【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及高潜水位采煤塌陷地综合治理，具体是涉及一种埋管抽水式采煤塌陷地治理装置及方法。
技术介绍
1、煤炭资源属于国家重要的战略储备能源，其占一次性能源生产和消费的比例约70％，与石油能源一并成为全球一次性能源消费的主力。然而，在煤炭资源的开采过程中，其作为埋藏于地下的自然资源，必然对地表耕地造成一定的塌陷影响，尤其是处于我国华东地区安徽、江苏、山东、河南、河北等省的高潜水位平原粮煤复合矿区，煤炭开采主要以长壁工作面、全陷落法管理顶底板，加之开采强度和开采规模的日益增大，导致采煤区地面沉陷严重，耕地积水面积较大。
2、现有的高潜水位采煤塌陷地治理方法存在着客土来源不足、充填物料易造成二次污染、排水困难等技术方面的问题。因此，专利技术一种埋管抽水式采煤塌陷地治理装置及方法解决上述问题显得非常必要。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是提供一种埋管抽水式采煤塌陷地治理装置及方法，以解决上述现有技术存在的问题，真正将采煤塌陷地积水区变成耕地，无需客土和充填物料，避免造成二次污染，同时降低排水难度。
2、为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：
3、本专利技术提供了一种埋管抽水式采煤塌陷地治理装置，包括挡水墙、抽排水组件、集水管和多个埋管，所述挡水墙围护于采煤塌陷地积水区四周，且所述挡水墙的表面设有防水层，所述集水管和多个所述埋管均铺设于所述采煤塌陷地积水区内，且各所述埋管的一端均与所述集水管连通，各所述埋管的另一端向远离所述集水管的方向延伸，所
4、优选的，所述挡水墙内部为c25水泥混凝土和hrb400钢筋制成。
5、优选的，所述挡水墙的上端超出地表1m。
6、优选的，所述抽排水组件包括抽水管、抽水泵站和排水管涵，所述抽水管的下端与所述集水管连通，所述抽水管的上端与所述抽水泵站的进水口连通，所述抽水泵站的出水口与所述排水管涵连通。
7、优选的，所述抽排水组件还包括安装于所述抽水管下端的水位自动监测器，所述水位自动监测器与所述抽水泵站电连接。
8、优选的，所述集水管与所述埋管之间通过三通管连接，所述集水管为pvc集水管，且所述集水管直径为80cm。
9、优选的，所述埋管为pvc埋管，且所述埋管的直径为20cm，所述渗水孔的直径为1mm，所述埋管上的所述渗水孔的孔间距为1cm。
10、优选的，所述过滤层包括位于下方的粗砂层和位于上方的碎石层，所述粗砂层的厚度为30cm，所述碎石层的厚度为20cm。
11、本专利技术还提供一种基于上述技术方案中任一项所述的埋管抽水式采煤塌陷地治理装置的治理方法，包括以下步骤：
12、s1.对采煤塌陷地积水区分析是否稳沉，确认塌陷稳沉的，调查所述采煤塌陷地积水区周边未受影响的耕地平均海拔高度、丰水期潜水位海拔高度、所述采煤塌陷地积水区最深地面海拔高度及地下水水流方向及浅层含水层埋深，圈定适宜采取埋管抽水的所述采煤塌陷区治理的范围；
13、s2.在所述采煤塌陷地积水区盆地四周，修筑挡水墙，所述挡水墙高度超出地表，深度超过浅层含水层埋深，长度超过所述采煤塌陷地积水区长度，并对所述挡水墙表面做好防水；
14、s3.根据所述采煤塌陷地积水区的面积对所述采煤塌陷地积水区进行划方分割，形成至少两个区块，采用装满沙土的编织袋向前填埋，制成人工挡水墙；将首先治理区块内的水排到其它区块内，交替进行施工；采用施工机械对所述采煤塌陷地积水区按最深处向下开挖1m的土方，沿所述挡水墙平行方向开挖多条埋管地槽，垂直于所述埋管地槽方向，开挖一条集水管地槽，所述埋管地槽和所述集水管地槽的坡度均为5°；
15、s4.在各所述埋管地槽内依次铺设各埋管，在所述集水管地槽内铺设集水管，并使用三通管连接所述埋管终端与所述集水管；
16、s5.各所述埋管地槽内铺设过滤层，其中下部为粗砂层，上部为碎石层，然后用生土压实，表层覆盖预留的耕土层，进行土壤重构，并进行土地平整；
17、s6.在所述采煤塌陷地积水区周边修筑一座抽水泵站，所述抽水泵站通过一根直立的抽水管与所述集水管相连，在所述抽水泵站的一侧修筑排水管涵以方便抽水的外排；在所述抽水管底部安装一部水位自动监测器，使用所述水位自动监测器将所述集水管内水位信息实时传输至所述抽水泵站；
18、s7.对所述采煤塌陷地积水区的治理区域进行土地平整，规划生产道路、管涵、电力配套设施，通过所述埋管抽水降低水位，满足耕种要求；在枯水期，所述抽水泵站根据所述水位自动监测器指令工作；在丰水期，所述采煤塌陷地积水区积水下渗、过滤，并由所述埋管汇至所述集水管，所述水位自动监测器监测到所述集水管水位低于治理后耕地海拔高度1m时，所述抽水泵站开启工作模式，持续抽取所述集水管内积水，并通过所述排水管涵外排，实现所述塌陷地积水区的人工降水和排水。
19、本专利技术相对于现有技术取得了以下技术效果：
20、1.本专利技术真正使采煤塌陷地积水区变成耕地，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，有效增加了耕地恢复面积；以往深度积水区很多是耕地甚至永久基本农田，之前只能作为水库或湿地治理，耕地数量减少；埋管抽水治理方式最大限度地恢复了耕地面积；
21、2.本专利技术通过设计过滤层、埋管、集水管和抽水泵站等，在地下形成一个贯通的渗水、集水、排水系统，便于丰水期塌陷区的降水、排涝；
22、3.本专利技术中挡水墙表面做好防水，内部选用c25一级水泥混凝土材质，并配有hrb400钢筋，强度高、寿命长且环保无污染；土壤为就地取材自给自足，无需客土和充填物料，避免二次污染；生土、耕植土按顺序填充，容易恢复土壤肥力；
23、4.本专利技术中埋管地槽内铺设50cm厚的过滤层，其中下部为30cm厚的粗砂层，上部为20cm厚的碎石层，可保持埋管和集水管的硬度和强度，同时可延长使用寿命，能承载一般农用机械耕作压力。
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1.一种埋管抽水式采煤塌陷地治理装置，其特征在于：包括挡水墙、抽排水组件、集水管和多个埋管，所述挡水墙围护于采煤塌陷地积水区四周，且所述挡水墙的表面设有防水层，所述集水管和多个所述埋管均铺设于所述采煤塌陷地积水区内，且各所述埋管的一端均与所述集水管连通，各所述埋管的另一端向远离所述集水管的方向延伸，所述埋管上设有多个渗水孔，且所述埋管上方覆盖有过滤层，所述抽排水组件的一端与所述集水管连通，所述抽排水组件的另一端向所述采煤塌陷地积水区外部延伸。
2.根据权利要求1所述的埋管抽水式采煤塌陷地治理装置，其特征在于：所述挡水墙内部为C25水泥混凝土和HRB400钢筋制成。
3.根据权利要求1所述的埋管抽水式采煤塌陷地治理装置，其特征在于：所述挡水墙的上端超出地表1m。
4.根据权利要求1所述的埋管抽水式采煤塌陷地治理装置，其特征在于：所述抽排水组件包括抽水管、抽水泵站和排水管涵，所述抽水管的下端与所述集水管连通，所述抽水管的上端与所述抽水泵站的进水口连通，所述抽水泵站的出水口与所述排水管涵连通。
5.根据权利要求4所述的埋管抽水式采煤塌陷地
6.根据权利要求1所述的埋管抽水式采煤塌陷地治理装置，其特征在于：所述集水管与所述埋管之间通过三通管连接，所述集水管为PVC集水管，且所述集水管直径为80cm。
7.根据权利要求1所述的埋管抽水式采煤塌陷地治理装置，其特征在于：所述埋管为PVC埋管，且所述埋管的直径为20cm，所述渗水孔的直径为1mm，所述埋管上的所述渗水孔的孔间距为1cm。
8.根据权利要求1所述的埋管抽水式采煤塌陷地治理装置，其特征在于：所述过滤层包括位于下方的粗砂层和位于上方的碎石层，所述粗砂层的厚度为30cm，所述碎石层的厚度为20cm。
9.一种基于权利要求1-8中任一项所述的埋管抽水式采煤塌陷地治理装置的治理方法，其特征在于：包括以下步骤：
...【技术特征摘要】
1.一种埋管抽水式采煤塌陷地治理装置，其特征在于：包括挡水墙、抽排水组件、集水管和多个埋管，所述挡水墙围护于采煤塌陷地积水区四周，且所述挡水墙的表面设有防水层，所述集水管和多个所述埋管均铺设于所述采煤塌陷地积水区内，且各所述埋管的一端均与所述集水管连通，各所述埋管的另一端向远离所述集水管的方向延伸，所述埋管上设有多个渗水孔，且所述埋管上方覆盖有过滤层，所述抽排水组件的一端与所述集水管连通，所述抽排水组件的另一端向所述采煤塌陷地积水区外部延伸。
2.根据权利要求1所述的埋管抽水式采煤塌陷地治理装置，其特征在于：所述挡水墙内部为c25水泥混凝土和hrb400钢筋制成。
3.根据权利要求1所述的埋管抽水式采煤塌陷地治理装置，其特征在于：所述挡水墙的上端超出地表1m。
4.根据权利要求1所述的埋管抽水式采煤塌陷地治理装置，其特征在于：所述抽排水组件包括抽水管、抽水泵站和排水管涵，所述抽水管的下端与所述集水管连通，所述抽水管的上端与所述抽水泵站的进水口连通，...
【专利技术属性】
技术研发人员：董周宾，王志亮，蔡图，薄怀志，谭现锋，郑国建，胡绍豪，张慧敏，
申请(专利权)人：山东省地矿建设有限公司，
类型：发明
国别省市：
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