[發明專利]一種露天煤礦地下水庫、水庫儲水體及水庫庫容計算方法

有效

• 申請號: 201810985153.4
• 申請日: 2018-08-28
• 公開（公告）號: CN109057861B
• 公開（公告）日: 2023-07-04
• 發明（設計）人: 劉曉麗;孫歡;王恩志;張建民;陳陽
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: E21F17/16
• 分類號: E21F17/16
• 代理公司: 北京中強智尚知識產權代理有限公司 11448
• 代理人: 黃耀威

1.一種露天煤礦地下水庫儲水體，其特征在于：所述儲水體包括三層儲水體，由地下水庫庫底向上依次交錯式設置，所述儲水體之間及其周圍采用露天煤礦內排土填充，每層所述儲水體由2-6排預制管涵交錯堆疊而成，所述預制管涵之間的堆疊間隙采用碎石填充，所述預制管涵上設置多排涵孔，每排涵孔的個數為4-8個，均勻設置在所述預制管涵同一圓周上，每兩排涵孔之間設置中心孔，便于所述預制管涵之間導水，位于露天煤礦四周邊界的預制管涵側壁不設置涵孔，以保證地下水庫有效儲水。

2.根據權利要求1所述的露天煤礦地下水庫儲水體，其特征在于：所述預制管涵的內徑為1.5-1.8m，外徑為1.9-2.2m，壁厚0.4-0.7m，所述預制管涵的長度為40-60m，所述預制管涵上的每排涵孔的間距為1.5-2.0m，所述涵孔的孔徑為16cm。

3.根據權利要求1所述的露天煤礦地下水庫儲水體，其特征在于：所述預制管涵由碎石和中粗砂作為骨料與水泥配比成混凝土，再用甲級冷拔低碳鋼螺旋狀鋼筋作加強筋預制而成。

4.一種露天煤礦地下水庫，其特征在于：包括權利要求1-3任一項所述的儲水體，以及心墻擋水壩；所述心墻擋水壩根據露天煤礦內排土場位置，選址在采區邊界，不同地下水庫的心墻擋水壩朝向剝離區方向依次構筑；每個地下水庫設置所述儲水體，所述儲水體包括三層儲水體，由地下水庫庫底向上依次交錯式設置，每層所述儲水體由2-6排預制管涵交錯堆疊而成，所述預制管涵之間的堆疊間隙采用碎石填充，所述預制管涵上設置多排涵孔，每排涵孔的個數為4-8個，均勻設置在所述預制管涵同一圓周上，每兩排涵孔之間設置中心孔，便于所述預制管涵之間導水，位于露天煤礦四周邊界的預制管涵側壁不設置涵孔，以保證地下水庫有效儲水；所述儲水體之間及其周圍采用露天煤礦內排土填充至與所述心墻擋水壩高度相同，不同地下水庫庫間設有輸水管網，方便不同地下水庫之間調水。

5.根據權利要求4所述的露天煤礦地下水庫，其特征在于：所述心墻擋水壩為混凝土重力壩或土石重力壩，分階段澆筑和碾壓而成，所述心墻擋水壩的壩頂寬度為10-15m，壩坡角度為87o，心墻擋水壩底部邊緣與庫底防滲鋪設底部邊緣之間的垂直距離H_b為10-15m，壩體高度H_N與露天煤礦坑深H的關系為H=H_N+10m，壩體最大寬度W與露天煤礦坑深H的關系為W=20m+(H-10m)/tan87°。

6.根據權利要求4所述的露天煤礦地下水庫，其特征在于：所述地下水庫庫底設置庫底防滲層，所述庫底防滲層采用露天煤礦表層剝離的黑粘泥碾壓鋪設而成。

7.一種權利要求4-6任一項所述的露天煤礦地下水庫庫容的計算方法，其特征在于，包括如下步驟：

采集露天煤礦內排土場的排土高度D_m，通過公式N=D_m/2*3.8計算所述露天煤礦交錯式地下水庫的分布數目N；

采集露天煤礦內排土場的最小寬度W_m，通過公式N_C=W_m/2*1.9計算所述露天煤礦內排土場的單個地下水庫所需的所述儲水體的預制管涵數目N_C；

將露天煤礦內排土場的地下水庫庫容依次記為V_R1、V_R2、…、V_Rn，采集露天煤礦內排土場不同位置的所述儲水體中堆疊的預制管涵的長度L_Rn、然后通過如下公式計算所述露天煤礦內排土場的地下水庫總庫容：

V_R=?V_R1?+?V_R2?+?…?+?V_Rn=[π×(1.5/2)²]×(L_R1+?L_R2+…+?L_Rn)×N_C；

其中，N和N_C四舍五入取整數，?n代表地下水庫庫號。