一种闭库尾矿库防洪结构及其建造方法
文献发布时间:2023-06-19 11:13:06
技术领域
本发明涉及尾矿库的技术领域,特别是涉及一种闭库尾矿库防洪结构及其建造方法。
背景技术
尾矿库是矿山工程的一个重要设施,根据相关要求,对于已达到设计最终堆积标高,或由于各种原因未达到设计最终堆积标高而提前停止使用的尾矿库,均应进行闭库。如图1所示,现有尾矿库的排洪系统通常由排水井111、排水管222、排水斜槽、隧洞等结构组成,一般情况下排洪系统随着尾矿库的堆积,全部或部分被尾砂掩埋,隐蔽性较强,难以直观的了解其运行情况,尾矿库运行期,通常做法为聘请资质单位对尾矿库排洪系统进行录像、结构检测,管理难度较大,投入高。尾矿库闭库后安全管理相对减弱,对于排洪系统来说更是缺少维护,加之尾矿库闭库工程是一个永久性工程,随着时间的推移,排洪系统结构质量必然逐步下降,对于结构的维护及管理均要求较高,负担较重。
发明内容
为解决上述技术问题,本发明提供一种安全可靠、节省投资、便于维护管理的闭库尾矿库防洪结构及其建造方法,由防洪陡坎、滩面排水主沟、滩面排水支沟、溢洪道等结构组成,结构全部位于尾矿库库区地表可视范围内,便于观察、管理和修复。
为实现上述目的,本发明是采用下述技术方案实现的:
本发明一方面提供一种闭库尾矿库防洪结构,包括距离滩顶一定距离设置的防洪陡坎,远离滩顶的位置设置库尾积水区,滩面至库尾积水区之间设置滩面排水主沟,所述滩面排水主沟的两侧设置若干滩面排水支沟,滩面排水支沟能够将水汇入滩面排水主沟内;所述尾矿库位于尾矿坝的坝肩位置设置坝肩排水沟,所述库尾积水区和坝肩排水沟之间连接溢洪道,库尾积水区内的滩面汇水由溢洪道排入坝肩排水沟。
一种可能的技术方案中,所述防洪陡坎为一道或多道。
一种可能的技术方案中,所述防洪陡坎为多道时,第一、二......N道陡坎的陡坎顶标高h1、h2......hn,满足h1>h2>......>hn。
一种可能的技术方案中,所述防洪陡坎与尾砂接触面间设置一层土工膜和土工布,所述土工膜厚度不小于1.0mm,所述土工布不小于500g/m
一种可能的技术方案中,所述滩面排水主沟垂直于尾矿坝轴线。
一种可能的技术方案中,所述溢洪道为明沟形式,其进水口为喇叭状。
一种可能的技术方案中,所述进水口设置浆砌石护坦。
本发明另一方面提供一种闭库尾矿库防洪结构的建造方法,包括以下步骤:
S1、在距离滩顶L1处修建第一道陡坎,在陡坎轴线2m范围内尾砂夯实,保证其相对密度Dr>0.6;
S2、滩顶和第一道陡坎之间建造滩面排水主沟和滩面排水支沟,滩面排水主沟垂直于坝轴线,采用浆砌石结构;滩面排水支沟分布在滩面排水主沟两侧,呈两边高、中间低;
S3、在距离第一道陡坎L2处修建第二道陡坎,重复步骤S1和S2中的修建方法,修建多道陡坎及其之间的滩面排水主沟和滩面排水支沟;
S4、修建溢洪道,进水口呈喇叭状,山体一侧坐落于密实层上,尾砂一侧需进行挤密。
一种可能的技术方案中,所述步骤S1中L1大于规范规定的最小干滩长度。
一种可能的技术方案中,所述步骤S1中防洪陡坎与尾砂接触面间设置一层土工膜和土工布,所述土工膜厚度不小于1.0mm,所述土工布不小于500g/m
与现有技术相比本发明的有益效果为:闭库尾矿库防洪结构由防洪陡坎、滩面排水主沟、滩面排水支沟、溢洪道等结构组成,防洪陡坎可以是一道,也可以是多道,最高洪水位不得超过第一道陡坎顶部高程H1,除第一道陡坎之外,其余陡坎可以被洪水临时淹没,滩面汇水由滩面排水支沟汇入滩面排水主沟内,通过滩面排水主沟排入库尾积水区,由溢洪道排入坝肩排水沟,最终导入下游,结构全部位于尾矿库库区地表可视范围内,便于观察、管理、修复,提高尾矿库防洪安全储备,施工难度小,工期快,方便管理维护,闭库后维护人员要求下降,节约成本;解决了现有尾矿库由排水井、排水管、排水斜槽、隧洞等组成的排洪系统在尾矿库闭库后存在的管理难度大、维护费用高等问题。
附图说明
图1是现有尾矿库的排洪系统结构示意图;
图2是本发明实施例的闭库尾矿库防洪结构的平面布置结构示意图;
图3是防洪陡坎的断面结构示意图;
图4是本发明实施例的闭库尾矿库防洪结构的断面结构示意图;
图5是溢洪道进水口结构示意图;
附图标记:11-第一防洪陡坎;12-第二防洪陡坎;13-第三防洪陡坎;111-排水井;2-滩面排水主沟;222-排水管;31-第一滩面排水支沟;32-第二滩面排水支沟;33-第三滩面排水支沟;4-溢洪道;5-坝肩排水沟;6-防渗层;7-碎石保护层;8-浆砌石护砌;9-浆砌石护坦。
具体实施方式
下面结合附图和实施例,对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明,但不用来限制本发明的范围。
如图2、图4所示,本发明实施例的闭库尾矿库防洪结构,自滩顶至库尾积水区之间设置三道防洪陡坎,其中第一防洪陡坎11距离滩顶距离为L1,第一防洪陡坎11和第二防洪陡坎12之间的距离为L2,第二防洪陡坎12和第三防洪陡坎13之间的距离为L3;防洪陡坎用以提高尾矿库的调洪库容,改善排洪条件,增大尾矿库防洪安全储备;防洪陡坎可以是一道,也可以是多道,根据防洪需要确定;建设多道防洪陡坎时,需形成梯级,第一、二......N道陡坎陡坎的陡坎顶标高h1、h2......hn,必须满足h1>h2>......>hn;设计频率最大洪水入库后,最高洪水位不得超过第一防洪陡坎顶标高h1,其余陡坎可以被临时淹没;如图3所示,为防止雨水长期浸泡损坏陡坎,防洪陡坎与尾砂接触面间设置防渗层6,所述防渗层6为一层土工膜和土工布,所述土工膜厚度不小于1.0mm,所述土工布不小于500g/m
本发明的闭库尾矿库防洪结构全部位于尾矿库库区地表可视范围内,便于观察、管理、修复,提高尾矿库防洪安全储备,施工难度小,工期快,方便管理维护,闭库后维护人员要求下降,节约成本;解决了现有尾矿库由排水井、排水管、排水斜槽、隧洞等组成的排洪系统在尾矿库闭库后存在的管理难度大、维护费用高等问题。
本发明实施例的闭库尾矿库防洪结构的建造方法,包括以下步骤:
1)调查了解尾矿库地理位置、降雨量分布、原设计等资料;
2)根据尾矿库闭库时汇水面积、干滩坡度、滩面面积等情况进行洪水计算。通过调洪演算,采用试算法,选择最优方案确定相关参数,主要包括:防洪陡坎数量、位置、结构尺寸,滩面排水主沟、滩面排水支沟的位置、走向、坡度、数量、结构尺寸,溢洪道布置位置、结构尺寸、走向等;
3)滩面平整,形成自滩顶至库内由高变低的坡度,无反坡、积水坑;
4)在距离滩顶L1处修建第一防洪陡坎11,L1大于规范规定的最小干滩长度;在陡坎轴线2m范围内尾砂夯实,保证其相对密度Dr>0.6;防止发生大变形,导致陡坎破坏;其中规范规定的最小干滩长度如表1所示:
表1最小干滩长度要求
防洪陡坎一般高度为0.5~3.0m,顶宽0.5~1.0m,采用浆砌石结构;第一防洪陡坎11顶标高H1和底标高H1’,为方便施工,防洪陡坎迎水侧顶底之间一个坡比k1(1:2~1:4)衔接;为防止雨水长期浸泡损坏陡坎,在尾砂接触面间设置防渗层6,防渗层6为一层一布一膜,土工膜厚度不小于1.0mm,土工布不小于500g/m
5)滩顶和第一防洪陡坎11之间建造滩面排水主沟2和第一滩面排水支沟31,滩面排水主沟一般为一条,滩面排水支沟可根据控制的汇水区域不同,布置一条或多条;滩面排水主沟、支沟一般采用浆砌石结构,壁厚大于500mm,砂浆标号不小于M7.5,块石强度不小于MU15,采用预制、现浇钢筋混凝土等结构;本实施例中,滩面排水主沟2布设力求选线短直,垂直于坝轴线,采用浆砌石结构;厚度大于500mm,砂浆标号不小于M10,块石强度不小于MU20;坡度选取一般与实际形成的沉积滩接近,减少开挖量,铺设坡度一般为0.5%~3%;断面尺寸一般为矩形,宽高比一般为1~1.5;第一滩面排水支沟31分布在滩面排水主沟2两侧,呈两边高、中间低;布设坡度一般为0.3%~0.5%,汇入主排水沟内,断面尺寸一般为矩形,宽高比一般为1~1.5;
6)在距离第一防洪陡坎11的L2处修建第二防洪陡坎12,重复步骤4)和5)中的修建方法,修建多道陡坎及其之间的滩面排水主沟和滩面排水支沟;
7)修建溢洪道4,溢洪道为明沟形式,进水口呈喇叭状,山体一侧坐落于密实层上,尾砂一侧需进行挤密;溢洪道一般为矩形,采用浆砌石结构,进水口处设置0.5m厚浆砌石护坦;充分利旧,新建溢洪道与原有坝肩排水沟相连接,将洪水顺利排出;
8)上述排洪设施建设完成后,将原有排洪系统进行封堵。
以上所述仅是本发明的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明技术原理的前提下,还可以做出若干改进和变型,这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。
- 一种闭库尾矿库防洪结构及其建造方法
- 一种尾矿库初期坝反滤层结构建造方法