一种季节性采—排露天煤矿水资源储存及调配方法组成比例

本发明专利技术公开一种季节性采—排露天煤矿水资源储存及调配方法。适用于露天煤矿不同时期生产、生活用水需求。随着露天煤矿工作线向前每推进一段距离后，在坑底连续布置中间储水池，并根据当地实时冰层厚度安排贮水；春季复垦开始后将储水池中的水资源通过水泵输送到需水地点，实现水资源的季节性存储及综合调配，提高矿区复垦效果。对露天煤矿冬季坑底面积进行了合理利用，布置的储水池储水能力大。同时发明专利技术利用冬季寒冷特点，将储水转变为储冰，减少了水体渗透对于挡墙的侵蚀危害，减少了水分的渗透损失，挡墙原料来源广泛，成本低，易于推广。

A method for storage and allocation of seasonal water resources in open-pit coal mines

The invention discloses a method for storage and allocation of seasonal water resources in open-pit coal mines. It is applicable to the production and domestic water demand of different periods of surface coal mines. As the working line of open pit coal mine moves forward for a certain distance, the intermediate reservoir is arranged continuously at the bottom of the pit, and the water storage is arranged according to the local real-time ice thickness; after spring reclamation, the water resources in the reservoir are pumped to the water demand site to realize the seasonal storage and comprehensive allocation of water resources and improve the mining area recovery. The effect of reclamation. The area of open pit coal has been rationally utilized in winter, and the storage capacity of the water storage tank is large. At the same time, the invention utilizes the cold characteristics of winter to change the water storage into ice storage, reduces the damage of water infiltration to the erosion of the retaining wall, reduces the loss of water infiltration, and has a wide range of raw materials for the retaining wall, low cost and is easy to popularize.

【技术实现步骤摘要】
一种季节性采—排露天煤矿水资源储存及调配方法
本专利技术涉及一种季节性采—排露天煤矿水资源储存及调配方法，尤其适用于露天煤矿不同时期生产、生活用水需求。
技术介绍
季节性采—排是露天煤矿根据不同季节的气候条件安排矿山剥离与采煤工作，从而在保证生产同时降低生产成本的一种露天煤矿作业方式。对于我国东北部地区而言，每年冰冻期长达5-6个月，春季多风，气候干燥，降水稀少。该地区露天煤矿生产过程中，为避免对冰冻岩石的穿爆，节省剥离成本，采煤工作全年进行，而剥离工作通常安排在春、夏、秋三个季节进行，冬季冰冻期时，停止剥离工作，只进行采煤工作。由此造成每年秋季末剥离工作停止时露天煤矿露煤量大，坑底宽度较小，而在第二年剥离工作开始前，露煤量小，坑底宽度大，坑底面积被极大浪费的情况。同时，东北部地区位于北纬40.5°以北，冬季气候寒冷，不利于植物生长，该时期矿山复垦工程暂停，矿区的生产和生活用水需求减少，地表径流与地下水涌出量不变的情况下，矿区富裕水量增加，为保证矿山生产的安全性，一般将富裕水排弃至矿区地界以外，造成了水资源的极大浪费，同时矿坑水还可能影响周围环境。另一方面该地区春季少雨，每年春季进行复垦作业时，矿区涌水与地表径流不能提供足够的水量，严重影响矿区复垦效果。因此急需通过技术改造对矿区水资源进行存储及综合调配，满足不同季节的用水需求，降低矿山生产成本。
技术实现思路
技术问题：本专利技术的目的是克服现有季节性采—作业露天煤矿生产过程中对于水资源和矿坑资源利用的不足之处，提供一种矿区资源的利用率高，有效降低矿区生产成本的季节性采—排露天煤矿水资源储存及调配方法。技术方案：为了实现上述目的本专利技术的季节性采—排露天煤矿水资源储存及调配方法，其步骤如下：步骤1、在北纬40.5°以北地区露天煤矿每年10月份剥离工作结束后，在露天煤矿坑底靠近内排土场的位置向露天煤矿工作线推进方向布置四堵挡墙构成首个储水池，此时当地平均气温在-5°至-10°之间，水体冻结速度慢，储水池施工完成后对挡墙进行防渗及防侵蚀措施，以防止挡墙被储水侵蚀破坏，确保储水池安全；步骤2、首个储水池的挡墙建设完成后，将矿区涌水与矿区境界内地表多余水通过管路排放到首个储水池，首个储水池内蓄水在低温下冻结，直至首个储水池被填满；步骤3、在首个储水池储水过程中，采煤工作面不断推进，当露天煤矿坑底的采空区满足新储水池设置条件时，在首个储水池基础上沿着首个储水池的挡墙修建第二个储水池并再次蓄水，储水量根据当地当时冰层厚度决定，储水高度低于当地当时冰层厚度10-30cm，保证储水池内水体可以完全冻结，减少液态水对于挡墙的侵蚀危害。步骤4、重复步骤3，随着采煤工作面的推进连续设置多个中间储水池，两连续中间储水池之间共用同一条挡墙；直至当地冰层厚度开始降低时布置最后的终了储水池，由于环境升温，水体冻结速度慢，对挡墙进行防渗及防侵蚀措施，以防止挡墙被储水侵蚀破坏，确保储水池安全；步骤5、次年春季露天煤矿排土场复垦工作开始时，随着气温升高，首个储水池、中间储水池和终了储水池中的储水逐渐融化，再利用水泵将储水池中融化的水抽送到需水地点，抽水从首个储水池依次开始；步骤6、次年露天煤矿剥离工作开始后，剥离物内排，将排土场推进至已经抽空水的储水池中掩埋并填平储水池，从而完成依次季节性采—排露天煤矿水资源储存及调配。所述挡墙采用混凝土浇筑，或者采用混凝土浇筑墙芯，用露天煤矿剥离物覆盖墙芯，保证水体不会渗透穿过挡墙，造成事故。所述首个储水池和终了储水池由于设置时间分别为初冬和冬季末期，环境温度较构建中间储水池时期温度高，首个储水池设置有a、b两个子池，终了储水池对半设置c、d两个子池，首个储水池和终了储水池储水时，向两个子池分别交替注水，减少注水时水体的流动对于结冰的影响，加快水体冻结。首个储水池和终了储水池在等待水体冻结时，由于布置时间分别为冬季前期和末期，环境温度较高，水体冻结速度慢，使用工业冷冻剂加速水体冻结。首个储水池和终了储水池的储水量高度不超过1m；中间储水池的储水高度为1-1.5m。步骤1-4中，所述首个储水池、中间储水池和终了储水池的底板设置1-3‰水利坡度。有益效果：本专利技术充分利用季节性采—排露天煤矿的特点，对矿区的水资源进行了合理储存并综合调配，获得的有益效果包括：对冬季矿坑涌水与地表多余水进行了合理的储存及调配，为矿区春季复垦提供水源，降低了复垦成本；在不影响正常生产情况下，对露天煤矿冬季坑底面积进行了合理利用，避免了在地表设立储水仓，占用地表面积；露天煤矿坑底面积大，储水池在储水高度较低的情况下就可以实现大量的储水，储水能力大，且危险系数低；储水池连续设置，位置随采煤工作线的推进而向前跟进，布置时机及位置灵活；充分利用冬季寒冷特点，将储水转变为储冰，减少了水体渗透对于挡墙的侵蚀危害，同时减少了水分的渗透损失；挡墙原料来源广泛，建构简单，施工时间短，成本低；储水池废弃后可直接由排土场剥离物覆盖，不需要单独处理。附图说明图1为首个储水池布置示意图图2为储水池布置终了示意图图3为储水池横剖面示意图图4为储水池纵剖面示意图图中：1-露天煤矿端帮；2-露天煤矿剥离台阶；3-露天煤矿采煤台阶；4-坑底最小工作平盘宽度；5-首个储水池；6-内排土场；7-中间储水池；8-终了储水池；9-挡墙。具体实施方式：结合附图对本专利技术的具体实施例做进行详细的说明。本专利技术的一种季节性采—排露天煤矿水资源储存及调配方法，其步骤如下：步骤1、在北纬40.5°以北地区露天煤矿每年10月份剥离工作结束后，在露天煤矿坑底靠近内排土场6的位置向露天煤矿工作线推进方向布置四堵挡墙9构成首个储水池5，此时当地平均气温在-5°至-10°之间，水体冻结速度慢，储水池5施工完成后对挡墙9进行防渗及防侵蚀措施，以防止挡墙9被储水侵蚀破坏，确保储水池5安全；所述挡墙9采用混凝土浇筑，或者采用混凝土浇筑墙芯，用露天煤矿剥离物覆盖墙芯，保证水体不会渗透穿过挡墙，造成事故；步骤2、首个储水池5的挡墙9建设完成后，将矿区涌水与矿区境界内地表多余水通过管路排放到首个储水池5，首个储水池5内蓄水在低温下冻结，直至首个储水池5被填满；步骤3、在首个储水池5储水过程中，采煤工作面不断推进，当露天煤矿坑底的采空区满足新储水池设置条件时，在首个储水池5基础上沿着首个储水池5的挡墙9修建第二个储水池并再次蓄水，储水量根据当地当时冰层厚度决定，储水高度低于当地当时冰层厚度10-30cm，保证储水池内水体可以完全冻结，减少液态水对于挡墙9的侵蚀危害。步骤4、重复步骤3，随着采煤工作面的推进连续设置多个中间储水池7，两连续中间储水池7之间共用同一条挡墙9；直至当地冰层厚度开始降低时布置最后的终了储水池8，由于环境升温，水体冻结速度慢，对挡墙9进行防渗及防侵蚀措施，以防止挡墙9被储水侵蚀破坏，确保储水池5安全；首个储水池5、中间储水池7和终了储水池8的底板设置1-3‰水利坡度；步骤5、次年春季露天煤矿排土场复垦工作开始时，随着气温升高，首个储水池5、中间储水池7和终了储水池8中的储水逐渐融化，再利用水泵将储水池中融化的水抽送到需水地点，抽水从首个储水池依次开始5；所述首个储水池5和终了储水池8由于设置时间分别为初冬和冬季末期，环境温度较构建中间本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种季节性采—排露天煤矿水资源储存及调配方法，其特征在于步骤如下：步骤1、在北纬40.5°以北地区露天煤矿每年10月份剥离工作结束后，在露天煤矿坑底靠近内排土场（6）的位置向露天煤矿工作线推进方向布置四堵挡墙（9）构成首个储水池（5），此时当地平均气温在‑5°至‑10°之间，水体冻结速度慢，储水池（5）施工完成后对挡墙（9）进行防渗及防侵蚀措施，以防止挡墙（9）被储水侵蚀破坏，确保储水池（5）安全；步骤2、首个储水池（5）的挡墙（9）建设完成后，将矿区涌水与矿区境界内地表多余水通过管路排放到首个储水池（5），首个储水池（5）内蓄水在低温下冻结，直至首个储水池（5）被填满；步骤3、在首个储水池（5）储水过程中，采煤工作面不断推进，当露天煤矿坑底的采空区满足新储水池设置条件时，在首个储水池（5）基础上沿着首个储水池（5）的挡墙（9）修建第二个储水池并再次蓄水，储水量根据当地当时冰层厚度决定，储水高度低于当地当时冰层厚度10‑30cm，保证储水池内水体可以完全冻结，减少液态水对于挡墙（9）的侵蚀危害；步骤4、重复步骤3，随着采煤工作面的推进连续设置多个中间储水池（7），两连续中间储水池（7）之间共用同一条挡墙（9）；直至当地冰层厚度开始降低时布置最后的终了储水池（8），由于环境升温，水体冻结速度慢，对挡墙（9）进行防渗及防侵蚀措施，以防止挡墙（9）被储水侵蚀破坏，确保储水池（5）安全；步骤5、次年春季露天煤矿排土场复垦工作开始时，随着气温升高，首个储水池（5）、中间储水池（7）和终了储水池（8）中的储水逐渐融化，再利用水泵将储水池中融化的水抽送到需水地点，抽水从首个储水池依次开始（5）；步骤6、次年露天煤矿剥离工作开始后，剥离物内排，将排土场推进至已经抽空水的储水池中掩埋并填平储水池，从而完成依次季节性采—排露天煤矿水资源储存及调配。...

【技术特征摘要】
1.一种季节性采—排露天煤矿水资源储存及调配方法，其特征在于步骤如下：步骤1、在北纬40.5°以北地区露天煤矿每年10月份剥离工作结束后，在露天煤矿坑底靠近内排土场（6）的位置向露天煤矿工作线推进方向布置四堵挡墙（9）构成首个储水池（5），此时当地平均气温在-5°至-10°之间，水体冻结速度慢，储水池（5）施工完成后对挡墙（9）进行防渗及防侵蚀措施，以防止挡墙（9）被储水侵蚀破坏，确保储水池（5）安全；步骤2、首个储水池（5）的挡墙（9）建设完成后，将矿区涌水与矿区境界内地表多余水通过管路排放到首个储水池（5），首个储水池（5）内蓄水在低温下冻结，直至首个储水池（5）被填满；步骤3、在首个储水池（5）储水过程中，采煤工作面不断推进，当露天煤矿坑底的采空区满足新储水池设置条件时，在首个储水池（5）基础上沿着首个储水池（5）的挡墙（9）修建第二个储水池并再次蓄水，储水量根据当地当时冰层厚度决定，储水高度低于当地当时冰层厚度10-30cm，保证储水池内水体可以完全冻结，减少液态水对于挡墙（9）的侵蚀危害；步骤4、重复步骤3，随着采煤工作面的推进连续设置多个中间储水池（7），两连续中间储水池（7）之间共用同一条挡墙（9）；直至当地冰层厚度开始降低时布置最后的终了储水池（8），由于环境升温，水体冻结速度慢，对挡墙（9）进行防渗及防侵蚀措施，以防止挡墙（9）被储水侵蚀破坏，确保储水池（5）安全；步骤5、次年春季露天煤矿排土场复垦工作开始时，随着气温升高，首个储水池（5）、中间储水池（7）和终了储水池（8）中的储水逐渐融化，再利用水泵将储水池中融化的...

【专利技术属性】
技术研发人员：尚涛，陈树召，杨猛，才庆祥，周伟，韩流，李淋，陆翔，
申请(专利权)人：中国矿业大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32