CN113958363B - 一种倾斜基底露天矿内排方法及施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种倾斜基底露天矿内排方法及施工方法，操作步骤包括：确定排水施工范围；防水帷幕预施工矿坑初次排水；矿坑再次排水。本发明中，通过在排水时将井管排布的水液送入排水井内，并通过加压泵将水液泵入矿山顶端蓄水池内，同时在日间的排水实现对水轮发电机组的加压供电，有利于实现日夜间电力峰谷的调峰蓄能处理，有效实现施工过程中的能效控制，降低抽排水过程中对电力资源的消耗浪费，并且能够通过对管井和井点的开设分配设置实现对倾斜基坑蓄水的施工控制，同时通过在施工时对防渗帷幕内埋入对应位置的预埋导液槽能够实现对水液的快速引导能力，避免影响到矿山水基坑的排水操作。

Description

一种倾斜基底露天矿内排方法及施工方法

技术领域

本发明属于露天矿内排技术领域，尤其涉及一种倾斜基底露天矿内排方法及施工方法。

背景技术

露天矿涌水对矿场开采工作具有较高影响和危害，如降低设备效率和使用寿命。如挖掘机在有水的工作面上作业时，其工作时间利用系数一般只达到正常时的1/2~1/3、对于运输设备不仅降低效率而且威胁行车安全。水还增加了设备故障并降低使用寿命，因降低矿山工程下降速度。采场底部汇水受淹会降低掘沟速度，从而降低矿山工程下降速度，给新水平的准备工作造成很大困难。同时还会因为渗水的腐蚀破坏边坡的稳定性，水是促使滑坡的一个主要因素，它能使岩体的内摩擦角和粘聚力等物理性能指标降低，从而削弱边坡岩体的抗剪强度。

中国专利文献公开号CN109826214B，公开了一种倾斜基底露天矿内排方法及施工方法，将倾斜的煤层基底划分为若干集水区域，在每个集水区域中沿着煤层基底倾斜方向布置集水沟，并沿着与煤层基底走向斜交的方向布置一系列与集水沟连通的疏水防滑沟；同时在台阶区域的下端沿着煤层基底走向布置反向槽，并在反向槽上构筑排土台阶防滑挡台，随后在已经形成集水沟、疏水防滑沟、反向槽、排土台阶防滑挡台的台阶区域中排弃剥离物。该发明解决了倾斜基底排土场摩擦力小、水分侵蚀影响边坡稳定、内排土场台阶低、内排量小的问题，但在实际施工合成，仍存在一定的缺陷，如缺乏对开放式矿场煤层的阻挡，容易因恶劣雨水天气导致雨水反灌浸泡施工基坑，并且基坑内水液在泵体加压排出时对电力消耗较大，不能满足绿色加工需要。

发明内容

本发明的目的在于：为了解决如缺乏对开放式矿场煤层的阻挡，容易因恶劣雨水天气导致雨水反灌浸泡施工基坑，并且基坑内水液在泵体加压排出时对电力消耗较大的问题，而提出的一种倾斜基底露天矿内排方法及施工方法。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种倾斜基底露天矿内排方法，具体包括以下步骤：

S101、确定排水施工范围，在基坑底部挖掘点对应渗水情况的管井降水和井点降水施工；

S102、防水帷幕预施工，在基坑倾斜基地一侧灌注防渗帷幕，同时在防渗帷幕内预埋导液槽，且防渗帷幕内导液槽收集水液后通过防渗帷幕倾斜角度进行渗水收集，将收集到的渗水水液集中到一侧排水沟中的排水井内；

S103、矿坑初次排水，内排蓄水，在夜间电力供应充足的阶段，通过泵体在倾斜基地末端通过泵体抽取管路排入点管基坑内的水液，通过多级泵体抽取将水液传导至矿山顶端开挖的蓄水池内；

S104、矿坑再次排水，外排放水，在日间电力供应不足时，通过放出矿山顶端的蓄水池内续存的水液向下排放，排放的水液在重力势能的作用下带动水轮发电机组工作发电，进行实现对矿排水的势能再利用，排放的水液可通过水道排入矿坑外下水道内。

作为上述技术方案的进一步描述：

所述S101中防渗帷幕为灌浆帷幕处理。

作为上述技术方案的进一步描述：

所述S101中管井降水用于地下水丰富的矿坑，且井点降水用于水位较少的矿坑。

作为上述技术方案的进一步描述：

所述S103中泵体抽取时入水口前端挂设有适配倾斜矿坑基底的柔性液斗。

一种倾斜基底露天矿内排的施工方法，具体包括以下步骤：

S201、划定排水施工范围，通过施工单元派勘测人员通过采集施工场地的地质信息和施工条件，并且通过对地下水资源的勘测，决定施工方案；

S202、施工前对矿坑进行露天的支护处理，避免降水影响到排水效果，且在支护设备底部接合位置涂覆防水胶体和加固注浆，提高支撑强度；

S203、当施工方案决定完成后，通过施工方案挖掘基坑内对应位置排水沟，且排水沟沿等高线布置，而每层布置排水沟实现分级排水；

S204、在排水沟内侧开设向交错方向的排水沟，且排水沟呈倾斜状排布，矿坑内渗水通过倾斜状的排水沟进入排水沟末端，排水沟末端开挖排水井，在排水井内放置加压泵体；

S205、选定矿坑山体最高点平缓处开挖矿坑自高等高线的蓄水池，并将S204中加压泵体最后出水口排布入蓄水池内；

S206、在矿坑山体蓄水池一侧开挖泄水槽，且在泄水槽冲击行程末端建立水轮发电机组；

S207、试运行，在夜间电力充沛时进行充能带动泵体工作，泵体工作抽取排水井内蓄存的水液加压泵入山体顶部蓄水池内，在日间通过开放蓄水池排放后，水流背压带动水轮发电机组转动发电给矿坑电力设备进行供电。

作为上述技术方案的进一步描述：

所述S201中地质信息包括地层土的主要组成成分、地下水的混合静止水位和透水性，所述S201中施工条件包括气候条件、地表水体、地形条件、岩石结构和地质构造。

作为上述技术方案的进一步描述：

所述S206中泄水槽建立角度满足水轮发电机组工作转动蓄水流通势能需要。

一种倾斜基底露天矿内排系统，包括用于倾斜基底露天矿内排方法的管井管路、加压泵和水轮发电机组。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：

本发明中，通过在排水时将井管排布的水液送入排水井内，并通过加压泵将水液泵入矿山顶端蓄水池内，同时在日间的排水实现对水轮发电机组的加压供电，有利于实现日夜间电力峰谷的调峰蓄能处理，有效实现施工过程中的能效控制，降低抽排水过程中对电力资源的消耗浪费，并且能够通过对管井和井点的开设分配设置实现对倾斜基坑蓄水的施工控制，同时通过在施工时对防渗帷幕内埋入对应位置的预埋导液槽能够实现对水液的快速引导能力，避免影响到矿山水基坑的排水操作。

附图说明

图1为本发明提出的整体示意图；

图2为本发明提出的倾斜基地基坑示意图；

图3为本发明提出的内排方法流程图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。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它实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

如图1-3所示，本发明提供一种技术方案：一种倾斜基底露天矿内排方法，具体包括以下步骤：

S101、确定排水施工范围，在基坑底部挖掘点对应渗水情况的管井降水和井点降水施工；

S102、防水帷幕预施工，在基坑倾斜基地一侧灌注防渗帷幕，同时在防渗帷幕内预埋导液槽，且防渗帷幕内导液槽收集水液后通过防渗帷幕倾斜角度进行渗水收集，将收集到的渗水水液集中到一侧排水沟中的排水井内；

S103、矿坑初次排水，内排蓄水，在夜间电力供应充足的阶段，通过泵体在倾斜基地末端通过泵体抽取管路排入点管基坑内的水液，通过多级泵体抽取将水液传导至矿山顶端开挖的蓄水池内；

S104、矿坑再次排水，外排放水，在日间电力供应不足时，通过放出矿山顶端的蓄水池内续存的水液向下排放，排放的水液在重力势能的作用下带动水轮发电机组工作发电，进行实现对矿排水的势能再利用，排放的水液可通过水道排入矿坑外下水道内；

优选的，所述S101中防渗帷幕为灌浆帷幕处理，防渗处理一般包括可探水钻孔、防水墙、防水门、防水矿柱和注浆帷幕钻孔，所述S101中管井降水用于地下水丰富的矿坑，且井点降水用于水位较少的矿坑。

实施方式具体为：在设计露天矿内排方法时，需要根据排水方式选择、矿区降雨情况、水文地质条件、地形、开采规模和服务年限、采剥方法和矿岩种类和用户对矿石的要求判断排水调节以及方案，在对水文地质条件判断时，地表水水网密度大的地区建设矿山时，必须查明地表水体与矿体之间的水力联系情况，特别是在裂隙发育、透水性较好的岩层中，地表水体很可能成为矿山涌水的水源，在计算地下水涌水量时，地下水涌水量按水文地质条件计算C降雨径流量，降雨径流量是降雨经自然下渗后积存在地面上的水量。降雨径流量的大小分别按正常降雨量和设计暴雨频率的暴雨径流量计算。

实施例2

与实施例1不同的是，本发明还提供了一种本发明提供一种技术方案：一种倾斜基底露天矿内排方法，具体包括以下步骤：

S101、确定排水施工范围，在基坑底部挖掘点对应渗水情况的管井降水和井点降水施工；

S102、防水帷幕预施工，在基坑倾斜基地一侧灌注防渗帷幕，同时在防渗帷幕内预埋导液槽，且防渗帷幕内导液槽收集水液后通过防渗帷幕倾斜角度进行渗水收集，将收集到的渗水水液集中到一侧排水沟中的排水井内；

S103、矿坑初次排水，内排蓄水，在夜间电力供应充足的阶段，通过泵体在倾斜基地末端通过泵体抽取管路排入点管基坑内的水液，通过多级泵体抽取将水液传导至矿山顶端开挖的蓄水池内；

S104、矿坑再次排水，外排放水，在日间电力供应不足时，通过放出矿山顶端的蓄水池内续存的水液向下排放，排放的水液在重力势能的作用下带动水轮发电机组工作发电，进行实现对矿排水的势能再利用，排放的水液可通过水道排入矿坑外下水道内。

所述S103中泵体抽取时入水口前端挂设有适配倾斜矿坑基底的柔性液斗。

实施方式具体为：通过在泵体抽液出设置柔性液斗，能够通过柔性液斗实现对抽液基地处的贴合适配，同时能够水轮发电机组根据渗液强度调节选择功率，并且放渗液不足时能够通过夜间矿山管路进行补水操作。

实施例3

一种倾斜基底露天矿内排的施工方法，具体包括以下步骤：

S201、划定排水施工范围，通过施工单元派勘测人员通过采集施工场地的地质信息和施工条件，并且通过对地下水资源的勘测，决定施工方案；

S202、施工前对矿坑进行露天的支护处理，避免降水影响到排水效果，且在支护设备底部接合位置涂覆防水胶体和加固注浆，提高支撑强度；

S203、当施工方案决定完成后，通过施工方案挖掘基坑内对应位置排水沟，且排水沟沿等高线布置，而每层布置排水沟实现分级排水；

S204、在排水沟内侧开设向交错方向的排水沟，且排水沟呈倾斜状排布，矿坑内渗水通过倾斜状的排水沟进入排水沟末端，排水沟末端开挖排水井，在排水井内放置加压泵体；

S205、选定矿坑山体最高点平缓处开挖矿坑自高等高线的蓄水池，并将S204中加压泵体最后出水口排布入蓄水池内；

S206、在矿坑山体蓄水池一侧开挖泄水槽，且在泄水槽冲击行程末端建立水轮发电机组；

S207、试运行，在夜间电力充沛时进行充能带动泵体工作，泵体工作抽取排水井内蓄存的水液加压泵入山体顶部蓄水池内，在日间通过开放蓄水池排放后，水流背压带动水轮发电机组转动发电给矿坑电力设备进行供电。

所述S201中地质信息包括地层土的主要组成成分、地下水的混合静止水位和透水性，所述S201中施工条件包括气候条件、地表水体、地形条件、岩石结构和地质构造，所述S206中泄水槽建立角度满足水轮发电机组工作转动蓄水流通势能需要。

一种倾斜基底露天矿内排系统，包括用于倾斜基底露天矿内排方法的管井管路、加压泵和水轮发电机组。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种倾斜基底露天矿内排方法，其特征在于，具体包括以下步骤：

S101、确定排水施工范围，在基坑底部挖掘点对应渗水情况进行管井降水和井点降水施工；管井降水用于地下水丰富的矿坑，且井点降水用于水位较低的矿坑；

S102、防水帷幕预施工，在基坑倾斜基地一侧灌注防渗帷幕，同时在防渗帷幕内预埋导液槽，且防渗帷幕内导液槽收集水液后通过防渗帷幕倾斜角度进行渗水收集，将收集到的渗水水液集中到一侧排水沟中的排水井内；防渗帷幕为灌浆帷幕处理；

S103、矿坑初次排水，内排蓄水，在夜间电力供应充足的阶段，通过泵体在倾斜基地末端通过泵体抽取管路排入点管基坑内的水液，通过多级泵体抽取将水液传导至矿山顶端开挖的蓄水池内；泵体抽取时入水口前端挂设有适配倾斜矿坑基底的柔性液斗；

S104、矿坑再次排水，外排放水，在日间电力供应不足时，通过放出矿山顶端的蓄水池内续存的水液向下排放，排放的水液在重力势能的作用下带动水轮发电机组工作发电，进行实现对矿排水的势能再利用，排放的水液通过水道排入矿坑外下水道内；

所述倾斜基底露天矿内排方法的内排管路施工方法，具体包括以下步骤：

S201、划定排水施工范围，通过施工单元派勘测人员通过采集施工场地的地质信息和施工条件，并且通过对地下水资源的勘测，决定施工方案；

S202、施工前对矿坑进行露天的支护处理，避免降水影响到排水效果，且在支护设备底部接合位置涂覆防水胶体和加固注浆，提高支撑强度；

S203、当施工方案决定完成后，通过施工方案挖掘基坑内对应位置排水渠道，且排水渠道沿等高线布置，而每层布置排水渠道实现分级排水；

S204、在排水渠道内侧开设交错方向的排水沟，且排水沟呈倾斜状排布，矿坑内渗水通过倾斜状的排水沟进入排水沟末端，排水沟末端开挖排水井，在排水井内放置加压泵体；

S205、选定矿坑山体最高点平缓处开挖矿坑自高等高线的蓄水池，并将S204中加压泵体最后出水口排布入蓄水池内；

S206、在矿坑山体蓄水池一侧开挖泄水槽，且在泄水槽冲击行程末端建立水轮发电机组；

S207、试运行，在夜间电力充沛时进行充能带动泵体工作，泵体工作抽取排水井内蓄存的水液加压泵入山体顶部蓄水池内，在日间通过开放蓄水池排放后，水流背压带动水轮发电机组转动发电给矿坑电力设备进行供电。

2.根据权利要求1所述的一种倾斜基底露天矿内排方法，其特征在于，所述S201中地质信息包括地层土的主要组成成分、地下水的混合静止水位和透水性，所述S201中施工条件包括气候条件、地表水体、地形条件、岩石结构和地质构造。

3.根据权利要求1所述的一种倾斜基底露天矿内排方法，其特征在于，所述S206中泄水槽建立角度满足水轮发电机组工作转动蓄水流通势能需要。

4.一种实现权利要求1所述的倾斜基底露天矿内排方法的内排系统，其特征在于，包括用于实现权利要求1所述的倾斜基底露天矿内排方法的管井管路、加压泵和水轮发电机组。