尾矿库排水井井群及排洪系统的制作方法

1.本实用新型涉及矿山尾矿排洪技术领域，尤其是涉及一种尾矿库排水井井群及排洪系统。


背景技术：

2.排水井作为一种进水能力大、造价经济同时方便维护的滩面进水构筑物，在尾矿库排洪系统设计及建设中被广泛应用。常用的排水井类型有窗口式排水井、框架挡板式排水井等，排水井一般与后面连接的排洪构筑物(诸如排洪涵管，排洪隧洞)等构成一体化排洪系统使用。
3.在尾矿库中，单座排水井高度一般设置高度在10m-30m左右；当尾矿库总服务高度相对较高时，在尾矿库建设中需在不同进水标高处布置多座排水井，以满足尾矿库全运行标高内排泄洪水的目的。在各座排水井的布置方案中，需根据各排水井的服务标高阶段以及在该使用阶段尾矿库库内纵深的变化，以满足防洪所需干滩长度以及满足库内澄清回水为主要目的，在库区不同位置处分散设置排水井+支隧洞(或支涵管)并连接到主隧洞(或主涵管)中去。
4.上述排水井布置方式的弊端为：(1)由于每座排水井均连接相应的支隧洞(或涵管)并连接至主隧洞(或涵管)，排洪系统的建设成本相对较高。尤其当尾矿库库内所需下泄洪水流量较大时，需要在同一个进水标高处同时设置两座或两座以上排水井共同泄洪以满足滩面进水能力需求时，建设排水井+支隧洞(支涵管)等多个支系统的建设成本相对较高。(2)排水井整体在尾矿库库内平面上布局较为分散，不便于排洪设施的集中统一及安全管理。尤其当尾矿库库内不良地质条件较发育时(库内高陡边坡较多、崩塌滑坡泥石流相对发育，库内库内较好地质条件的地段相对较少时)，过分分散布置排水井可能带来排洪系统安全性降低、排洪井易损毁等问题。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的在于提供一种尾矿库排水井井群及排洪系统，可实现多个排水井共用一个排水口，节省了后期连接支隧洞的建设成本，便于排洪系统的集中统一管理。同时可将各个排水井设计为不同的尺寸、类型，以实现对不同泄洪能力的要求。
6.为实现上述目的，本实用新型提供以下技术方案：
7.第一方面，本实用新型提供一种尾矿库排水井井群，包括基座和多座排水井，各座所述排水井安装于所述基座的顶部，所述基座内具有排水通道，所述排水通道具有一排水口以及与多个所述排水井所包围空间一一对应连通的进水口，所述排水口与各个所述进水口连通。
8.进一步地，各座所述排水井的类型一致，或者至少部分所述排水井的类型不一致。
9.进一步地，所述排水井配置为两座，其中一座所述排水井为框架式排水井，另一座所述排水井为窗口式排水井。
10.进一步地，各座所述排水井的高度一致，或者至少部分所述排水井的高度不一致。
11.进一步地，所述排水井配置为两座、三座或四座，各座所述排水井的高度一致，或者各座所述排水井的高度均不一致。
12.进一步地，所述排水通道包括竖向排水通道、多个横向排水通道和多个竖向消能通道，多个竖向消能通道一一对应地通过多个所述横向排水通道与所述竖向排水通道连通，各个所述竖向消能通道的顶部均具有所述进水口，所述竖向排水通道的侧方与所述排水口连通。
13.进一步地，所述竖向消能通道的底端低于与其连通的所述横向排水通道的底端1.0-1.5m。
14.进一步地，所述竖向排水通道的底端低于各个所述横向排水通道的底端。
15.进一步地，多座所述排水井围绕所述基座的中心均匀间隔分布。
16.第二方面，本实用新型还提供一种排洪系统，包括上述方案所述的尾矿库排水井井群。
17.本实用新型提供的尾矿库排水井井群及排洪系统能产生如下有益效果：
18.在排水井群内各座排水井的使用最终标高一致的情况下：不同的排水井之间主要起到增大同标高运行时的泄流能力、实现排水井相互备用或增加尾矿库排洪安全裕度的作用；在各个排水井的使用最终标高不一致的情况下：在下一座排水井启用前，可利用两座排水井之间的高度差来完成上一座排水井的封堵工作(排水井封堵后不再使用)，可满足尾矿库特定标高阶段(或全服务周期标高阶段)内连续排洪的需求。
19.当然，多座排水井中也可以部分使用最终标高一致，部分使用最终标高不一致。
20.相对于现有技术来说，本实用新型提供的尾矿库排水井井群可实现多个排水井共用一个排水口，节省了后期连接支隧洞的建设成本，便于排洪系统的集中统一管理。同时可将各个排水井设计为不同的尺寸、类型，以满足对不同泄洪能力的要求。
21.本实用新型第二方面提供的排洪系统有本实用新型第一方面提供的尾矿库排水井井群，从而具有本实用新型第一方面提供的尾矿库排水井井群所具有的一切有益效果。
附图说明
22.为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
23.图1为本实用新型实施例提供的第一种尾矿库排水井井群的三维结构示意图；
24.图2为本实用新型实施例提供的第二种尾矿库排水井井群的三维结构示意图；
25.图3为本实用新型实施例提供的第三种尾矿库排水井井群的三维结构示意图；
26.图4为本实用新型实施例提供的第四种尾矿库排水井井群的三维结构示意图；
27.图5为本实用新型实施例提供的第五种尾矿库排水井井群的三维结构示意图；
28.图6为本实用新型实施例提供的第六种尾矿库排水井井群的三维结构示意图；
29.图7为本实用新型实施例提供的第七种尾矿库排水井井群的三维结构示意图；
30.图8为本实用新型实施例提供的第八种尾矿库排水井井群的三维结构示意图；
31.图9为本实用新型实施例提供的第九种尾矿库排水井井群的三维结构示意图；
32.图10为本实用新型实施例提供的第七种尾矿库排水井井群的正视结构示意图；
33.图11为本实用新型实施例提供的第七种尾矿库排水井井群的俯视结构示意图；
34.图12为图11的a-a截面结构示意图。
35.图标：1-基座；11-排水通道；111-排水口；112-进水口；113-竖向排水通道；114-横向排水通道；115-竖向消能通道；1151-消能坑；116-横向连通通道；2-排水井；21-井架；211-第一井架；212-第二井架；213-第三井架；22-井筒；221-第二井筒；222-第三井筒。
具体实施方式
36.下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
37.在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
38.在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
39.以下结合附图对本实用新型的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限制本实用新型。
40.本实用新型第一方面的实施例在于提供一种尾矿库排水井井群，如图1所示，包括基座1和多座排水井2，各座排水井2安装于基座1的顶部，基座1内具有排水通道11，排水通道11具有一排水口111以及与多个排水井2所包围空间一一对应连通的进水口112，排水口111与各个进水口112连通。
41.上述尾矿库排水井井群将多个排水井2集成在了一个基座1上，通过进水口112可将洪水导入基座内，并通过基座内的排水通道11汇集在一起，最终通过一个排水口111排出，可节省后期连接支隧洞的建设成本，便于排洪系统的集中统一管理。
42.上述各个排水井2的类型以及尺寸可以是完全不同的，也可以是部分不同的，以满足对不同泄洪能力的要求。
43.上述尾矿库排水井井群可适用于以下工作场景：
44.1)尾矿库运行各阶段库内纵深条件变化不大的尾矿库中使用，诸如平地形尾矿库和傍山型尾矿库中。由于平地形和傍山型尾矿库，各期尾矿库库内纵深变化均不大，在满足防洪所需干滩长度以及满足库内尾矿水所需的澄清距离后，井群可集中在一处选址布置，可实现特定标高范围内(或尾矿库全服务周期标高范围内)泄洪需要。
45.2)尾矿库库内不良地质条件发育时使用。针对尾矿库库区不良地质较发育，可建设排水井的良好地质区段较少时，分散建设排水井可能带来运行排水井运行安全隐患时，可采用井群方式建设排水井。
46.3)尾矿库所需洪水下泄能力较大时使用。当尾矿库可利用的调洪高度较小(往往表现为干滩坡度缓、干滩长度短)，在较小的调洪高度范围内，依靠单座排水井无法满足设防标准洪水下泄能力时，此时可采用井群方式建设双排水井2或多排水井2以满足下泄能力需要。
47.4)尾矿库需设置备用排水井，以增大防洪安全裕度的情况。当需要考虑进一步增大防洪安全裕度来建设尾矿库排洪系统方案时；为应对超设计标准洪水时，可采用井群系统。
48.5)根据尾矿库实际运行的需要，确需布置多座排水井，并分开实现排洪、回水或排渗功能的，可设置井群系统。
49.在一些实施例中，多座排水井2可以围绕基座1的中心均匀间隔分布，使得基座1的受力更加的均匀。
50.具体地，基座1呈圆柱状，基座1的中心可以看作是基座1的轴线所在位置。
51.在一些实施例中，各座排水井2的类型可以一致，例如全部为框架式排水井，或者全部为窗口式排水井，等等。
52.在另外一些实施例中，至少部分排水井2的类型不一致，例如某一个或某几个排水井为框架式排水井，某一个或某几个排水井为窗口式排水井。
53.以图1为例进行具体说明，排水井2配置为两座，其中一座排水井2为现有的框架式排水井，另一座排水井2为现有的窗口式排水井，可同时满足尾矿库排洪、排渗及回水等多功能的独立排水要求。
54.具体地，其中一种运行工况为：由于框架式排水井进水断面大，泄流能力较大，可重点满足汛期尾矿库库内排洪要求；窗口式排水井则由于泄流能力较小，则用于满足日常库内回水需求或库区渗水导排要求；实现不同的排水功能的排水井2独立工作。
55.框架式排水井包括预制拱板、框架立柱和圈梁，立柱与拱板连接所形成的空间作为进水腔。窗口式排水井包括井筒，井筒设有排水窗口，排水窗口的封堵可使用混凝土塞子。
56.如图1至图3所示，上述排水井2可以配置为两个、三个、四个、五个等，其个数可以实际需要进行选择。
57.在一些实施例中，如图2至图4所示，各座排水井2的高度可以一致，如此不同的排水井2之间主要起到增大同标高运行时的泄流能力、实现井架相互备用或增加尾矿库排洪安全裕度的作用。
58.在尾矿库遭遇小级别洪水，单独一座排水井2泄水就可满足泄流能力要求时，可以使用一座排水井2进行排水，其余排水井2则可作为该排水井2的备用排水井2；排水井群井建设方案在布置上则实现一用一备(如图2所示)、一用两备(如图3所示)或一用多备(如图4所示)；当遭遇大级别暴雨洪水时，单座排水井2难以满足泄洪能力要求，多座排水井2在同标高实现同时进水泄洪，以满足泄洪安全需要；当遭遇超设防洪水标准的特大洪水时，启用备用排水井以满足顺利安全泄洪的需要。
59.需要注意的是，井群系统中多个排水井2同时进水工作时，排水井2内径、型号及泄流能力，可一致或不一致，可根据尾矿库各阶段实际泄流能力的需要，进行具体断面尺寸设计。
60.在一些其他的实施例中，如图5至图9所示，至少部分排水井2的高度不一致，可满足尾矿库特定标高阶段(或全服务周期标高阶段)内连续排洪的需求。
61.在至少一个实施例中，如图9所示，各座排水井2的高度均不一致。
62.在上述各个实施例的基础上，如图10所示，各个排水井2均包括井架21，至少一个排水井的井架21底端连接有井筒22，井筒22的底端安装于基座1上。井筒22能够满足上部井架21与基座1之间的牢固连接，井筒22全断面不进水，井筒22中空以满足泄水需要、井筒22壁厚厚实坚固以满足结构安全需要。
63.具体地，当至少部分排水井2的高度不一致时，最矮的排水井2不包括井筒22，井架21直接安装于基座1上，其余的排水井2包括有井架21以及连接于井架21底端的井筒22。
64.以图10为例进行具体说明：当尾矿库运行全周期需要排洪的标高阶段为h0至h3；在群井布置方案中：第一井架211设置的总高度为h1+δh-h0，其可满足h0至(h1+δh)标高之间洪水排泄需求；第二井架212设置的总高度为h2+δh-h1，则满足h1至(h2+δh)标高之间洪水排泄需求；第三井架213设置的总高度为h
3-h2，则满足h2至h3标高之间洪水排泄需求。在该布置方案中，不同排水井2的井架21之间应实现高度之间的搭接，以满足下一座排水井2的井架21启用前，利用两座井架21之间搭接高度完成上一座井架21的封堵工作(井架封堵后不再使用)。
65.其中，δh为不同排水井2的井架21之间的搭接高度，搭接高度一般可取1-3m之间。
66.由于各排水井2中的井架21均需连接到共用的基座1上，假定基座1的顶标高为h0，则针对第二井架212和第三井架213，第二井架212的底部具有第二井筒221，第三井架213的底部具有第三井筒222，第二井筒221和第三井筒222的底部均与基座1连接，第二井筒221的高度为h1，第三井筒222的高度为h2。
67.在一些实施例中，如图11和图12所示，排水通道11包括竖向排水通道113、多个横向排水通道114和多个竖向消能通道115，多个竖向消能通道115一一对应地通过多个横向排水通道114与竖向排水通道113连通，各个竖向消能通道115的顶部均具有进水口112，竖向排水通道113的侧方与排水口111连通。
68.在使用时，各个排水井2内的水通过各自底部的进水口112首先进入竖向消能通道115，随后自各个横向排水通道114汇流至竖向排水通道113，最终自竖向排水通道113侧方的排水口111排出。
69.上述排水通道11可同时作为各排水井2下泄水体的储水空间、消能、连接通道及出水通道。
70.具体地，竖向消能通道115可作为储水空间，用于收集上部排水井2的井架所汇入的水体；竖向消能通道115底部具有消能坑1151，用于将上部大流量、高落差的洪水经下方消能坑1151充分消能。
71.消能坑1151可以如图12所示呈圆柱状，也可以呈球状等。
72.在一些实施例中，竖向消能通道115的底端低于与其连通的横向排水通道114的底端1.0-1.5m，从而在竖向消能通道115的底端形成消能坑1151。
73.各井架内洪水经消能坑1151消能充分后，储存在竖向消能通道115中，之后经过横向排水通道114排入共用的竖向排水通道113中，随后经过与竖向排水通道113连通的排水口111排入后方所连接的排水隧洞或涵管中去。
74.其中，如图12所示，竖向排水通道113通过基座1开设的横向连通通道116与排水口111连通
75.横向连通通道116优选与竖向排水通道113的底部连通。
76.上述横向可以理解为平行于水平方向的方向，上述竖向可以理解为垂直于水平方向的方向。
77.在一些实施例中，为便于洪水的排放，竖向排水通道113的底端低于各个横向排水通道114的底端。
78.上述竖向排水通道113、横向排水通道114、竖向消能通道115和横向连通通道116的尺寸根据泄流能力的需要以及使用功能的不用，设计为不同的断面尺寸。
79.当然，排水通道11也可以呈其他的通道结构。例如：排水通道11包括多个竖直设置的分支通道和横向设置的总排水通道，各个分支通道的一端可视为进水口112，另一端与总排水通道连通，总排水通道远离各个分支通道的一端可视为排水口111。
80.本实用新型第二方面的实施例在于提供一种排洪系统，本实用新型第二方面的实施例提供的排洪系统包括上述尾矿库排水井井群。
81.本实用新型第二方面提供的排洪系统有本实用新型第一方面的实施例提供的尾矿库排水井井群，从而具有本实用新型第一方面的实施例提供的尾矿库排水井井群所具有的一切有益效果。
82.最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。