CN113062263B - 一种沉管充填式采煤塌陷地治理方法 - Google Patents

一种沉管充填式采煤塌陷地治理方法 Download PDF

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Abstract

一种沉管充填式采煤塌陷地治理方法，对塌陷地积水区进行划方分割为分区，在分区之间的搭建挡水墙，将首先治理的分区里面的水排到其它分区内，对塌陷地开挖土方形成地槽，在地槽内铺设沉管，每列沉管两端管口封堵管堵头，在管堵头的底部设有水口，在水口上连有连管，所有连管通过管件和水管连通在一起并连接到集水装置上，在沉管的上部覆土填埋，先覆生土并压实，生土上方覆盖预留的耕土层，进行土壤重构，再将待施工分区的水抽回到集水装置并进入到沉管内，进行下一分区的治理工作，直至整个塌陷地治理完成。本发明可以将采煤塌陷地积水区恢复成耕地，并且恢复耕地时可减少所需客土的使用，从而解决了客土不足的问题，解决了充填材料二次污染，同时可以解决地下水储存和有益利用的问题。

Description

一种沉管充填式采煤塌陷地治理方法
技术领域
本发明属于采煤塌陷地综合治理技术领域，尤其涉及一种沉管充填式采煤塌陷地治理方法。
背景技术
煤炭属于重要的能源资源，对于埋藏于地下的煤炭，在开采后，容易对周边环境造成影响，常常会导致采煤区地面沉降，耕地出现积水面，因此需要对采煤塌陷地进行治理。现有的采煤塌陷盆地治理方法存在着客土来源不足、传统充填材料容易造成二次污染、地下水不宜利用的问题。因此，发明一种沉管充填式采煤塌陷地治理方法显得非常必要。
发明内容
本发明的目的是提供一种沉管充填式采煤塌陷地治理方法，以解决现有的采煤塌陷盆地治理方法存在着客土来源不足、地表积水难以有效利用的问题。
实现本发明目的的方法，包括以下步骤：
（1）对塌陷地积水区调查是否稳沉，确认稳沉的，调查周边未受影响的耕地平均海拔高度、沉陷最深积水处地面海拔高度、积水深度的数据，计算沉管直径，按沉管直径=区域治理后的预设海拔高度-积水区最深处地面海拔高度-1.5m，按计算直径定制钢筋混凝土沉管及管堵头，单个沉管长度3m-4m，预制沉管选用C25一级配水泥混凝土材质，并配有HRB400钢筋；对不稳沉区域暂缓治理，对于恢复耕地的区域，治理后的预设海拔高度为周围可耕地的平均海拔高度；
（2）对积水区进行划方分割为2个及2个以上分区，采用装满沙土的编织袋搭建分区之间的挡水墙，将首先治理的分区里面的水排到其它分区内；一般分为3—6个分区较为合适，多个分区时可以2个或2个以上分区同时进行治理；
（3）采用机械对塌陷地按最深处向下开挖1.5m的标高，沿直线开挖土方，沿积水分区处挖至原积水边部，一次开挖宽度为沉管直径整数倍并留出沉管之间间隙距离的地槽，并将地槽的地面整平、压实；1.5m的误差可以控制在加减0.3m范围内；
（4）在地槽内铺设沉管，每列沉管中第一个沉管的管口距离地槽端面留有1m-2m的施工场地，左右相邻沉管之间沿径向上间隔0.5m±0.1m，并塞入垫块以保持间距，同时向前铺设，前后之间的沉管管口对接处横跨两侧沉管管口边缘外包具有伸缩性透水性的塑料网，每列沉管中最后一个沉管的管口距离地槽端面留有1m-2m的施工场地，每列沉管两端管口封堵管堵头，管堵头与沉管之间用混凝土或快干水泥泥缝粘结，至少在一端管堵头的底部设有水口，在水口上连有连管，所有连管通过管件和水管连通在一起；
（5）在地槽内沉管的上部覆土填埋，先覆生土并压实，生土上方覆盖预留的耕土层，进行土壤重构；
（6）地面上设有集水装置，集水装置与连通在沉管上的水管连接在一起，将待施工分区的水抽回到集水装置并进入到沉管内，再进行下一分区的治理工作，直至整个塌陷地治理完成；地表用于种植植物，雨季地面回水也进入沉管，旱季通过水管从沉管中抽水。
在每列沉管中的其中一个沉管上部留有人孔，在该人孔上固定封堵有可拆卸的封口板，人孔用于检修维护。
封口板上部覆土填埋，与周围部分找平。
在沉管的管堵头的上边缘位置开有换气口，换气口上盖有透气滤网盖。
在沉管的管堵头的上边缘位置开有换气口，换气口上连接由横管和竖管构成的L型的换气弯管，换气弯管的竖管竖直向下，换气弯管的竖管管口封堵，竖管的周壁上设有若干出气孔，在竖管带有出气孔部分的外周上缠绕有滤布，滤布通过管箍或钢丝包扎固定。也可以直接在换气口上连接通向地面的出气管。
对采煤塌陷地治理区域完善图纸资料，包括但不限于塌陷地治理区域位置坐标、沉管及与其连接的附属物的位置尺寸数据、施工单位的信息，交由相关部门存档备案。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
（1）通过预制的沉管充填使积水区变成耕地，是现有的挖深垫浅、煤矸石充填、客土充填技术的升级和突破，有效增加了耕地数量。以往深度积水区很多是耕地甚至基本农田，之前只能作为水库或湿地治理，致使耕地数量减少，沉管充填治理恢复耕地，符合国家战略。
（2）采用沉管充填的方法，在地下形成一个贯通的容水空间，便于统一利用，雨季存水排涝，旱季抽取浇灌，起到地下水库的作用。
（3）采用沉管充填、土壤重构的方法，沉管采用钢筋水泥混凝土预制件，较为环保；土壤为就地取材，自给自足，无需客土，避免了二次污染；生土、耕植土按顺序填充，容易恢复土壤肥力。
（4）采用沉管充填模式，单管间用柔性塑料材料相连，排管间用沙土充填压实，释放了地下不均匀沉降对沉管的作用力。选用C25一级配水泥混凝土材质，并配有HRB400钢筋，可保持沉管的硬度和强度，保障沉管的使用寿命，可承载一般农用机械耕作。
附图说明
图1是本发明治理后的纵剖面图。
图2是本发明沉管及附件布置俯视图。
图3是本发明中管堵头的结构图。
图4是本发明中水管的结构图。
图5是本发明中换气弯管的结构图。
图中：1-耕土层；2-生土层；3-沉管；4-塑料网；5-管堵头；6-水口；7-换气口；8-透气滤网盖；9-管件；10-连管；11-水管；12-滤网；13-集水装置；14-人孔；15-换气弯管；16-出气孔。
具体实施方式
参照图1-图5，对稳沉的积水塌陷地，调查周边未受影响的耕地平均海拔高度、沉陷最深积水处地面海拔高度、积水深度的数据，计算沉管直径，按沉管直径=区域治理后的预设海拔高度-积水区最深处地面海拔高度-1.5m,按计算直径定制钢筋混凝土沉管3及管堵头5，单个沉管3长度3m-4m，预制沉管3选用C25一级配水泥混凝土材质，并配有HRB400钢筋；对于恢复耕地的区域，治理后的预设海拔高度为周围可耕地的平均海拔高度；
（2）对积水区进行划方分割为田字格4个分区，采用装满沙土的编织袋搭建分区之间的挡水墙，将其中2个分区里面的水排到其它2个分区内；
（3）对要治理的分区，采用机械分片开挖，开挖区域按最深处向下开挖1.5±0.3m的标高，沿直线开挖土方，沿积水分区处挖至原积水边部，一次开挖宽度为沉管直径整数倍并留出沉管3之间间隙距离的地槽，并将地槽的地面整平、压实；
（4）在地槽内铺设沉管3，对于直径较大的沉管3可以在内部增加立柱支撑，每列沉管3中第一个沉管3的管口距离地槽端面留有1m-2m的施工场地，左右相邻沉管3之间沿径向上间隔0.5m±0.1m，并塞入垫块以保持间距，同时向前铺设，前后之间的沉管3管口对接处横跨两侧沉管3管口边缘外包具有伸缩性透水性的塑料网4将相邻沉管3连接在一起，每列沉管3中最后一个沉管3的管口距离地槽端面留有1m-2m的施工场地，每列沉管3两端管口封堵管堵头5，管堵头5与沉管3之间用混凝土或快干水泥泥缝粘结，至少在一端管堵头5的底部设有水口6，在水口6上连有连管10，所有连管10通过管件9和水管11连通在一起，所谓的管件9采用的是三通连接件；在每列沉管3中的其中一个沉管3上部留有人孔14，在该人孔14上固定封堵有可拆卸的封口板；在每列沉管3至少一端的管堵头5的上边缘位置开有换气口7，换气口7上盖有透气滤网盖8，或者换气口7上连接由横管和竖管构成的L型的换气弯管15，换气弯管15的竖管竖直向下，换气弯管15的竖管管口封堵，竖管的周壁上设有若干出气孔16，在竖管带有出气孔16部分的外周上缠绕有滤布，滤布通过管箍或钢丝包扎固定；
（5）在地槽内沉管的上部覆土填埋，先覆生土并压实，生土上方覆盖预留的耕土层，进行土壤重构；
（6）地面上设有集水装置13，集水装置13为集水池，并在顶面上盖有篦子，集水装置13与连通在沉管3上的水管11连接在一起，水管11的末端为向上折的弯管，并且的管口上覆盖有滤网12，将待施工分区的水抽回到集水装置13并进入到沉管3内，可以进行下一分区的治理工作，直至整个塌陷地治理完成；地表用于种植植物，雨季地面回水也进入沉管，旱季通过水管从沉管中抽水。
（7）对采煤塌陷地治理区域完善图纸资料，包括但不限于塌陷地治理区域位置坐标、沉管及与其连接的附属物的位置尺寸数据、施工单位的信息，交由相关部门存档备案。
采煤塌陷地治理后的截面如图1所示，沉管3被埋在生土层2内，生土层2上面覆盖有耕土层1，恢复耕种的土地，其耕土层1上表面与周围的土地上表面处于同一个平面上。塌陷地治理后的区域也可以开发为景区。

Claims (6)

1.一种沉管充填式采煤塌陷地治理方法，其特征在于包括以下步骤：
（1）对塌陷地积水区调查是否稳沉，确认稳沉的，调查周边未受影响的耕地平均海拔高度、沉陷最深积水处地面海拔高度、积水深度的数据，计算沉管直径，按沉管直径=区域治理后的预设海拔高度-积水区最深处地面海拔高度-1.5m,按计算直径定制钢筋混凝土沉管及管堵头，单个沉管长度3m-4m，预制沉管选用C25一级配水泥混凝土材质，并配有HRB400钢筋；
（2）对积水区进行划方分割为2个及2个以上分区，采用装满沙土的编织袋搭建分区之间的挡水墙，将首先治理的分区里面的水排到其它分区内；
（3）采用机械对塌陷地按最深处向下开挖1.5m的标高，沿直线开挖土方，沿积水分区处挖至原积水边部，一次开挖宽度为沉管直径整数倍并留出沉管之间间隙距离的地槽，并将地槽的地面整平、压实；
（4）在地槽内铺设沉管，每列沉管中第一个沉管的管口距离地槽端面留有1m-2m的施工场地，左右相邻沉管之间沿径向上间隔0.5m±0.1m，并塞入垫块以保持间距，同时向前铺设，前后之间的沉管管口对接处横跨两侧沉管管口边缘外包具有伸缩性透水性的塑料网，每列沉管中最后一个沉管的管口距离地槽端面留有1m-2m的施工场地，每列沉管两端管口封堵管堵头，至少在一端管堵头的底部设有水口，在水口上连有连管，所有连管通过管件和水管连通在一起；
（5）在地槽内沉管的上部覆土填埋，先覆生土并压实，生土上方覆盖预留的耕土层，进行土壤重构；
（6）地面上设有集水装置，集水装置与连通在沉管上的水管连接在一起，将待施工分区的水抽回到集水装置并进入到沉管内，再进行下一分区的治理工作，直至整个塌陷地治理完成；地表用于种植植物，雨季地面回水也进入沉管，旱季通过水管从沉管中抽水。
2.如权利要求1所述的一种沉管充填式采煤塌陷地治理方法，其特征在于：在每列沉管中的其中一个沉管上部留有人孔，在该人孔上固定封堵有可拆卸的封口板。
3.如权利要求2所述的一种沉管充填式采煤塌陷地治理方法，其特征在于：封口板上部覆土填埋，与周围部分找平。
4.如权利要求1所述的一种沉管充填式采煤塌陷地治理方法，其特征在于：在沉管的管堵头的上边缘位置开有换气口，换气口上盖有透气滤网盖。
5.如权利要求1所述的一种沉管充填式采煤塌陷地治理方法，其特征在于：在沉管的管堵头的上边缘位置开有换气口，换气口上连接由横管和竖管构成的L型的换气弯管，换气弯管的竖管竖直向下，换气弯管的竖管管口封堵，竖管的周壁上设有若干出气孔，在竖管带有出气孔部分的外周上缠绕有滤布，滤布通过管箍或钢丝包扎固定。
6.如权利要求1所述的一种沉管充填式采煤塌陷地治理方法，其特征在于：对采煤塌陷地治理区域完善图纸资料，包括但不限于塌陷地治理区域位置坐标、沉管及与其连接的附属物的位置尺寸数据、施工单位的信息，交由相关部门存档备案。
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