一种尾矿回采地下水排水的方法技术

本发明专利技术提供一种尾矿回采地下水排水的方法。所述尾矿回采地下水排水的方法通过管井排水和真空深井、真空浅井立体组合进行抽水，在每个管井的周围建立多个真空井点，每个真空井点的直径为30～50mm，相邻两个真空井点的间距为2.5～3.5m，且邻近管井的真空井点距离管井的间距为2～4m；所述真空井点包括深度为6～8m的深井和深度3～5m的浅井，且深井与浅井交错布置，并合理控制抽排时间，以及真空井点的排列间距，可以快速排除粘性土尾矿中粉砂及粉土夹层地下水，快速降低各尾矿层的含水率。本发明专利技术能够快速降低尾矿层地下水水位及其含水率，该技术具有很好的应用价值，尤其适合尾矿库尾矿回采、垃圾填埋场内地下水的排水。

A Method of Drainage of Groundwater in Tailings Mining

【技术实现步骤摘要】
一种尾矿回采地下水排水的方法
本专利技术涉及尾矿回采及垃圾填埋场排水领域，具体是一种降低土层含水量的尾矿回采地下水排水的方法。
技术介绍
很多过去因经济技术条件无法有效进行利用的矿产资源随尾矿储存于尾矿库内，随着矿山资源日益消耗，资源量不断降低，现有经济技术条件下很多尾矿可以进行回采利用，因此尾矿砂回采利用提上日程。但尾矿库回采开挖时，大部分回采区水位较高，尤其是尾矿库内部细颗粒堆积区，开挖运输作业无法持续有效进行，现有措施多是采取翻挖晾晒后进行回采，因尾砂层含水量大，沉陷敏感，普通机械设备难以正常作业，且尾矿因含水量高无法运输。在南方雨水较多情况下，晾晒时间一般超过半个月，有时更长，时间和经济效益难以保证。目前针对地下水降排水最常用的方式为管井降排水和真空井点抽排水，一般情况下，都是单独用来进行地下水的降排工作。其中管井降水是在基坑周围布置一些单独工作的管井，地下水在重力作用下流入井中，用抽水设备将水抽走，管井井点由滤水井管、吸水管和抽水机械等组成，其设备较简单，排水量大，降水较深。但是管井降水时间长，尾矿层间内薄层砂土内的地下水自流排水速率低，尤其薄层砂土不连续时，情况更甚，另外淤泥质土层内的水量无法排除。真空井点是指沿基坑四周或者将井点管沉入深于坑底的含水层内，井点管上部与总管连接，总管与上部抽水主机连接，利用抽水主机产生的真空作用将地下水从井点管内不断抽出，引到地面，并排往施工区以外，使每根井点管周围形成一个降水漏斗，由于许多降水漏斗曲线的重迭，可导致原地下水位的成片下降。真空井点降排水多数在地层较均匀情况下可以起到较好的效果；但当在尾矿水平交互沉积层中使用时，降水效果不理想。所以管井降排水和真空井点降排水的方式都难以达到满足回采及运输的含水量要求。
技术实现思路
为克服现有技术的不足，快速降低尾矿各层含水量，以便进行回采利用，本专利技术提供一种尾矿回采排水方法，该排水方法将管井降水、真空排水相结合，通过对排水顺序及时间的控制，有效的降低尾矿上下各层的含水量，从而可以快速满足回采要求，且受天气降有效小。为了解决上述问题，本专利技术提供的一种尾矿回采地下水排水的方法，其特征在于包括如下步骤：(1)根据施工场地勘测的地质数据以及施工设计图在管井井位施工直径为130～150mm的管井，其管井的布置间距为10～15m，管井深度8～10m，并在每个管井内布置单独的抽水泵和排水管；(2)在每个管井的周围建立多个真空井点，每个真空井点的直径为30～50mm，相邻两个真空井点的间距为2.5～3.5m，且邻近管井的真空井点距离管井的间距为2～4m；所述真空井点包括深度为6～8m的深井和深度3～5m的浅井，且深井与浅井交错布置；(3)建立真空排水系统，在每个真空井点内布置井点管，并在每个井口设置控制阀门，每排深井内的井点管和每排浅井内的井点管分别串联后并联到真空抽水装置连接，并通过阀门控制抽排水顺序；(4)在管井和真空井点布置好之后，开始进行抽水，首先通过步骤(1)中的管井和步骤(2)中的真空深井同时进行抽水，在抽水过程中真空抽水装置的真空度控制在0.7MPa以上；(5)在步骤(4)中抽水达到48～60小时后，打开步骤(2)中布置的真空浅井井口的控制阀，增加浅井真空井点的抽水，当真空抽水装置的真空度小于0.5MPa时，停止抽水；(6)在停止抽水后采取探井取样，测试不同深度土层含水量，当含水量满足要求后即可以进行回采开挖，当含水量不满足要求时，延长排水时间至满足要求为止。本专利技术较优的技术方案：所述步骤(1)中管井的施工步骤如下：a.按照井位平面设计测放井位，并采用钻机带清水钻进成孔，其钻孔过程中垂直度控制在1％以内，钻进至设计深度后终孔；b.下井管，采用PVC管，其下部设置长度2～3m的滤水管，管外包3层100目尼龙网，井管下在井孔中央，其管顶外露出地面45～55cm，并在井管周围填中粗砂滤料，填充高度至原地下水位线以上，井口以下0.4m～0.6m填粘土压实，井管外露部分连接抽水管和水泵；本专利技术较优的技术方案：所述步骤(2)中真空井点的施工步骤如下：a.按照井位平面设计测放井位，并采用钻机带清水钻进成孔，其钻孔过程中垂直度控制在1％以内，钻进至设计深度后终孔；b.下井管，采用钢管，连接方式采用焊接，井管下在井孔中央，管顶应外露出地面45～55cm；c.用塑料布封住管口，铁锹铲砾均匀抛撒在井管四周，填充高度至原地下水位线以上，填砾后，井口以下0.5m用粘土封口压实，防止漏气而降低降水效果；d.管路安装，沿井点管线外侧铺设集水毛管，并用止水胶带把干管连接起来，主干管连接水箱水泵，然后用胶管与主管连接好，再用10#铅丝绑好，防止管路不严漏气而降低整个管路的真空度；e.置泵试抽水：洗井抽出的水浑浊含砂，应沉淀排放，当井出清水后，正式进行抽水试验，在试抽时，应检查整个管网的真空度保持在55.0KPa以上。本专利技术较优的技术方案：所述步骤(6)中不同深度土层含水量的测试过程是在抽水前，通过在不同深度取土样，进行含水率测试并收集测试数据；在停止抽水后，再次在不同深度取土样，进行含水率测试，两者进行对比。本专利技术较优的技术方案：所述步骤(3)中多排串联的深井井点管和多排串联的浅井井点管并联后与真空抽水装置连接。本专利技术的原理是：本专利技术利用管井排除部分含水层重力水，辅以真空负压抽取尾矿层层间内重力水与结合水，加快排水速率，真空井点采取深井与浅井交错布置，分别用以排除不同深度尾矿内水分，通过深浅井排水顺序的控制有效且快速的降低尾矿含水量，一般粉砂层含水量小于20％，黏土含水量小于30％。本专利技术的有益效果：(1)本专利技术采用管井与真空抽水结合的方式进行排水，通过对井点的布置以及井管深度的设置，能够同时进行重力水和地层的结合水进行抽排，加快排水速率，大大提高降排水效率，降水时间短；(2)本专利技术的真空井点采取深井与浅井交错布置，分别用以排除不同深度尾矿内水分，通过深浅井排水顺序的控制有效且快速的降低尾矿上下各层的含水量，满足直接开挖要求；(3)本专利技术先采用管井排水和真空深井抽水同时对地层的重力水以及较深地层的结合水进行抽排；然后再加上真空浅井抽水继续对地层的重力水以及较浅地层的结合水进行抽排，并对抽排时间进行合理控制，通过对排水顺序及时间的控制，降低尾矿含水量，从而可以快速满足回采要求，且受天气降雨影响小；本专利技术采用真空井点和管井技术的结合，再通过深浅井的立体组合以及地面抽水控制系统，快速的降低了尾矿含水率，满足回采要求；该技术具有很好的应用价值，尤其适合尾矿库尾矿回采及其垃圾填埋场内地下水的排水。附图说明图1是本专利技术的平面示意图；图2是本专利技术的剖面图；图3是A试验区的井点平面布置图；图4是B试验区的井点平面布置图；图5是C试验区的井点平面布置图；图6是A试验区降水试验综合成果图；图7是B试验区降水试验综合成果图；图8是C试验区降水试验综合成果图。图中：1—阀门，2—排水管，3—抽真空装置，4—真空深井，5—管井，6—真空浅井，7—尾矿层。具体实施方式下面结合实施例对本专利技术做进一步说明。实施例具体是针对某矿山开挖回采项目，该矿区地处赣西北山区向赣抚平原过渡地带，1#库址所在的沟谷较为曲折，总体走向为NW、SE，自西北向东南倾斜。下游出口处纵坡缓慢，谷本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种尾矿回采地下水排水的方法，其特征在于，具体包括如下步骤：(1)根据施工场地勘测的地质数据以及施工设计图在管井井位施工直径为130～150mm的管井，其管井的布置间距为10～15m，管井深度8～10m，并在每个管井内布置单独的抽水泵和排水管；(2)在每个管井的周围建立多个真空井点，每个真空井点的直径为30～50mm，相邻两个真空井点的间距为2.5～3.5m，且邻近管井的真空井点距离管井的间距为2～4m；所述真空井点包括深度为6～8m的深井和深度3～5m的浅井，且深井与浅井交错布置；(3)建立真空排水系统，在每个真空井点内布置井点管，并在每个井口设置控制阀门，每排深井内的井点管和每排浅井内的井点管分别串联后并联到真空抽水装置连接，并通过阀门控制抽排水顺序；(4)在管井和真空井点布置好之后，开始进行抽水，首先通过步骤(1)中的管井和步骤(2)中的真空深井同时进行抽水，在抽水过程中真空抽水装置的真空度控制在0.7MPa以上；(5)在步骤(4)中抽水达到48～60小时后，打开步骤(2)中布置的真空浅井井口的控制阀，增加浅井真空井点的抽水，当真空抽水装置的真空度小于0.5MPa时，停止抽水；(6)在停止抽水后采取探井取样，测试不同深度土层含水量，当含水量满足要求后即可以进行回采开挖，当含水量不满足要求时，延长排水时间至满足要求为止。...

【技术特征摘要】
1.一种尾矿回采地下水排水的方法，其特征在于，具体包括如下步骤：(1)根据施工场地勘测的地质数据以及施工设计图在管井井位施工直径为130～150mm的管井，其管井的布置间距为10～15m，管井深度8～10m，并在每个管井内布置单独的抽水泵和排水管；(2)在每个管井的周围建立多个真空井点，每个真空井点的直径为30～50mm，相邻两个真空井点的间距为2.5～3.5m，且邻近管井的真空井点距离管井的间距为2～4m；所述真空井点包括深度为6～8m的深井和深度3～5m的浅井，且深井与浅井交错布置；(3)建立真空排水系统，在每个真空井点内布置井点管，并在每个井口设置控制阀门，每排深井内的井点管和每排浅井内的井点管分别串联后并联到真空抽水装置连接，并通过阀门控制抽排水顺序；(4)在管井和真空井点布置好之后，开始进行抽水，首先通过步骤(1)中的管井和步骤(2)中的真空深井同时进行抽水，在抽水过程中真空抽水装置的真空度控制在0.7MPa以上；(5)在步骤(4)中抽水达到48～60小时后，打开步骤(2)中布置的真空浅井井口的控制阀，增加浅井真空井点的抽水，当真空抽水装置的真空度小于0.5MPa时，停止抽水；(6)在停止抽水后采取探井取样，测试不同深度土层含水量，当含水量满足要求后即可以进行回采开挖，当含水量不满足要求时，延长排水时间至满足要求为止。2.根据权利要求1所述的一种尾矿回采地下水排水的方法，其特征在于所述步骤(1)中管井的施工步骤如下：a.按照井位平面设计测放井位，并采用钻机带清水钻进成孔，其钻孔过程中垂直度控制在1％以内，钻进至设计深度后终孔；b.下井管，采用PVC管...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵建海，严稳平，詹建华，崔军，
申请(专利权)人：中冶集团武汉勘察研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北,42