用于尾矿坝全段浸润线阶状急降结构的设计方法与流程

本发明涉及尾矿坝紧急抢险领域，特别涉及用于尾矿坝全段浸润线阶状急降结构的设计方法。

背景技术：

1、有色冶金行业中尾矿库是重要的生产和环保设施，尾矿库一旦溃坝，将会造成重大的环保安全事故，引发重大的生态灾难和人员伤亡，而尾矿坝的稳定安全是尾矿库安全的关键，尾矿坝正常条件下的安全关键是坝体浸润线的埋深，埋深越浅，尾矿坝稳定性越差，尾矿坝的浸润线埋深上升到某个最高位置时，就会引发尾矿坝稳定性丧失而突发溃坝事故，正常情况下，在上游法尾矿堆积坝中，浸润线从尾矿库水面和尾矿坝沉积内滩的交界处开始，沿着水力梯度的趋势向下游方向一路降低，在初期坝的浸润线排水线路末端溢出。

2、由于环保要求，初期坝常常采用不透水坝，导致浸润线位置上升在初期坝顶的尾矿堆积坝外溢为常见的第一种情况，尾矿库内水位上升（生产因素和降水因素），尾矿坝干滩变短，导致坝内浸润线整体抬升为常见的第二种情况，第三种情况是，坝体内的排渗设施失效，排渗能力变差，导致浸润线上升。

3、通常采用单排或局部降低浸润线（下简称为降线）时，由于尾矿坝尺寸规模大，浸润线埋藏距离长，范围广，渗流场中的渗流量大，单排和局部降线后，浸润线在降水井处形成漏斗后，下游漏斗先又会升起，使降线效果差并速度慢，本发明采用全段阶状降线法，在尾矿坝坡的马道平台上和初期坝顶及马道上设数排轻型井加电渗井阵列，在坝剖面上形成从上游到下游的全段浸润线降水井系列，内设水位控制和实时监测系统，协调各降水井陈列的井深、流量、流速，使降水效果达到最大。

技术实现思路

1、本发明目的就在于为了解决上述的问题，而提供用于尾矿坝全段浸润线阶状急降结构的设计方法。

2、实现上述目的，本发明采取的技术方案为：

3、1）将尾矿坝分为干滩和坝体，再将坝体分为尾矿堆积坝和初期坝；

4、2）在尾矿堆积坝处上设置马道平台，在尾矿堆积坝和初期坝连接处设置初期坝顶，坝体被马道平台和初期坝顶分隔整体呈阶梯状；

5、3）在坝体上设数排阶状分布的井阵列形成降水系统，井阵列处设水位控制和实时监测系统；

6、4）根据结构特点确定浸润线的设计位置；

7、5）当尾矿库溢水量增大，浸润线水位上升，浸润线溢出点不断升高；

8、6）浸润线水位升高后，各井阵列处的水位控制和实时监测系统对流量、流速和水位进行监控；

9、7）根据浸润线降线前后的高度和面积，设定降线前浸润线埋深为h1，降线后浸润线埋深为h2，降线后浸润线埋深和降线前浸润线埋深差为δh，其中，δh=h2-h1；

10、设定降线前浸润线和坝体外坡所围面积为s1，降线后浸润线和坝体外坡所围面积为s2，降线后面积和降线前面积之差为δs，其中，δs=s2-s1；

11、其中，δs的大小代表了降线的效果，δs越大降线效果越好，δs越小降线效果越差；

12、g为尾矿坝中下滑重量，γ为水的容量，g受γ和δs影响而变化，γ值越小，尾矿坝体的下滑重量就越小，γ值越大，尾矿坝体的下滑重量就越大；

13、8）当浸润线水位上升后采用水泵在井内辅助抽水，加速水位下降，减少尾矿坝体的重量，减少尾矿坝体的下滑重量。

14、进一步地，井阵列种类包括轻型井、电渗井、普通井，根据坝体的土性进行布置，对难降的黏土性土中用轻型井加电渗井，对沙土中用普通井。

15、与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

16、1、在尾矿紧急抢险的全线浸润线阶状急降法，是尾矿坝出现时的有效紧急措施，可及时挽救大坝溃坝，抢险时可年用。

17、2、δh和δs的双控法，并通过监测实时调整降水系统的布置和降水参数，以达到δs的最大值的效果。

18、3、急降所取得的下滑重量减少值g，也可通过实时监测的δh和δs取得，可以衡量降线后大坝所获得的稳定成效，也可用来估算大坝年用此法时的降水量，并和实际降水量进行对比。

技术特征：

1.用于尾矿坝全段浸润线阶状急降结构的设计方法，其特征在于，包括以下方案：

2.根据权利要求1的用于尾矿坝全段浸润线阶状急降结构的设计方法，其特征在于，井阵列种类包括轻型井、电渗井、普通井，根据坝体的土性进行布置，对难降的黏土性土中用轻型井加电渗井，对沙土中用普通井。

技术总结
本发明公开了用于尾矿坝全段浸润线阶状急降结构的设计方法，属于尾矿坝紧急抢险领域，包括干滩和坝体，坝体包括尾矿堆积坝和初期坝，所述尾矿堆积坝处设有马道平台，所述尾矿堆积坝和初期坝连接处设有初期坝顶，所述坝体被马道平台和初期坝顶分为阶梯状，其中，在坝体上设数排阶状分布的井阵列形成降水系统，井阵列处设水位控制和实时监测系统。在尾矿紧急抢险的全线浸润线阶状急降法，是尾矿坝出现时的有效紧急措施，可及时挽救大坝溃坝，抢险时可年用。

技术研发人员：陈天镭
受保护的技术使用者：兰州有色冶金设计研究院有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/12