1.本發(fā)明屬于尾礦庫、磷石膏庫安全治理技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及降低尾礦庫或磷石膏庫浸潤線的方法。

背景技術(shù)：

2.尾礦庫、磷石膏庫浸潤線是指水從土壩(或土堤)迎水面，經(jīng)壩體向下游滲透所形成的自由水面和壩體橫剖面的相交線，其高低直接影響尾礦庫的安全穩(wěn)定。尾礦壩或磷石膏壩的浸潤線的高低直接關(guān)系到尾礦壩或磷石膏壩的穩(wěn)定性，通常設(shè)計時在初期壩壩腳設(shè)置塊石排滲棱體。對于初期壩為不透水壩，盡管在初期壩設(shè)置了塊石排滲棱體，但往往排滲效果達(dá)不到預(yù)想效果，所以設(shè)計時又在不透水的初期壩內(nèi)坡貼一層排滲層，且將該透水層與初期壩底部透水層相通。實(shí)踐證明，在不透水的初期壩內(nèi)坡貼一層排滲層，效果也不是很理想，往往尾礦壩或磷石膏壩的浸潤線還是偏高。

3.降低尾礦壩或磷石膏壩浸潤線的常用方法有水平排滲、垂直排滲、豎井與水平排滲管聯(lián)合排滲、井點(diǎn)排滲及輻射井排滲等。其中：水平排滲在壩基范圍內(nèi)設(shè)置排滲體或在不同高程的尾礦(磷石膏)沉積灘面上預(yù)埋排滲席墊、盲溝、濾管或?yàn)V板等排滲體，將滲水引至集水總管，自流排出壩外；豎向排滲是在壩基范圍內(nèi)預(yù)設(shè)或在尾礦沉積灘上補(bǔ)設(shè)滲水豎井，滲入井內(nèi)的水用機(jī)械抽吸或在井底另設(shè)水平管自流排出壩外?！段鞑刻降V工程》2009年第1o期發(fā)表的“尾礦庫浸潤線降低技術(shù)研究”一文介紹，采用垂直水平聯(lián)合排滲系統(tǒng)，該系統(tǒng)由垂直集滲井和水平排滲管組成，垂直集滲井貫穿各層飽和尾砂，各層尾砂中的飽和水水平滲入集滲井中，再由水平排滲管排出壩體外，從而達(dá)到降低壩體浸潤線，保證壩體穩(wěn)定的目的。

4.《現(xiàn)代礦業(yè)》2015年2月第2期發(fā)表的“預(yù)設(shè)排滲系統(tǒng)降低某尾礦庫浸潤線”披露，結(jié)合近年來尾礦庫浸潤線治理的工程情況，自行開發(fā)了預(yù)設(shè)排滲系統(tǒng)，建設(shè)垂直排滲系統(tǒng)與原有盲溝導(dǎo)管構(gòu)成三維排滲，引導(dǎo)排滲水從盲溝排出，有效提高了尾礦庫垂直排滲能力，從而降低尾礦庫浸潤線，確保尾礦庫安全穩(wěn)定運(yùn)行。

5.當(dāng)尾礦粒徑較粗時尾礦壩沉積灘滲透系數(shù)一般不低于10

?4cm/s,排滲設(shè)施容易收到明顯的效果。而細(xì)粒尾砂堆積壩體內(nèi)平均滲透系數(shù)在10

?5～10

?6cm/s左右,采用通常的排滲降水設(shè)施效果不很明顯，特別在后期時容易產(chǎn)生淤堵。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

6.本發(fā)明的目的主要是針對現(xiàn)有技術(shù)存在的細(xì)粒尾砂堆積壩排滲效果不好、浸潤線偏高、容易產(chǎn)生淤堵、尾礦壩安全風(fēng)險較大的問題，而提供一種排滲效果顯著的降低尾礦庫或磷石膏庫浸潤線的方法。

7.為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的上述目的，發(fā)明一種降低尾礦庫或磷石膏庫浸潤線的方法，該方法是在不透水的初期壩的底部預(yù)埋排滲導(dǎo)流管，不依賴于初期壩排滲作用，而是在初期壩上游尾礦(或磷石膏)底部設(shè)置一層含有集滲管網(wǎng)的偏平的碎石排滲體，結(jié)合聯(lián)通的豎向截

滲樁群，在初期壩上游構(gòu)成截滲屏障，從而大大降低尾礦(或磷石膏)壩體浸潤線。具體采用以下技術(shù)方案實(shí)施：

8.1)在初期壩的內(nèi)坡鋪設(shè)一層防滲膜，所述的防滲膜一般采用hdpe防滲土工膜，以防止庫內(nèi)水對初期壩入滲。

9.2)在初期壩內(nèi)坡腳上游底部緊貼初期壩設(shè)置一個扁平排滲體；所述的扁平排滲體采用碎石鋪設(shè)而成，扁平排滲體厚度為1～2m；扁平排滲體伸入庫區(qū)的水平長度取尾礦壩或磷石膏壩的總高長度，寬度除了初期壩圍成的區(qū)域外，還包括尾礦堆積壩壩腳與山坡接觸區(qū)域。

10.3)在偏平排滲體內(nèi)埋設(shè)多條集滲管構(gòu)成集滲管網(wǎng)，以增強(qiáng)排滲能力；集滲管網(wǎng)與排滲導(dǎo)流管聯(lián)通，以便及時將庫內(nèi)尾礦或磷石膏滲流水導(dǎo)出初期壩壩外。

11.4)在偏平排滲體之上設(shè)置若干豎向截滲樁構(gòu)成的截滲樁群，構(gòu)成截滲屏障；豎向截滲樁間距視尾礦或磷石膏滲透系數(shù)確定，滲透系數(shù)在10

?5～10

?6cm/s，豎向截滲樁間距10～20m；滲透系數(shù)在10

?6cm/s以下，豎向截滲樁間距5～10m；豎向截滲樁的樁徑不宜過大，一般在10cm～20cm范圍，隨尾礦或磷石膏上升不斷加高；所述的豎向截滲樁的材料選擇pe排滲管外包土工布。

12.5)所述的豎向截滲樁群呈梅花點(diǎn)陣布置，豎向截滲樁底端與偏平排滲體內(nèi)埋設(shè)的集滲管網(wǎng)聯(lián)通。

13.6)在集滲管網(wǎng)上部的水平排滲盲管網(wǎng)之上亦設(shè)置豎向截滲樁群，豎向截滲樁群的底端與水平排滲盲管網(wǎng)聯(lián)通；所述的水平排滲盲管網(wǎng)縱橫交錯排列，與豎向截滲樁群構(gòu)成三向排滲系統(tǒng)。

14.本發(fā)明的一種降低尾礦庫或磷石膏庫浸潤線的方法采用以上技術(shù)方案后，具有下列積極效果：

15.(1)本發(fā)明方法設(shè)計的排滲系統(tǒng)增設(shè)了由碎石鋪設(shè)而成扁平排滲體、在偏平排滲體內(nèi)埋設(shè)多條集滲管構(gòu)成集滲管網(wǎng)、豎向截滲樁構(gòu)成的截滲樁群，以及水平排滲盲管網(wǎng)與豎向截滲樁群構(gòu)成三向排滲系統(tǒng)，將排滲系統(tǒng)前移至初期壩上游，既增強(qiáng)了系統(tǒng)的排滲能力，又能顯著并快速降低尾礦庫或磷石膏庫的浸潤線。

16.(2)實(shí)踐應(yīng)用證明，本發(fā)明一種降低尾礦庫或磷石膏庫浸潤線的方法不僅在使用初期的排滲效果顯著，能夠大幅度地降低尾礦壩浸潤線，而且即使到了后期，在排滲系統(tǒng)產(chǎn)生了一定淤堵情況下，也可通過在偏平碎石排滲體上方施工價格低廉的簡單的垂直排滲孔形成新的截排滲群，用以快速降低尾礦庫或磷石膏庫浸潤線，恢復(fù)截排滲功能變得十分簡易。

附圖說明

17.圖1為本發(fā)明一種降低尾礦庫或磷石膏庫浸潤線的方法設(shè)計的截排滲結(jié)構(gòu)剖面圖；

18.圖2為尾礦庫或磷石膏庫采用老式排滲結(jié)構(gòu)浸潤線預(yù)測圖；

19.圖3為本發(fā)明一種降低尾礦庫或磷石膏庫浸潤線的方法預(yù)測浸潤線對比圖。

20.附圖標(biāo)記：1－排滲棱體；2－排滲導(dǎo)流管；3－初期壩；4－防滲膜；5－偏平排滲體；6－豎向截滲樁群；7－集滲管網(wǎng)；8－尾礦(或磷石膏)；9－水平排滲盲管網(wǎng)。

具體實(shí)施方式

21.為進(jìn)一步描述本發(fā)明，下面結(jié)合附圖對本發(fā)明一種降低尾礦庫或磷石膏庫浸潤線的方法作進(jìn)一步詳細(xì)描述。

22.由圖1所示的本發(fā)明一種降低尾礦庫或磷石膏庫浸潤線的方法的剖面圖看出，本發(fā)明除了常規(guī)的設(shè)計方法，即初期壩3為不透水的粘土壩，在初期壩3的下游設(shè)置塊石排滲棱體1，在初期壩3的底部埋設(shè)排滲導(dǎo)流管2，在尾礦庫或磷石膏庫的庫體內(nèi)分層埋設(shè)水平排滲盲管網(wǎng)9，本發(fā)明還采用以下技術(shù)方案：

23.1)在初期壩3的內(nèi)坡鋪設(shè)一層防滲膜4，防滲膜4采用hdpe防滲土工膜；

24.2)在初期壩3內(nèi)坡腳上游底部設(shè)置一個范圍較寬的扁平排滲體5，該排滲體采用碎石鋪設(shè)而成。

25.3)在偏平排滲體5內(nèi)埋設(shè)多條集滲管構(gòu)成集滲管網(wǎng)7，集滲管網(wǎng)7與排滲導(dǎo)流管2聯(lián)通；所述的扁平排滲體5采用碎石鋪設(shè)而成，扁平排滲體5的厚度為1～2m。

26.4)在偏平排滲體5之上設(shè)置若干豎向截滲樁構(gòu)成的截滲樁群6，豎向截滲樁間距視尾礦或磷石膏滲透系數(shù)確定，滲透系數(shù)在10

?5～10

?6cm/s，豎向截滲樁間距10～20m；滲透系數(shù)在10

?6cm/s以下，豎向截滲樁間距5～10m；所述的豎向截滲樁的直徑10cm～20cm范圍，隨尾礦或磷石膏上升不斷加高；所述的豎向截滲樁的材料選擇pe排滲管外包土工布。

27.5)所述的豎向截滲樁群6呈梅花點(diǎn)陣布置，豎向截滲樁底端與偏平排滲體5內(nèi)埋設(shè)的集滲管網(wǎng)7聯(lián)通。

28.6)在集滲管網(wǎng)7上部的水平排滲盲管網(wǎng)9之上亦設(shè)置豎向截滲樁群6，豎向截滲樁群6的底端與水平排滲盲管網(wǎng)9聯(lián)通；所述的水平排滲盲管網(wǎng)9縱橫交錯排列，與豎向截滲樁群6構(gòu)成三向排滲系統(tǒng)。

29.由圖2所示的尾礦庫或磷石膏庫采用老式排滲結(jié)構(gòu)浸潤線預(yù)測圖和圖3所示的本發(fā)明一種降低尾礦庫或磷石膏庫浸潤線的方法預(yù)測浸潤線對比圖可以清楚地看出，與現(xiàn)有技術(shù)相比，采用本發(fā)明方法后，尾礦庫或磷石膏庫的浸潤線大大降低。

30.本發(fā)明不依賴于初期壩排滲作用，而是在初期壩上游尾礦(或磷石膏)底部設(shè)置一層含有集滲管網(wǎng)的偏平的碎石排滲體，結(jié)合聯(lián)通的豎向截滲樁群，在初期壩上游構(gòu)成截滲屏障，從而大大降低尾礦(或磷石膏)壩體浸潤線。因在初期壩3內(nèi)坡腳上游底部設(shè)置了一個范圍較寬的扁平碎石排滲體，當(dāng)后期豎向集滲樁群發(fā)生淤堵時，可以采取補(bǔ)加垂直塑料排滲插板聯(lián)通底部碎石排滲體，達(dá)到修復(fù)該排滲體系目的。技術(shù)特征：

1.一種降低尾礦庫或磷石膏庫浸潤線的方法，在不透水的初期壩(3)的底部埋設(shè)排滲導(dǎo)流管(2)，在尾礦庫或磷石膏庫的庫體內(nèi)分層埋設(shè)水平排滲盲管網(wǎng)(9)，在初期壩(3)的下游設(shè)置排滲棱體(1)，所述的排滲棱體(1)由塊石堆設(shè)而成，其特征在于還采用以下技術(shù)方案實(shí)施：1)在初期壩(3)的內(nèi)坡鋪設(shè)一層防滲膜(4)；2)在初期壩(3)內(nèi)坡腳上游底部設(shè)置一個扁平排滲體(5)；3)在偏平排滲體(5)內(nèi)埋設(shè)多條集滲管構(gòu)成集滲管網(wǎng)(7)，集滲管網(wǎng)(7)與排滲導(dǎo)流管(2)聯(lián)通；4)在偏平排滲體(5)之上設(shè)置若干豎向截滲樁構(gòu)成的截滲樁群(6)，豎向截滲樁間距視尾礦或磷石膏滲透系數(shù)確定，滲透系數(shù)在10?5～10?6cm/s，豎向截滲樁間距10～20m；滲透系數(shù)在10?6cm/s以下，豎向截滲樁間距5～10m；5)所述的豎向截滲樁群(6)呈梅花點(diǎn)陣布置，豎向截滲樁底端與偏平排滲體(5)內(nèi)埋設(shè)的集滲管網(wǎng)(7)聯(lián)通；6)在集滲管網(wǎng)(7)上部的水平排滲盲管網(wǎng)(9)之上亦設(shè)置豎向截滲樁群(6)，豎向截滲樁群(6)的底端與水平排滲盲管網(wǎng)(9)聯(lián)通；所述的水平排滲盲管網(wǎng)(9)縱橫交錯排列，與豎向截滲樁群(6)構(gòu)成三向排滲系統(tǒng)。2.如權(quán)利要求1所述的一種降低尾礦庫或磷石膏庫浸潤線的方法，其特征在于：所述的防滲膜(4)采用hdpe防滲土工膜。3.如權(quán)利要求1所述的用于降低尾礦庫或磷石膏庫浸潤線的截排滲結(jié)構(gòu)，其特征在于：所述的扁平排滲體(5)采用碎石鋪設(shè)而成，扁平排滲體(5)厚度為1～2m。4.如權(quán)利要求1所述的用于降低尾礦庫或磷石膏庫浸潤線的截排滲結(jié)構(gòu)，其特征在于：所述的豎向截滲樁的直徑10cm～20cm范圍，隨尾礦或磷石膏上升不斷加高；所述的豎向截滲樁的材料選擇pe排滲管外包土工布。5.如權(quán)利要求1或2所述的一種降低尾礦庫或磷石膏庫浸潤線的方法，其特征在于：所述的扁平排滲體(5)采用碎石鋪設(shè)而成，扁平排滲體(5)厚度為1～2m；所述的豎向截滲樁的直徑10cm～20cm范圍，隨尾礦或磷石膏上升不斷加高，豎向截滲樁的材料選擇pe排滲管外包土工布。

技術(shù)總結(jié)

本發(fā)明公開了一種降低尾礦庫或磷石膏庫浸潤線的方法，在初期壩(3)內(nèi)坡腳上游底部設(shè)置一個扁平排滲體(5)，在偏平排滲體(5)內(nèi)埋設(shè)多條集滲管構(gòu)成集滲管網(wǎng)(7)，集滲管網(wǎng)(7)與排滲導(dǎo)流管(2)聯(lián)通，在偏平排滲體(5)之上設(shè)置若干豎向截滲樁構(gòu)成的截滲樁群(6)，豎向截滲樁群(6)呈梅花點(diǎn)陣布置，豎向截滲樁底端與偏平排滲體(5)內(nèi)埋設(shè)的集滲管網(wǎng)(7)聯(lián)通，并在集滲管網(wǎng)(7)上部的水平排滲盲管網(wǎng)(9)之上亦設(shè)置豎向截滲樁群(6)，構(gòu)成三向排滲系統(tǒng)。本發(fā)明大大增強(qiáng)了系統(tǒng)的排滲能力，能夠顯著并快速降低尾礦庫或磷石膏庫的浸潤線。尾礦庫或磷石膏庫的浸潤線。尾礦庫或磷石膏庫的浸潤線。

技術(shù)研發(fā)人員：許傳華 毛權(quán)生 余克林 吳鵬程 張強(qiáng) 吳江偉 房定旺

受保護(hù)的技術(shù)使用者：華唯金屬礦產(chǎn)資源高效循環(huán)利用國家工程研究中心有限公司 中鋼集團(tuán)馬鞍山礦院工程勘察設(shè)計有限公司

技術(shù)研發(fā)日：2021.10.14

技術(shù)公布日：2022/1/4