一種利用尾砂作為人工地基的方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種利用尾砂作為人工地基的方法，屬于礦山基建領(lǐng)域。其步驟為：A、在尾砂棄堆旁邊就近選擇符合人工地基地形的地址；B、使用挖土機(jī)開挖尾砂棄堆，尾砂棄堆的開挖立面與水平面的夾角可在90?110°之間，開挖深度為4?11m；C、使用震動碾壓機(jī)械在步驟A的地坪上鋪設(shè)一層厚度在250?350mm的尾砂，尾砂的內(nèi)磨擦角應(yīng)在40?45°；D、鋪設(shè)完一層尾砂后，使用震動碾壓機(jī)械碾壓，直至壓實到要求的密實度為止；E、重復(fù)步驟C和D逐層施工，直到達(dá)到人工地基要求的高度為止。該種尾砂經(jīng)碾壓后為粉末狀，降低了實施密實度難度，操作簡單，費用低廉，僅就不需級配與攪拌均勻一項，就可降低成本30％。
【專利說明】
一種利用尾砂作為人工地基的方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及礦山基建領(lǐng)域，尤其涉及一種利用尾砂作為人工地基的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]尾礦庫是指筑壩攔截谷口或圍地構(gòu)成的用以堆存金屬非金屬礦山進(jìn)行礦石選別后排除尾礦的場所，是維持礦山正常生產(chǎn)的必要設(shè)施，是礦山企業(yè)最大的環(huán)境保護(hù)工程項目?？梢苑乐刮驳V向江、河、湖、海、沙漠及草原等處任意排放。
[0003]尾礦庫選址研究論證是一個工作復(fù)雜，經(jīng)歷時間長，綜合面廣，整體概念強(qiáng)的工作。近年來，由于征購?fù)恋睾桶徂|農(nóng)戶越發(fā)困難，建設(shè)尾礦庫的費用更高。特別是一些受當(dāng)?shù)氐匦螚l件、規(guī)劃等的限制，很難在現(xiàn)有廠區(qū)附近尋找到適宜建庫的庫址，使得礦山企業(yè)不得不考慮采用尾礦庫干堆來解決尾礦堆存問題。
[0004]中國發(fā)明專利，授權(quán)公告號:CN101684652 B，授權(quán)公告日:2012.09.05，公開了一種不含化學(xué)污染的工程建設(shè)廢棄物、工業(yè)廢料、礦區(qū)尾砂等石、渣、土的固體廢棄物土工袋及應(yīng)用于地基及邊坡的方法。將破碎可用的固體廢棄物直接裝入經(jīng)嚴(yán)格規(guī)范的土工袋內(nèi)，然后按一定的排列方式將固體廢棄物土工袋堆積在工程建設(shè)地基及邊坡上，并采用碾壓設(shè)備逐層把固體廢棄物土工袋壓實，形成建筑物地基或用于邊坡加固。利用土工袋受壓變形產(chǎn)生的張力，約束著固體廢棄物土體及消耗振動能量，提高了固體廢棄物土工袋的整體強(qiáng)度及減振性能。固體廢棄物土工袋應(yīng)用于地基工程，節(jié)約資源，節(jié)省土地，減振防災(zāi)，防止凍融，綠色環(huán)保，效益顯著。其不足之處在于，該發(fā)明采用尾砂形成建筑物地基或用于邊坡加固，但該發(fā)明需要將破碎后的石、渣、土固體廢棄物裝入一系列的土工袋內(nèi)，并纏繞綁扎好袋子，形成的固體廢棄物土工袋，施工步驟繁瑣，加大了工作量，延長了施工工期，增加了施工成本;且使用土工袋裝入尾砂，用于建筑物基礎(chǔ)的情況不常見，袋與袋之間的縫隙影響地基的密實度，需要另行處理，增加了施工工序。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]1.發(fā)明要解決的技術(shù)問題
[0006]針對現(xiàn)有技術(shù)的山區(qū)選礦基建工程工期長的問題，本發(fā)明提供了一種利用尾砂作為人工地基的方法。它實現(xiàn)了選礦基建工程工期短，耗費成本低，廢物利用、經(jīng)濟(jì)、實用、環(huán)保、消耗低。
[0007]2.技術(shù)方案
[0008]為解決上述問題，本發(fā)明提供的技術(shù)方案為:
[0009]—種利用尾砂作為人工地基的方法，其步驟為:
[0010]A、在尾砂棄堆旁邊就近選擇符合人工地基地形的地址;本發(fā)明不需要將大量棄尾外運，對場地地形沒有特定的要求，經(jīng)濟(jì)劃算；
[0011]B、使用挖土機(jī)開挖尾砂棄堆；
[0012]C、使用震動碾壓機(jī)械在步驟A的地坪上鋪設(shè)一層的尾砂；
[0013]D、鋪設(shè)完一層尾砂后，使用震動碾壓機(jī)械碾壓，直至壓實到要求的密實度為止；
[0014]E、重復(fù)步驟C和D逐層施工，直到達(dá)到人工地基要求的高度為止。
[0015]優(yōu)選地，步驟B中尾砂棄堆的開挖面與水平面的夾角為90-110°，即開挖深度為4-1lm;節(jié)約開挖量。
[0016]優(yōu)選地，步驟C中選擇鋪設(shè)的尾砂內(nèi)磨擦角為40-45°，這是經(jīng)過觀察，該尾砂在自然狀態(tài)下的內(nèi)摩擦角，不需要作進(jìn)一步處理，可直接用于人工地基的碾壓工程，簡化施工工序，降低施工工期，節(jié)約建設(shè)成本。
[0017]優(yōu)選地，步驟B中挖出來的尾砂內(nèi)磨擦角不是4O-4 5 °時，將尾砂與水泥按照1:
0.05-0.1的重量比例混合均勻，再進(jìn)行鋪設(shè)。
[0018]優(yōu)選地，如果尾砂棄堆附近有井下開采的礦山需要回填的話，尾砂占水泥和尾砂總重的5 %?1 %，將尾砂和水泥混合均勻作填充物。
[0019]優(yōu)選地，步驟D中要求的密實度0.95，每碾壓一層，使用密實度檢測儀檢測每層的密實度。用20t帶震動的碾壓機(jī)，每層碾壓三遍即可做到，因為該種尾砂內(nèi)有風(fēng)化的砂巖，經(jīng)碾壓后會成為粉末狀，降低了實施密實度難度，與其他人工地基相比，操作簡單，費用低廉，僅就不需級配與攪拌均勻一項，就可降低成本30%。
[0020]優(yōu)選地，步驟D中每層的平均碾壓厚度為7m，每層實測的地基承載力特征值fak2200kpa。用20t帶震動的碾壓機(jī)，每層碾壓三遍即可做到。
[0021]優(yōu)選地，步驟E中，人工地基的分層厚度為250-350_。
[0022]優(yōu)選地，該尾砂能夠用路基或基建工程。據(jù)業(yè)內(nèi)調(diào)查該種尾砂在山西、陜西、河北、內(nèi)蒙及東北部分地區(qū)大量存在，該尾砂性狀為地表幾十米深度范圍內(nèi)風(fēng)化的花崗巖與片麻巖(含鐵精礦粒)經(jīng)破碎干選后的棄尾，粒徑1.5_以下占比70 %，采礦及選礦基建工程大部分座落在深山峻嶺，地質(zhì)條件復(fù)雜且溝壑縱橫，要想選擇一理想，平坦的地方作為基建廠址較為困難，本發(fā)明就地選址，就地取材，節(jié)省成本，縮短工期。
[0023]優(yōu)選地，步驟D中每層灑水一遍，用作潤滑劑。效果良好，經(jīng)濟(jì)效益可觀，可節(jié)約費用80%。
[0024]3.有益效果
[0025]采用本發(fā)明提供的技術(shù)方案，與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下有益效果:
[0026](I)本發(fā)明選擇鋪設(shè)的尾砂內(nèi)磨擦角為40-45°，這是經(jīng)過觀察，該尾砂在自然狀態(tài)下的內(nèi)摩擦角，不需要作進(jìn)一步處理，可直接用于人工地基的碾壓工程，簡化施工工序，降低施工工期，節(jié)約建設(shè)成本；
[0027](2)本發(fā)明挖出來的尾砂內(nèi)磨擦角不是40-45°時，將尾砂與水泥按照1:0.05-0.1的重量比例混合均勻，再進(jìn)行鋪設(shè)，經(jīng)濟(jì)、實用、環(huán)保、消耗低；
[0028](3)如果尾砂棄堆附近有井下開采的礦山需要回填的話，尾砂占水泥和尾砂總重的5 %?1 %，將尾砂和水泥混合均勻作填充物；
[0029](4)本發(fā)明鋪設(shè)完一層尾砂后，使用碾壓機(jī)械碾壓，直至壓實到要求的密實度為止;要求的密實度0.95，每碾壓一層，使用密實度檢測儀檢測每層的密實度；用20t帶震動的碾壓機(jī)，每層碾壓三遍即可做到，因為該種尾砂內(nèi)有風(fēng)化的砂巖，經(jīng)碾壓后會成為粉末狀，降低了實施密實度難度，與其他人工地基相比，操作簡單，費用低廉；
[0030](5 )本發(fā)明每層的平均碾壓厚度為7m，每層實測的地基承載力特征值fak 2200kpa。用20t帶震動的碾壓機(jī)，每層碾壓三遍即可做到，本發(fā)明處理方法簡單，節(jié)約大量工期；
[0031](6)本發(fā)明的尾砂能夠用路基或基建工程;據(jù)業(yè)內(nèi)調(diào)查該種尾砂在山西、陜西、河北、內(nèi)蒙及東北部分地區(qū)大量存在，該尾砂性狀為地表幾十米深度范圍內(nèi)風(fēng)化的花崗巖與片麻巖(含鐵精礦粒)經(jīng)破碎干選后的棄尾，粒徑1.5mm以下占比70%，采礦及選礦基建工程大部分座落在深山峻嶺，地質(zhì)條件復(fù)雜且溝壑縱橫，要想選擇一理想，平坦的地方作為基建廠址較為困難，本發(fā)明就地選址，就地取材，節(jié)省成本，縮短工期；
[0032](7)現(xiàn)有技術(shù)中大多數(shù)地基材料受限于密實度的規(guī)范要求，均需要進(jìn)行級配與攪拌均勻，而該種尾砂不需級配與攪拌均勻，能夠降低30%的成本；
[0033](8)本發(fā)明就地取材、廢物利用，經(jīng)濟(jì)、實用、環(huán)保、消耗低；效果良好，經(jīng)濟(jì)效益可觀，可節(jié)約費用80%，處理方法簡單，不要材料運輸和復(fù)雜的攪拌級配，節(jié)約大量工期。
【具體實施方式】
[0034]為進(jìn)一步了解本發(fā)明的內(nèi)容，結(jié)合實施例對本發(fā)明作詳細(xì)描述。
[0035]實施例1
[0036]—種利用尾砂作為人工地基的方法，其步驟為:
[0037]A、在尾砂棄堆旁邊就近選擇人工地基的地址；
[0038]B、使用挖土機(jī)開挖尾砂棄堆;尾砂棄堆的開挖面與水平面的夾角為90-110°，即開挖深度為4-llm;節(jié)約開挖量。挖出來的尾砂內(nèi)磨擦角不是40-45°時，將尾砂與水泥按照1:
0.05-0.1的重量比例混合均勻，再進(jìn)行鋪設(shè)。
[0039]C、使用吊裝運輸機(jī)械在步驟A的地址上鋪設(shè)一層尾砂;選擇鋪設(shè)的尾砂內(nèi)磨擦角為40-45°，這是經(jīng)過觀察，該尾砂在自然狀態(tài)下的內(nèi)摩擦角，不需要作進(jìn)一步處理，可直接用于人工地基的碾壓工程，簡化施工工序，降低施工工期，節(jié)約建設(shè)成本。
[0040]D、鋪設(shè)完一層尾砂后，使用碾壓機(jī)械碾壓，直至壓實到要求的密實度為止;尾砂的密實度λ 2 0.95，每碾壓一層，使用密實度檢測儀檢測每層的密實度。用20t帶震動的碾壓機(jī)，每層碾壓三遍即可做到，因為該種尾砂內(nèi)有風(fēng)化的砂巖，經(jīng)碾壓后會成為粉末狀，降低了實施密實度難度，與其他人工地基相比，操作簡單，費用低廉，僅就不需級配與攪拌均勻一項，就可降低成本30%。
[0041]每層的平均碾壓厚度為7m，每層實測的地基承載力特征值fak 2 200kpa。用20t帶震動的碾壓機(jī)，每層碾壓三遍即可做到，本發(fā)明處理方法簡單，節(jié)約大量工期。每層灑水一遍，用作潤滑劑。效果良好，經(jīng)濟(jì)效益可觀，可節(jié)約費用80%。人工地基的分層厚度為250-350mm。經(jīng)濟(jì)、實用、環(huán)保、消耗低。
[0042]E、重復(fù)步驟C和D逐層施工，直到達(dá)到人工地基要求的高度為止。
[0043]如果尾砂棄堆附近有井下開采的礦山需要回填的話，尾砂占水泥和尾砂總重的5 %?10 %，將尾砂和水泥混合均勻作填充物。
[0044]該尾砂能夠用路基或基建工程。據(jù)業(yè)內(nèi)調(diào)查該種尾砂在山西、陜西、河北、內(nèi)蒙及東北部分地區(qū)大量存在，該尾砂性狀為地表幾十米深度范圍內(nèi)風(fēng)化的花崗巖與片麻巖(含鐵精礦粒)經(jīng)破碎干選后的棄尾，粒徑1.5mm以下占比70%，采礦及選礦基建工程大部分座落在深山峻嶺，地質(zhì)條件復(fù)雜且溝壑縱橫，要想選擇一理想，平坦的地方作為基建廠址較為困難，本發(fā)明就地選址，就地取材，節(jié)省成本，縮短工期。
[0045]實施例2
[0046]本實施例同實施例1，其中，步驟B中，使用挖土機(jī)開挖尾砂棄堆;尾砂棄堆的開挖面與水平面的夾角為90°，即開挖深度為4m。挖出來的尾砂內(nèi)磨擦角不是40°時，將尾砂與水泥按照1:0.05的重量比例混合均勻，再進(jìn)行鋪設(shè)。人工地基的總厚度為250mm，經(jīng)濟(jì)、實用、環(huán)保、消耗低。如果尾砂棄堆附近有井下開采的礦山需要回填的話，尾砂占水泥和尾砂總重的5 %，將尾砂和水泥混合均勻作填充物。
[0047]實施例3
[0048]本實施例同實施例1，其中，步驟B中，使用挖土機(jī)開挖尾砂棄堆;尾砂棄堆的開挖面與水平面的夾角為110°，即開挖深度為11m。挖出來的尾砂內(nèi)磨擦角不是45°時，將尾砂與水泥按照1:0.1的重量比例混合均勻，再進(jìn)行鋪設(shè)。人工地基的總厚度為350mm。經(jīng)濟(jì)、實用、環(huán)保、消耗低。如果尾砂棄堆附近有井下開采的礦山需要回填的話，尾砂占水泥和尾砂總重的10 %，將尾砂和水泥混合均勻作填充物。
[0049]實施例4
[0050]本實施例同實施例1，其中，步驟B中，使用挖土機(jī)開挖尾砂棄堆;尾砂棄堆的開挖面與水平面的夾角為100°，即開挖深度為Sm。挖出來的尾砂內(nèi)磨擦角不是42°時，將尾砂與水泥按照1:0.08的重量比例混合均勻，再進(jìn)行鋪設(shè)。人工地基的總厚度為300mm。經(jīng)濟(jì)、實用、環(huán)保、消耗低。如果尾砂棄堆附近有井下開采的礦山需要回填的話，尾砂占水泥和尾砂總重的8%，將尾砂和水泥混合均勻作填充物。
[0051 ]實施例5人工地基的密實度
[0052]在人工地基形成的過程中，密實度是很重要的一項指標(biāo)，而尾砂對于設(shè)定合理密實度較容易做到，將一定比例的水泥與尾砂混合，即可大大提高該種尾砂的內(nèi)磨擦角，增大密實度。
[0053]利用尾砂作人工地基，實踐證明密實度λ>0.95,分層實測的地基承載力特征值fak > 200kpa很容易做到，用20t帶震動的碾壓機(jī)，每350mm灑水一遍，分層碾壓三遍就可以實現(xiàn)，因該種尾砂內(nèi)有風(fēng)化的砂巖，經(jīng)碾壓后會成為粉末狀，降低了實施密實度達(dá)標(biāo)難度，與其他人工地基相比，操作簡單，費用低廉?，F(xiàn)有技術(shù)中大多數(shù)地基材料受限于密實度的規(guī)范要求，均需要進(jìn)行級配與攪拌均勻，而該種尾砂不需級配與攪拌均勻，能夠降低30%的成本。
[0054]實施例6尾砂就地取材
[0055]據(jù)業(yè)內(nèi)調(diào)查該種尾砂在山西、陜西、河北、內(nèi)蒙及東北部分地區(qū)大量存在。該尾砂性狀為地表幾十米深度范圍內(nèi)風(fēng)化的花崗巖與片麻巖(含鐵精礦粒)經(jīng)破碎干選后的棄尾，粒徑1.5mm以下占比70%?，F(xiàn)場觀察自然狀態(tài)下內(nèi)磨擦角約在40至45度之間，開挖面與水平面的夾角(即開挖深度4到11米)為90至110度之間。
[0056]在作適當(dāng)?shù)奶幚砗笤摋壩部勺鳛橐环N良好的建筑材料，用于大面積的人工地基，井下填充物，路基等。靈丘選礦廠項目的地基處理是用一定量的水泥和選用的棄尾均勻拌和，尾砂占水泥和尾砂總重的8-10%，分層碾壓。用水作勻滑劑，效果良好，經(jīng)濟(jì)效益可觀?？晒?jié)約費用80%。就地取材、廢物利用，經(jīng)濟(jì)、實用、環(huán)保、消耗低;效果良好，經(jīng)濟(jì)效益可觀，可節(jié)約費用80%，處理方法簡單，不要材料運輸和復(fù)雜的攪拌級配，節(jié)約大量工期。
[0057]實施例7
[0058]采礦及選礦基建工程大部分座落在深山峻嶺，地質(zhì)條件復(fù)雜且溝壑縱橫；要想選擇一理想，平坦的地方作為基建廠址較為困難；以山西靈丘設(shè)計的一個選礦項目為例說明:該項目廠址選擇在一個有大量尾砂的棄堆上，棄堆厚度從3m到50m不等，棄堆時間I年至5年不等。原設(shè)計選擇(或地質(zhì)報告推薦)的粧基、砂層注漿地基處理方式及混凝土換填方式均使工程耗費巨大，粗略計算僅選礦主廠房一項地基處理就要花費800至1200萬元，且使工期大為延長。
[0059]經(jīng)研究調(diào)查，就地取材、廢物利用，現(xiàn)場選擇有利的地形廠址，選配尾砂(級配粗砂)，試配水泥用量。靈丘選礦廠項目的地基處理是用一定量的水泥和選用的尾砂均勻拌和，分層碾壓，用水作勻滑劑，效果良好，經(jīng)濟(jì)效益可觀，可節(jié)約費用80%。
[0060]如過大量尾砂附近有井下開采的礦山，且需要回填的話，則用5%?10%的水泥攪拌尾砂作填充物則非常經(jīng)濟(jì)。
[0061]以上示意性的對本發(fā)明及其實施方式進(jìn)行了描述，該描述沒有限制性，實際的結(jié)構(gòu)并不局限于此。所以，如果本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員受其啟示，在不脫離本發(fā)明創(chuàng)造宗旨的情況下，不經(jīng)創(chuàng)造性的設(shè)計出與該技術(shù)方案相似的方法及實施例，均應(yīng)屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項】
1.一種利用尾砂作為人工地基的方法，其特征在于: A、在尾砂棄堆旁邊就近選擇符合人工地基地形的地址； B、使用挖土機(jī)開挖尾砂棄堆； C、使用震動碾壓機(jī)械在步驟A的地坪上鋪設(shè)一層的尾砂； D、鋪設(shè)完一層尾砂后，使用震動碾壓機(jī)碾壓，直至壓實到要求的密實度為止； E、重復(fù)步驟C和D逐層施工，直到達(dá)到人工地基要求的高度為止。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種利用尾砂作為人工地基的方法，其特征在于:步驟B中尾砂棄堆的開挖面與水平面的夾角為90-110°，開挖深度為4-llm。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種利用尾砂作為人工地基的方法，其特征在于:步驟C中選擇鋪設(shè)的尾砂內(nèi)磨擦角為40-45°。4.根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的一種利用尾砂作為人工地基的方法，其特征在于:步驟B中挖出來的尾砂內(nèi)磨擦角不是40-45°時，將尾砂與水泥按照1: 0.05-0.1的重量比例混合均勻，再進(jìn)行鋪設(shè)。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種利用尾砂作為人工地基的方法，其特征在于:如果尾砂棄堆附近有井下開采的礦山需要回填的話，尾砂占水泥和尾砂總重的5%?10%，將尾砂和水泥混合均勻作填充物。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種利用尾砂作為人工地基的方法，其特征在于:步驟D中要求的密實度λ >0.95,每碾壓一層，使用密實度檢測儀檢測每層的密實度。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種利用尾砂作為人工地基的方法，其特征在于:步驟D中每層實測的地基承載力特征值fak 2 200kpa。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種利用尾砂作為人工地基的方法，其特征在于:步驟E中，人工地基的分層厚度為250-350mm。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種利用尾砂作為人工地基的方法，其特征在于:該尾砂能夠用路基或基建工程。10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種利用尾砂作為人工地基的方法，其特征在于:步驟D中每層灑水一遍，用作潤滑劑。
【文檔編號】E02D3/046GK105821824SQ201610122322
【公開日】2016年8月3日
【申請日】2016年3月3日
【發(fā)明人】查桂華
【申請人】安徽馬鋼工程技術(shù)集團(tuán)有限公司