一种与别墅建设相结合的露天矿开采方法技术

本发明专利技术公开了一种与别墅建设相结合的露天矿开采方法，包括以下步骤：S1，从矿体下盘开始拉沟开采，构筑台阶和平盘；S2，采用别墅的地基设计标准，进行围岩支护与地下水防渗；S3，对揭露的边坡进行封闭；S4，将露天采空区的边坡台阶及境界坑底按照别墅的设计要求进行功能性建设，进而进行别墅建设与景观建设。本发明专利技术在矿山设计之初，对矿体所具备的不利于开采的劣势和地理上的优势进行综合评估，合并设计，即将别墅建设与露天矿开采进行结合，在露天矿开采的过程中，采用别墅的地基设计标准，进行围岩支护与地下水防渗，不但解决了露天矿开采过程中边坡防治水及支护上的资金问题，同时，又为城市建设用地提供了一个增容的方案。

【技术实现步骤摘要】
一种与别墅建设相结合的露天矿开采方法
本专利技术涉及一种与别墅建设相结合的露天矿开采方法，属于露天矿开采

技术介绍
某类露天矿，在开采时往往会面临以下难题：边坡涌水、矿石或围岩软弱、边坡加固工作量大；但同时又具备以下优势：距离城市近，交能方便，有建筑用地的潜质。以往单纯以采矿为目的时，在解决边坡涌水、边坡滑塌时所投入的治水、支护资金，显得过于巨大，往往使得矿山开采在经济上不再合理；同时，采矿结束时，对露天坑的处理，又需要一大笔资金，否则会出现滑坡等人为地质灾害。我国处在城市化进程之中，建筑用地与耕地保护始终是一个不容回避的矛盾。由于供需矛盾突出，建筑用地在招标中，地王频出，房价高企，刚需人群苦不堪言。目前我国露天矿开采，不但闭坑后仍要投入不菲资金进行复垦和边坡灾害治理，而且由于投入产出比过高而出现治理不足的局面，进而造成废弃矿坑滑坡灾害的现象时有发生。
技术实现思路
本专利技术的目的在于，提供一种与别墅建设相结合的露天矿开采方法，它可以有效解决现有技术中存在的问题，尤其是露天矿开采时，在解决边坡涌水、边坡滑塌时所投入的治水、支护资金巨大；采矿结束时，对露天坑的处理又需要投入大额资金，以及闭坑后仍要投入不菲的资金进行复垦和边坡灾害治理的问题。为解决上述技术问题，本专利技术采用如下的技术方案：一种与别墅建设相结合的露天矿开采方法，包括以下步骤：S1，从矿体下盘开始拉沟开采，构筑台阶和平盘；S2，采用别墅的地基设计标准，进行围岩支护与地下水防渗；S3，对揭露的边坡进行封闭；S4，将露天采空区的边坡台阶及境界坑底按照别墅的设计要求进行功能性建设，进而进行别墅建设与景观建设。优选的，步骤S2还包括：进行围岩支护时，首先利用土钉将其自身作用力范围内破碎的岩体连成一个整体；然后利用别墅的钢筋混凝土支挡墙把所有的土钉连成一个整体，使得钢筋混凝土支挡墙和土钉一块起到重力式挡土墙的作用；最后利用长锚索锚固在稳定的岩体中，拉住钢筋混凝土支挡墙。从而可以避免钢筋混凝土支挡墙上部变形过大，并利用预应力限制岩体变形，为钢筋混凝土支挡墙分担一些侧向压力；此外，本专利技术通过将土钉、长锚索和钢筋混凝土支挡墙三者有机结合，土钉和钢筋混凝土支挡墙结合减少了土钉的用量，节省了支护材料；长锚索可以把土钉、钢筋混凝土支挡墙形成的重力式挡土墙拉住，使其不易倾倒，可以减小钢筋混凝土支挡墙的厚度。优选的，还包括：S0，在拉沟之前，采用地下连续墙将地下水联系隔开；所述的地下连续墙的底部进入基岩至少1米深。从而在对地表有土层覆盖、土层中有地下水通道的矿山进行开采时，可以将墙体两边的水体隔开，防止在坑形成后，从四周向坑内汇入地下水。优选的，步骤S4中，在将露天采空区的边坡台阶及境界坑底按照别墅的设计要求进行功能性建设时，通过以下步骤确定边坡台阶是否并段：S41，判断建筑物的附加侧向力是否落在坡面上？若是，则对边坡台阶进行并段；否则转到步骤S42；S42，判断露天矿边坡的坡角削成直角后，由于边坡的部分土体或岩体被移走而出现的空地的宽度与矿体开采时的平盘的宽度之和是否大于等于建筑物到坡面的距离？若否，则对边坡台阶进行并段；否则转到步骤S43；S43，判断露天矿边坡的坡角削成直角后，由于边坡的部分土体或岩体被移走而出现的空地的宽度与矿体开采时的平盘的宽度之和是否大于等于绿化的宽度加停车场的宽度加庭院的宽度？若否，则对边坡台阶进行并段；否则不对边坡台阶进行并段。通过以上方法，从而可以使得最终构建的别墅建筑同时满足稳定性、采光、绿化、停车场、庭院空间等要求。前述的与别墅建设相结合的露天矿开采方法中，步骤S3中，对于断层、破碎带及期影响带(是边坡上稳定性差的重点区域)，采用高压注浆法将这些区域的距边坡表面5米以内的破碎岩体封闭灌注成一个整体，从而便于浆液在岩石缝隙中的渗流与填充，保证形成足够的岩石层厚度来抵抗注浆压力；另外，由于注浆所形成的封闭层的厚度与强度是不均等的，通过以上条件，可以保证最薄弱处也能够抵抗从地表到支护处的垂直静水压力的冲击。在实际工程中，可以根据实际所需抵抗的静水压力进行验算，然后作为最保守的参数。优选的，步骤S3还包括：对于有渗漏地下水的边坡区域，在封闭表面后，施工放水孔，将边坡内部的地下水放出来。从而使得边坡中的地下水不积存，不继续弱化边坡的岩石。前述的与别墅建设相结合的露天矿开采方法中，步骤S4中，从最终露天境界坑底向上2～4个台阶，用来修建人工湖水景观和汛期的蓄水池及排水泵站，所述的蓄水池平时蓄有1～2米的水，并接受整个矿坑的渗漏地下水；根据以下方式设计排水泵站的抽水能力：将(100年一遇的)暴雨强度与整个坑的汇水面积相结合，算出单位时间内的降雨量，然后根据所述单位时间内的降雨量设计排水泵站的抽水能力。从而实现在汛期到来后，坑底泵站的排水能力能够抗击100年一遇的暴雨袭击。优选的，步骤S4中，下一个台阶上的别墅楼顶，成为上一层别墅的庭院，从而可以最大化的利用空间；在最终露天境界坑底的中央，建筑综合塔楼，所述的综合塔楼高出地表30到100米，并且配置双风道的电梯间，从而可以给楼附于自然与强制通风的功能；所述的综合塔楼在垂直方向每隔两个台阶，还设有向两侧台阶伸出的两个行车的钢桥；两个台阶之间通过边坡上的坡道路相连。从而可以把汽车与人员物质，一同升降到各个台阶平面，然后，人们可以把车开进各自别墅庭院的停车场；同时，塔楼还可以是综合商业楼，居民可以在这里购置生活所需，进行各种娱乐与体育活动。优选的，步骤S4中，在边坡内部，开挖水平综合管廊，并用斜坡道将各台阶的水平综合管廊相联；将别墅的管道和线缆(如通风管道、排水管道、上水管道、电缆、通讯线缆等)布设于这些管廊中。从而有利于空间的利用及水暖管道的保温，同时美化了外部环境。优选的，步骤S4中，在边坡坡肩外，修建高于地表水平3～10米高的防洪高台，高台内外侧，根据所处地理位置，建造商品用房；进出矿坑的大门，即后期别墅区的大门，均为防洪闸门。从而保证在汛期时，能封住洪水。与现有技术相比，本专利技术在矿山设计之初，对矿体所具备的不利于开采的劣势和地理上的优势进行综合评估，合并设计，即将别墅建设与露天矿开采进行结合，在露天矿开采的过程中，采用别墅的地基设计标准，进行围岩支护与地下水防渗，不但解决了露天矿开采过程中边坡防治水及支护上的资金问题，同时，又为城市建设用地提供了一个增容的方案，两者最后效益的结合，使得前期防渗与支护的资金投入在可以接受的范围内，同时使国家的资源与空间得到了更为合理的有效利用；在具备居住条件的地方，在矿山设计之初，就将矿山开采与高档建筑的建设相结合，进行综合设计，矿山开采结束之日，也是后续别墅建筑开工之时；建筑用地的资金可以使边坡的防治水与支护，远超采矿的临时性标准，能够充分保证采矿的安全进行，更为以后别墅地基的永久安全打好了基础；而矿山的开采，也为后续建筑，奠定了良好的地基与空间基础。在采矿结束后，只需要将露天采空区的边坡台阶及境界坑底按设计要求进行功能性建设，即可进行别墅建设与景观建设，而无需再花费大额的资金对露天坑进行处理。本专利技术充分利用了采矿的挖掘优势和边坡的空间优势，极大地满足建筑容积率，可以展开设计想象的空间，进行景观设计与处理，使得居住功能齐全，艺术审美不缺位。与现有的单本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种与别墅建设相结合的露天矿开采方法，其特征在于，包括以下步骤：S1，从矿体下盘开始拉沟开采，构筑台阶和平盘；S2，采用别墅的地基设计标准，进行围岩支护与地下水防渗；S3，对揭露的边坡进行封闭；S4，将露天采空区的边坡台阶及境界坑底按照别墅的设计要求进行功能性建设，进而进行别墅建设与景观建设。

【技术特征摘要】
1.一种与别墅建设相结合的露天矿开采方法，其特征在于，包括以下步骤：S1，从矿体下盘开始拉沟开采，构筑台阶和平盘；S2，采用别墅的地基设计标准，进行围岩支护与地下水防渗；S3，对揭露的边坡进行封闭；S4，将露天采空区的边坡台阶及境界坑底按照别墅的设计要求进行功能性建设，进而进行别墅建设与景观建设。2.根据权利要求1所述的与别墅建设相结合的露天矿开采方法，其特征在于，步骤S2还包括：进行围岩支护时，首先利用土钉将其自身作用力范围内破碎的岩体连成一个整体；然后利用别墅的钢筋混凝土支挡墙把所有的土钉连成一个整体，使得钢筋混凝土支挡墙和土钉一块起到重力式挡土墙的作用；最后利用长锚索锚固在稳定的岩体中，拉住钢筋混凝土支挡墙。3.根据权利要求1所述的与别墅建设相结合的露天矿开采方法，其特征在于，还包括：S0，在拉沟之前，采用地下连续墙将地下水联系隔开；所述的地下连续墙的底部进入基岩至少1米深。4.根据权利要求1所述的与别墅建设相结合的露天矿开采方法，其特征在于，步骤S4中，在将露天采空区的边坡台阶及境界坑底按照别墅的设计要求进行功能性建设时，通过以下步骤确定边坡台阶是否并段：S41，判断建筑物的附加侧向力是否落在坡面上？若是，则对边坡台阶进行并段；否则转到步骤S42；S42，判断露天矿边坡的坡角削成直角后，由于边坡的部分土体或岩体被移走而出现的空地的宽度与矿体开采时的平盘的宽度之和是否大于等于建筑物到坡面的距离？若否，则对边坡台阶进行并段；否则转到步骤S43；S43，判断露天矿边坡的坡角削成直角后，由于边坡的部分土体或岩体被移走而出现的空地的宽度与矿体开采时的平盘的宽度之和是否大于等于绿化的宽度加停车场的宽度加庭院的宽度？若否，则对边坡台阶进行并段；否则不对边坡台阶进行并段...

【专利技术属性】
技术研发人员：张娟霞，郭献章，杨天鸿，杨治华，尤松，张金泉，
申请(专利权)人：东北大学秦皇岛分校，
类型：发明
国别省市：河北,13