[发明专利]一种北方露天煤矿水资源存储及调配方法

说明书

一种北方露天煤矿水资源存储及调配方法，包括如下步骤：(1)7月以后，在内排土场并列布置两块矩形储水区；底部铺设人工隔水层；各个储水区的人工隔水层相互连接；(2)人工隔水层上方铺放含水层；在每个储水区边缘布置阻水挡墙，中部布置垂直取水井；(3)随着内排土场推进，连续并列布置两个储水区；(4)当年秋末最低气温下降后，将矿坑排水输送至储水区，至表层出现积水时停注；(5)冬季冰冻时期，继续向储水区注水；(6)次年春季使用水泵从取水井中将储水抽取输送到矿区需水地点。本发明的有益效果为：储水区靠近水源及用水地点，水资源存储及调配距离短，且储水系统构建与露天矿剥离物排弃一体化，成本低。

技术领域

本发明涉及一种煤矿水资源存储调配方法，具体是一种北方露天煤矿水资源存储及调配方法，属于煤矿开采领域。

背景技术

露天煤矿内排土场是指将剥离物运输排弃至采空区而形成的一种排土场。通常情况下，在露天煤矿采矿与剥离工程保持动态平衡时，内排土场的高度与地表高度相同或者十分接近。

我国北方地区冬季寒冷，春季多风，气候干燥，降水稀少。该地区露天煤矿在春季、夏季内排土场复垦时需水量较大，地表水与地下水供应量有限，尤其是春季植物生长需水较大时，矿山自身的供水量很难满足矿山土地复垦用水，需进行水资源的调配工作。这样一方面会使得矿山生产成本大幅增加，另一方面，冬季寒冷，内排土场复垦工作停止，同时，为避免对冻土层的穿孔爆破过程，剥离工作同时停止，矿山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。因此急需通过技术改造对矿区水资源进行综合调配，满足不同季节的用水需求，降低矿山生产成本。

另外，粘土作为具有较强黏性的一种土壤，有着较好的可塑性，尤其是经压实后隔水效果良好；沙土也具有土质疏松，空隙大，透水透气性好等多种优点。但是，我国北方露天煤矿剥离物中含有大量的粘土以及沙土，目前均采用直接排弃的方式，很少会对黏土及沙土回收再利用，这也造成了浪费。

发明内容

针对上述现有技术存在的问题，本发明的目的是提供一种北方露天煤矿水资源存储及调配方法，以提高露天煤矿水资源的存储和调配，利用内排土场，减少对煤矿土地面积的浪费，降低水资源调配的成本。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种北方露天煤矿水资源存储及调配方法，包括如下几个步骤：

(1)在北纬40.5°以北地区范围内的露天煤矿，当年7月以后，在露天煤矿内排土场排弃至距离地表高度8米-10米高度时，在内排土场并列布置两块矩形储水区；在其底部铺设厚度为3米-5米的压实粘土层，为人工隔水层，所述人工隔水层下表面与上表面分别布置水分传感器；每块储水区内的人工隔水层设置水利坡度，储水区中心的人工隔水层水平高度最低，储水区边缘的人工隔水层水平高度最高；各个储水区的人工隔水层之间相互连接，且人工隔水层在位于露天矿端帮底部位置与原始地层中的隔水层相连接，各个储水区周围均留出施工道路；

(2)人工隔水层上方继续铺放排弃的沙质土或者沙土作为含水层，所述含水层经排弃至距离露天矿内排土场地表高度0.5-1米位置时停止；在储水区地表边缘使用露天矿泥状剥离物堆砌高度20-30厘米、底宽1米的阻水挡墙；同时在每个储水区中心位置布置垂直取水井，所述取水井井筒底部安装过滤网，所述过滤网底部与人工隔水层上表面相平，井筒采用直径为1米的预制混凝土管，取水井最上部混凝土管上表面高出所述含水层表面0.5-1米；

(3)随着内排土场在露天矿推进方向不断延伸，再连续并列布置另外两块储水区，且露天矿推进方向由所述内排土场指向采场；

(4)当年秋季末期，露天矿剥离工作停止，待空气最低温度下降至零下5度到零下10度后，将地表径流或者坑底涌水通过管路输送至储水区，直至储水区表层出现5-10厘米积水且取水井中的水面与含水层上表面相平时停止注水；