CN112854189A - 一种内排土场凹陷坑底的疏干井及其疏干方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种内排土场凹陷坑底的疏干井及其疏干方法，属于矿业工程领域。本发明凹陷坑底包括由下至上依次设置的回填体层、大块滤水层、透水土工布和废石层；在所述回填体层处垂向布置有疏干井，所述疏干井的出水口位于废石层外；还包括排水管，所述排水管的进水端与所述疏干井的出水口接通，出水端延伸至排土场边坡以外。本发明通过合理坑底处理，形成人工透水层，采用完整井结构的疏干井，将疏干井布置在处理后的坑底中，运用斜井方式布置排水管线，最终将凹陷坑底涌水排至内排土场外。本发明可减少内排土场坑底处理工程量，节省投资，减少坑底处理时间。

Description

一种内排土场凹陷坑底的疏干井及其疏干方法

技术领域

本发明涉及矿业工程领域，更具体地说是一种内排土场凹陷坑底的疏干井及其疏干方法。

背景技术

利用已开采的空间进行排弃称为内排。一般而言，矿山利用现有采场部分已到设计最终境界的空间，在不影响现有采矿系统的前提下，就近将采场剥离物就行排弃，从而形成内排土场。

随着内排剥离物回填工作的进行，内排土场的边坡台阶会逐渐升高，导致大气降水及周边地下含水层在基底长期汇聚，与此同时，较高的边坡台阶将会阻挡大气降水及周边地下含水层等涌水外泄，导致涌水渗到内排土场中，从而导致内排土场的底部水位不断升高，进而导致内排土场的台阶边坡长期受积水浸泡和水压作用，比较容易在内排土场内形成弱层，影响内排土场的边坡稳定性，将会导致台阶边坡产生缓慢位移甚至发生滑坡，轻则会影响正常采剥生产，重则会造成设备损或人员伤亡，给生产组织造成极大影响，并严重威胁生产安全。

因此需要对排土场进行排水，为有效排出排土场的水，在内排前必须进行基底处理，避免采坑排土场形成后，地表水及地下水对排土场稳定产生不利影响。

并且，由于矿山开采后形成的坑底起伏不平，如图1所示，一般在排土场开始堆置前采用废石分层碾压回填。分层碾压回填到设计高程后，在回填体上部满铺一层黏土隔水层，黏土层上部铺设大块石滤水层，最后再铺一层透水土工布，才能进行排土场的废石堆置。对于采坑基底存在较深较大凹陷区域，显然进行分层回填碾压至排水设计高程时，需要碾压工程量将大幅增加，导致投资大，工期也较长。

经检索，关于解决上述内排土场涌水的问题，目前已有相关专利公开。如，中国专利申请号为：CN201921382888.4，申请日为：2019年8月23日的实用新型专利申请，公开了一种内排土场导水系统，所公开的内排土场导水系统包括基底、排土层和多根透水管；透水管的侧壁开设有多个透水孔，多个透水孔均与透水管的管腔连通，且多个透水孔沿透水管的长度方向分布；排土层设置在基底上，透水管埋设在排土层中，且透水管距排土层的边坡较近的一端低于透水管距边坡较远的另一端，透水管的导水方向朝着排土层的边坡方向延伸。但是该方案的不足之处在于：由于矿山开采后形成的坑底起伏不平，对于采坑基底存在较深较大的凹陷区域，采用该方法排水效果较差。

发明内容

1.发明要解决的技术问题

针对对凹陷坑底处理工程量大，导致工期较长，投资较大或排水效果较差等问题，本发明设计了一种内排土场凹陷坑底的疏干井及其疏干方法，通过对凹陷坑底进行合理的处理，形成人工透水层，将疏干井布置在处理后的坑底中，采用斜井方式布设疏水线路，最终将凹陷坑底涌水排至内排土场外，从而可以有效解决排土场涌水的问题，排水效果较好，并且可有效减少内排土场坑底处理工程量，节省投资，减少坑底处理时间。

2.技术方案

为达到上述目的，本发明提供的技术方案为：

一种内排土场凹陷坑底的疏干井，凹陷坑底包括由下至上依次设置的回填体层、大块滤水层、透水土工布和废石层；在所述回填体层处垂向布置有疏干井，所述疏干井的出水口位于废石层外；还包括排水管，所述排水管的进水端与所述疏干井的出水口接通，出水端延伸至排土场边坡以外，排水效果较好。

进一步的技术方案，所述疏干井采用完整井结构，包括依次连接的井壁管、滤水管和沉淀管，沉淀管的出水口伸出废石层外，在疏干井中布设有深水泵，用于抽出积水。

进一步的技术方案，所述排水管采用斜井方式布置。

进一步的技术方案，所述排水管包括依次连接的水平段Ⅰ、倾斜段和水平段Ⅱ；所述水平段Ⅰ设置在废石的上表面，其进水口与沉淀管的出水口连通，所述水平段Ⅱ的出水口延伸至排土场边坡外；所述水平段Ⅰ与所述水平段Ⅱ水平设置，二者相互平行，所述倾斜段与所述凹陷坑底的边坡平行。

通过合理处理排土场的凹陷坑底，形成人工透水层，采用完整井结构的疏干井，将疏干井布置在处理后的坑底中，运用斜井方式布置排水管线，最终将凹陷坑底涌水排至内排土场外，排水效果较好，并且极大的缩短了工程工期，减少了投资成本。

进一步的技术方案，所述回填体层设有多层，每层厚度为0.5～1.0米，使回填体层的高度达到要求。

进一步的技术方案，所述大块滤水层厚度不小于0.5米，形成人工透水层。

一种内排土场凹陷坑底的疏干方法，包括以下步骤：

步骤一，处理坑底：在凹陷坑底由下至上依次铺设回填体层、大块滤水层、透水土工布和废石层；回填体层铺设有多层；

步骤二，布置疏水井：在回填体层处垂向布置有疏干井；

步骤三，布置疏水线路：采用斜井方式布置排水管，排水管沿凹陷坑底边坡铺设，并延伸至排土场边坡以外；

步骤四，形成内排土场：先处理凹陷坑底上沿至水平，再处理凹陷坑底外侧水平底部，形成疏水层，最后排土，形成内排土场。

进一步的技术方案，采用50t振动压路机对所述回填体层碾压3～5遍，直至压实，形成一定坡度的汇水平面。

3.有益效果

采用本发明提供的技术方案，与现有技术相比，具有如下有益效果：

(1)本发明的一种内排土场凹陷坑底的疏干井及其疏干方法，采用完整井结构的疏干井，将疏干井布置在处理后的坑底中，运用斜井方式布置排水管线，可以有效将凹陷坑底涌水排至内排土场外，排水效果较好。

(2)本发明的一种内排土场凹陷坑底的疏干井及其疏干方法，分层碾压回填体层，形成一定坡度的汇水平面，再铺设大块滤水层，形成人工透水层，疏干井布设在回填体层处，可以将水汇至疏干井布置的区域，便于排水，并且极大的缩短了工程工期，减少了投资成本。

附图说明

图1为本发明对凹陷坑底处理的示意图；

图2为本发明的疏干井的布置示意图；

图3为本发明输水管的布置示意图；

图4为本发明的整体结构示意图。

图中：

1、凹陷坑底；2、回填体层；3、大块滤水层；4、透水土工布；5、废石层；6、疏干井；

7、排水管；71、水平段Ⅰ；72、倾斜段；73、水平段Ⅱ。

具体实施方式

为进一步了解本发明的内容，结合附图对本发明作详细描述。

实施例1

本实施例的一种内排土场凹陷坑底的疏干井及其疏干方法，如图1至图4所示，凹陷坑底1包括由下至上依次设置的回填体层2、大块滤水层3、透水土工布4和废石层5；在所述回填体层2处垂向布置有疏干井6，所述疏干井6的出水口位于废石层5外；还包括排水管7，所述排水管7的进水端与所述疏干井6的出水口接通，出水端延伸至排土场边坡以外。

如图1所示，所述回填体层2设有多层，每层厚度为0.5～1.0米，每层均在凹陷坑底1平铺，形成汇水区域，在回填体层2的上表面平铺有大块滤水层3，所述大块滤水层3厚度不小于0.5米，形成人工透水层；在大块滤水层3的上表面平铺有透水土工布4，在透水土工布4的上表面平铺有废石层5，所述疏干井6布设在回填体层2的回水区域，由于疏干井6垂向布设，疏干井的出水口露出废石层5外，用于接通排水管7，从而将坑底涌水排出。

如图2所示，疏干井6在地层中垂向布置，疏干井6一般用于现有含水地层的涌水抽水，在管井施工中，对于不太厚的含水层(小于30米)，通常采用完整井结构：而对于厚度较大的含水层或多组含水层，一般采用非完整井结构。

完整井是指贯穿整个含水层，在全部含水层厚度上都安装有滤水管并能全断面进水的井。

非完整井是指在较厚的含水层中，凿井时为了节省材料，一般并不在含水层全部厚度内，而只在其中的一段设置滤水管。一个非完整井的非完整程度和它的流量及水面降深有着一定的关系。

本实施例中凹陷坑底1的含水层小于30米，因此疏干井6采用完整井结构，疏干井6包括由下至上依次连接的井壁管、滤水管和沉淀管，沉淀管的出水口伸出废石层5外。并且，在疏干井6中布设有深水泵，用于抽出积水。

进一步的，所述排水管7采用斜井方式布置，斜井是指在钻井工程中，具有倾斜角度的井。井口与设计目标点不在一条铅垂线上而是按照人为的需要，在一个给定的方向上与井口垂线偏离一定距离的井。

其中，如图3所示，所述排水管7包括由左至右依次连接的水平段Ⅰ71、倾斜段72和水平段Ⅱ73，所述水平段Ⅰ71设置在废石层5的上表面，水平段Ⅰ71的进水口与所述疏干井6的沉淀管的出水口连通，所述水平段Ⅱ73的出水口延伸至排土场边坡外；所述水平段Ⅰ71与所述水平段Ⅱ73水平设置，二者相互平行，所述倾斜段72与所述凹陷坑底1的边坡平行，倾斜段72的倾斜角度根据凹陷坑底1的边坡倾斜程度进行现场设置。

目前采用疏干方法排出排土场凹陷坑底1涌水并不多见，尚未发现采用疏干井6进行排土场凹陷坑底1涌水的排出，本实施例先对凹陷坑底1使用合理方式进行处理，并采用完整井结构的疏干井6，将疏干井6垂向布置于凹陷坑底1内，并运用斜井方式布置排水管7线，最终将凹陷坑底1涌水排至内排土场外，采用本实施例的排水方式，排水效果较好。

实施例2

本实施例的一种内排土场凹陷坑底的疏干井及其疏干方法，基本结构同实施例1，不同和改进之处在于：如图1至图4所示，内排土场凹陷坑底1的疏干方法包括以下步骤：

步骤一，处理坑底：在凹陷坑底1由下至上依次铺设回填体层2、大块滤水层3、透水土工布4和废石层5；

步骤二，布置疏水井：在回填体层2处垂向布置有疏干井6，所述疏干井6包括依次连接的井壁管、滤水管和沉淀管，沉淀管的出水口伸出废石层5外；并在井中布设有深水泵，用于抽出积水；

步骤三，布置疏水线路：采用斜井方式布置排水管7，排水管7沿凹陷坑底1边坡铺设，并延伸至排土场边坡以外；

步骤四，形成内排土场：先处理凹陷坑底1上沿至水平，再处理凹陷坑底1外侧水平底部，形成坑底外正常疏水层，最后正常排土，形成内排土场。

步骤一中，所述回填体层2设有多层，每层厚度为0.5～1.0米，采用50t振动压路机对所述回填体层2碾压3～5遍，直至压实，形成一定坡度的汇水平面；再铺设大块滤水层3，所述大块滤水层3厚度不小于0.5米，形成人工透水层；在大块滤水层3上铺设透水土工布4，再根据疏水井垂直长度要求，正常排土至一定标高。

分层碾压回填体层2，形成一定坡度的汇水平面，再铺设大块滤水层3，形成人工透水层，疏干井6布设在回填体层2处，由于汇水平面具有一定的坡度，而疏干井6布设在回填体层2处，从而可以将水汇至疏干井6布置的区域，便于排水，采用斜井方式布置排水管7，根据现场需要布设排水管7，排出排土场凹陷坑底1的涌水，排水效果较好。并且本实施例对凹陷坑底1的处理工序简单，可减少内排土场坑底处理工程量，极大的缩短了工程工期，减少了投资成本。

以上示意性的对本发明及其实施方式进行了描述，该描述没有限制性，附图中所示的也只是本发明的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。所以，如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本发明创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种内排土场凹陷坑底的疏干井，其特征在于：凹陷坑底(1)包括由下至上依次设置的回填体层(2)、大块滤水层(3)、透水土工布(4)和废石层(5)；在所述回填体层(2)处垂向布置有疏干井(6)，所述疏干井(6)的出水口位于废石层(5)外；还包括排水管(7)，所述排水管(7)的进水端与所述疏干井(6)的出水口接通，出水端延伸至排土场边坡以外。

2.根据权利要求1所述的一种内排土场凹陷坑底的疏干井，其特征在于：所述疏干井(6)采用完整井结构，包括依次连接的井壁管、滤水管和沉淀管，沉淀管的出水口伸出废石层(5)外。

3.根据权利要求2所述的一种内排土场凹陷坑底的疏干井，其特征在于：所述排水管(7)采用斜井方式布置。

4.根据权利要求3所述的一种内排土场凹陷坑底的疏干井，其特征在于：所述排水管(7)包括依次连接的水平段Ⅰ(71)、倾斜段(72)和水平段Ⅱ(73)；所述水平段Ⅰ(71)设置在废石(5)的上表面，其进水口与沉淀管的出水口连通，所述水平段Ⅱ(73)的出水口延伸至排土场边坡外；所述水平段Ⅰ(71)与所述水平段Ⅱ(73)水平设置，二者相互平行，所述倾斜段(72)与所述凹陷坑底(1)的边坡平行。

5.根据权利要求1-4中任意一项所述的一种内排土场凹陷坑底的疏干井，其特征在于：所述回填体层(2)设有多层，每层厚度为0.5～1.0米。

6.根据权利要求5所述的一种内排土场凹陷坑底的疏干井，其特征在于：所述大块滤水层(3)厚度不小于0.5米。

7.一种内排土场凹陷坑底的疏干方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤一，处理坑底：在凹陷坑底(1)由下至上依次铺设回填体层(2)、大块滤水层(3)、透水土工布(4)和废石层(5)；回填体层(2)铺设有多层；

步骤二，布置疏水井：在回填体层(2)处垂向布置有疏干井(6)；

步骤三，布置疏水线路：采用斜井方式布置排水管(7)，排水管(7)沿凹陷坑底(1)边坡铺设，并延伸至排土场边坡以外；

步骤四，形成内排土场：先处理凹陷坑底(1)上沿至水平，再处理凹陷坑底(1)外侧水平底部，形成疏水层，最后排土，形成内排土场。

8.根据权利要求7所述的一种内排土场凹陷坑底的疏干方法，其特征在于：采用50t振动压路机对所述回填体层(2)碾压3～5遍，直至压实。

Images