大水地下礦體的開采方法.pdf

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1、(19)中華人民共和國國家知識產權局 (12)發明專利申請 (10)申請公布號 (43)申請公布日 (21)申請號 202010857927.2 (22)申請日 2020.08.24 (71)申請人 東北大學秦皇島分校 地址 066004 河北省秦皇島市經濟技術開 發區泰山路143號 (72)發明人 郭獻章張娟霞 (74)專利代理機構 北京品源專利代理有限公司 11332 代理人 胡彬 (51)Int.Cl. E21C 41/16(2006.01) A01B 79/02(2006.01) A01G 24/10(2018.01) A01G 24/28(2018.01) (54)發明名稱 一種大水。

2、地下礦體的開采方法 (57)摘要 本發明涉及礦山地下開采技術領域， 公開了 一種大水地下礦體的開采方法， 其包括： S1、 對地 表進行防滲水處理； S2、 地下礦體開采范圍內疏 干排水； S3、 開采地下礦體； S4、 選礦廠的尾砂分 級處理， 粗粒的用于建筑， 細粒的用于改造農田； S5、 采用細粒的尾砂作為農田的基層， 在基層的 上方鋪設有機腐植土， 并建設農田的灌溉系統。 該開采方法綜合利用了農業與礦業之間的互補 優勢， 在解決礦山尾礦堆存場地的同時， 對上覆 地表的農田進行了升級改造， 使改造后的農田成 為節水、 有機、 抗旱、 防澇的優質農田。 使大水礦 山的開采去除了地下水所引起。

3、的各種隱患， 保證 了地下作業環境的安全， 同時， 所排出的地下水 成為農田的灌溉用水， 不造成資源浪費。 權利要求書1頁 說明書4頁 CN 112112648 A 2020.12.22 CN 112112648 A 1.一種大水地下礦體的開采方法， 其特征在于， 包括如下步驟： S1、 對地表進行防滲水處理； S2、 地下礦體開采范圍內疏干排水； S3、 開采地下礦體； S4、 選礦廠的尾砂分級處理， 粗粒的用于建筑， 細粒的用于改造農田； S5、 采用細粒的尾砂作為農田的基層， 在基層的上方鋪設有機腐植土， 并建設農田的灌 溉系統。 2.根據權利要求1所述的大水地下礦體的開采方法， 其特征。

4、在于， 步驟S1包括如下步 驟： S11、 對地表土改造， 地表土平整之后鋪設地襯膜， 并在地襯膜上鋪設有機土； S12、 對地表溝渠進行防滲處理； S13、 堵截地下礦體側方的水源通道。 3.根據權利要求2所述的大水地下礦體的開采方法， 其特征在于， 步驟S13中堵截地下 礦體側方的水源通道的方式采用地下連續墻、 注漿帷幕和旋噴樁中的至少一種。 4.根據權利要求1所述的大水地下礦體的開采方法， 其特征在于， 步驟S2包括： 對地下礦體開采范圍內的抽水疏干， 對開拓系統形成過程中地下礦體范圍內的抽水疏 干， 對地下礦開采過程中的疏干排水。 5.根據權利要求1所述的大水地下礦體的開采方法， 其特。

5、征在于， 在步驟S3之后還包括 如下步驟： S31、 改造地下采空區， 進行二次利用。 6.根據權利要求1所述的大水地下礦體的開采方法， 其特征在于， 步驟S5中在基層和有 機腐植土之間鋪設有地襯膜。 7.根據權利要求1所述的大水地下礦體的開采方法， 其特征在于， 灌溉系統包括水庫、 溝渠及灌溉網。 8.根據權利要求1所述的大水地下礦體的開采方法， 其特征在于， 有機腐植土的制作方 法包括如下步驟： S51、 對污泥進行脫水處理； S52、 將植物碎屑與脫水后的污泥混合發酵， 形成有機肥； S53、 將有機肥與干燥的尾礦混合形成有機腐植土。 權利要求書 1/1 頁 2 CN 112112648。

6、 A 2 一種大水地下礦體的開采方法 技術領域 0001 本發明涉及礦山地下開采技術領域， 尤其涉及一種大水地下礦體的開采方法。 背景技術 0002 伴隨經濟的快速發展， 對各種礦物原材料的需求量也更多， 更急迫。 雖然進口礦石 彌補了很大的缺口， 但受多種因素的影響而呈現出很大的不確定性， 國內優質易采礦體已 經基本用盡， 難采低品位的礦體成為今后的主要開采對象。 0003 其中有一類礦體， 其上部涇流發育好， 覆蓋層與礦體間有良好的導水通道， 礦體及 圍巖內部也有各種各樣的導水通道相聯。 此類礦體在開采時會因為地下水而面臨多種技術 困難， 抽水費用高， 防突水、 涌水工作量大， 帶壓作業，。

7、 是地下工作人員生命安全的重大威 脅。 0004 目前針對此類礦體， 會采取多種疏排水技術和封堵水技術的組合來應對， 以保證 地下采礦作業的安全進行。 如地表河流改道、 地下連續墻、 注漿堵水帷幕等技術方案及其組 合， 都是常規的手段。 這些常規技術施工費用高、 難度大、 效果難以控制， 因此大水礦體的開 采仍是業內一大難題。 0005 因此， 亟需一種大水地下礦體的開采方法， 以解決上述技術問題。 發明內容 0006 本發明的目的在于提供一種大水地下礦體的開采方法， 其綜合利用了農業與礦業 之間的互補優勢， 在解決礦山尾礦堆存場地的同時， 對上覆地表的農田進行了升級改造， 使 改造后的農田成。

8、為節水、 有機、 抗旱、 防澇的優質農田。 使大水礦山的開采去除了地下水所 引起的各種隱患， 保證了地下作業環境的安全， 同時， 所排出的地下水成為農田的灌溉用 水， 不造成資源浪費。 0007 為達此目的， 本發明采用以下技術方案： 0008 提供一種大水地下礦體的開采方法， 包括如下步驟： 0009 S1、 對地表進行防滲水處理； 0010 S2、 地下礦體開采范圍內疏干排水； 0011 S3、 開采地下礦體； 0012 S4、 選礦廠的尾砂分級處理， 粗粒的用于建筑， 細粒的用于改造農田； 0013 S5、 采用細粒的尾砂作為農田的基層， 在基層的上方鋪設有機腐植土， 并建設農田 的灌溉。

9、系統。 0014 作為一種大水地下礦體的開采方法的優選技術方案， 步驟S1包括如下步驟： 0015 S11、 對地表土改造， 地表土平整之后鋪設地襯膜， 并在地襯膜上鋪設有機土； 0016 S12、 對地表溝渠進行防滲處理； 0017 S13、 堵截地下礦體側方的水源通道。 0018 作為一種大水地下礦體的開采方法的優選技術方案， 步驟S13中堵截地下礦體側 說明書 1/4 頁 3 CN 112112648 A 3 方的水源通道的方式采用地下連續墻、 注漿帷幕和旋噴樁中的至少一種。 0019 作為一種大水地下礦體的開采方法的優選技術方案， 步驟S2包括： 0020 對地下礦體開采范圍內的抽水疏。

10、干， 對開拓系統形成過程中地下礦體范圍內的抽 水疏干， 對地下礦開采過程中的疏干排水。 0021 作為一種大水地下礦體的開采方法的優選技術方案， 在步驟S3之后還包括如下步 驟： 0022 S31、 改造地下采空區， 進行二次利用。 0023 作為一種大水地下礦體的開采方法的優選技術方案， 步驟S5中在基層和有機腐植 土之間鋪設有地襯膜。 0024 作為一種大水地下礦體的開采方法的優選技術方案， 灌溉系統包括水庫、 溝渠及 灌溉網。 0025 作為一種大水地下礦體的開采方法的優選技術方案， 有機腐植土的制作方法包括 如下步驟： 0026 S51、 對污泥進行脫水處理； 0027 S52、 將植。

11、物碎屑與脫水后的污泥混合發酵， 形成有機肥； 0028 S53、 將有機肥與干燥的尾礦混合形成有機腐植土。 0029 本發明的有益效果： 0030 該大水地下礦體的開采方法綜合利用了農業與礦業之間的互補優勢， 在解決礦山 尾礦堆存場地的同時， 對上覆地表的農田進行了升級改造， 使改造后的農田成為節水、 有 機、 抗旱、 防澇的優質農田。 使大水礦山的開采去除了地下水所引起的各種隱患， 保證了地 下作業環境的安全， 同時， 所排出的地下水成為農田的灌溉用水， 不造成資源浪費。 0031 地襯膜的使用， 不僅解決了地表水下滲所引起的地下采礦的水患補給源問題， 而 且使農田成為節水農田。 農田標高的。

12、人為抬高與灌溉、 排澇工程的事先設計與施工， 使改造 后的農田可以有效的對抗旱澇造成的災害。 使大量產生的城市污水底泥與城市綠化垃圾有 效的資源化， 減少了其堆放填埋成本， 減少了環境污染。 當地下水問題解決后， 采礦工程可 以根據需要， 進行采空區的綜合利用， 比如倉儲， 可以為礦石資源枯竭后的礦山， 留下可持 續發展的途徑。 具體實施方式 0032 為使本發明實施例的目的、 技術方案和優點更加清楚， 下面對本發明實施例中的 技術方案進行清楚、 完整地描述， 顯然， 所描述的實施例是本發明一部分實施例， 而不是全 部的實施例。 0033 下面詳細描述本發明的實施例， 僅用于解釋本發明， 而不。

13、能理解為對本發明的限 制。 0034 實施例一 0035 本實施例公開了一種大水地下礦體的開采方法， 其包括如下步驟： 0036 S1、 對地表進行防滲水處理； 0037 S2、 地下礦體開采范圍內疏干排水； 0038 S3、 開采地下礦體； 具體， 選用不會造成地表沉陷的采礦方法進行地下礦體的開 說明書 2/4 頁 4 CN 112112648 A 4 采； 0039 S4、 選礦廠的尾砂分級處理， 粗粒的用于建筑， 細粒的用于改造農田； 0040 S5、 采用細粒的尾砂作為農田的基層， 在基層的上方鋪設有機腐植土， 并建設農田 的灌溉系統。 0041 該大水地下礦體的開采方法綜合利用了農業。

14、與礦業之間的互補優勢， 在解決礦山 尾礦堆存場地的同時， 對上覆地表的農田進行了升級改造， 使改造后的農田成為節水、 有 機、 抗旱、 防澇的優質農田。 使大水礦山的開采去除了地下水所引起的各種隱患， 保證了地 下作業環境的安全， 同時， 所排出的地下水成為農田的灌溉用水， 不造成資源浪費。 0042 實施例二 0043 本實施例公開了一種大水地下礦體的開采方法， 其包括如下步驟： 0044 S1、 對地表進行防滲水處理； 具體地， 步驟S1包括如下步驟： 0045 S11、 對地表土改造， 地表土平整之后鋪設地襯膜， 并在地襯膜上鋪設有機土； 地襯 膜根據需要可以選擇為防滲土工布或者聚乙烯膜。

15、等。 0046 S12、 對地表溝渠進行防滲處理， 對溝渠和水庫的底面進行硬化處理， 防止向下方 和側方滲水， 通常采用澆注混凝土形成防滲水的硬底。 0047 S13、 堵截地下礦體側方的水源通道。 具體采用地下連續墻、 注漿帷幕和旋噴樁中 的至少一種， 具體采用哪種方式根據實際的地質條件和經濟條件來決定。 0048 S2、 地下礦體開采范圍內疏干排水； 具體包括： 對地下礦體開采范圍內的抽水疏 干， 對開拓系統形成過程中地下礦體范圍內的抽水疏干， 對地下礦開采過程中的疏干排水。 排水主要用于灌溉和地表水庫及溝渠的補水。 0049 S3、 開采地下礦體； 具體選用不會造成地表沉陷的采礦方法進行。

16、地下礦體的開采。 根據礦體的儲存條件及礦體的類型選擇合適的采礦方法。 礦體開采之后送至選礦廠進行選 礦工作， 選礦之后會產生大量的尾砂。 在地下礦體開采之后， 包括： S31、 改造地下采空區， 進 行二次利用。 例如可以建造成倉儲室， 存儲糧食等。 也可以建造成地下展館， 開發旅游項目 等。 或者建成地下實驗室， 在地下進行一些實驗。 0050 地下采空區的利用方案， 一定要與采礦方案一并進行設計與施工， 否則當采礦工 作完成后， 再進行地下采空區的綜合利用， 則會造成很大的浪費。 更為重要的是， 一旦采空 區的穩定性被破壞， 則其改造與利用的用途選擇將會十分困難。 0051 S4、 選礦廠。

17、的尾砂分級處理， 粗粒的用于建筑， 細粒的用于改造農田； 具體地， 把粗 粒的， 符合民用建筑用砂標準的砂， 堆存并進入市場銷售， 以應用于建筑領域。 細粒尾礦砂 以干堆的形式， 按規劃堆于礦區農田上， 用于農田的二次改造。 改造后的農田是高標準的農 田， 目標是不受干旱、 洪澇影響的全有機綠色高產農田。 0052 S5、 采用細粒的尾砂作為農田的基層， 在基層的上方鋪設有機腐植土， 并建設農田 的灌溉系統。 0053 基層和有機腐植土之間鋪設有地襯膜， 地襯膜起到防滲的作用， 避免有機腐植土 內的水分下滲到基層內。 其中， 灌溉系統包括水庫、 溝渠及灌溉網。 其中水庫及溝渠的底面 均進行防滲。

18、處理， 灌溉網可以采用水泥管構建， 通過水泥管輸送水。 0054 本實施例中， 基層的尾砂堆放的高度為15米， 在其它實施例中， 也可以根據實際地 質條件和尾礦的排放速度進行選擇。 而且在尾礦堆放一個單元之后， 便進行平整表面、 鋪設 說明書 3/4 頁 5 CN 112112648 A 5 地襯膜及鋪設有機腐植土進行農田的改造， 并建造灌溉系統。 本實施例中的單元面積在5公 頃左右， 在其它實施例中還可以根據實際地塊的地質條件以及尾礦的排放速度進行確定。 其中有機腐植土的厚度為30cm-50cm。 0055 有機腐植土的制作方法包括如下步驟： 0056 S51、 對污泥(本發明中所稱污泥， 。

19、是指城市污水處理廠所產生的底泥或者其它場 所所產生的富含有有機質而不含對土壤有危害的固體廢物)進行脫水處理； 把經過檢測合 格的城市污水處理廠產生的底泥， 進行脫水處理， 處理之后使污泥的含水量達到20左右。 0057 S52、 將植物碎屑與脫水后的污泥混合發酵， 形成有機肥； 植物碎屑和污泥按一定 的比例進行混合， 其中植物碎屑包括粉碎的農作物的秸稈、 城市綠化剪出的雜草和樹葉草 末等。 0058 S53、 將有機肥與干燥的尾礦混合形成有機腐植土。 將發酵發好的有機綠肥再與干 尾礦按照一定比例拌合， 形成所需的有機腐植土。 根據拌入尾礦砂的比例多少， 可把有機腐 植土分為兩種， 尾砂摻入比例。

20、大的， 作為農田改良時第一次的全部土層， 也就是第一次鋪在 地襯膜上的部分， 稱為腐植土a。 尾砂摻入比例小的， 作為今后每季所施加的有機肥,稱為腐 植土b。 后者可根據農作物的需求不同， 土壤所含量營養成分不同， 摻入一定比例的氮、 磷、 鉀及其它所需元素。 0059 該大水地下礦體的開采方法綜合利用了農業與礦業之間的互補優勢， 在解決礦山 尾礦堆存場地的同時， 對上覆地表的農田進行了升級改造， 使改造后的農田成為節水、 有 機、 抗旱、 防澇的優質農田。 使大水礦山的開采去除了地下水所引起的各種隱患， 保證了地 下作業環境的安全， 同時， 所排出的地下水成為農田的灌溉用水， 不造成資源浪費。

21、。 0060 地襯膜的使用， 不僅解決了地下水下滲所引起的地下采礦的水患補給源問題， 而 且使農田成為節水農田。 農田標高的人為抬高與灌溉、 排澇工程的事先設計與施工， 使改造 后的農田可以有效的對抗旱澇造成的災害。 使大量產生的城市污水底泥與城市綠化垃圾有 效的資源化， 減少了其堆放填埋成本， 減少了環境污染。 當地下水問題解決后， 采礦工程可 以根據需要， 進行采空區的綜合利用， 比如倉儲， 可以為礦石資源枯竭后的礦山， 留下可持 續發展的途徑。 0061 顯然， 本發明的上述實施例僅僅是為了清楚說明本發明所作的舉例， 而并非是對 本發明的實施方式的限定。 對于所屬領域的普通技術人員來說， 在上述說明的基礎上還可 以做出其它不同形式的變化或變動。 這里無需也無法對所有的實施方式予以窮舉。 凡在本 發明的精神和原則之內所作的任何修改、 等同替換和改進等， 均應包含在本發明權利要求 的保護范圍之內。 說明書 4/4 頁 6 CN 112112648 A 6 。