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        西藏華泰龍:《氣驅豎井及飄管排滲在高海拔膏體尾礦筑壩的研究與應用》榮獲2019年度中國黃金協會科學技術獎一等獎

        發布時間:2020-04-14 文章來源:

        開發過程:

        膏體尾礦筑壩工藝在高海拔地區的應用面臨一系列嚴峻挑戰,主要包括:尾礦傷身速度快,固結時間不足,難以形成夠足夠強度;膏體尾礦不分級,壩前滲透系數低,加大尾礦排水固結難度;尾礦庫浸潤線高,尾礦壩安全風險較高。

        目前國內有一些排滲加固方式,包括真空抽吸、碎石擠淤樁、井點降水等,但均存在一定弊端。為此,西藏華泰龍礦業開發有限公司以果郎溝尾礦庫為研究對象,開展了氣驅豎井及飄管排滲工藝技術的系統研究。

        華泰龍公司下屬甲瑪礦區主要產出銅多金屬礦,選廠設計生產總規模為4萬噸/日,礦區所配套使用尾礦庫為果郎溝尾礦庫,采用初期壩+膏體上游法堆壩形式。尾礦庫分兩期進行建設,一期工程為初期壩壩頂標高(4265米)以下的工程,二期工程為初期壩壩頂標高以上的堆筑工程。

        果郎溝尾礦庫尾砂沉積特性差,灘面尾礦粗細不分級,滲透系數低,尾礦難以固結,放礦后形成濕性灘面,軟弱層厚度大,承載力不足。為加速灘面尾礦固結,提高承載力,華泰龍公司進行庫內灘面水平飄管排滲試驗探索,驗證該排滲方式的可行性,前期試驗在庫區北側開展。試驗將包有白鋼網(白鋼網目數為80)的排滲管插入濕灘內,在排滲管另一端安裝真空抽水泵,抽取排滲管內滲水。六級模袋子壩第一層已向庫內鋪設34米,再沿灘面向庫內搭建長約20米浮筒橋,構成試驗操作平臺。這次試驗水平排滲管總長70米,其中前50米為導水管,后20米排滲管沿橋鋪設。排滲管上、下進行拋粗砂處理,粗砂層寬約50厘米至100厘米、長20米,上、下兩層粗砂及管外白鋼網形成反濾層。鋪設排滲管且完成拋砂后,對抽水量進行了測量,測量結果為24小時排水量約為240立方米,即每小時排水量為10立方米/小時。經過三天抽水后,再次對排水量進行測量,測量結果為真空抽水泵運行10小時出水量為18立方米,即每小時排水量為1.8立方米/小時。結果表明排滲管周邊尾礦含水量已經顯著減少,形成了良好的干灘面。

        推廣應用:

        根據當時時段果郎溝尾礦庫運行狀況,采取以下氣驅豎井排滲方案用以研究該排滲工藝在此類高海拔膏體尾礦筑壩方式下的應用效果。一是在二級子壩(標高4275米平臺)鋪設一排豎井排滲,單孔深度30米,鋪設間距10米,共計鋪設43孔豎井排滲。二是在三級子壩(標高4280米平臺)鋪設一排豎井排滲,單孔深度35米,鋪設間距10米,共計鋪設43孔豎井排滲。

        水平飄管應用方案是在4265平臺布置一排水平排滲管,滲水管采用直徑75毫米齒輪透水管(外包304白鋼網),排水管采用直徑75毫米PE管。每孔鉆孔深度181米至203米,孔間距10米,共計布置47孔。

        單從浸潤線埋深指標來看,2019年3月庫區尾礦沉積狀態很差,無法按設計在庫區埋設排滲設施,目前只能在寬體子壩頂內壩肩設置水平排滲設施,浸潤線埋深只能控制在10米左右,遠遠不能達到設計要求的45米埋深和支持試驗段壩體穩定所需的浸潤線埋深要求(埋深至少應達到20米)。

        2019年8月,由于采取了有效的排滲加固措施,并在壩上連續抽排滲水,根據現場對壩體浸潤線的監測數據,排滲井影響范圍內浸潤線已經明顯降低,排滲影響范圍內的浸潤線埋深降至18.4米至26米,反映了壩體在固結過程中,滲透系數逐漸降低、滲流量降低的特征。

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