CN110741910A - 一种矿山排土场集水供水系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种矿山排土场集水供水系统及方法，包括集水仓，集水仓包括位于排土场地表下方的隔水墙，隔水墙围绕而成封闭式仓体，仓体上设置有进水口和出水口，集水仓内部铺设防水层；集水结构，集水结构位于排土场顶部，与集水仓进水口相连，集水结构用于收集排土场顶部雨水汇入集水仓；出水管，出水管穿过集水仓出水口连通集水仓内部和外部，出水管上连接驱动机构，驱动机构用于所述出水管出水；灌溉装置，灌溉装置与出水管出水口相连。本发明通过排土场内设置的集水结构收集天然降雨，雨水汇集到集水仓内进行储存，需要灌溉时通过灌溉装置进行精准灌溉，能够有效利用天然水资源，降低矿山生产成本。
Description
技术领域
本发明涉及一种排土场集水供水技术领域，具体而言，涉及一种排土场集水供水系统及方法。
背景技术
露天采矿形成的排土场是矿山生态修复建设的重点之一。在干旱地区植被建设水资源短缺是最普遍的问题；降水较丰沛地区也存在降水不均匀问题；排土场土质疏松土壤结构差，保水能力差，稍缺水即显旱，降水量稍大即对边坡形成冲刷，尤其积聚在排土场顶部平台的积水极易冲毁边坡设施，甚至形成泥石流，形成有限的雨水用不上，而植被缺水且解决灌水难度大的矛盾等水利问题及解决灌水费用大等问题，是困扰矿山生态修复特别是排土场边坡修复、植被建设的难题。迫切需要通过技术改造露天矿山排土场供水系统，加强矿山疏干水利用、地表水合理利用的同时，充分接纳天然降水，解决水资源不足及用不上的问题，降低矿山生产成本。
发明内容
本发明的目的在于提供一种矿山排土场集水供水系统，其收集天然降雨，进行储存，需要灌溉时进行精准灌溉，能够有效利用天然水资源，降低矿山生产成本。
本发明的另一个目的在于提供一种矿山排土场集水供水方法，此方法收集天然降雨，进行储存，需要灌溉时进行精准灌溉，能够有效利用天然水资源，降低矿山生产成本。
本发明是这样实现的：
一种矿山排土场集水供水系统，包括：
集水仓，集水仓包括位于排土场地表下方的隔水墙，隔水墙围绕而成封闭式仓体，仓体上设置有进水口和出水口，集水仓内部铺设防水层，防止集水仓内部雨水渗漏，集水仓优选为圆柱形，口小肚大有盖；适宜容积；材料可以为水泥预制件、玻璃钢、砖混等，但必须是防渗，能耐受周边堆土的侧压压力。
集水结构，集水结构位于排土场顶部，与集水仓进水口相连，集水结构用于收集排土场顶部雨水汇入集水仓；
出水管，出水管穿过集水仓出水口连通集水仓内部和外部，出水管上连接驱动机构，驱动机构用于所述出水管出水；具体的，驱动机构可以是潜水泵或污水泵，位于集水仓内；优选地，潜水泵或污水泵的位于集水仓底部。
灌溉装置，灌溉装置与出水管出水口相连。
进一步地，在本发明的较佳实施例中，矿山排土场集水供水系统还包括过滤器，过滤器位于集水仓进水口外部，过滤器用于为集水仓的进水提供过滤作用。
进一步地，在本发明的较佳实施例中，还包括围绕集水口进水口设置的沉淀池，沉淀池须进行防渗。沉淀池使用过程中需定期检查，发现有泥沙淤积时及时清掏。沉淀池设计应纵向深度大于横向宽度，与集水仓连接的过水装置应位于沉淀池上部。
具体的，过滤器可为过滤格栅或滤网，防止汇集的雨水携带的漂浮物及大块泥沙进入到集水仓内。
具体的，沉淀池和过滤器组合设置使用，过滤器位于沉淀池上方。集水结构汇集的雨水经过沉淀池沉淀和过滤器过滤泥土、沙石之后进入集水仓。
进一步地，在本发明的较佳实施例中，集水结构为铺设成围绕集水仓进水口由外向内形成下坡的排土场顶面，下坡坡度为雨水沿排土场顶面能够汇集到集水仓进水口，进入集水仓内。
集水结构面积与建设项目所在地平均降水量与集水仓容积相关联。集水结构的集水面积计算公式如下：
例如一个30立方米的集水仓，当地年降水量为250mm，可集水率为80%，则该集水仓的集水面积为150㎡。其中集水率系数也称集水系数，根据当地降水特点，如急雨、暴雨多还是微风细雨多和地表粗糙度、防渗性能等确定系数。
进一步地，在本发明的较佳实施例中，集水结构为排土场顶部设置的与集水仓进水口相连通的水渠、或管道，用于排土场顶部雨水汇入集水仓。
进一步地，在本发明的较佳实施例中，集水结构为铺设成围绕所述集水仓进水口由外向内形成下坡的排土场顶面，下坡坡度为雨水沿排土场顶面能够汇集到集水仓进水口，进入集水仓内。
具体地，集水结构为排土场顶部围绕集水仓的集水结构，也可以是排土场顶面的其他位置集纳的降水导流至此。集水面进行硬化或设置防渗漏设施，坡面保持顺畅。
进一步地，在本发明的较佳实施例中，灌溉装置包括输水管，输水管进水口与出水管连通，输水管出水口设有灌溉机构。
进一步地，在本发明的较佳实施例中，灌溉装置的输水管上设有施肥装置，用于灌溉过程中进行施肥；同时施肥装置与输水管连接处可设置节制阀，用于控制施肥量。施肥装置中的肥料可为液体肥或水溶肥。优选地，施肥装置设置于排土场顶部且与灌溉装置的输水管较近位置。
进一步地，在本发明的较佳实施例中，输水管延伸至排土场侧面边坡和平台。
进一步地，在本发明的较佳实施例中，灌溉机构为微灌，微灌包括滴灌、涌泉灌溉、微喷灌的一种或其结合，用于排土场侧面的灌溉。
进一步地，在本发明的较佳实施例中，灌溉机构的水管各分支起始端应设置控制阀，以便于控制灌溉机构精准灌溉，节约用水。
一种矿山排土场集水供水方法，包括以下步骤：
a.排土场顶部设置集水装置，对排土场顶面雨水进行收集；
b.使用集水仓内的雨水以滴灌、涌泉灌溉或微喷灌的方式对排土场侧面进行灌溉。
具体的，矿山排土场集水供水方法的灌溉装置中可设置液体肥施肥装置，施肥装置与灌水管线连接；在排土场上部边坡灌溉时，出水动力以装置于积水仓内水泵提供；在排土场中、下部边坡灌溉时，水压可以借助水位高差产生并由灌水管线形成的虹吸管传导的势能实现，可免驱动也可使用水泵动力辅助加压；
上述方案的有益效果：
本发明一种矿山排土场集水供水系统，此矿山排土场集水供水系统通过排土场内设置的集水结构收集天然降雨，雨水汇集到集水仓内进行储存，需要灌溉时通过灌溉装置进行精准灌溉，能够有效利用天然水资源，降低矿山生产成本。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为本发明的实施例提供的矿山排土场集水供水系统布置示意图；
图2为本发明的实施例提供的矿山排土场集水供水系统侧视图。
图标：1-集水仓；11-隔水墙；12-进水口；13-出水口；2-集水结构；3-出水管；4-驱动机构；5-灌溉装置；51-输水管；52-阀门；6-沉淀池；61过滤器；7-灌溉机构；8-施肥装置；81-节制阀。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
在本发明实施例的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明实施例的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之上或之下可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征之上、上方和上面包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征之下、下方和下面包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
参阅图1，本发明提供了一种矿山排土场集水供水系统，包括：
集水仓1，集水仓1包括位于排土场地表下方的隔水墙11，隔水墙11围绕而成封闭式仓体，仓体上设置有进水口12和出水口13，集水仓内部铺设防水层。
下雨时，集水仓1收集雨水，待需要对排土场进行灌溉时利用收集的雨水进行灌溉，其中集水仓1的大小和数量可根据当地降雨量、排土场类型、面积等进行调整；集水仓1的隔水墙11可以采用土建，内部土工膜等隔水性材料覆盖在隔水墙11上，也可以选用现成的铁皮罐子、水泥预制件等不透水材料，在采用不透水材料时其内部可不设防水层。
集水结构2，集水结构2位于排土场顶部，与集水仓进水口12相连，集水结构2用于收集排土场顶部雨水汇入集水仓1。
集水结构2可采用雨水由排土场顶部各方向汇集集水仓进水口12的各种结构。例如，修建水渠、铺设管道、排土场顶部设置一定坡度等。
具体的，集水结构2为铺设成围绕集水仓进水口由外向内形成下坡的排土场顶面，下坡坡度为雨水沿排土场顶面能够汇集到集水仓1进水口，进入集水仓1内。排土场顶面硬化光滑的集水面坡降大于2‰，土质光滑集水面坡降应大于5‰，土质不光滑的集水面坡降大于7‰，顶部已种草的集水面坡降应大于10‰。
出水管3，出水管3穿过集水仓出水口13连通集水仓1内部和外部，出水管3上连接驱动机构4，驱动机构4用于所述出水管出水13；驱动机构4可以是潜水泵或污水泵，根据供水量选择适合的型号和类型，根据集水仓1的入口选择适合的尺寸，根据水位变化灵活调整潜水泵、污水泵的位置，以便进行日常维护和检修。
出水管3可以采用塑料管材或金属管材制作，如不锈钢直管、PVC管等。
灌溉装置5，灌溉装置5与出水管3出水口相连。灌溉装置5上设置有阀门52，通过控制阀门52的开关来控制出水管3向灌溉装置5输水的接通或截断。在本实施例中，出水管3上设置有若干个支管，分别为不同水平面的坡面供水。出水管支管应水平、平行布置于排土场边坡上，用锚杆或“U”型钉固定。出水管根据灌溉具体用水量设计管径。
在本实施例中，矿山排土场集水供水系统还包括沉淀池6，沉淀池6位于集水仓1外部，沉淀池6通过集水仓进水口12连通集水仓1与集水结构2，沉淀池6用于为集水仓1的进水提供过滤作用。
在本实施例中，矿山排土场集水供水系统还包括沉淀池围绕集水口进水口设置的沉沉淀池。排土场顶面雨水向集水仓进水口12汇集时首先进入到沉淀降池中，沙石泥浆沉淀在沉淀池中，雨水通过进水口12进入集水仓1内；
在本实施例中，集水仓进水口12上设置有过滤器61，过滤器61过滤器61可以是铁丝网，用于过滤进入集水仓1内的雨水，防止水面上漂浮的大块异物或大量泥沙进入到集水仓1内。
具体的，沉淀池6和过滤器61组合设置使用，过滤器61位于沉淀池1上方。集水结构汇集的雨水经过沉淀池沉淀和过滤器过滤泥土、沙石之后进入集水仓。
在本实施例中，集水结构2为铺设成围绕集水仓进水口12由外向内形成下坡的排土场顶面，下坡坡度为雨水沿排土场顶面能够汇集到集水仓进水口12，进入集水仓内。
在本实施例中，集水结构2为排土场顶部设置的与集水仓进水口12相连通的水渠，水渠用于排土场顶部雨水汇入集水仓。
在本实施例中，灌溉装置5包括输水管51，输水管51进水口与出水管3连通，输水管51出水口设有灌溉机构7。
在本实施例中，灌溉装置5的输水管51上设有施肥装置8，用于灌溉过程中进行施肥；同时施肥装置8与输水管51连接处可设置节制阀81，用于控制施肥量。施肥装置8中的肥料为液体肥或水溶肥。
在本实施例中，输水管51延伸至排土场侧面边坡和平台，之后通过滴灌、涌流等方式对排土场侧面进行节水灌溉。
在本实施例中，灌溉机构7为滴灌，用于以滴灌的方式在排土场侧面进行灌溉。
在本实施例中，灌溉机构7包括毛管，毛管上设有涌水器，用于以涌流的方式在排土场侧面进行灌溉。
下面介绍矿山排土场集水供水系统的使用过程。
降雨时，排土场顶部设置的集水结构2将排土场顶部的雨水通过下坡、水渠、水管等汇集到集水仓1内，雨水汇集过程中其附带的泥沙下沉至沉淀池中，水面上漂浮的大块异物被过滤器6阻挡，仅雨水进入到集水仓1内进行储存；对排土场侧面进行灌溉时，驱动机构4抽取集水仓1内的水通过出水管3输送至灌溉装置5内，通过灌溉装置5的灌溉机构7以滴灌、涌流等方式对排土场侧面进行节水灌溉。在此过程中可通过灌溉装置5上设置的阀门52的开关来控制灌溉的水量。
综上所述，本发明提供了一种矿山排土场集水供水系统，此矿山排土场集水供水系统通过排土场内设置的集水结构收集天然降雨，雨水汇集到集水仓内进行储存，需要灌溉时通过灌溉装置进行精准灌溉，能够有效利用天然水资源，降低矿山生产成本。此系统结构简单，建造成本较低，适合大规模推广应用。
本发明还提供了一种矿山排土场集水供水方法，包括以下步骤：
a.排土场内设置集水仓1，对排土场顶面雨水进行收集；
b.使用集水仓1内的雨水以滴灌、涌泉灌溉或微喷灌方式对排土场侧面进行灌溉，其收集天然降雨，进行储存，需要灌溉时进行精准灌溉，能够有效利用天然水资源，降低矿山生产成本。
本发明一种矿山排土场集水供水方法中集水仓施工时可以采用土建，内部土工膜等隔水性材料覆盖集水仓内部，也可以选用、水泥预制件等不透水材料，在采用不透水材料时其内部可不设防水层。灌溉时集水仓内可以设置潜水泵、污水泵等驱动机构，也可以利用虹吸原理直接进行灌溉。
以上所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
Claims (10)
1.一种矿山排土场集水供水系统，其特征在于，包括：
集水仓，所述集水仓包括位于排土场地表下方的隔水墙，所述隔水墙围绕而成封闭式仓体，所述仓体上设置有进水口和出水口，所述集水仓内部铺设防水层；
集水结构，所述集水结构位于排土场顶部，与集水仓进水口相连，集水结构用于收集排土场顶部雨水汇入集水仓；
出水管，所述出水管穿过集水仓出水口连通集水仓内部和外部，出水管上连接驱动机构，驱动机构用于所述出水管出水；
灌溉装置，所述灌溉装置与出水管出水口相连。
2.根据权利要求1所述的矿山排土场集水供水系统，其特征在于，所述矿山排土场集水供水系统还包括过滤器，所述过滤器位于所述集水仓外部，所述过滤器通过所述集水仓进水口连通集水仓与集水结构，所述过滤器用于为集水仓的进水提供过滤作用。
3.根据权利要求1所述的矿山排土场集水供水系统，其特征在于，所述矿山排土场集水供水系统还包括围绕集水口进水口设置的沉淀池，所述沉淀池进行防渗。
4.根据权利要求1所述的矿山排土场集水供水系统，其特征在于，所述集水结构为铺设成围绕所述集水仓进水口由外向内形成下坡的排土场顶面，下坡坡度为雨水沿排土场顶面能够汇集到集水仓进水口，进入集水仓内。
5.根据权利要求1所述的矿山排土场集水供水系统，其特征在于，所述集水结构为排土场顶部设置的与所述集水仓进水口相连通的水渠，所述水渠用于排土场顶部雨水汇入集水仓。
6.根据权利要求1所述的矿山排土场集水供水系统，其特征在于，所述灌溉装置包括输水管，所述输水管进水口与所述出水管连通，所述输水管出水口设有灌溉机构。
7.根据权利要求6所述的矿山排土场集水供水系统，其特征在于，所述输水管上设有施肥装置。
8.根据权利要求6所述的矿山排土场集水供水系统，其特征在于，所述输水管延伸至排土场侧面边坡和平台。
9.根据权利要求5所述的矿山排土场集水供水系统，其特征在于，所述灌溉机构为微灌，用于以滴灌、微喷灌、涌泉灌等方式在排土场侧面进行灌溉。
10.一种采用如权利要求1至9任一所述的矿山排土场集水供水系统对矿山排土场集水供水的方法其特征在于，包括以下步骤：
a.排土场内设置集水仓，对排土场顶面雨水进行收集、储存；
b. 使用集水仓内的雨水以滴灌、涌泉灌溉或微喷灌的方式对排土场侧面进行灌溉。
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