本發(fā)明涉及一種大型露天礦排水新技術(shù)，屬于露天礦山排水系統(tǒng)領(lǐng)域，特別涉及到露天礦山各平臺(tái)截水溝具體的布置方法，適用于大型，特大型露天礦的截排水系統(tǒng)整體優(yōu)化設(shè)計(jì)。

背景技術(shù)：

露天礦采坑內(nèi)截水溝主要是用來(lái)截住對(duì)應(yīng)截水溝構(gòu)筑平臺(tái)以上的地表徑流，防止地表徑流沿邊坡徑直流淌至采坑最底坑底水倉(cāng)，通過(guò)各級(jí)截水溝分層次的有序的對(duì)地表徑流的截水，一方面可起到減小排水的泵送揚(yáng)程，另一方面減緩地表徑流對(duì)邊坡的沖刷的作用。

目前，生產(chǎn)規(guī)模中型以下露天礦，如：封閉圈周長(zhǎng)在1.5km以下的礦山，可采用一般的傳統(tǒng)截水溝修筑方式，就是在各單一的寬平臺(tái)上設(shè)置截水溝，截水溝可實(shí)現(xiàn)截水、排水的功能。然而，大型露天礦山，尤其是特大型露天礦，由于境界的開口尺寸較大，封閉圈的周長(zhǎng)基本可達(dá)3-4km以上，有些甚至10km以上。根據(jù)《有色金屬采礦設(shè)計(jì)規(guī)范》gb50771-2012截水溝坡度不小于3‰規(guī)定，以封閉圈5-10km為例，則截水溝的凈深度可達(dá)7.5-15m，截水溝斷面巨大，所以滿足排水坡度的截水溝根本無(wú)法修筑完成。也因此，目前針對(duì)大型和特大型露天礦，現(xiàn)實(shí)做法是，干脆通過(guò)采取降低水溝的排水坡度而修筑極緩坡和平坡的截水溝，以實(shí)現(xiàn)修筑截水溝的可能。

由于截水溝功能的欠缺和不完善，所有匯水自上而下沖刷邊坡后最終集中匯至采坑最底部坑底水倉(cāng)，一方面，各級(jí)排水泵站均需按露天礦排水總量進(jìn)行選擇，難于實(shí)現(xiàn)各級(jí)排水泵站排水設(shè)備的差異化配置，增加了排水設(shè)備的投入和排水費(fèi)用，此外雨水未經(jīng)澄清分離并攜帶有大量的泥沙，增加了排水泵的工作負(fù)荷和設(shè)備損耗；另一方面，截水溝溢流、漫溝以及溝內(nèi)滯留水現(xiàn)象嚴(yán)重，沖刷邊坡嚴(yán)重，給露天采坑邊坡安全帶來(lái)造成了隱患，相應(yīng)導(dǎo)致邊坡維護(hù)費(fèi)用驟然升高，同時(shí)這也造成了多數(shù)露天礦山終了境界的邊坡角取值偏向保守，進(jìn)而大大增加了剝巖量和剝離費(fèi)用，這也正是導(dǎo)致我國(guó)露天礦邊坡角的設(shè)計(jì)值普遍保守于礦業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家的主要根源之一。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

有鑒于此，為了更好的解決露天礦，尤其是特大型露天礦排水所碰到的問(wèn)題，本發(fā)明的目的在于提供一種露天礦山分區(qū)式梯段消能接力排水系統(tǒng)及方法，該排水方法是在充分利用大型露天礦具備高臺(tái)階、寬平臺(tái)的特征的基礎(chǔ)之上，改變了原有的僅在單個(gè)平臺(tái)修筑截水溝的設(shè)計(jì)方法，而采用相鄰多個(gè)平臺(tái)形成梯段接力式的布置方式，同時(shí)配與匯水池、梯段接力排水管和消能澄清池等相關(guān)配套設(shè)施，將原有單層單區(qū)匯水模式改變?yōu)槎鄬佣喾謪^(qū)匯水方式。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的：

一種露天礦山分區(qū)式梯段消能接力排水系統(tǒng)，其特征在于，包括：

分層分區(qū)以梯段接力式設(shè)置在礦山平臺(tái)上的多條單段截水溝，所述單段截水溝用于截住截水溝以上地表徑流，將地表徑流有序快速的匯至本級(jí)排水泵站泵池，最終通過(guò)排水設(shè)備排出至坑外的污水處理站或其他接納設(shè)施；

所述單段截水溝前端設(shè)置有用于緩沖水流的勢(shì)能并對(duì)水中泥質(zhì)雜物進(jìn)行澄清的消能澄清池；

所述單段截水溝未端設(shè)置有匯水池，用于匯集本段截水溝的匯水；

所述相鄰的兩條單段截水溝之間通過(guò)梯段接力排水管連接及流水的傳遞，所述梯段接力排水管的兩端分別連接上段截水溝的匯水池和下段水溝消能澄清池；所述梯段接力排水管順邊坡傾斜布置；

所述匯水池頂部?jī)啥朔謩e留設(shè)有與所述單段截水溝和所述梯段接力排水管的溢流連接口；

所述消能澄清池兩端設(shè)有與梯段接力排水管以及單段截水溝的連接口。

進(jìn)一步地，所述單段截水溝的水利坡度在3‰以上，所述單段截水溝，內(nèi)壁采用漿砌片石、素混凝土、塑料防滲布中的一種或多種進(jìn)行襯砌護(hù)壁防滲。

進(jìn)一步地，所述梯段接力排水管，采用的為具備消能作用的消能排水管，以配合所述的消能澄清池，進(jìn)一步起到緩沖勢(shì)能及澄清水中泥質(zhì)雜物的作用。

進(jìn)一步地，所述消能澄清池，既可以選擇下沉式也可以選擇地上式的設(shè)計(jì)。

進(jìn)一步地，所述消能澄清池內(nèi)中部設(shè)置的消能隔離墻及澄清溢流隔篩，用于緩沖梯段接力排水管中流水自上而下產(chǎn)生的勢(shì)能，以及用于分離水中雜物和澄清水質(zhì)作用。

一種露天礦山分區(qū)式梯段消能接力排水方法，采用上述排水系統(tǒng)，其特征在于，采坑內(nèi)各單段截水溝用于截住各自匯水區(qū)間的匯水，其次，各單段截水溝均朝各分級(jí)泵站方向有序流動(dòng)，單段截水溝內(nèi)匯水通過(guò)匯水池的集中收集和澄清后，匯水池采用溢流方式流至梯段接力排水管，梯段接力排水管流水借助勢(shì)能順勢(shì)流向下平臺(tái)消能澄清池，澄清后再通過(guò)溢流方式流向下一單段截水溝，如此反復(fù)，直至分級(jí)泵站收集池，最終由泵送設(shè)備泵送至坑外污水處理站或其他接納水體設(shè)施。

本發(fā)明的有益效果如下：

一種露天礦山分區(qū)式梯段消能接力排水系統(tǒng)，使得大型露天礦截水溝水利坡度可滿足設(shè)計(jì)規(guī)范要求，并可根據(jù)匯水量，在設(shè)計(jì)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)3‰以上調(diào)節(jié)，可將原有的極緩坡或平坡設(shè)計(jì)成陡坡。因此，截水溝功能得到顯著提升。且由截水溝平臺(tái)以上匯水不再往采場(chǎng)坑底方向漫流，有效減少了除最上1級(jí)排水泵站之外的以下各級(jí)泵站的排水量，因而實(shí)現(xiàn)了各級(jí)泵站排水設(shè)備差異化配置。此外，自上而下的節(jié)省了以往截水溝未能截住的溢流水的泵送揚(yáng)程，從而有效的減小了排水設(shè)備的投入和日常排水費(fèi)用的開支。與此同時(shí)，傳統(tǒng)建設(shè)方式中，截水溝內(nèi)長(zhǎng)期存在滯留水、大面積溢流、漫溝等現(xiàn)象得到了有效的遏制，邊坡受雨水、溢流水沖刷現(xiàn)象得到了極大幅度的減少，邊坡穩(wěn)定性得到了明顯提高。反過(guò)來(lái)，由于新型排水系統(tǒng)的出現(xiàn)，可一定程度上提高采坑最終邊坡角的設(shè)計(jì)值，以相應(yīng)減小剝巖量和剝離費(fèi)用。

另外，與單段截水溝配套設(shè)施還有匯水池和消能澄清池，匯水池和消能澄清池具備收集雨水、緩沖勢(shì)能、澄清水質(zhì)的作用，使得各單段截水溝的雜質(zhì)、淤泥的沉積量明顯減小，水中含有的絕大部分的雜質(zhì)和渾濁物均集中在匯水池和消能澄清池中沉降和積淀，截水溝的清淤工作基本可實(shí)現(xiàn)免除。此外，匯水池和消能澄清池中淤泥，經(jīng)混同草種及肥料簡(jiǎn)單造漿后，可對(duì)附近邊坡進(jìn)行復(fù)墾，巧妙的起到了減少水土流失、固穩(wěn)邊坡以及美化環(huán)境的作用。

附圖說(shuō)明

圖1示出了一種露天礦山分區(qū)式梯段消能接力排水系統(tǒng)的總體示意圖；

圖2示出了一種露天礦山分區(qū)式梯段消能接力排水系統(tǒng)的局部示意圖；

圖中:1-單段截水溝，2-匯水池，3-梯段接力排水管，4-消能澄清池，5-排水管，6-分級(jí)泵站，7-消能隔離墻，8-澄清溢流隔篩。

具體實(shí)施方式

為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合附圖對(duì)發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)描述：

以下將對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行進(jìn)一步的說(shuō)明，例如：

圖1中截水溝1a段，表示第1級(jí)泵站，第a段截水溝；

圖1中截水溝3c段，表示第3級(jí)泵站，第c段截水溝；

圖1中截水溝1b段與截水溝2a段及其圖中虛線構(gòu)成一個(gè)分區(qū)匯水單元，整個(gè)露天礦匯水由各個(gè)分區(qū)匯水單元組成；

一種露天礦山分區(qū)式梯段消能接力排水系統(tǒng)包括：分層分區(qū)以梯段接力式設(shè)置在礦山平臺(tái)上的多條單段截水溝1；所述單段截水溝1用于截住截水溝以上地表徑流，將地表徑流有序快速的匯至本級(jí)泵站泵池，最終通過(guò)排水管5及分級(jí)泵站6排出至坑外的污水處理站或其他接納設(shè)施；所述單段截水溝1前端設(shè)置有用于緩沖水流的勢(shì)能并對(duì)水中泥質(zhì)雜物進(jìn)行澄清的消能澄清池4；所述單段截水溝1未端設(shè)置有用于匯集本段截水溝匯水的匯水池2，所述相鄰的兩條單段截水溝1之間通過(guò)梯段接力排水管3連接及流水的傳遞，所述梯段接力排水管3的兩端分別連接上段截水溝的匯水池2和下段水溝消能澄清池4；所述梯段接力排水管3順邊坡傾斜布置；所述匯水池2頂部?jī)啥朔謩e留設(shè)有與所述單段截水溝1和所述梯段接力排水管3的溢流連接口；所述消能澄清池4兩端設(shè)有與梯段接力排水管3以及單段截水溝1的連接口。

所述單段截水溝1可保證水利坡度在3‰以上，并以此為依據(jù)進(jìn)行設(shè)計(jì)，單段截水溝1的長(zhǎng)度及斷面尺寸設(shè)計(jì)，除需根據(jù)本段截水溝的匯水量考慮之外，還需要根據(jù)本級(jí)其他段截水溝長(zhǎng)度、工程量以及匯水量等因素統(tǒng)籌考慮，以使整體的截水溝工程量達(dá)到最優(yōu)。另外，所述單段截水溝1，內(nèi)壁宜采用漿砌片石、素混凝土、塑料防滲布等一種或多種進(jìn)行襯砌護(hù)壁防滲。

所述梯段接力排水管3，采用的為具備消能作用的消能排水管，以配合所述的消能澄清池4，進(jìn)一步起到緩沖勢(shì)能及澄清水中泥質(zhì)雜物的作用；所述消能澄清池4，既可以選擇下沉式也可以選擇地上式的設(shè)計(jì)。

所述消能澄清池內(nèi)中部設(shè)置的消能隔離墻7及澄清溢流隔篩8，用于緩沖梯段接力排水管中流水自上而下產(chǎn)生的勢(shì)能，以及用于分離水中雜物和澄清水質(zhì)作用。

其他具體參見圖1至圖2，以大型露天礦常見的4級(jí)接力排水為例進(jìn)行說(shuō)明。如下：

降雨時(shí)，首先，采坑內(nèi)各單段截水溝1用于截住各自匯水區(qū)間的匯水，其次，各單段截水溝1均朝各分級(jí)泵站6方向有序流動(dòng)，單段截水溝1內(nèi)匯水通過(guò)本平臺(tái)的匯水池2的集中收集和澄清后，匯水池2采用溢流方式流至梯段接力排水管3，梯段接力排水管3流水借助勢(shì)能順勢(shì)流向下平臺(tái)消能澄清池4，梯段接力排水管3可選用消能作用的排水管，消能澄清池4內(nèi)中部設(shè)置的消能隔離墻7用于緩沖梯段接力排水管3中流水自上而下產(chǎn)生的勢(shì)能，除此之外，消能隔離墻7澄清溢流隔篩8共同起到了對(duì)水中的泥質(zhì)雜物的澄清作用，澄清后再通過(guò)溢流方式流向下一單段截水溝，如此反復(fù)，直至分級(jí)泵站6收集池，最終由泵送設(shè)備泵送至坑外污水處理站或其他接納水體設(shè)施。

通過(guò)各單段截水溝1設(shè)置的匯水池2及消能澄清池4對(duì)匯水的多次反復(fù)澄清作用，各單段截水溝流水中所含泥質(zhì)雜物沉降明顯減少，相反，泥質(zhì)雜物形成的淤泥在匯水池2和消能澄清池4中得到了集中收集。一方面解決了復(fù)雜繁重的清溝工作量，另一方面，池中淤泥通過(guò)混合種子、肥料造漿后，可對(duì)附近邊坡進(jìn)行復(fù)墾，巧妙的起到了減少水土流失、固穩(wěn)邊坡以及美化環(huán)境的作用。

以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選并不用于限制本發(fā)明，顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對(duì)本發(fā)明進(jìn)行各種改動(dòng)和變型而不脫離本發(fā)明的精神和范圍，這樣，倘若本發(fā)明的這些修改和變型屬于本發(fā)明權(quán)利要求及其等同技術(shù)的范圍之內(nèi)，則本發(fā)明也意圖包含這些改動(dòng)和變型在內(nèi)。