论文部分内容阅读
堆填煤矸石坡体内的地下水疏排,关系到尾矿库的安全运行。当下堆积体内地下水的疏排措施仍以渗水盲沟为主,而采用塑料盲管疏排地下水还很少见。为了研究新型塑料盲管的地下排水能力与排泄效率,总结堆积体内入渗水分对盲沟材料的影响,以子长市禾草沟煤矿3号排矸场为研究对象,详细地调查研究场地的工程地质条件。结合现场调查和以往的禾草沟矸石场综合治理设计方案,采用室内缩尺物理模型试验,深入探讨研究采用新型塑料盲管和传统渗水盲沟两种方案时矸石堆坡体内地下水的渗流规律和物质转移特征,分析携带煤矸石细颗粒的渗滤液对地下盲沟材料的影响。在此基础上,分析两种疏排措施方案的优势与不足,比选出更为合理的地下排水方案并进行优化。得出的研究成果如下:(1)矸石堆坡体内孔隙水压力变化规律可概括为:(1)降雨开始,雨水下渗导致湿润锋下移,孔隙水压力开始迅速增大至峰值并在峰值上下小幅度波动,随降雨停止开始缓慢减小,并滞后于降雨停止时间大约80~100min左右。(2)同一剖面埋设的渗压计,孔隙水压力随埋设深度的增大而减小,随降雨的持续逐渐增大到峰值并在峰值上下波动;当降雨停止,孔隙水压力开始降低时间都出现了不同程度的滞后性,但上层渗压计比下层渗压计响应更快。(3)相同埋深的渗压计,轴线处的渗压计测得的孔隙水压力要高于轴线两侧埋设的渗压计测值,而同一层埋设的渗压计,斜坡处测得的数值要高于平台处的渗压计测值。(4)上部煤矸石层与下部碎石层渗透系数和孔隙差异较大,碎石层水分的补给与流失出现不平衡的局面,从而导致负孔隙水压力的出现,并在煤矸石层产生沉降变形,而坡脚处可能由于上部矸石层厚度较小,再加上降雨垂直和水平入渗补给较多导致没有出现负孔隙水压力。(2)总结矸石堆坡体内物质转移特征:在降雨入渗作用下,降雨对表层矸石产生的淋滤作用以及底层矸石的渗透冲刷作用,导致表层和底层煤矸石细颗粒减少相对较多,携带煤矸石细颗粒的渗滤液向下运移由于渗流滤积作用而在中层出现细颗粒富集。(3)总结携带煤矸石细颗粒的煤水对地下盲沟材料的影响可知:短时间内,煤水浸泡对塑料盲管无影响,渗水盲沟片石(砂岩)强度损失率在6%左右,影响较小;但经验表明煤水长时间的浸泡对塑料盲管影响较小,而片石(砂岩)会软化泥化最终阻塞排水通道。(4)在短时间内,渗水盲沟排水效果总体比塑料盲管排水措施好。但综合考虑场地适宜性、煤矸石特性、盲沟疏排功效性以及治理工程经济环保性,采用“新型速排龙管材+反滤层”的地下排水方案则表现出更明显的优势。