一种闭库尾矿库防洪结构及其建造方法

摘要

本发明涉及尾矿库的技术领域，特别涉及一种闭库尾矿库防洪结构及其建造方法，其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，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；位于尾矿坝的坝肩位置设置坝肩排水沟，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；除第一道陡坎之外，其余陡坎可以被洪水临时淹没,滩面汇水通过滩面排水主沟、滩面排水支沟排入库尾积水区，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，安全可靠、节省投资、便于观察、管理、修复。

说明书

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。