[發(fā)明專(zhuān)利]一種露天煤礦地下水庫(kù)、水庫(kù)儲(chǔ)水體及水庫(kù)庫(kù)容計(jì)算方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810985153.4
• 申請(qǐng)日: 2018-08-28
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN109057861B
• 公開(kāi)（公告）日: 2023-07-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉曉麗;孫歡;王恩志;張建民;陳陽(yáng)
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 清華大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): E21F17/16
• 分類(lèi)號(hào): E21F17/16
• 代理公司: 北京中強(qiáng)智尚知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11448
• 代理人: 黃耀威

本發(fā)明提供了一種露天煤礦地下水庫(kù)儲(chǔ)水體，所述儲(chǔ)水體由2?6排預(yù)制管涵從所述地下水庫(kù)庫(kù)底向上依次交錯(cuò)堆疊而成，所述預(yù)制管涵之間的堆疊間隙采用礫石或毛石填充，所述預(yù)制管涵上設(shè)置多排涵孔，每排涵孔的個(gè)數(shù)為4?8個(gè)，均勻設(shè)置在所述預(yù)制管涵同一圓周上，每排涵孔排間設(shè)有中心孔，便于各所述預(yù)制管涵之間導(dǎo)水，位于所述地下水庫(kù)四周邊界的預(yù)制管涵外壁不設(shè)置涵孔，以保證地下水庫(kù)有效儲(chǔ)水。本發(fā)明還提供了一種以所述預(yù)制管涵作儲(chǔ)水體的露天煤礦地下水庫(kù)及其庫(kù)容計(jì)算方法。本發(fā)明提供的以預(yù)制管涵作儲(chǔ)水體的露天煤礦地下水庫(kù)，其庫(kù)容大、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，且?guī)烊萦?jì)算方便而精確。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于礦業(yè)工程與水利工程交叉技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種露天煤礦地下水庫(kù)、水庫(kù)儲(chǔ)水體及水庫(kù)庫(kù)容計(jì)算方法。

背景技術(shù)

露天煤礦開(kāi)采面臨土地沙漠化、地下水流失和水質(zhì)污染等環(huán)境問(wèn)題，煤礦地下水庫(kù)建設(shè)為礦井水潔凈處理、有效儲(chǔ)存與分質(zhì)利用提供了工程技術(shù)途徑。國(guó)內(nèi)已建成的地下水庫(kù)主要針對(duì)井工礦井進(jìn)行建設(shè)，已公開(kāi)的專(zhuān)利涉及露天煤礦地下水庫(kù)建設(shè)主要是以毛石或其它多孔介質(zhì)作為儲(chǔ)水材料、充填形成多層狀的儲(chǔ)集空間，施工建設(shè)與內(nèi)排土作業(yè)同步進(jìn)行，空間層位特征為分布式，此類(lèi)地下水庫(kù)以毛石或其它多孔介質(zhì)作為濾層和儲(chǔ)水體，施工簡(jiǎn)單，建造成本低，但此類(lèi)水庫(kù)具有庫(kù)容小和結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定的缺點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種庫(kù)容大、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的露天煤礦地下水庫(kù)、水庫(kù)儲(chǔ)水體及水庫(kù)庫(kù)容計(jì)算方法。

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種露天煤礦地下水庫(kù)儲(chǔ)水體，所述儲(chǔ)水體包括三層儲(chǔ)水體，由地下水庫(kù)庫(kù)底向上依次交錯(cuò)式設(shè)置，所述儲(chǔ)水體之間及其周?chē)捎寐短烀旱V內(nèi)排土填充，每層所述儲(chǔ)水體由2-6排預(yù)制管涵交錯(cuò)堆疊而成，所述預(yù)制管涵之間的堆疊間隙采用碎石填充，所述預(yù)制管涵上設(shè)置多排涵孔，每排涵孔的個(gè)數(shù)為4-8個(gè)，均勻設(shè)置在所述預(yù)制管涵同一圓周上，每?jī)膳藕字g設(shè)置中心孔，便于所述預(yù)制管涵之間導(dǎo)水，位于露天煤礦四周邊界的預(yù)制管涵側(cè)壁不設(shè)置涵孔，以保證地下水庫(kù)有效儲(chǔ)水。

進(jìn)一步地，所述預(yù)制管涵的內(nèi)徑為1.5-1.8m，外徑為1.9-2.2m，壁厚0.4-0.7m，所述預(yù)制管涵的長(zhǎng)度為40-60m，所述預(yù)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。

進(jìn)一步地，所述預(yù)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(jí)冷拔低碳鋼螺旋狀鋼筋作加強(qiáng)筋預(yù)制而成。

本發(fā)明提供了一種露天煤礦地下水庫(kù)，包括所述儲(chǔ)水體，以及心墻擋水壩；所述心墻擋水壩根據(jù)露天煤礦內(nèi)排土場(chǎng)位置，選址在采區(qū)邊界，不同地下水庫(kù)的心墻擋水壩朝向剝離區(qū)方向依次構(gòu)筑；每個(gè)地下水庫(kù)設(shè)置所述儲(chǔ)水體，所述儲(chǔ)水體包括三層儲(chǔ)水體，由地下水庫(kù)庫(kù)底向上依次交錯(cuò)式設(shè)置，每層所述儲(chǔ)水體由2-6排預(yù)制管涵交錯(cuò)堆疊而成，所述預(yù)制管涵之間的堆疊間隙采用碎石填充，所述預(yù)制管涵上設(shè)置多排涵孔，每排涵孔的個(gè)數(shù)為4-8個(gè)，均勻設(shè)置在所述預(yù)制管涵同一圓周上，每?jī)膳藕字g設(shè)置中心孔，便于所述預(yù)制管涵之間導(dǎo)水，位于露天煤礦四周邊界的預(yù)制管涵側(cè)壁不設(shè)置涵孔，以保證地下水庫(kù)有效儲(chǔ)水；所述儲(chǔ)水體之間及其周?chē)捎寐短烀旱V內(nèi)排土填充至與所述心墻擋水壩高度相同，不同地下水庫(kù)庫(kù)間設(shè)有輸水管網(wǎng)，方便不同地下水庫(kù)之間調(diào)水。

進(jìn)一步地，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87°，壩基H_b為10-15m，壩體高度H_N與露天煤礦坑深H的關(guān)系為H＝H_N+10m，壩體最大寬度W與露天煤礦坑深H的關(guān)系為W＝20m+(H-10m)/tan87°。

進(jìn)一步地，所述地下水庫(kù)庫(kù)底設(shè)置庫(kù)底防滲層，所述庫(kù)底防滲層采用露天煤礦表層剝離的黑粘泥碾壓鋪設(shè)而成。

本發(fā)明還提供了一種露天煤礦地下水庫(kù)庫(kù)容的計(jì)算方法，包括如下步驟：