本發(fā)明涉及濕排尾礦，尤其涉及一種降低濕排尾礦庫浸潤線的結(jié)構(gòu)及方法。

背景技術(shù)：

1、尾礦庫作為礦山企業(yè)選礦后廢棄物的集中堆放場所，其安全穩(wěn)定運(yùn)行對周邊環(huán)境和人員安全至關(guān)重要。在眾多影響尾礦庫安全的因素中，浸潤線的高度扮演著決定性角色。浸潤線指的是尾礦庫壩體橫剖面上穩(wěn)定滲流的自由水面線在壩體橫斷面上的位置。當(dāng)浸潤線位置過高時，壩體土的抗剪強(qiáng)度降低，可能導(dǎo)致壩體失穩(wěn)。在雨水較多或排水不暢的情況下，浸潤線上升，壩體承受的孔隙水壓力增大，有效應(yīng)力減小，容易引發(fā)滑坡等事故。浸潤線過高還可能使壩體出現(xiàn)滲漏、管涌等現(xiàn)象，進(jìn)一步削弱壩體的穩(wěn)定性，若不及時處理，管涌可能逐漸擴(kuò)大，最終導(dǎo)致壩體潰決。在濕排尾礦庫中，由于尾礦通常處于飽和狀態(tài)，水分在尾礦顆粒間的孔隙中滲透，形成復(fù)雜的滲流場，使得浸潤線的控制難度顯著增加。對于濕排尾礦庫浸潤線的控制顯得更為重要。

2、現(xiàn)有專利cn202310709531.7公開了一種尾礦庫排滲方法，包括外管施工、內(nèi)管施工、虹吸管施工、供電組件連接以及傳感器安裝步驟。上述準(zhǔn)離利用液位傳感器來間接觀測導(dǎo)排井內(nèi)的水位，成本較低，操作簡單，并且有利于降低尾礦庫壩體浸潤線，減少壩體滲透壓力，提高尾礦壩的動力穩(wěn)定性，還有防堵塞、運(yùn)行成本低以及可觀測井內(nèi)水位等優(yōu)點(diǎn)。上述專利通過設(shè)置導(dǎo)排井將尾礦庫內(nèi)的水排出，來達(dá)到降低浸潤線的目的。但是僅通過在壩體上設(shè)置導(dǎo)排井進(jìn)行排水，對降低壩體浸潤線的效果比較差。

3、現(xiàn)有專利cn202011141395.9公開了一種尾礦庫排滲降低浸潤線裝置，包括：浸潤線觀測孔、排水溝、虹吸導(dǎo)水管、浸潤線監(jiān)測裝置以及遠(yuǎn)程監(jiān)控平臺；虹吸導(dǎo)水管一端插入浸潤線觀測孔內(nèi)，另一端沿堆積壩坡體的坡面向下伸入相鄰的排水溝中，且虹吸導(dǎo)水管位于排水溝的一端低于浸潤線觀測孔的一端；本發(fā)明沿尾礦庫的上游向下游方向，設(shè)置在初期壩和初期壩上游的堆積壩之間的坡體上，施工簡單、操作方便，利用流體力學(xué)的虹吸原理，將滲水最終引導(dǎo)至坡面的排水溝中；同時實(shí)現(xiàn)了對浸潤線水位數(shù)據(jù)的實(shí)時監(jiān)測，實(shí)現(xiàn)及時快速的對排水調(diào)控，調(diào)至排水與滲水量相等實(shí)現(xiàn)不間斷排水。上述專利利用浸潤線觀測孔進(jìn)行壩體排水，雖然能夠?qū)⒂^測孔內(nèi)的水排出，但是壩體向觀測孔內(nèi)滲入的速度比較慢，對壩體排水的效率比較低。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的是提供一種降低濕排尾礦庫浸潤線的結(jié)構(gòu)及方法，解決現(xiàn)有的濕排尾礦庫浸潤線降低效果差、效率低的問題。

2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種降低濕排尾礦庫浸潤線的結(jié)構(gòu)，包括設(shè)置在堆積壩內(nèi)部的排滲結(jié)構(gòu)和設(shè)置在庫體內(nèi)部的排水結(jié)構(gòu)，排水結(jié)構(gòu)與排滲結(jié)構(gòu)連接；排滲結(jié)構(gòu)包括過水段和均流段，過水段位于堆積壩的底部，均流段位于初期壩的底部，過水段的進(jìn)水端與排水結(jié)構(gòu)的出水端連接，過水段的出水端與均流段的進(jìn)水端連接，均流端的出水端與外部排水溝連接；所述過水段為采用排水涵拼裝成的階梯型結(jié)構(gòu)，所述均流段為采用過水涵拼裝成的水平結(jié)構(gòu)。

3、優(yōu)選的，所述排水涵的進(jìn)水端設(shè)置有對排水結(jié)構(gòu)或上游排水涵進(jìn)行定位的定位臺，排水涵的出水端上部設(shè)置有擋水的第一擋板，排水涵與排水結(jié)構(gòu)之間、排水涵與排水涵之間密封連接，排水涵上設(shè)置有將排水涵固定在基礎(chǔ)上的固定孔。

4、優(yōu)選的，所述排水涵的頂端均勻的設(shè)置有若干個進(jìn)水孔，堆積壩內(nèi)的水通過進(jìn)水孔進(jìn)入排水涵內(nèi)，排水涵的內(nèi)部設(shè)置有第一階梯和第二階梯，第一階梯和第二階梯均傾斜設(shè)置，第一階梯、第二階梯的傾斜方向相反，第一階梯、第二階梯的上表面上均設(shè)置有若干個傾斜的臺階面，第一階梯上臺階面的傾斜方向與第一階梯的傾斜方向相同，第二階梯上臺階面的傾斜方向與第二階梯的傾斜方向相同。

5、優(yōu)選的，所述排水涵的頂端設(shè)置有安裝筒，安裝筒的內(nèi)部設(shè)置有排滲管，排滲管的側(cè)壁上均勻的設(shè)置有若干個滲水孔，堆積壩內(nèi)部的水通過滲水孔進(jìn)入排滲管內(nèi)，排滲管的底端設(shè)置有排水閥，排滲管通過排水閥與排水涵連通，排滲管的底部設(shè)置有定位板，排滲管通過定位板與安裝筒連接，排滲管的底端插入安裝筒的內(nèi)部，排滲管的頂端設(shè)置有將排滲管的頂端開口進(jìn)行密封封閉的蓋板。

6、優(yōu)選的，所述排水閥包括設(shè)置在排滲管底部的固定板，固定板的中心設(shè)置有錐形的排水孔，排水孔的內(nèi)部設(shè)置有將排水孔進(jìn)行封堵的錐塞，錐塞的頂部設(shè)置有連接板，連接板位于固定板的上方，連接板上設(shè)置有導(dǎo)桿，固定板上設(shè)置有使導(dǎo)桿穿過的通孔，導(dǎo)桿與固定板密封滑動連接，連接板與固定板之間設(shè)置有對連接板施加向上彈力的彈簧，彈簧套設(shè)在導(dǎo)桿的外部，排滲管內(nèi)的水克服彈簧的彈力后，將錐塞從排水孔處移出，排滲管內(nèi)積水從排水孔排入排水涵。

7、優(yōu)選的，所述排滲管為監(jiān)測管，排滲管的底端設(shè)置有電磁閥，排滲管通過電磁閥與排水涵連接，排滲管的蓋板上設(shè)置有安裝孔，安裝孔內(nèi)安裝有抽氣管，抽氣管與外部的負(fù)壓設(shè)備連接，負(fù)壓設(shè)備與控制器連接，排滲管內(nèi)設(shè)置有監(jiān)測排滲管內(nèi)液位的液位傳感器，液位傳感器與控制器連接。

8、優(yōu)選的，所述排水涵的上方設(shè)置有將排水涵的頂部進(jìn)行覆蓋的支撐框，支撐框固定在排水涵的頂部，支撐框上設(shè)置有使堆積壩內(nèi)水通過的孔洞，支撐框與排水涵之間填充有過濾砂，過濾砂的底端與排水涵的頂部之間設(shè)置有第二過濾布，支撐框的上方設(shè)置有將支撐框進(jìn)行覆蓋的第一過濾布；排滲管的外部設(shè)置有第一外管，第一外管固定在支撐框上，第一外管上設(shè)置有使堆積壩內(nèi)水通過的通孔，第一外管的外部設(shè)置有第一過濾層，第一外管與排滲管之間設(shè)置有第二過濾層，排滲管與第二過濾層之間設(shè)置有第三過濾層。

9、優(yōu)選的，所述過水涵的底部一端設(shè)置有連接塊，過水涵的底部另一端設(shè)置有與連接塊相適配的連接槽，相鄰的過水涵通過連接塊和連接槽密封拼接；過水涵的內(nèi)部設(shè)置有第一臺階和第二臺階，第一臺階與第二臺階均從過水涵的進(jìn)水端向出水端方向逐漸向上傾斜設(shè)置，第一臺階與第二臺階的上表面上設(shè)置有若干個均流柱。

10、優(yōu)選的，所述排水結(jié)構(gòu)包括排水管，排水管設(shè)置在庫體的底部，排水管的出水端與過水段頂端的排水涵密封連接，排水管上設(shè)置有若干個集水管，集水管的底部與排水管連接，集水管側(cè)壁上均勻的設(shè)置有若干個使庫體內(nèi)積水排入集水管的集水孔，集水管的外部設(shè)置有罩設(shè)集水管的第二外管，第二外管固定在排水管上，第二外管上設(shè)置有使庫體內(nèi)水通過的通孔，第二外管與集水管之間設(shè)置有濾材。

11、基于上述降低濕排尾礦庫浸潤線的結(jié)構(gòu)的降低浸潤線的方法，包括以下步驟：

12、s1、在基礎(chǔ)上進(jìn)行放線、開挖，形成基坑；

13、s2、在基坑的底端進(jìn)行過水涵的鋪設(shè)，過水涵的連接塊插入連接槽內(nèi)，相鄰過水涵之間通過密封膠進(jìn)行密封，過水涵通過地釘固定在基坑內(nèi)；

14、s3、在過水涵的一側(cè)鋪設(shè)排水涵，排水涵從底端向頂端進(jìn)行鋪設(shè)，排水涵的底部放置在過水涵的連接塊上，排水涵與過水涵之間通過密封膠密封連接，相鄰排水涵之間通過密封膠密封連接，地釘通過排水涵的固定孔將排水涵固定在基坑內(nèi)；將排滲管的底端插入安裝筒內(nèi)，排滲管固定在排水涵的上方；在排水涵的上方鋪設(shè)第二過濾布，在第二過濾布的上方鋪設(shè)過濾砂，并在過濾砂的上方罩設(shè)支撐框，在支撐框的上方覆蓋第一過濾布；在排滲管的外部包覆第三過濾層，在排滲管的外部罩設(shè)第一外管，第一外管固定在支撐框上，在第一外管的外部包覆第一過濾層，在第一外管與第三過濾層之間填充第二過濾層；

15、s4、在庫體的基坑內(nèi)鋪設(shè)排水管，排水管的出水端與排水涵密封固定連接；在排水管的上方插入集水管，在集水管的外表面包裹過濾層，在集水管的外部罩設(shè)第二外管，第二外管固定在排水管上，在第二外管與集水管之間填充濾材，在第二外管的外表面上包裹過濾層；在過水涵上方建設(shè)初期壩，在排水涵上方建設(shè)堆積壩；

16、s5、庫體內(nèi)的水通過第二外管、濾材進(jìn)入集水管內(nèi)，集水管內(nèi)的水流入排水管內(nèi)，排水管內(nèi)的水流入排水涵內(nèi)；堆積壩內(nèi)的滲水通過第一過濾層、第一外管、第二過濾層、第三過濾層進(jìn)入排滲管內(nèi)，水在排滲管內(nèi)進(jìn)行收集，當(dāng)積水的重量超過彈簧的彈力后，連接板帶動錐塞向下移動，排滲管內(nèi)的積水通過排水孔流入排水涵內(nèi)排出；堆積壩內(nèi)的滲水通過第一過濾布、支撐框、第二過濾布和進(jìn)水孔直接進(jìn)入排水涵內(nèi)；排水涵內(nèi)的水通過過水涵排出；

17、s6、作為監(jiān)測管的排滲管內(nèi)的液位傳感器對監(jiān)測管內(nèi)的液位進(jìn)行監(jiān)測，對堆積壩內(nèi)的浸潤線進(jìn)行監(jiān)測，排滲管內(nèi)液位超過設(shè)定值后，電磁閥打開，將監(jiān)測管內(nèi)積水排入排水涵內(nèi)；排水完成后，電磁閥關(guān)閉，開啟負(fù)壓設(shè)備，通過抽氣管對監(jiān)測管抽負(fù)壓，加快堆積壩內(nèi)水進(jìn)入排滲管內(nèi)，降低堆積壩浸潤線。

18、本發(fā)明所述的降低濕排尾礦庫浸潤線的結(jié)構(gòu)及方法的優(yōu)點(diǎn)和積極效果是：

19、1、本發(fā)明在堆積壩內(nèi)部設(shè)置排滲結(jié)構(gòu)，在庫體內(nèi)部設(shè)置排水結(jié)構(gòu)，排滲結(jié)構(gòu)用于將堆積壩內(nèi)的滲水排出，已經(jīng)第堆積壩的浸潤線高度；排水結(jié)構(gòu)用于將庫體內(nèi)的積水排出，從而減少庫體內(nèi)的積水向堆積壩內(nèi)的滲入，有利于降低堆積壩的浸潤線高度。

20、2、本發(fā)明在排水涵內(nèi)設(shè)置傾斜方向相反的第一階梯、第二階梯并設(shè)置傾斜的臺階面，使得水流在沿著排水涵豎向流動的過程中，發(fā)生橫向的流動，水流在橫向和豎向的流動之間穿插，有利于降低水力勢能，減輕水流對下游的沖刷。

21、3、本發(fā)明在排水涵的頂端固定設(shè)置有安裝筒，安裝筒的內(nèi)部設(shè)置有排滲管，排滲管的底端插入安裝筒內(nèi)。排滲管的側(cè)壁上均勻的設(shè)置有若干個滲水孔，堆積壩內(nèi)部的水通過滲水孔進(jìn)入排滲管內(nèi)，有利于降低堆積壩的浸潤線高度。

22、4、在排滲管內(nèi)設(shè)置抽氣管和液位傳感器，抽氣管與外部的負(fù)壓設(shè)備連接，通過液位傳感器反饋監(jiān)測管內(nèi)液位的高度，達(dá)到設(shè)定高度后，負(fù)壓設(shè)備啟動，對排滲管抽負(fù)壓，加快堆積壩內(nèi)滲水的排出，加快降低堆積壩的浸潤線高度，提高壩體穩(wěn)定性。

23、下面通過附圖和實(shí)施例，對本發(fā)明的技術(shù)方案做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。