【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于富水露天矿山边帮疏水施工方法，尤其涉及富水露天矿山用水平井和地表垂直井联合疏水方法。
技术介绍
1、矿山露天采矿形成的矿坑是区域地下水的汇集场所，地下水向矿坑的渗漏不但影响采矿活动，而且严重威胁边帮的安全稳定。因此，矿山露天开采过程中始终要对富水边帮的地下水进行抽排，传统疏水方式是在矿坑周边地表布设多排垂向疏干井，通过井中抽水实现地下水的疏排。然而随矿区水平开采范围逐年扩张，地表垂向疏干井因矿山剥采施工而废弃，每年不得不重新施工新的疏干井，造成极大投资；另外，多排地表垂向疏干井受越流效应、汇水功能和水泵工作方式制约，疏水效果难以达到预期。如何高效持续排水，保证矿区作业安全成为亟待解决的难题。
2、为了解决传统地表垂向疏干井投资过大和疏水效果较差的问题，我们合理的提出一种针对富水露天矿山边帮的深部水平井和地表垂直井联合疏水方法。深部水平井和地表垂直井分别布设在露天矿山采矿边界附近的地下含水层底板和地表。布设间距合理的地表垂直井通过抽水降低地下水水位。深部水平井沿着边坡走向布设在疏干井和露天矿山边帮之间的地下含水层底板，用来汇集受疏干井越流效应、汇水功能和水泵工作方式制约而无法抽取的地下水。深部水平井采用水平定向钻机施工。水平定向钻机是在不开挖地表面的条件下，以相对于地面较小的入射角钻入地层形成孔径较小的近水平先导孔，然后将先导孔采用回拉扩孔的方式扩径至所需大小并铺设管道的一项技术。其具有施工速度更快、管道连续且适用面广、整体性好、施工安全性好、减少了施工工作井的时间和费用的特点。
3、目前，采
技术实现思路
1、本专利技术的目的是提供一种针对露天煤矿的水平定向钻和疏干井联合排水方法，以解决上述问题。
2、为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：
3、富水露天矿山用水平井和地表垂直井联合疏水方法，包括如下步骤：
4、步骤一，对露天矿山周边进行水文地质勘察，探明水文地质条件，确定地表垂直疏干井的位置及深度、井径等参数，采用普通地质钻机施工地表垂直疏干井；
5、步骤二，对于地表垂直疏干井抽水后仍有地下水渗入的矿坑边帮区域，在疏干井和矿坑之间采用水平定向钻机施工深部水平疏干井，在含水层底部形成水平向集水管道；
6、步骤三，在所述水平向集水管道上打入若干渗水收集花管；
7、步骤四，在所述水平向集水管道内设置水压计和安装抽水设备；
8、步骤五，当所述水压计检测到水压升高设定参数后，通过所述抽水设备进行排水；
9、步骤六，所述水平向集水管道和所述地表垂直疏干井进行协同持续抽水。
10、优选的，所述步骤一中，查明工程地质条件、水文地质条件后，进行抽水试验测量地下水稳定液位和流量，通过数值模拟反演渗流相关参数，基于渗流相关参数反演结果，确定若干所述地表垂直疏干井的间距、与矿坑边界的距离、深度及井径等参数。
11、优选的，所述步骤二中，根据现场勘测、测量放线，确定所述水平向集水管道的导向线，确保水平定向钻钻孔位于含水层底板，所述导向线自中间位置向两侧下方倾斜，坡度为0.5％。
12、优选的，所述步骤二中，做好钻机调试工作并试钻，设备运行正常后，沿所述导向线正式钻孔后，将所述水平向集水管道埋入钻孔内。
13、优选的，根据水文地质情况、工程地质条件确定所述渗水收集花管数量、埋深及位置，并在指定位置钻孔，在所述水平向集水管道埋入后由地表进行竖向钻孔，加工出所述水平向集水管道上的渗水孔，并使所述渗水孔与所述渗水收集花管对应并连通。
14、优选的，在所述渗水收集花管管身包裹透水滤网，以防砂土堵塞花管，并于水平向集水管道中堆积。
15、优选的，设定所述水压计上限值和下限值，当水位达到设定最大高度后，所述水压计检测到水压达到上限值，启动水泵排水；
16、当水位达到设定最低高度后，所述水压计检测到水压达到下限值，停止水泵排水。
17、与现有技术相比，本专利技术具有如下优点和技术效果：
18、使用时，相比普通多排地表垂直疏干井排水法，水平向集水管道直径大，能快速进行钻孔施工进行汇水排水，及时解决矿坑边界涌水问题，避免因涌水影响作业安全造成工程延期，工期短、成本低、安全可靠；通过在勘察阶段进行地下水流量统计，能够精确反演砂层与下伏地层分界面，对垂直疏干井以及水平向集水管道的设计和施工以及后续开采均有指导意义，水平向集水管道设置好以后，汇集一定水后进行抽水，可以有效规避疏干井的井群效应，利于提升排水效率，在水平向集水管道底部设置水压计，通过压力数值变化确定水平向集水管道中水位，进而设置开始与停止抽水的压力值，利于提升排水效率。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.富水露天矿山用水平井和地表垂直井联合疏水方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的富水露天矿山用水平井和地表垂直井联合疏水方法，其特征在于：所述步骤一中，查明工程地质条件、水文地质条件后，进行抽水试验测量地下水稳定液位和流量，通过数值模拟反演渗流相关参数，基于渗流相关参数反演结果，确定若干所述地表垂直疏干井(2)的间距、与矿坑边界(3)的距离、深度及井径等参数。
3.根据权利要求1所述的富水露天矿山用水平井和地表垂直井联合疏水方法，其特征在于：所述步骤二中，根据现场勘测、测量放线，确定所述水平向集水管道(1)的导向线，确保水平定向钻钻孔位于含水层底板，所述导向线自中间位置向两侧下方倾斜，坡度为0.5％。
4.根据权利要求3所述的富水露天矿山用水平井和地表垂直井联合疏水方法，其特征在于：所述步骤二中，做好钻机调试工作并试钻，设备运行正常后，沿所述导向线正式钻孔后，将所述水平向集水管道(1)埋入钻孔内。
5.根据权利要求1所述的富水露天矿山用水平井和地表垂直井联合疏水方法，其特征在于：根据水文地质情况、工程地质条件确
6.根据权利要求1所述的富水露天矿山用水平井和地表垂直井联合疏水方法，其特征在于：在所述渗水收集花管(5)管身包裹透水滤网(21)，以防砂土堵塞花管，并于水平向集水管道(1)中堆积。
7.根据权利要求1所述的富水露天矿山用水平井和地表垂直井联合疏水方法，其特征在于：设定所述水压计(7)上限值和下限值，当水位达到设定最大高度后，所述水压计(7)检测到水压达到上限值，启动水泵排水；
...【技术特征摘要】
1.富水露天矿山用水平井和地表垂直井联合疏水方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的富水露天矿山用水平井和地表垂直井联合疏水方法，其特征在于：所述步骤一中，查明工程地质条件、水文地质条件后，进行抽水试验测量地下水稳定液位和流量，通过数值模拟反演渗流相关参数，基于渗流相关参数反演结果，确定若干所述地表垂直疏干井(2)的间距、与矿坑边界(3)的距离、深度及井径等参数。
3.根据权利要求1所述的富水露天矿山用水平井和地表垂直井联合疏水方法，其特征在于：所述步骤二中，根据现场勘测、测量放线，确定所述水平向集水管道(1)的导向线，确保水平定向钻钻孔位于含水层底板，所述导向线自中间位置向两侧下方倾斜，坡度为0.5％。
4.根据权利要求3所述的富水露天矿山用水平井和地表垂直井联合疏水方法，其特征在于：所述步骤二中，做好钻机调试工作并试钻，设备运行正常后，沿所...
【专利技术属性】
技术研发人员：赵立春，张国华，贺希格图，徐勇超，訾翔越，华东杰，熊峰，
申请(专利权)人：扎鲁特旗扎哈淖尔煤业有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。