[发明专利]矸石充填复垦方法

权利要求书

1.一种矸石充填复垦方法，其特征在于，包括：

依据矸石与黄土的热物性参数，确定黄土层与矸石层充填厚度比例；

依据所述充填厚度比例，确定所述黄土层对应的第一厚度与所述矸石层对应的第二厚度；

在冲沟区域内的最底层充填厚度为所述第一厚度的矸石并碾压平整，形成第一矸石层；

在所述第一矸石层表面喷射混凝土砂浆，形成第一混凝土砂浆层，所述混凝土砂浆包括矸石、水泥、中砂；

在所述第一混凝土砂浆层上方覆盖厚度为所述第二厚度的黄土并碾压平整，形成第一黄土层；

在所述第一黄土层上方覆盖上表土并碾压平整，形成表土层。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：

在充填时预留多用孔，以便通过所述多用孔进行注浆；

所述多用孔按照预设间距设置，所述预设间距是依据注浆液的扩散半径确定的。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述注浆液扩散半径是通过如下计算式确定的：

其中，r表示所述注浆液扩散半径，p表示所述矸石层内矸石的孔隙度，K表示所述矸石层的渗透系数，a表示预设注浆段长度，ΔP表示注浆压力，R表示所述矸石层内的多用孔的半径，q表示注浆泵的泵量，t表示达到所述注浆压力所用的注浆时间。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述在所述第一黄土层上方覆盖上表土并碾压平整，形成表土层，包括：

在所述第一黄土层上方覆盖厚度为所述第一厚度的矸石并碾压平整，形成第二矸石层；

在所述第二矸石层表面喷射混凝土砂浆，形成第二混凝土砂浆层；

在所述第二混凝土砂浆层上方覆盖厚度为所述第二厚度的黄土并碾压平整，形成第二黄土层；

在所述第二黄土层上方覆盖上表土并碾压平整，形成所述表土层。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述依据矸石与黄土的热物性参数，确定黄土层与矸石层充填厚度比例，包括：

根据矸石与黄土不同充填厚度比例下矸石的传热过程，通过数值模拟软件确定在不同充填厚度比例下是否会向所述矸石层的中心进行热传递，以确定所述充填厚度比例。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述依据所述充填厚度比例，确定所述矸石层对应的第二厚度，包括：

根据所述充填厚度比例以及所述矸石的堆积量，确定所述矸石层的初始厚度；

确定所述矸石压实前的第一孔隙度，以及所述矸石压实后的第二孔隙度；

依据所述第一孔隙度和所述第二孔隙度，计算所述矸石压实前后的高度差；

依据所述初始厚度和所述高度差确定所述矸石层对应的第二厚度。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述是通过如下计算式确定的：

其中，Δh表示所述高度差，p₁表示所述第一孔隙度，p₂表示所述第二孔隙度，h表示所述矸石层的初始厚度。

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述在冲沟区域的最底层充填厚度为所述第一厚度的矸石并碾压平整前，还包括：

在所述冲沟区域内表面喷射混凝土砂浆。

9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述在冲沟区域内的最底层充填厚度为所述第一厚度的矸石并碾压平整前，还包括：

根据所述充填厚度比例及所述冲沟区域地形特点，确定目标设计高程及目标总挖方量、目标总填方量。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述根据所述充填厚度比例及所述冲沟区域地形特点，确定目标设计高程及目标总挖方量、目标总填方量，包括：

测量所述冲沟区域的地面高程散点数据；

依据所述地面高程散点数据，编辑所述冲沟区域的地形图，并提取特征线；

依据所述地形图、所述特征线，建立数字高程模型；

基于所述数字高程模型，确定挖填平衡情况下的初始设计高程；

调整所述初始设计高程，使总挖方量与总填方量的比值等于所述黄土层厚度与所述矸石层、所述黄土层总厚度的比值，并将此时的设计高程确定为所述目标设计高程，将此时的总挖方量确定为所述目标总挖方量，将此时的总填方量确定为所述目标总填方量。