專利名稱：遠(yuǎn)距離引黃河泥沙充填復(fù)墾采煤沉陷地的方法
遠(yuǎn)距離引黃河泥沙充填復(fù)墾采煤沉陷地的方法技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明屬于礦山環(huán)境保護(hù)技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及高潛水位平原礦區(qū)遠(yuǎn)距離充填采煤沉陷地的充填位置與需沙量分析、取沙、輸沙和充填復(fù)耕方法。技術(shù)背景
在中國的東部平原地區(qū)，存在著淮南、淮北、徐州、兗州、濟(jì)寧等幾大礦區(qū)，這些區(qū)域由于地下潛水位較高，沉陷后積水情況嚴(yán)重，有些地區(qū)的耕地?fù)p失量能達(dá)到50%以上。對(duì)于該類地區(qū)采煤沉陷土地復(fù)墾的研究最早引起了各方學(xué)者的重視，已產(chǎn)生了許多實(shí)用的復(fù)墾技術(shù)，但目前常用的挖深墊淺、煤矸石充填、粉煤灰充填等復(fù)墾方式均不能很好的解決該類地區(qū)人多地少的矛盾。挖深墊淺復(fù)墾的耕地面積較少，煤矸石或粉煤灰充填需要大量的復(fù)墾材料，而且運(yùn)距大，經(jīng)濟(jì)成本高，充填后，填充物所含的一些化學(xué)成分或重金屬對(duì)農(nóng)作物生長和產(chǎn)品質(zhì)量都有影響，況且目前礦區(qū)已基本將煤矸石、粉煤灰等工業(yè)廢棄物加以資源化利用，沒有足夠的可供充填的煤矸石或粉煤灰。根據(jù)部分礦區(qū)采煤沉陷地比較靠近黃河的特點(diǎn)，引黃河泥沙對(duì)其進(jìn)行充填，使其恢復(fù)耕地，是一種行之有效的措施。引用黃河泥沙充填復(fù)墾，不僅可以合理利用黃河水沙資源，而且能夠最大限度地增加耕地面積，緩解礦區(qū)人地矛盾；在采煤沉陷區(qū)恢復(fù)耕地的同時(shí)十分有利于降低黃河河床高程，提高防洪效益，能夠解決引黃濟(jì)青、濟(jì)津工程的淤泥處置難題；壓煤村莊搬遷選址不再是難題，而且搬遷村民也不用遠(yuǎn)離鄉(xiāng)土，采煤沉陷區(qū)耕地資源的恢復(fù)有利于社會(huì)的和諧穩(wěn)定。
遠(yuǎn)距離引黃河泥沙充填復(fù)墾采煤沉陷地的關(guān)鍵是充填位置與需沙量分析、取沙、輸沙和充填復(fù)耕。國內(nèi)部分礦區(qū)已對(duì)引黃河泥沙(湖泥)充填沉陷區(qū)進(jìn)行了一些積極探索。其中，對(duì)引用湖泥充填沉陷地研究較多。劉光榮(劉光榮，1995)對(duì)特大型礦井采煤引起的地表沉陷治理提出了相應(yīng)的對(duì)策，對(duì)靠近南陽湖的濟(jì)寧二號(hào)井、三號(hào)井面積為29.5km2的沉陷區(qū)，提出采用南陽湖湖泥充填沉陷區(qū)進(jìn)行治理的方法。薛世新(薛世新，2006)、鄒朝陽等(鄒朝陽等，2009)、時(shí)洪超(時(shí)洪超，2010)在分析大屯公司采煤沉陷地現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，對(duì)比分析了用土回填、挖深墊淺、煤矸石或粉煤灰充填和湖泥充填的優(yōu)劣，提出了包含取土區(qū)標(biāo)志設(shè)立、排泥管鋪設(shè)、充填區(qū)圍堰填筑、挖泥船施工、排水、固結(jié)、土地平整和水利配套等7個(gè)步驟在內(nèi)的湖泥充填施工工藝，并在張樓村、陶官屯村、王莊村、大屯村和徐莊礦采煤沉陷地進(jìn)行了實(shí)地應(yīng)用。該方法的不足之處在于淤泥層厚，容易形成沼澤，排水固結(jié)時(shí)間也比較長，充填復(fù)墾完成至少兩三年后才能耕種。孫桂環(huán)等(孫桂環(huán)等，2011)通過分析黃河下游具備的水沙條件，對(duì)實(shí)施引黃淤填煤礦沉陷地的黃河可引水天數(shù)、流量及可引進(jìn)沙量等進(jìn)行了定量分析，提出了包含取沙位置、輸沙方式等在內(nèi)的淤填總體規(guī)劃目標(biāo)設(shè)想，并進(jìn)行了工程成本估算及社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益分析，為處理黃河泥沙和解決采煤沉陷地問題提供了參考。引黃河泥沙充填采煤沉陷地的關(guān)鍵是取沙、輸沙和充填。挖泥船取沙技術(shù)已使用多年，有很好的設(shè)備和技術(shù)。管道輸送漿液技術(shù)也在相關(guān)行業(yè)如輸送精礦、粉煤灰、石油、煤泥、水煤漿和紙漿等方面有很好的實(shí)踐(廖傳華等，2008)，可以借鑒和使用。此外，中國在黃河下游開展淤背固堤工作已有50多年的歷史，歷經(jīng)自流放淤、提水淤背和機(jī)淤固堤三個(gè)階段，其淤筑.工藝包括淤區(qū)清基與圍格堤填筑、泵淤設(shè)備和輸送管線布設(shè)、淤區(qū)排水溝與輔道的修筑、淤區(qū)吹填、排水與包邊蓋頂?shù)?，為遠(yuǎn)距離引黃河泥沙充填復(fù)墾采煤沉陷地提供了技術(shù)參考和重要依據(jù)，但經(jīng)過近40年的改進(jìn)完善，引黃機(jī)淤固堤技術(shù)的提升僅限于挖取沙設(shè)備功效提高方面。目前引黃淤背固堤生產(chǎn)中存在的主要問題包括挖泥船取沙濃度偏低、輸漿距離逐年增加，生產(chǎn)效率下降、黃河斷流，影響吸泥船生產(chǎn)、淤背區(qū)包邊蓋頂挖損農(nóng)地多等，且引黃淤背固堤距離一般都在3km以內(nèi)(鄭萬勇等，2003)，最遠(yuǎn)不超過12km(黃文峰等，2006)，而遠(yuǎn)距離(>30km)引黃充填技術(shù)由于工藝較為復(fù)雜，初期投資高，生產(chǎn)管理難度大，目前在采煤沉陷區(qū)的應(yīng)用還未見報(bào)道。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為解決采煤沉陷區(qū)恢復(fù)耕地的技術(shù)難題，提出一種遠(yuǎn)距離引黃河泥沙充填復(fù)墾采煤沉陷地的方法，旨在強(qiáng)調(diào)充填位置與需沙量分析、取沙、輸沙和充填復(fù)耕4個(gè)工序的重要性和相互影響，通過各個(gè)工序具體實(shí)現(xiàn)方法和技術(shù)參數(shù)的優(yōu)選，獲得具有原表土、較高生產(chǎn)力的農(nóng)田和實(shí)施高效益的引黃河泥沙充填復(fù)墾采煤沉陷地工程。
本發(fā)明提出的遠(yuǎn)距離引黃河泥沙充填復(fù)墾采煤沉陷地的方法，其特征在于，將采煤沉陷地充填恢復(fù)為耕地、所述遠(yuǎn)距離為輸送充填物距離大于30km ;包括以下步驟:
(I)預(yù)測(cè)不同時(shí)間點(diǎn)待充填采煤沉陷地的空間分布和需沙量:通過遙感影像解譯、開采沉陷預(yù)計(jì)、現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查方法，確定不同時(shí)間點(diǎn)的采煤沉陷地的空間分布和沉陷總面積、積水面積及沉陷深度，進(jìn)而確定出不同時(shí)間點(diǎn)的充填位置和需沙量；
(2)選擇取沙位置及取沙設(shè)備:根據(jù)待充填采煤沉陷地的位置和需沙量，結(jié)合黃河的河勢(shì)及灘區(qū)沿岸分布情況，選擇取沙場(chǎng)位置，選用絞吸式挖泥船、組合水力沖挖機(jī)泵或DPB電泵平臺(tái)并聯(lián)式清淤設(shè)備中任一種作為取沙設(shè)備；其中，取沙泵和泥漿泵的功率為18-25kw，揚(yáng)程為20-50m，DPB電泵平臺(tái)并聯(lián)式清淤設(shè)備的功率為80_100kw，揚(yáng)程為30_40m ；
(3)輸沙管道的布設(shè):采用管道輸沙方式，按照主管加支管的方式布設(shè)輸沙管道，所述主管為鑄石復(fù)合鋼管，直徑為500-800mm，布設(shè)到礦區(qū)附近；支管采用300-600mm的普通鋼管，布設(shè)到待充填采煤沉陷區(qū)；泥沙輸送流速為1.9-2.5m/s ;根據(jù)取沙泵功率和傳輸距離，在主管路線上設(shè)立若干中繼加壓泵站，保障泥沙的遠(yuǎn)距離輸送；輸沙濃度控制在300-700kg/m3；
(4)沉陷地的充填及復(fù)墾:根據(jù)步驟(I)所確定的待充填采煤沉陷地的時(shí)間與空間分布和需沙量，根據(jù)不同情況選擇不同的復(fù)墾方式:①根據(jù)開采沉陷預(yù)計(jì)結(jié)果，對(duì)將要塌陷而未積水的采煤沉陷地，采取動(dòng)態(tài)預(yù)復(fù)墾的方法:即先劃分充填條塊，再對(duì)各條塊表土和部分心土進(jìn)行剝離，剝離總厚度應(yīng)等于該處的沉陷預(yù)計(jì)深度(其中表土剝離深度一般為30cm),并就近堆積成圍堰土堤，形成若干個(gè)長方形待充填的條塊(條塊尺寸依據(jù)沉陷地具體情況和當(dāng)?shù)剞r(nóng)田需要，一般長為100-500m，寬15-100m);用管道輸沙充填待充填的條塊，在充填過程中同時(shí)排水，以加速泥沙沉淀；待充填的條塊充填完畢后，將周邊堆積的表土和心土按照設(shè)計(jì)高程覆蓋在充填的泥沙上。②對(duì)于已塌陷積水且積水深度小于2.0m的穩(wěn)定沉陷地，在待充填區(qū)域預(yù)先修筑排水溝排走積水，或布設(shè)水井進(jìn)行抽排降低潛水位，再劃分充填的條塊，進(jìn)行表土和部分 心土剝離、泥沙充填、排水、表土覆蓋對(duì)于塌陷積水深度大于2.0m的沉陷地，直接輸送黃河泥沙進(jìn)行充填，再進(jìn)行排水，最后采用客土進(jìn)行覆蓋形成充填復(fù)墾土地。
所述三種方式排水時(shí)均可在每個(gè)充填條塊靠近排水溝一端的土堤上挖掘一寬為0.2-lm、深度與圍堰土堤等高的排水通道，并在其前端設(shè)置土工布層，以攔蓄泥沙快速排水。
本發(fā)明優(yōu)點(diǎn)和積極效果
(I)取沙效率高:通過優(yōu)選取沙場(chǎng)和取沙設(shè)備，可以保證在動(dòng)水條件下取得足量濃度的黃河泥沙，取沙效率高；
(2)可遠(yuǎn)距離輸送充填:通過管道輸送和中繼加壓泵站的合理組合，工程實(shí)施后可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離輸送(>30km)，未來可以實(shí)現(xiàn)輸送90km ；
(3)可保證覆土來源:通過預(yù)先對(duì)表土和部分心土進(jìn)行剝離，可以保證在高潛水位平原礦區(qū)采煤沉陷地(未積水或積水深度〈2.0m)泥沙充填完成后有足量的覆蓋表土 ；
(4)可縮短復(fù)墾時(shí)間:由于對(duì)每個(gè)充填條塊末端的排水通道進(jìn)行了改進(jìn)，加大了其深度，并在其前端設(shè)置了土工布層，可以快速排走表層積水和泥沙中的過飽和水，將后期平整和覆蓋表土的時(shí)間提前，縮短了整個(gè)復(fù)墾工期。


圖1為本發(fā)明方法流程圖。
圖2為本發(fā)明取沙場(chǎng)及設(shè)備布置示意圖。
圖3為本發(fā)明輸沙管道及加壓泵站布局示意圖。
圖4為本發(fā)明表土剝離和泥沙充填排水。
具體實(shí)施方式
本發(fā)明提出的遠(yuǎn)距離引黃河泥沙充填復(fù)墾采煤沉陷地的方法，結(jié)合附圖及實(shí)施例詳細(xì)說明如下:
本發(fā)明提出的遠(yuǎn)距離引黃河泥沙充填復(fù)墾采煤沉陷地的方法，如圖1所示，其特征在于，將采煤沉陷地充填恢復(fù)為耕地、所述遠(yuǎn)距離為輸送充填物距離大于30km ;包括以下步驟:
(I)預(yù)測(cè)不同時(shí)間點(diǎn)待充填采煤沉陷地的空間分布和需沙量:通過遙感影像解譯、開采沉陷預(yù)計(jì)、現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查方法，確定不同時(shí)間點(diǎn)的采煤沉陷地的空間分布和沉陷總面積、積水面積及沉陷深度，進(jìn)而確定出不同時(shí)間點(diǎn)的充填位置和需沙量；
本實(shí)施例區(qū)域現(xiàn)狀采煤塌陷地總面積為8397.53公頃，積水面積199.19公頃，充填需沙量18453.57萬m3，預(yù)計(jì)至2015年，累計(jì)采煤塌陷地總面積為13354.92公頃，積水面積505.26公頃，累計(jì)充填需沙量29327.4萬m3，預(yù)計(jì)至2020年，累計(jì)采煤塌陷地總面積為33015.91公頃，積水面積799.52公頃，累計(jì)充填需沙量72552.46萬m3。
(2)選擇取沙位置及取沙設(shè)備:根據(jù)待充填采煤沉陷地的位置和需沙量，結(jié)合黃河的河勢(shì)及灘區(qū)沿岸 分布情況，選擇取沙場(chǎng)位置(在保障黃河安全的情況下，保證取得足量的泥沙并在技術(shù)經(jīng)濟(jì)上可行)。在選擇取沙場(chǎng)位置時(shí)，應(yīng)考慮以下原則:1)挖河道主河槽和嫩灘，使主河槽加深加寬，以增大平灘流量；2)選取的挖河段落，不能影響此段河道的治導(dǎo)線、河勢(shì)溜向和已布置的節(jié)點(diǎn)工程；3)沙場(chǎng)位置布置在險(xiǎn)工下首，兩處工程之間，生產(chǎn)堤以外，避開引黃閘取水口。選用絞吸式挖泥船、組合水力沖挖機(jī)泵或DPB電泵平臺(tái)并聯(lián)式清淤設(shè)備中任一種作為取沙設(shè)備；考慮遠(yuǎn)距離輸送的經(jīng)濟(jì)成本，取沙泵和泥漿泵的功率為18-25kw，揚(yáng)程為20-50m，DPB電泵平臺(tái)并聯(lián)式清淤設(shè)備的功率為80_100kw，揚(yáng)程為30_40m ；
本實(shí)施例設(shè)計(jì)引水取沙充填采煤沉陷地的渠首位置位于黃河陳垓引黃閘上游處。在陳垓引黃閘附近布設(shè)I號(hào)、2號(hào)、3號(hào)沙場(chǎng)。1#沙場(chǎng)位于偉莊險(xiǎn)工下首與于樓險(xiǎn)工之間，長3000m,寬450m，面積為135萬m2，設(shè)計(jì)平均開挖深度3m，沙場(chǎng)儲(chǔ)量約404萬m3。2#沙場(chǎng)位于程那里險(xiǎn)工下首與蔡樓工程上首之間，長2800m，寬800m，面積為224萬m2，設(shè)計(jì)平均開挖深度3.0m,沙場(chǎng)儲(chǔ)量652萬m3。3#沙場(chǎng)位于蔡樓工程下首與朱丁莊險(xiǎn)工上首之間，長2300m，寬800m，面積為184萬m2，設(shè)計(jì)平均開挖深度3.0m,沙場(chǎng)儲(chǔ)量552萬m3。
本實(shí)施例取沙場(chǎng)及取沙設(shè)備布局設(shè)計(jì)如圖2所示，包括在黃河4的兩岸大堤5內(nèi)偉莊險(xiǎn)工下首至國那里閘之間的河段布置了 1#、2#、3#共計(jì)3個(gè)沙場(chǎng)布局三個(gè)取沙場(chǎng)(1、2、3)，每個(gè)取沙場(chǎng)的取沙設(shè)備具體布設(shè)如下:
①在1#沙場(chǎng)1:
1#沙場(chǎng)I設(shè)計(jì)量1520m3/h。其中，布設(shè)2艘350m3/h絞吸式Y(jié)S-200型電動(dòng)絞式挖泥船11，設(shè)計(jì)流量為700m3/h ;采用I臺(tái)NL125-20泥漿泵12，設(shè)計(jì)量200m3/h，配4臺(tái)80-50-2050高壓水槍泵(圖中未示出)，設(shè)計(jì)量50m3/h。采用I臺(tái)NL100-28泥漿泵13，設(shè)計(jì)量120m3/h，配2臺(tái)Z80-50-200B高壓水槍泵(圖中未示出)，設(shè)計(jì)量60m3/h。采用I臺(tái)DBP500-35-3型電動(dòng)泵平臺(tái)14，單機(jī)設(shè)計(jì)量500m3/h。通過1.52千米輸沙管道6(直徑600mm)一級(jí)接力加壓將水沙輸送至I號(hào)泵站71 (如圖3所示)；
②在2#沙場(chǎng)2:
2#沙場(chǎng)2設(shè)計(jì)量1200m3/h。布設(shè)2艘350m3/h絞吸式Y(jié)S-200型電動(dòng)絞式挖泥船21，設(shè)計(jì)流量為700m3/h，I臺(tái)DBP500-35-3型電動(dòng)泵平臺(tái)22，單機(jī)設(shè)計(jì)量500m3/h。通過3.72千米輸沙管道6 (直徑500_) —級(jí)接力加壓將水沙輸送至I號(hào)泵站。
③在3#沙場(chǎng)3:
3#沙場(chǎng)設(shè)·計(jì)量1200m3/h。布設(shè)2艘350m3/h絞吸式Y(jié)S-200型電動(dòng)絞式挖泥船31，設(shè)計(jì)流量為700m3/h，I臺(tái)DBP500-35-3型電動(dòng)泵平臺(tái)32，單機(jī)設(shè)計(jì)量500m3/h。通過8.66千米輸沙管道6 (直徑500_)兩級(jí)接力加壓將水沙輸送至I號(hào)泵站。
(3)輸沙管道的布設(shè):采用管道輸沙方式，按照主管加支管的方式布設(shè)，主管和支管的平直段均采用法蘭連接，轉(zhuǎn)彎段均采用彎管連接，主管道和支管道采用異徑直接進(jìn)行連接。主管為鑄石復(fù)合鋼管，直徑為500-800mm，布設(shè)到礦區(qū)附近；支管采用300-600mm的普通鋼管，布設(shè)到待充填采煤沉陷區(qū)。泥沙輸送設(shè)計(jì)流速為1.9-2.5m/s。根據(jù)取沙泵功率和傳輸距離，必要時(shí)在主管路線上設(shè)立若干中繼加壓泵站，保障泥沙的遠(yuǎn)距離輸送。輸沙濃度控制在 300-700kg/m3 ；
本實(shí)施例輸沙管道及加壓泵站布局如圖3所示。在偉莊險(xiǎn)工下首至國那里閘之間的輸沙河段布置了 1#、2#、3#共計(jì)3個(gè)沙場(chǎng)(1、2、3)，用挖泥船、DPB電泵及組合水力沖挖機(jī)泵采取水沙后，經(jīng)輸沙管道6輸送至I號(hào)泵站71。經(jīng)I號(hào)泵站加壓后，沿輸沙管道91輸送至后碼頭村梁濟(jì)運(yùn)河II號(hào)泵站72處，經(jīng)加壓泵站加壓后，沿輸沙管道92與III號(hào)泵站73相連接，由III號(hào)泵站沿輸沙管道93向南與IV號(hào)泵站74相對(duì)接，主管道長50.53km，構(gòu)成引黃輸水主管道工程。
經(jīng)次干道13.88km,輸沙至項(xiàng)目區(qū)01號(hào)煤礦沉陷地81。
經(jīng)次干道9.22km,輸沙至項(xiàng)目區(qū)02號(hào)煤礦沉陷地82。
由于本工程輸沙距離較遠(yuǎn)，因此采用混合式接力輸送方式，即采用泵站串聯(lián)接力方式，將泥沙輸送至沉陷地。
(4)沉陷地的充填及復(fù)墾:根據(jù)步驟(I)所確定的待充填采煤沉陷地的時(shí)間與空間分布和需沙量，根據(jù)不同情況選擇不同的復(fù)墾方式:①根據(jù)開采沉陷預(yù)計(jì)結(jié)果，對(duì)將要塌陷而未積水的采煤沉陷地，采取動(dòng)態(tài)預(yù)復(fù)墾的方法:即先劃分充填條塊，再對(duì)各條塊表土和部分心土進(jìn)行剝離，剝離總厚度應(yīng)等于該處的沉陷預(yù)計(jì)深度，其中表土剝離深度一般為30cm，并就近堆積成圍堰土堤，形成若干個(gè)長方形待充填的條塊(條塊尺寸依據(jù)沉陷地具體情況和當(dāng)?shù)剞r(nóng)田需要，一般長為100-500m，寬15-100m);用管道輸沙充填待充填的條塊，在充填過程中同時(shí)排水，以加速泥沙沉淀；待充填的條塊充填完畢后，將周邊堆積的表土和心土按照設(shè)計(jì)高程覆蓋在充填的泥沙上。②對(duì)于已塌陷積水且積水深度小于2.0m的穩(wěn)定沉陷地，在待充填區(qū)域預(yù)先修筑排水溝排走積水，或布設(shè)水井進(jìn)行抽排降低潛水位，再劃分充填的條塊，進(jìn)行表土和部分心土剝離、泥沙充填、排水、表土覆蓋；③對(duì)于塌陷積水深度大于2.0m的沉陷地，直接輸送黃河泥沙進(jìn)行充填，再進(jìn)行排水，最后采用客土進(jìn)行覆蓋形成充填復(fù)墾土地。
本實(shí)施例采煤沉陷地的泥沙充填及復(fù)墾方法如圖4所示，即在排走沉陷區(qū)積水后，將沉陷區(qū)劃分成規(guī)則的長方形條塊，再按圖中所示順序號(hào)進(jìn)行表土和部分心土剝離堆放、泥沙充填排水和表土覆蓋，待條塊I完成復(fù)墾后再按相同步驟進(jìn)行條塊2、3、4、5、……、14和15的復(fù)墾。為加快充填泥沙的排水，縮短復(fù)墾時(shí)間，在每個(gè)條塊末端設(shè)置土工布擋沙排水設(shè)施，即在每個(gè)排水口 前端設(shè)置一層土工布層，排水口的寬度為0.2-lm，深度與圍堰土堤等高，從而加大排水?dāng)嗝妫瑢?shí)現(xiàn)攔蓄泥沙，快速排走充填泥沙表層清水和內(nèi)部過飽和水的目標(biāo)。
權(quán)利要求
1.一種遠(yuǎn)距離引黃河泥沙充填復(fù)墾采煤沉陷地的方法，其特征在于將采煤沉陷地充填恢復(fù)為耕地、所述遠(yuǎn)距離為輸送充填物距離大于30km ;該方法包括以下步驟 (1)預(yù)測(cè)不同時(shí)間點(diǎn)待充填采煤沉陷地的空間分布和需沙量通過遙感影像解譯、開采沉陷預(yù)計(jì)、現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查方法，確定不同時(shí)間點(diǎn)的采煤沉陷地的空間分布和沉陷總面積、積水面積及沉陷深度，進(jìn)而確定出不同時(shí)間點(diǎn)的充填位置和需沙量； (2)選擇取沙位置及取沙設(shè)備根據(jù)待充填采煤沉陷地的位置和需沙量，結(jié)合黃河的河勢(shì)及灘區(qū)沿岸分布情況，選擇取沙場(chǎng)位置，選用絞吸式挖泥船、組合水力沖挖機(jī)泵或DPB電泵平臺(tái)并聯(lián)式清淤設(shè)備中任一種作為取沙設(shè)備；其中，取沙泵和泥漿泵的功率為18-25kw，揚(yáng)程為20-50m，DPB電泵平臺(tái)并聯(lián)式清淤設(shè)備的功率為80_100kw，揚(yáng)程為30_40m ； (3)輸沙管道的布設(shè)采用管道輸沙方式，按照主管加支管的方式布設(shè)輸沙管道，所述主管為鑄石復(fù)合鋼管，直徑為500-800mm，布設(shè)到礦區(qū)附近；支管采用300-600mm的普通鋼管，布設(shè)到待充填采煤沉陷區(qū)；泥沙輸送流速為1.9-2. 5m/s ;根據(jù)取沙泵功率和傳輸距離，在主管路線上設(shè)立若干中繼加壓泵站，保障泥沙的遠(yuǎn)距離輸送；輸沙濃度控制在300-700kg/m3； (4)沉陷地的充填及復(fù)墾根據(jù)步驟(I)所確定的待充填采煤沉陷地的時(shí)間與空間分布和需沙量，根據(jù)不同情況選擇不同的復(fù)墾方式①根據(jù)開采沉陷預(yù)計(jì)結(jié)果，對(duì)將要塌陷而未積水的采煤沉陷地，采取動(dòng)態(tài)預(yù)復(fù)墾的方法即先劃分充填條塊，再對(duì)各條塊表土和部分心土進(jìn)行剝離，并就近堆積成圍堰土堤，形成若干個(gè)長方形待充填的條塊；用管道輸沙充填待充填的條塊，在充填過程中同時(shí)排水，以加速泥沙沉淀；待充填的條塊充填完畢后，將周邊堆積的表土和心土按照設(shè)計(jì)高程覆蓋在充填的泥沙上。②對(duì)于已塌陷積水且積水深度小于2. Om的穩(wěn)定沉陷地，在待充填區(qū)域預(yù)先修筑排水溝排走積水，或布設(shè)水井進(jìn)行抽排降低潛水位，再劃分充填的條塊，進(jìn)行表土和部分心土剝離、泥沙充填、排水、表土覆蓋；③對(duì)于塌陷積水深度大于2. Om的沉陷地，直接輸送黃河泥沙進(jìn)行充填，再進(jìn)行排水，最后采用客土進(jìn)行覆蓋形成充填復(fù)墾土地。
2.如權(quán)利要求I所述方法，其特征在于，所述步驟(4)中三種方式排水時(shí)均要在每個(gè)充填條塊靠近排水溝一端的土堤上挖掘一寬為O. 2-lm、深度與圍堰土堤等高的排水通道，并在其前端設(shè)置土工布層，以攔蓄泥沙快速排水。
全文摘要
本發(fā)明涉及遠(yuǎn)距離引黃河泥沙充填復(fù)墾采煤沉陷地的方法，屬于礦山環(huán)境保護(hù)技術(shù)領(lǐng)域。該方法包括通過遙感影像、開采沉陷預(yù)計(jì)和現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查方法，確定待充填采煤沉陷地時(shí)間與空間的分布特征和需沙量；根據(jù)黃河的河勢(shì)、灘區(qū)分布情況及沉陷區(qū)域的位置選擇取沙點(diǎn)，選用取沙設(shè)備；采用主管加支管的管道輸送泥沙方式，并設(shè)立中繼加壓泵站，保障泥沙的遠(yuǎn)距離輸送；對(duì)待充填區(qū)域按照三種情況分別采取直接剝離表土、預(yù)先排水再剝離和直接充填等復(fù)墾措施，再輸送泥沙進(jìn)行充填，并在充填過程中及時(shí)排水，加速泥沙沉淀，待條塊充填完畢后，將周邊的剝離土覆蓋在充填的泥沙上或采用客土覆蓋，形成具有較高生產(chǎn)力的充填復(fù)墾土地。
文檔編號(hào)E02D3/10GK103255762SQ20131017392
公開日2013年8月21日 申請(qǐng)日期2013年5月10日 優(yōu)先權(quán)日2013年5月10日
發(fā)明者胡振琪, 王培俊, 紀(jì)仁卿, 趙艷玲, 邵芳 申請(qǐng)人:中國礦業(yè)大學(xué)(北京)