阅读说明：本技术 一种生物堆浸w溶液沟保护和泄露监控系统 (Biological heap leaching W solution ditch protection and leakage monitoring system ) 是由 梁新星 刘林红 赵声贵 张立川 盛汝国 杨进规 杨均流 黄先涛 于 2019-11-15 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种生物堆浸W溶液沟保护和泄露监控系统,包括：设置在W溶液沟上的锚固沟、布置在W溶液沟上方侧部的堆场单元和布置在W溶液沟一侧的溶液沟膜下倒排单元；在W溶液沟上,间隔50-100米布置一个堆场单元；间隔300-600米设置一道锚固沟,将W溶液沟进行分段隔离；对应每道锚固沟,在其前方的W溶液沟侧部布置溶液沟膜下倒排单元,用于导入膜下渗漏溶液,避免影响到后端溶液沟,起到分段保护溶液沟的功能；周期性化验分析溶液沟膜下倒排单元内液体成分,以判定该区段溶液沟是否存在溶液泄露情况。本发明可最大程度的保证W溶液沟的完好和泄露点的及时发现和修复,减少和控制下堆溶液酸雾逸散,满足环保和生产需要。(The invention discloses a biological heap leaching W solution ditch protection and leakage monitoring system, which comprises: the system comprises an anchoring ditch arranged on a W solution ditch, a storage yard unit arranged on the upper side part of the W solution ditch and a solution ditch under-film inverted unit arranged on one side of the W solution ditch; arranging a storage yard unit on the W solution ditch at an interval of 50-100 meters; arranging an anchoring ditch at the interval of 300-600 m, and carrying out sectional isolation on the W solution ditch; a solution ditch under-film inverted-arrangement unit is arranged at the side part of the W solution ditch in front of each anchoring ditch and is used for leading in solution leaked under the film, so that the solution ditch at the rear end is prevented from being influenced, and the function of protecting the solution ditch in a segmented manner is achieved; and periodically testing and analyzing the liquid components in the inverted unit under the solution ditch film to judge whether the solution leakage condition exists in the solution ditch of the section. The invention can furthest ensure the completeness of the W solution ditch and the timely discovery and repair of the leakage point, reduce and control the dissipation of the acid mist of the lower heap solution and meet the requirements of environmental protection and production.)

一种生物堆浸W溶液沟保护和泄露监控系统

技术领域

本发明属于大型生物堆浸铜湿法冶炼领域，涉及堆场溶液长距离W沟保护和泄露监控的设施和方法，具体为一种生物堆浸W溶液沟保护和泄露监控系统。

背景技术

铜是重要的有色金属，伴随世界经济的发展，需求量逐年增加。同时，随着铜矿石开采品位的逐渐下降、难处理矿石增加以及SO₂对环境污染的普遍关注，使得生物堆浸技术从矿产中提起铜金属越来越受到重视和应用。

生物堆浸典型的特点就是大型的堆场，配套铺设HDPE膜的长距离W溶液沟，各种溶液池(萃余液池、中间液池、合格液池)以及用各种溶液泵、输送管道和堆面喷滴淋管网来实现溶液的调配、存储以及喷滴淋作业生产。原则上萃取车间返回的萃余液通过泵站、溶液管道进入堆面滴淋管网，浸出后的下堆溶液汇集至积液池后通过下堆溶液管道进入W溶液沟，最后溶液经溶液沟汇集至溶液池内。常规的溶液沟为W沟双沟设计，通过工程设备将地面开挖或回填后形成W状溶液沟底和边坡，然后用粘土碾压夯实，再铺一层2.0mm的HDPE膜建设而成。堆场W沟依地势而建，从而实现下堆溶液的自流汇集，使用时根据下堆溶液浓度的差别进行分流，即浓度较低的下堆溶液进入中间液沟并流入中间液池，浓度较高的进入合格液沟而流入合格液池。

万宝矿产缅甸铜业为大型湿法生物堆浸生产阴极铜的工艺，配套集中式的溶液沟和溶液池，溶液沟总近20km，部分W溶液沟单条长度就超过5km，由于堆场面积较大，正常生产时W溶液沟双沟每小时通过溶液量可达10000方以上，如果遇到降雨或极端天气，溶液沟每小时通过量可能翻倍，如此大量的下堆溶液均需经W沟分流和输送，而后汇集至各溶液池，因而W沟是堆场溶液管理和生产非常重要的设施。如遇到溶液沟PE膜破损，HDPE膜会漂浮鼓包导致溶液沟液体输送、分流受影响，长时间运行不仅污染环境，而且有可能导致溶液沟边坡、中间挡坎基础因浸泡变形、下沉甚至坍塌，导致W沟彻底丧失溶液分流和传送功能，严重影响堆场生产。另外由于溶液沟距离长，分布范围广，部分溶液沟地下水较为丰富，尤其是雨季的时候溶液沟下的地下水不断在在HDPE膜下方积累。HDPE膜上方有溶液流动挤压，下方有地下水托举，生产过程中会导致HDPE膜上下浮动、震动，极易造成HDPE膜焊接口开裂或损坏，从而造成溶液泄漏污染环境；更有甚者PE膜破损后大量溶液直接进入溶液沟PE膜下导致溶液沟冒顶，导致整段溶液沟、甚至溶液池都无法正常使用，而长距离W溶液沟的排查、修复，尤其是涉及基础边坡的维修，需花费大量的时间，不仅污染环境，而且严重影响堆场生产。

鉴于长距离W溶液沟工艺和作业特点，以及使用过程中维护、维修等问题，发明一种生物堆浸W溶液沟保护和泄露监控系统，建立常态化的预警和排查机制，能够快速便捷处理溶液沟故障，做到安全环保和平稳生产，就显得尤为必要。

发明内容

(一)发明目的

本发明的目的是：提供一种生物堆浸W溶液沟保护和泄露监控系统，实现长距离W溶液沟的保护和泄露监控，建立常态化的预警和排查机制，快速便捷处理溶液沟故障，起到保护溶液沟，达到安全环保和平稳生产的目的。

(二)技术方案

为了解决上述技术问题，本发明提供一种生物堆浸W溶液沟保护和泄露监控系统，其包括：设置在W溶液沟I上的锚固沟3、布置在W溶液沟I上方侧部的堆场单元2和布置在W溶液沟I一侧的溶液沟膜下倒排单元1；在W溶液沟I上，间隔50-100米布置一个堆场单元2，堆场单元2用于向W溶液沟I内导入溶液；间隔300-600米设置一道锚固沟3，将长距离的W溶液沟I进行分段隔离；对应每道锚固沟3，在其前方的W溶液沟I侧部布置溶液沟膜下倒排单元1，用于导入膜下渗漏溶液，避免影响到后端溶液沟，起到分段保护溶液沟的功能；周期性化验分析溶液沟膜下倒排单元1内液体成分，以判定该区段溶液沟是否存在溶液泄露情况。

其中，所述W溶液沟I的沟底铺设HDPE膜J。

其中，所述溶液沟膜下倒排单元1包括：波纹管B、混凝土导排井E和潜水泵F；W溶液沟I下方，锚固沟3前方1-2米的区域安置带孔的波纹管B，并在波纹管B上方、下方分别铺设上鹅卵石层C和下鹅卵石层A后，波纹管B连通至W溶液沟I外侧混凝土导排井E，W溶液沟I底部铺设的HDPE膜J下方的地下水或泄露溶液通过波纹管B进入混凝土导排井E内，最后在导排井E内设置带液位识别且自动启停的不锈钢潜水泵F。

其中，所述下鹅卵石层A厚度为100mm，鹅卵石粒度为20-50mm；上鹅卵石层C厚度为300mm。

其中，所述上鹅卵石层C上方铺设一层复合排水网D，复合排水网D位于上鹅卵石层C和形成W溶液沟I的W溶液沟粘土边坡G之间。

其中，所述混凝土导排井E的深度低于W溶液沟I底部1500mm。

其中，所述堆场单元包括：单元堆积液池O、下堆溶液管道N、合格液下堆溶液管道M、中间液下堆溶液管道L和下堆溶液缓冲皮带K；单元堆积液池O的底面高于W溶液沟I的顶面，下堆溶液管道N为倾斜管，其一端连通单元堆积液池O，另一端连通水平布置在W溶液沟I上方的合格液下堆溶液管道M，合格液下堆溶液管道M上间隔连通两个中间液下堆溶液管道L，中间液下堆溶液管道L的出液口对应布置下堆溶液缓冲皮带K，下堆溶液缓冲皮带K将溶液引入W溶液沟I。

其中，所述锚固沟3布置时，在W溶液沟I下方沿垂直溶液沟长度方向挖出沟槽；在沟槽底部铺设第一粘土层Q1并压实；第一粘土层Q1覆盖沟槽底部、两侧壁和顶部两侧表面的溶液沟底部表层土P；在第一粘土层Q1上方铺设第一HDPE膜R1，第一HDPE膜R1铺设覆盖第一粘土层Q1；在第一HDPE膜R1上方，沟槽内填满第二粘土层Q2并压实；最后在第一HDPE膜R1和第二粘土层Q2上方铺设第二HDPE膜R2，将整个沟槽包裹，并将相接触的第一HDPE膜R1和第二HDPE膜R2焊接。

其中，所述第一粘土层Q1最小压实为0.95。

其中，所述沟槽1000mm深、1000mm宽，第一粘土层Q1厚度为200-300mm。

(三)有益效果

上述技术方案所提供的生物堆浸W溶液沟保护和泄露监控系统，设计简单，取材、施工容易；溶液倒排系统稳定可靠，自动化程度高，可将溶液沟PE膜下方地下水或泄露溶液持续导排回溶液沟内，保障溶液沟正常运行；将长距离W溶液沟分段隔离控制，有助于泄露点的快速定位排查和W溶液沟的整体保护；日常巡检和倒排井溶液周检分析可随班组正常作业一并实现，一季度一次的切换检查频次不高，操作容易也能满足溶液沟保护和泄露监控的要求；该方法可最大程度的保证W溶液沟的完好和泄露点的及时发现和修复，减少和控制下堆溶液酸雾逸散，满足环保和生产需要。

附图说明

图1为W溶液沟保护和泄露监控设计简图；

图2为溶液沟膜下倒排单元示意图；

图3为堆场单元示意图；

图4为溶液沟锚固沟示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、内容和优点更加清楚，下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。

参照图1所示，本发明生物堆浸W溶液沟保护和泄露监控系统包括：设置在W溶液沟I上的锚固沟3、布置在W溶液沟I上方侧部的堆场单元2和布置在W溶液沟I一侧的溶液沟膜下倒排单元1；在W溶液沟I上，间隔，50-100米布置一个堆场单元2，堆场单元2用于向W溶液沟I内导入溶液；间隔300-600米设置一道锚固沟3，将长距离的W溶液沟I进行分段隔离；对应每道锚固沟3，在其前方的W溶液沟I侧部布置溶液沟膜下倒排单元1，用于导入膜下渗漏溶液，避免影响到后端溶液沟，起到分段保护溶液沟的功能；周期性化验分析溶液沟膜下倒排单元1内液体成分，以判定该区段溶液沟是否存在溶液泄露情况。

如图2所示，W溶液沟I的沟底铺设HDPE膜J。溶液沟膜下倒排单元1包括：波纹管B、混凝土导排井E和潜水泵F；W溶液沟I下方，锚固沟3前方1-2米的区域安置带孔的波纹管B，并在波纹管B上方、下方分别铺设上鹅卵石层C和下鹅卵石层A后，波纹管B连通至W溶液沟I外侧混凝土导排井E，W溶液沟I底部铺设的HDPE膜J下方的地下水或泄露溶液通过波纹管B进入混凝土导排井E内，最后在导排井E内设置带液位识别且具备自动启停的不锈钢潜水泵F。潜水泵F的作用是当倒排井内液体收集到一定程度后潜水泵F自动开启，将井内液体导排回W溶液沟I内；当液位降到安全液位线后，潜水泵F自动停止。将从混凝土导排井E抽出的溶液进行化验检测pH、铜、酸、铁，以识别是地下水还是HDPE膜泄露后导致溶液下渗，根据化验结果进行判定，并采取进一步措施，从而起到保护W溶液沟正常和取样监控是否发生溶液泄露的目的。

溶液沟膜下倒排单元1基本技术参数如下：

1.W溶液沟I下方纵向先挖出800mm深，1000mm宽的沟槽，长度要大于W溶液沟I宽度并做好平整和人工压实；

2.在沟槽底部铺设厚度为100mm的下鹅卵石层A，鹅卵石粒度为20-50mm；

3.在下鹅卵石层A上方放置DN400波纹管B，波纹管B贯穿整各W溶液沟I下方，并将波纹管B延伸至W溶液沟I外侧混凝土导排井E；

4.再在波纹管B上方铺设上鹅卵石层C，将W溶液沟I下方沟槽填满，波纹管B上方鹅卵石的厚度为300mm；

5.沟槽用鹅卵石填平后，铺设一层复合排水网D，复合排水网D位于上鹅卵石层C和W溶液沟粘土边坡G之间；最后在W溶液沟I底部铺设溶液沟HDPE膜J，W溶液沟I的中部具有突起的溶液沟中间挡坎H。此层排水网D防止溶液沟HDPE膜J直接与鹅卵石接触，保护HDPE膜J；

6.W溶液沟I外侧设置长2000mm、宽2000mm的混凝土导排井E，混凝土导排井E的深度根据溶液沟位置确定，导排井深度应低于溶液沟底部1500mm；

7.混凝土导排井E底部设置带有液位控制自动启停功能的10立不锈钢潜水泵F，潜水泵F再将混凝土导排井E中的地下水抽排进W溶液沟I内。

如图3所示，堆场单元包括：单元堆积液池O、下堆溶液管道N、合格液下堆溶液管道M、中间液下堆溶液管道L和下堆溶液缓冲皮带K；单元堆积液池O的底面高于W溶液沟I的顶面，下堆溶液管道N为倾斜管，其一端连通单元堆积液池O，另一端连通水平布置在W溶液沟I上方的合格液下堆溶液管道M，合格液下堆溶液管道M上间隔连通两个中间液下堆溶液管道L，中间液下堆溶液管道L的出液口对应布置下堆溶液缓冲皮带K，下堆溶液缓冲皮带K将溶液引入W溶液沟I，下堆溶液的切换通过下堆管道配套的阀门或闸板进行管理，在此基础上，增设下堆溶液缓冲皮带K的主要目的是减少下堆溶液对W沟HDPE膜J的直接冲刷，将原本的垂直冲刷改变为水平流动摩擦，从而大大减少HDPE膜J的振动和磨损，也能一定程度上减少溶液飞溅和酸雾的逸散，从而实现保护W溶液沟和环保的目的。

如图4所示，设置锚固沟3的作用是：如果溶液沟HDPE膜J破损，膜下溶液会被阻断在锚固沟3处，并通过锚固沟3前方设置的溶液沟膜下倒排单元1将膜下渗漏溶液导排走，不会影响到后端溶液沟，起到分段保护溶液沟的功能，继而起到保护溶液沟正常运行的目的。

锚固沟基本技术参数如下：

1.溶液沟下方，沿垂直溶液沟长度方向先挖出1000mm深、1000mm宽的沟槽，并做好平整和人工压实；

2.在沟槽底部铺设厚度为200-300mm的第一粘土层Q1并压实，最小压实为0.95；第一粘土层Q1覆盖沟槽底部、两侧壁和顶部两侧表面的溶液沟底部表层土P；

3.在第一粘土层Q1上方铺设第一HDPE膜R1，第一HDPE膜R1铺设覆盖第一粘土层Q1；

4.在第一HDPE膜R1上方，沟槽内填满第二粘土层Q2并压实；

5.最后在第一HDPE膜R1和第二粘土层Q2上方铺设第二HDPE膜R2，将整个沟槽包裹，并将相接触的第一HDPE膜R1和第二HDPE膜R2焊接。

在以上溶液沟设计优化的基础上，日常管理中每班(每天四班三倒)进行W溶液沟设施的人工巡检(包括HDPE膜的完好情况，W溶液沟沟型情况，倒排井的运行情况等)，每周进行倒排井液体样的化验分析，主要分析液体的pH以及铜、酸、铁含量，以判定该区段W沟是否存在HDPE膜破损或溶液泄露情况。正常情况下，地下水pH值为中性，且不含铜铁离子；若pH小于7，且铜酸铁含量高，则可说明该段W溶液沟存在HDPE膜破损，溶液渗透的情况。

同时每季度进行一次W溶液沟的溶液切换检查，比如：先将各溶液池液位进行调整，保证W沟检查期间的溶液泵溶液调配需要。然后从上游到下游将被检查W沟全线下堆溶液逐段切换至中间液沟进行溶液输送，即可进行合格液沟的逐段漏点和潜在漏点排查。反之，进行中间液沟的排查。

以上设计优化和作业检查制度可最大程度的保证W溶液沟的完好和泄露点的及时发现和修复，以满足环保和生产需要。

万宝矿产(缅甸)铜业有限公司2017年开始在堆浸场溶液沟分段设置W溶液沟锚固沟、地下水导排井并全线增设下堆溶液缓冲皮带，溶液沟没有出现由于地下水富集导致溶液沟冒顶或溶液沟PE膜由地下水浮动后导致PE膜破损情况发生，发生溶液泄露后做到了快速定位排查和修复，满足了安全环保和生产需要。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。