專利名稱：一種尾礦壩的子壩構(gòu)筑方法及用于該方法的預(yù)制構(gòu)件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種構(gòu)筑尾礦壩的方法和預(yù)制構(gòu)件，特別涉及一種尾礦壩的子壩構(gòu)筑方法及用于該方法的預(yù)制構(gòu)件。
背景技術(shù)：
從上游式堆積尾礦壩的主要結(jié)構(gòu)分析，尾礦壩主要由基礎(chǔ)壩、子壩和尾礦堆積壩組成，在三個主要的組成部分中。其中，子壩和尾礦堆積壩是隨著尾礦的增多而處于動態(tài)的上升過程中，這兩部分對上游式快速堆積高壩的實(shí)施有影響，不僅影響到上升速度，而且影響尾礦壩的穩(wěn)定性和安全性。目前子壩的堆筑方法有人工筑壩和機(jī)械筑壩兩種。人工筑子壩就是通過人工方式從庫內(nèi)沉積灘中挖取尾礦堆筑子壩，其優(yōu)點(diǎn)是適用性強(qiáng)，可用于所有的尾礦庫，對沉積灘面的承載力要求不是很高，只要人能踩在上面作業(yè)就能實(shí)施；其缺點(diǎn)是現(xiàn)場工人勞動強(qiáng)度大，工作效率比較低，對壩軸線長、筑壩上升速度快的尾礦壩不適合。機(jī)械筑子壩就是利用工程機(jī)械(挖掘機(jī)、裝載機(jī)或推土機(jī)等)從庫內(nèi)沉積灘中挖取尾礦或庫區(qū)外挖取土石體堆筑子壩。其優(yōu)點(diǎn)是速度快，效率高，成本低，且機(jī)械對壩體有一定的壓實(shí)作用；其缺點(diǎn)是適用性比較差，對于細(xì)粒尾礦、壩軸線短和沉積灘長度小的小型尾礦庫不適用機(jī)械直接在庫內(nèi)挖取尾礦筑子壩。另外，作業(yè)條件要求比較苛刻，不僅要求沉積灘面有足夠的承載力，而且?guī)靺^(qū)地形相對比較平緩，以便機(jī)械設(shè)備能自由進(jìn)出尾礦庫。要想實(shí)現(xiàn)尾礦壩的快速上升，使其能滿足生產(chǎn)的需要，首先要解決子壩的快速堆筑問題。目前已有的快速堆積子壩的堆筑壩方法有模板控制成形尾砂自然堆積子壩法。它是在壩面上沿壩打入一排木樁，該木樁在面向尾礦庫一邊安放防水處理的木板或鐵板，以阻攔尾礦的沙漿，木樁的另一邊用斜木支撐，以加固構(gòu)建的子壩。從該方法使用堆積子壩的輔助材料和工藝分析可知，該方法只能是暫時緩解子壩上升速度快的矛盾，不能長久使用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題就是提供一種能快速構(gòu)筑的、且穩(wěn)定安全的尾礦壩的子壩構(gòu)筑方法。本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是通過這樣的技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的，它包括以下步驟 步驟I，制作預(yù)制構(gòu)件；
步驟2，放線定位，按照尾礦壩的設(shè)計壩坡度、子壩高度和坡度，在沉積灘上對預(yù)制構(gòu)件定位;
步驟3，選定預(yù)制構(gòu)件的始點(diǎn)位置和安 置預(yù)制構(gòu)件，根據(jù)現(xiàn)場放礦情況，選定預(yù)制構(gòu)件的起點(diǎn)位置，所述起點(diǎn)位置為壩頂中間位置或壩頂兩端；所述安置預(yù)制構(gòu)件是依據(jù)預(yù)制構(gòu)件的始點(diǎn)位置從壩中間往壩體兩端獨(dú)個排放或者由壩體的一端往另一端排放，一塊一塊地安置預(yù)制構(gòu)件，并使接口相互銜接好。優(yōu)選地，該方法還包括安置輔助平臺的步驟，該步驟中，在預(yù)制構(gòu)件頂端設(shè)置輔助平臺，在輔助平臺上 安置放礦設(shè)施。為了實(shí)施本方法，本發(fā)明還提供一種用于該方法的預(yù)制構(gòu)件，它的斷面為倒立的T 字形，下部為底座，底座上豎立設(shè)置有擋渣壁，其左右兩邊分別設(shè)有凸形榫頭和凹形榫頭。由于采用了可搭接的預(yù)制構(gòu)件構(gòu)建子壩，可實(shí)現(xiàn)快速完成的子壩的建造，滿足大量增加的尾礦堆積需求；通過子壩的定位和搭接，并根據(jù)預(yù)制構(gòu)件的穩(wěn)定性分析，能夠建造一種穩(wěn)定安全的尾礦壩子壩。本發(fā)明具有如下的優(yōu)點(diǎn)既穩(wěn)定安全、又簡便快速構(gòu)建子壩。


本發(fā)明的

如下
圖I為本方法發(fā)明中步驟2的操作指示圖2為本方法發(fā)明中步驟3中的一種預(yù)制構(gòu)件搭接示意圖3為本方法發(fā)明中增加安置輔助平臺的步驟的示意圖4為本發(fā)明的第一種預(yù)制構(gòu)件的主視圖5為本發(fā)明的第一種預(yù)制構(gòu)件的左視圖6為本發(fā)明的第一種預(yù)制構(gòu)件的俯視圖7為本發(fā)明的第二種預(yù)制構(gòu)件結(jié)構(gòu)示意圖8為本方法發(fā)明的預(yù)制構(gòu)件的受力分析圖9為圖8中預(yù)制構(gòu)件的尾礦側(cè)向土壓力分布圖。圖中1.基礎(chǔ)壩；2.第一層子壩；3.第二層子壩；4.預(yù)制構(gòu)件；41.底座；42.擋渣壁；43.泄水孔；44.凸形榫頭；45.凹形榫頭；46.加強(qiáng)筋；5.榫頭接縫；6.子壩；7.輔助平臺；8.放礦主管；9.放礦支管；10.沉積灘。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明
本發(fā)明的尾礦壩的子壩構(gòu)筑方法，包括以下步驟
步驟I，制作預(yù)制構(gòu)件；
步驟2，放線定位，按照尾礦壩的設(shè)計壩坡度、子壩高度和坡度，在沉積灘上對預(yù)制構(gòu)件定位;
步驟3，選定預(yù)制構(gòu)件的始點(diǎn)位置和安置預(yù)制構(gòu)件，根據(jù)現(xiàn)場放礦情況，選定預(yù)制構(gòu)件的起點(diǎn)位置，所述起點(diǎn)位置為壩頂中間位置或壩頂兩端；所述安置預(yù)制構(gòu)件是依據(jù)預(yù)制構(gòu)件的始點(diǎn)位置從壩中間往壩體兩端獨(dú)個排放或者由壩體的一端往另一端排放，一塊一塊地安置預(yù)制構(gòu)件，并使接口相互銜接好。圖I為上述步驟2的操作指示圖，在基礎(chǔ)壩I上構(gòu)筑第一層子壩2，在第一層子壩 2上構(gòu)筑第二層子壩3，設(shè)基礎(chǔ)壩I外側(cè)的坡度為1:2，子壩高度為2米，則各層子壩的位置在沉積灘上按1:4的傾斜度確定，這樣可保持子壩具有良好的穩(wěn)定性。圖2為上述步驟3中的一種預(yù)制構(gòu)件搭接示意圖，在預(yù)制構(gòu)件4 一端設(shè)有凸形榫頭44，另一端設(shè)有凹形榫頭45，兩塊預(yù)制構(gòu)件4搭接在一起，以確保構(gòu)件形成一個整體，提高子壩的穩(wěn)定性。每兩塊預(yù)制構(gòu)件4之間有榫頭接縫5。圖3為在上述方法中增加安置輔助平臺的步驟的示意圖，在子壩6的頂端安置輔助平臺7，在輔助平臺7上安置放礦主管8和放礦支管9等放礦設(shè)施。安置完成后，就可以放礦，待沉積灘10面到達(dá)子壩6的頂部時，停止放礦，重復(fù)上面的步驟，進(jìn)行下一個子壩的構(gòu)筑。用于該方法的一種預(yù)制構(gòu)件如圖4、圖5、圖6所示，它的斷面為倒立的T字形，下部為底座41，底座41上設(shè)置有豎立的擋渣壁42，為了便于預(yù)制構(gòu)件4之間的搭接，預(yù)制構(gòu)件4的一邊設(shè)有凸形榫頭44，另一邊設(shè)有凹形榫頭45。該擋渣壁42上開設(shè)有泄水孔43，便于排除礦渣庫內(nèi)的積水。如圖7所示，本發(fā)明的第二種預(yù)制構(gòu)件在擋渣壁42 —側(cè)與底座41之間設(shè)置有加強(qiáng)筋46。 預(yù)制構(gòu)件4的的穩(wěn)定性分析如圖8和圖9所示，預(yù)制構(gòu)件4受力有沉積灘尾礦的側(cè)向土壓力P，構(gòu)件的自身重力W、基底的支撐力N及摩擦力F。根據(jù)Rankine 土壓力理論可以得出尾礦作用在構(gòu)件上側(cè)向土壓力為
Pa = )gtm2 (--^)-20 !tm(^-^)(I)
a4 2 V 4 2
對(I)式積分求出作用在預(yù)制構(gòu)件上的總壓力為
P = - YH2 tan2(--烏-2CH,+—(2)
24 2y 4 2 Y
式(I)和(2)中，
Pa—側(cè)向土壓力產(chǎn)生的壓強(qiáng)； z一高度坐標(biāo)；
P一預(yù)制構(gòu)件上的總壓力；
7—尾礦的容重；
多一尾礦的內(nèi)摩擦角；
C一尾礦的粘結(jié)力；
H 一預(yù)制構(gòu)件的高度(相當(dāng)子壩的高度)。這樣,可以求出穩(wěn)定系數(shù)A
P
Fs=-(3)
F
式中，底摩擦力p為
F = N
其中，J 一底摩擦系數(shù)；
N=W
這樣，
F5 = ^-(4)
5 Wf
利用式(4)，可以求出預(yù)制構(gòu)件的抗滑穩(wěn)定系數(shù)。通過穩(wěn)定系數(shù)，可以判斷其是否穩(wěn)定。
通過 上述多種手段，包括子壩5定位、預(yù)制構(gòu)件4的搭接和預(yù)制構(gòu)件4的穩(wěn)定性設(shè)計，可確保尾礦壩子壩的穩(wěn)定安全。
權(quán)利要求
1.一種尾礦壩的子壩構(gòu)筑方法，其特征在于，包括以下步驟步驟I，制作預(yù)制構(gòu)件；步驟2，放線定位，按照尾礦壩的設(shè)計壩坡度、子壩高度和坡度，在沉積灘上對預(yù)制構(gòu)件定位;步驟3，選定預(yù)制構(gòu)件的始點(diǎn)位置和安置預(yù)制構(gòu)件，根據(jù)現(xiàn)場放礦情況，選定預(yù)制構(gòu)件的起點(diǎn)位置，所述起點(diǎn)位置為壩頂中間位置或壩頂兩端；所述安置預(yù)制構(gòu)件是依據(jù)預(yù)制構(gòu)件的始點(diǎn)位置從壩中間往壩體兩端獨(dú)個排放或者由壩體的一端往另一端排放，一塊一塊地安置預(yù)制構(gòu)件，并使接口相互銜接好。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的尾礦壩的子壩構(gòu)筑方法，其特征在于，還包括安置輔助平臺的步驟，該步驟中，在預(yù)制構(gòu)件頂端設(shè)置輔助平臺，在輔助平臺上安置放礦設(shè)施。
3.一種用于權(quán)利要求I所述尾礦壩的子壩構(gòu)筑方法的預(yù)制構(gòu)件，其特征在于，它的斷面為倒立的T字形，下部為底座(41 )，底座(41)上豎立設(shè)置有擋渣壁(42)，其左右兩邊分別設(shè)有凸形榫頭(44)和凹形榫頭(45)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的預(yù)制構(gòu)件，其特征在于，所述擋渣壁(42)上開設(shè)有泄水孔 (43)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的預(yù)制構(gòu)件，其特征在于，在擋渣壁(42)—側(cè)與底座(41)之間設(shè)置有加強(qiáng)筋(46)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種尾礦壩的子壩構(gòu)筑方法和預(yù)制構(gòu)件。該方法包括以下步驟制作預(yù)制構(gòu)件；放線定位，按照尾礦壩的設(shè)計壩坡度、子壩高度和坡度，在沉積灘上對預(yù)制構(gòu)件定位；選定預(yù)制構(gòu)件的始點(diǎn)位置和安置預(yù)制構(gòu)件，根據(jù)現(xiàn)場放礦情況，選定預(yù)制構(gòu)件的起點(diǎn)位置，所述起點(diǎn)位置為壩頂中間位置或壩頂兩端；所述安置預(yù)制構(gòu)件是依據(jù)預(yù)制構(gòu)件的始點(diǎn)位置從壩中間往壩體兩端獨(dú)個排放或者由壩體的一端往另一端排放，一塊一塊地安置預(yù)制構(gòu)件，并使接口相互銜接好。該預(yù)制構(gòu)件的斷面為倒立的T字形，下部為底座，底座上豎立設(shè)置有擋渣壁，其左右兩邊分別設(shè)有凸形榫頭和凹形榫頭。本發(fā)明具有如下的優(yōu)點(diǎn)構(gòu)建子壩既穩(wěn)定安全、又簡便快速。
文檔編號E02B7/06GK102619198SQ20121013414
公開日2012年8月1日 申請日期2012年5月3日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月3日
發(fā)明者萬玲, 尹光志, 李廣治, 王倩, 魏作安 申請人:重慶大學(xué)