專利名稱：一種尾礦壩的筑壩方法
技術領域：
一種尾礦壩的筑壩方法，涉及一種采用細粒尾礦直接堆筑尾礦壩的方法。
背景技術：
目前我國發現的礦產有150多種，建設的礦山有8000多座，累計產生尾礦59. 7億噸，而且每年仍以3億噸的速度增長。尾礦的處置方式還是以地面堆存為主，目前統計到的尾礦庫數量超過12000座，其中90%以上采用上游法堆壩。采用上游法堆壩的尾礦粒度一般控制在-200目含量不超過80%，特別是對于堆筑超過60m的高壩，對尾礦粒度要求更嚴格，對于-200目含量超過80%的尾礦，一般認為不適合用尾礦直接堆壩。隨著選礦技術的進步及選礦回收率的提高，所產生的尾礦粒度越來越細，有色礦和一些超貧磁鐵礦產生的尾礦-200目含量達到了 85%，一些黃金尾礦甚至達到90%。
由于偏細粒尾礦不適合直接堆壩或不能堆筑高壩，對于土地資源日益緊缺的礦山，尾礦庫的建設和運行成本在急劇上升，甚至影響到礦山的持續健康發展。采用偏細顆粒尾礦筑壩后，壩體內的排滲不暢造成壩體內的浸潤性過高，使尾礦砂長期處于飽和狀態，尾砂固結非常慢，不利于提高尾砂的強度進而影響壩體的穩定性，有發生潰壩的潛在風險，當前發生的很多尾礦庫災害事故都是由于壩體內的浸潤性過高引起的。采用偏細顆粒尾礦筑壩力學強度低，固結時間長，堆壩速度較慢，對于大、中型礦山而言，堆壩速度將會影響礦山選廠的正常生產。采用偏細顆粒尾礦筑壩的最終堆積高度受到很大的限制，國內經驗認為，細顆粒筑壩不宜超過30m，對于占地較大的尾礦庫，顯然不經濟。

發明內容
本發明的目的就是針對上述已有技術存在的不足，提供一種能有效降低尾礦庫建設和運行成本，降低壩體內的浸潤性，提高壩體穩定性和最終堆積高度的細顆粒尾礦筑壩方法。本發明的目的是通過以下技術方案實現的。一種尾礦壩的筑壩方法，其特征在于其筑壩過程采用充灌尾礦砂模袋進行堆筑壩體。本發明的一種尾礦壩的筑壩方法，其特征在于充灌尾礦砂模袋的制備過程是將尾礦砂漿充灌入模袋中，經自然沉淀排水、振密固結排水得到的。本發明的一種尾礦壩的筑壩方法，其特征在于采用自然沉淀固結排水過程的排水時間為1一2個小時。本發明的一種尾礦壩的筑壩方法，其特征在于振密排水過程包括人工踩實排水和機械振密排水步驟。
本發明的一種尾礦壩的筑壩方法，其特征在于振密排水過程人工踩實排水到模袋表面固結后，進行機械振密排水。本發明的一種尾礦壩的筑壩方法，其特征在于所述的模袋為由上、下兩層高強度土工織物(如丙綸、滌綸、錦綸、聚丙烯等)制作的大面積連續袋狀材料，在其袋內泵灌流動性尾砂漿并固結后形成的一種防護體。土工織物的平均空隙根據尾砂的中值粒徑確定，保證中值粒徑以上的尾砂存留在模袋內為原則。本發明的一種尾礦壩的筑壩方法，其特征在于所述的模袋的單個長條形袋狀體的尺寸為寬度2 15m，長度根據設計需要現場縫制，每個模袋中線上每隔16 20 Ilf設一個尾礦漿泵入的袖口。本發明的一種尾礦壩的筑壩方法，其特征在于模袋砌筑的壩體可根據設計要求靈活布置，可平行于壩軸線、也可垂直于壩軸線鋪設。本發明的一種尾礦壩的筑壩方法，其特征在于所述的砌筑壩體的過程將模袋坐落在壩前尾砂面上，進行分層施工，單層模袋筑壩成型后厚度30 50cm，模袋經尾礦砂漿充填、排水振密過程后，再筑上一層模袋；每層模袋壩之間錯封搭接。本發明的一種尾礦壩的筑壩方法，其特征在于所述的充灌入尾礦砂漿的固液體的積比為1 :2—1 5 ；排水振密過程后模袋中尾礦砂漿的固液體的積比為1:0. 5-1:0. 2。本發明的一種尾礦壩的筑壩方法，其特征在于所述的充灌入尾礦砂漿的尾礦砂的粒度中值粒徑范圍為0. 03 - 0. 5mm。本發明的一種尾礦壩的筑壩方法，采用模袋法尾礦堆壩可充分利用尾砂的中值粒度，利用模袋透水不透漿特性，排水固結速度快，有利于快速筑壩的優點，可有效解決上述偏細顆粒堆壩存在的難點，而且其工藝成熟，操作簡單，可邊生產邊筑壩，不影響生產，較傳統上游法筑壩又是一大進步。
具體實施例方式一種尾礦壩的筑壩方法，其筑壩過程采用灌有尾礦砂模袋進行砌筑壩體的；筑壩過程的步驟包括
1、尾礦粒度全顆粒分析，分析組成尾砂的粒度組成，通過振動篩篩分各粒度區間的體積含量。按照土的分類，各區間分為中砂0. 50 0. 25mm,細砂0. 25 0. 075mm,粉砂 0. 075 0. 05mm,粉粒粗 0. 05 0. Olmm,粉粒細 0. 01 0. 005mm,粘粒 < 0. 005mm,膠粒 < 0.002mm。2、選取取砂地點，根據全顆粒分析實驗結果，繪制顆分曲線，結合灘面尾砂自然沉積規律，選取顆分曲線中上部的粒度對應的灘長，即為尾砂取砂基本地點。尾砂造漿點在取砂點周圍，根據一次模袋充灌量需要確定取砂范圍和深度。3、筑壩順序及型式設計
為保證筑壩與生產能協調作業，筑壩分為兩個區域，中部設一定寬度的隔離帶，在一側筑壩時，另一側放礦，如此交替作業。可直接將模袋坐落在壩前尾砂面上，根據模袋規模分層施工，單層模袋筑壩成型后厚度30 50cm，模袋沉降量按現場實際測算。模袋經尾砂充填后將尾砂內的水濾干，再筑上一層模袋壩。每層模袋壩之間需要錯封搭接。
4、鋪設模袋、排滲設施
選用適合設計要求的模袋，按照設計尺寸進行縫制定做，泵灌口位于模袋中線，開口向上。模袋鋪設方向可以沿尾礦壩方向，也可以平行于尾礦壩方向。庫內尾礦的排滲設施經過模袋底部排除庫外，為支撐上覆尾礦壓力，排滲管需滿足抗壓要求。5、泵灌充填模袋
①水槍沖砂
用高壓水槍將庫內固結尾砂粉碎，制成流動的砂漿，濃度應控制在1 :2—1 :5之間(固水比)的范圍內。②送砂漿
將尾砂漿通過渣漿泵，輸泥軟管送到筑壩模袋袖口(放砂點)，距離較長時中間用接力泵(水平排距500米)。③模袋充灌
將尾砂漿通過袖口排放至充灌模袋里，充灌前在每層模袋上最少設置4個充灌厚度標桿，標桿應明顯便于控制檢查，每個模袋至少設置4-8個袖口(放砂漿點)，放砂漿點采用后退法施工，每隔1小時移動一次放漿口的位置，每個模袋充灌時間10-20小時。④沉淀排水
當輸入的尾砂漿達到預定高度后，停止送砂漿，使模袋中的砂漿自然沉淀數小時后，將表面積水排至模袋外。6、排水振密、修坡
排水振密分為人工踩排和機械振密兩個步驟。排掉表面積水后，砂漿仍呈流塑狀狀態，用人工進行踩排，踩排實際上是一個向尾砂體加壓，造成尾砂液化和尾砂顆粒重新排列的過程，按橫向的順序依次踩排，踩排應做到 ①全面不漏踩②踩、晃、搗結合③踩排遍數大于4遍。待模袋表面固結即可用機械振密，用平板振動泵振搗，振搗方向平行壩軸線，不得出現漏振部位。模袋筑壩成型后，需對外坡進行覆土護坡，形成平整的外坡面。本發明的關鍵點
1、尾礦粒度全顆粒分析，尾砂樣本的提取非常重要，必須保證實驗樣本為全尾砂，在選廠和庫內提取的樣本均不包含全部尾礦顆粒，實驗結果誤差較大。2、選取取砂地點
根據尾礦沉積規律，子壩前的顆粒往往最粗，但是壩前位置為模袋子壩基礎部位，對壩體穩定性極為重要，為控制壩體安全及模袋的沉積變形，該部位不能作為取砂點。選取中值粒徑集中分布的區域作為取砂點最為理想，該部分尾砂顆粒均勻，滲透性好，易于密實，離子壩有一定的距離，不影響壩體的安全，是理想的取砂造漿地點。3、筑壩順序及型式設計
為保證筑壩過程中，尾礦放礦不受影響，筑壩時需結合生產放礦確定筑壩順序，一般沿壩軸線方向順序筑壩，也可根據需要從中間向兩側筑壩。模袋制作尺寸以壩體斷面不同高程的尺寸加上退擋尺寸，在橫斷面方向須整塊制作，縱向每袋尺寸以利于制作和施工方便為宜，一般在10 45m，每個模袋的袖口布置呈梅花型，袖口數量每16 20 Hl2設一只。4、鋪設模袋、排滲設施
人工攤鋪模袋就位，袋縫應垂直于壩軸線，沿長邊方向，在其兩側每隔Im左右用袋裝碎石壓載，防止袋體移位。排滲設施鋪設在模袋底部，可以及時排除模袋中擠出的滲水，同時控制壩體內的浸潤線。5、泵灌充填模袋
模袋法筑壩的關鍵工藝為泵送灌漿。泵灌通暢涉及輸送物的合理級配與和易性、流動性及泵送性能方面。輸送物的合理級配與和易性的工作原理如下
(1)合理級配因時因地制宜，先進行試驗；
(2)和易性、流動性和泵送性三者，集中體現在坍落度指標上，雖然它主要與流動性相
關；
(3)砂漿正常在土工模袋內泵灌的形態，應該呈扇形擴散充盈袋體，其保證措施可摻入高效減水劑、弓I氣劑和膨脹劑。泵灌暢通過程就是“潤滑”、“有序”、“送壓與速度合宜”等貫穿全過程。6、排水振密、修坡
表面積水排掉后，漿體仍呈流塑狀態，仍然需要進行加壓排水，可用人工或機械施壓。 根據現場施工時的情況進行振密，振密應平行壩軸線，不得漏振。振密時應使壩面保持一定的坡度排水，析出的明水及時排走。排水振密結束后，需按照設計進行外坡覆土修坡，保證坡面平整。本發明的效果
采用本發明的方法，可以從根本上解決上游法堆壩中，細粒尾砂不能堆壩或堆壩后造成的浸潤性偏高，壩體穩定性不足的問題，從而保證尾礦庫的安全穩定運行。采用模袋法筑寬頂子壩，可有效解決庫內細粒沉積灘防洪灘長不足的問題，即利用模袋子壩作為“人造”干灘，既能提高壩體的穩定性，又可以保證干灘長度符合安全規程的要求。本發明的方法工藝簡單，生產成本低，易于操作，可以邊筑壩邊生產，不影響放礦生產，提高了生產效率。實施例1
如

圖1所示，本發明的方法具體包括以下步驟 1、通過全尾砂分析，得到以下顆粒分布區間。
權利要求
1.一種尾礦壩的筑壩方法，其特征在于其筑壩過程采用充灌尾礦砂模袋進行堆筑壩體。
2.根據權利要求1所述一種尾礦壩的筑壩方法，其特征在于充灌尾礦砂模袋的制備過程是將尾礦砂漿充灌入模袋中，經自然沉淀排水、振密固結排水得到的。
3.根據權利要求1所述一種尾礦壩的筑壩方法，其特征在于所述的模袋為由上、下兩層高強度土工織物制作的大面積連續袋狀材料，在其袋內泵灌流動性尾砂漿并固結后形成的一種防護體；土工織物的平均空隙根據尾砂的中值粒徑確定，保證中值粒徑以上的尾砂存留在模袋內為原則。
4.根據權利要求1所述一種尾礦壩的筑壩方法，其特征在于所述的模袋的單個長條形袋狀體的尺寸為寬度2 15m，每個模袋中線上每隔16 20 Ilf設一個尾礦漿泵入的袖口。
5.根據權利要求1所述一種尾礦壩的筑壩方法，其特征在于模袋砌筑的壩體可根據設計要求靈活布置，可平行于壩軸線、也可垂直于壩軸線鋪設。
6.根據權利要求1所述一種尾礦壩的筑壩方法，其特征在于所述的砌筑壩體的過程將模袋坐落在壩前尾砂面上，進行分層施工，單層模袋筑壩成型后厚度30 50cm，模袋經尾礦砂漿充填、排水振密過程后，再筑上一層模袋；每層模袋壩之間錯封搭接。
7.根據權利要求2所述一種尾礦壩的筑壩方法，其特征在于振密排水過程包括人工踩實排水和機械振密排水步驟。
8.根據權利要求2所述一種尾礦壩的筑壩方法，其特征在于振密排水過程是人工踩實排水到模袋表面固結后，進行機械振密排水。
9.根據權利要求3所述一種尾礦壩的筑壩方法，其特征在于所述的充灌入尾礦砂漿的固液體的積比為1 :2—1 5 ；排水振密過程后模袋中尾礦砂漿的固液體的積比為1:0. 5-1:0. 2。
10.根據權利要求2所述一種尾礦壩的筑壩方法，其特征在于所述的充灌入尾礦砂漿的尾礦砂的粒度中值粒徑范圍為0. 03 - 0. 5mm。
全文摘要
一種尾礦壩的筑壩方法，涉及一種采用細粒尾礦直接堆筑尾礦壩的方法。其特征在于其筑壩過程采用灌有尾礦砂模袋進行堆筑壩體的。本發明的一種尾礦壩的筑壩方法，采用模袋法尾礦堆壩可充分利用尾砂的中值粒度，利用模袋透水不透漿特性，排水固結速度快，有利于快速筑壩的優點，有效解決上述偏細顆粒堆壩存在的難點，而且其工藝成熟，操作簡單，可邊生產邊筑壩，不影響生產，較傳統上游法筑壩又是一大進步。
文檔編號E02D17/18GK102182193SQ201110139679
公開日2011年9月14日 申請日期2011年5月27日 優先權日2011年5月27日
發明者劉曉非, 周漢民, 崔旋, 翟文龍 申請人:北京礦冶研究總院