺设有排渗管（6），且两排渗管之间通过管道连接，下游挡堤（3）内的排渗管（6）与可渗透反应墙（5）连接，使渗出的尾矿废水能够被引流至可渗透反应墙（5）并经可渗透反应墙（5）反应后排出。2.根据权利要求1所述高稳定性尾矿坝，其特征在于所述坝区地基埋设有支承柱（8），所述减震支座（4）设于支承柱（8）上。3.根据权利要求2所述高稳定性尾矿坝，其特征在于所述减震支座（4）与支承柱（8）之间固设有第一层防渗钢板（9），所述减震支座（4）上固设有第二层防渗钢板（10）。4.根据权利要求1所述高稳定性尾矿坝，其特征在于所述减震支座（4）包括上钢板（4a）、下钢板（4b）、连接柱（4c）、橡胶层（4d），所述橡胶层（4d）设于上钢板（4a）与下钢板（4b）之间，所述连接柱（4c）上端连接上钢板（4a），下端连接下钢板（4b），且连接柱（4c）穿过橡胶层（4d）。5.根据权利要求1所述高稳定性尾矿坝，其特征在于所述可渗透反应墙（5）为非连续型可渗透反应墙。6.根据权利要求1所述高稳定性尾矿坝，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄建洪，陈允建，田森林，胡学伟，李英杰，
申请(专利权)人：昆明理工大学，
类型：发明
国别省市：云南,53