權(quán)利要求

1.露天礦山地下水層的復(fù)合保護(hù)結(jié)構(gòu)，其特征在于，包括：

邊坡(1)，即地形邊界的斜坡；

壩體(3)，修筑于所述邊坡(1)坡腳外圍；

黏土層(5)，填充于所述壩體(3)與邊坡(1)之間，黏土層(5)高于邊坡(1)的原始水位線；

土坡層(6)，填充于黏土層(5)與邊坡(1)之間，覆蓋邊坡(1)的坡面；

第一防滲層(4)，分別設(shè)于壩體(3)內(nèi)坡坡面以及土坡層(6)與黏土層(5)之間。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的露天礦山地下水層的復(fù)合保護(hù)結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述邊坡(1)的最低水位線下方挖設(shè)有防滲坑(2)，其內(nèi)部填充有黏土，內(nèi)壁鋪設(shè)有第二防滲層(8)。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的露天礦山地下水層的復(fù)合保護(hù)結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述第一防滲層(4)為雙層結(jié)構(gòu)，包括有碳纖維布(4-2)和防滲布(4-1)，所述碳纖維布(4-2)覆蓋在防滲布(4-1)上方，碳纖維布(4-2)和防滲布(4-1)采用抗水黏結(jié)劑粘結(jié)固定。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的露天礦山地下水層的復(fù)合保護(hù)結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述黏土層(5)上表面鋪設(shè)有第一戈壁料墊層(7)。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的露天礦山地下水層的復(fù)合保護(hù)結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述壩體(3)內(nèi)坡上鋪筑有第二戈壁料墊層(9)，所述第二戈壁料墊層(7)位于壩體(3)內(nèi)坡與第一防滲層(4)之間。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的露天礦山地下水層的復(fù)合保護(hù)結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述黏土層(5)高出原始水位線1～2m。

7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的露天礦山地下水層的復(fù)合保護(hù)結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述第一戈壁料墊層(7)的厚度為20～40cm，粒徑≥5cm。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的露天礦山地下水層的復(fù)合保護(hù)結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述壩體(3)由碎石組成，壩體(3)距離邊坡(1)坡腳1.2～2.4m，壩體(3)高度與原始水位線的高度差>2m，最高內(nèi)坡坡度<1:2，坡頂寬度>10m，外坡坡度＝1:2～3。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的露天礦山地下水層的復(fù)合保護(hù)結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述土坡層(6)的厚度為10～30cm。

說(shuō)明書(shū)

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于生態(tài)環(huán)境保護(hù)技術(shù)領(lǐng)域，涉及露天礦山地下水層的復(fù)合保 護(hù)結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)

在露天礦山開(kāi)采中，大量的巖土剝離和礦石的采出致使露天采 場(chǎng)周?chē)暮畬釉獾絿?yán)重破壞，含水層從破壞的坡面流出，匯入采 場(chǎng)底部的水倉(cāng)，再由大功率水泵抽至地表排棄。在此過(guò)程中會(huì)對(duì)環(huán) 境造成兩大方面的破壞：一方面破壞了原有的地下水層，致使礦區(qū) 周?chē)乃痪€降低，影響到周?chē)纳鷳B(tài)系統(tǒng)；另一方面水在″滲出- 匯集-抽出″的過(guò)程中，原有的水資源已被污染，排至地表進(jìn)一步污 染環(huán)境，造成二次污染，進(jìn)一步的影響周?chē)纳鷳B(tài)環(huán)境。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供露天礦山地下水層的復(fù)合保護(hù)結(jié)構(gòu)，解決了現(xiàn)有 技術(shù)中存在的露天礦山開(kāi)采過(guò)程導(dǎo)致水位線降低、周邊生態(tài)系統(tǒng)遭到嚴(yán)重破壞 的問(wèn)題。

本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是，一種露天礦山地下水層的復(fù)合保護(hù)結(jié)構(gòu)，包 括：

壩體，修筑于邊坡坡腳外圍；

黏土層，填充于壩體與邊坡之間，黏土層高于邊坡的原始水位線；

土坡層，填充于黏土層與邊坡之間，覆蓋邊坡的坡面；

第一防滲層，分別設(shè)于壩體內(nèi)坡坡面以及土坡層與黏土層之間。

邊坡的最低水位線下方挖設(shè)有防滲坑，其內(nèi)部填充有黏土，內(nèi)壁鋪設(shè)有第 二防滲層，第二防滲層與第一防滲層結(jié)構(gòu)相同。

本發(fā)明的特點(diǎn)還在于：

第一防滲層為雙層結(jié)構(gòu)，包括有碳纖維布和防滲布，碳纖維布覆蓋在防滲 布上方，碳纖維布和防滲布采用抗水黏結(jié)劑粘結(jié)固定。

黏土層上表面鋪設(shè)有第一戈壁料墊層。

壩體內(nèi)坡上鋪筑有第二戈壁料墊層，第二戈壁料墊層位于壩體內(nèi)坡與第一 防滲層之間，第二戈壁料墊層與第一戈壁料墊層結(jié)構(gòu)相同。

黏土層高出原始水位線1～2m。

第一戈壁料墊層的厚度為20～40cm，粒徑≥5cm。

壩體由碎石組成，壩體距離邊坡坡腳1.2～2.4m，壩體高度與原始水位線的 高度差>2m，最高內(nèi)坡坡度<1:2，坡頂寬度>10m，外坡坡度＝1:2～3。

土坡層的厚度為10～30cm。

本發(fā)明的有益效果是：

1、本發(fā)明可以保護(hù)原有的地下水層，避免礦區(qū)周?chē)乃痪€降低，確保到 周?chē)纳鷳B(tài)系統(tǒng)持續(xù)發(fā)展。

2、本發(fā)明有效防止“滲出—匯集—抽出”的污染水資源的抽水操作，避免 污水對(duì)周邊自然環(huán)境的二次污染。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明一種露天礦山地下水層的復(fù)合保護(hù)結(jié)構(gòu)的施工俯視圖；

圖2是本發(fā)明一種露天礦山地下水層的復(fù)合保護(hù)結(jié)構(gòu)的施工側(cè)視圖；

圖3是本發(fā)明一種露天礦山地下水層的復(fù)合保護(hù)結(jié)構(gòu)的防滲層的側(cè)視圖。

圖中，1.邊坡，2.防滲坑，3.壩體，4.第一防滲層，5.黏土層，6.土坡層，7. 第一戈壁料墊層，8.第二防滲層，9.第二戈壁料墊層。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。

本發(fā)明一種露天礦山地下水層的復(fù)合保護(hù)結(jié)構(gòu)，如圖1所示，包括有邊坡 1，邊坡1的最低水位線位置向下挖有防滲坑2，防滲坑2內(nèi)部填充有黏土，邊 坡1坡腳向外修筑有壩體3，壩體3與邊坡1之間填充有黏土層5，黏土層5 與邊坡1之間填充有土坡層6，壩體3內(nèi)坡坡面以及土坡6層與黏土層5之間 設(shè)置有第一防滲層4。

防滲坑2的深度可根據(jù)實(shí)際情況調(diào)整，要求比最低水位線BB’可能下降 的距離深1～2米為宜，防滲坑2長(zhǎng)與寬可根據(jù)實(shí)地需要設(shè)計(jì)。

邊坡1的最低水位線下方挖設(shè)有防滲坑2，其內(nèi)部填充有黏土，內(nèi)壁鋪設(shè) 有第二防滲層8，第二防滲層8與第一防滲層4結(jié)構(gòu)相同。

黏土層5上表面鋪設(shè)有第一戈壁料墊層7。

如圖2所示，壩體3內(nèi)坡上鋪筑有第二戈壁料墊層9，第二戈壁料墊層7 位于壩體3內(nèi)坡與第一防滲層4之間。第二戈壁料墊層9與第一戈壁料墊層7 結(jié)構(gòu)相同。

如圖3所示，第一防滲層4為雙層結(jié)構(gòu)，包括有碳纖維布4-2和防滲布4-1， 碳纖維布4-2覆蓋在防滲布4-1上方，碳纖維布4-2和防滲布4-1采用抗水黏結(jié) 劑粘結(jié)固定。

黏土層5高出原始水位線1～2m。

第一戈壁料墊層7的厚度為20～40cm，粒徑≥5cm。

壩體3由碎石組成，壩體3距離邊坡1坡腳1.2～2.4m，壩體3高度與原始 水位線的高度差>2m，最高內(nèi)坡坡度<1:2，坡頂寬度>10m，外坡坡度＝1:2～3。

土坡層6的厚度為10～30cm。

本發(fā)明一種露天礦山地下水層的復(fù)合保護(hù)結(jié)構(gòu)，其工作過(guò)程如下：

前期需要采用工程地質(zhì)、水文地質(zhì)勘察，確定露天礦山開(kāi)采境界內(nèi)含水層 的上界限與下界限及含水層下巖層特征，其中含水層的上界限指原始水位線 AA’，含水層的下界限指最低水位線BB’。

露天礦場(chǎng)的邊坡1位置爆破必須采用預(yù)裂爆破，減少爆破震動(dòng)對(duì)邊坡1的 破壞；

對(duì)邊坡1坡面進(jìn)行整平，清理松散巖塊；在坡腳位置先開(kāi)挖排水溝將水排 出；

邊坡1坡腳1.2～2.4m位置向外修筑碎石壩體3，壩體3高度高于原始水位 線2m以上，最高內(nèi)坡坡度在1:2以下，坡頂寬度10m以上，外坡坡度為1:2～3；

在壩體3內(nèi)坡上鋪筑一層20～40cm厚，粒徑不大于5cm的戈壁料墊層7；

在邊坡1最低水位線位置向下挖防滲坑2，并進(jìn)行整平；

將黏結(jié)好的碳纖維布4-2和防滲布4-1鋪設(shè)在壩體3內(nèi)坡和防滲坑2內(nèi)部， 其中碳纖維布4-2位于碳纖維布4-2下方；

用黏土回填防滲坑2，待填平后，在邊坡1上從上到下鋪設(shè)一層10～30cm 厚的土坡層6抹平，邊鋪邊在黏土層5上方鋪設(shè)黏結(jié)好的碳纖維布4-2和防滲 布4-1，并同時(shí)在壩體3和邊坡1之間鋪設(shè)同樣高度的黏土層5，直至高出原始 水位線1m；

在黏土層5上方鋪設(shè)粒徑不大于5cm的第一戈壁料層7。

本實(shí)用一種露天礦山地下水層的復(fù)合保護(hù)結(jié)構(gòu)主要部件的作用分別如下：

防滲坑2：位于坡腳最低端，低于最低水位線BB’的位置，若最低水位線 下移，向下延伸的防滲坑及坑內(nèi)部的防滲結(jié)構(gòu)可以繼續(xù)起到防滲作用；

壩體3：黏土松軟，遇水易散，壩體3從側(cè)面形成壁壘，從側(cè)面支撐黏土 層5，是其不會(huì)因水分含量太大形成滑坡或泥石流；

防滲層：由碳纖維布4-2和防滲布4-1粘結(jié)組成，防滲布4-1覆蓋在土坡層 6上，防止水從土坡層6滲出往采空區(qū)入滲，碳纖維布4-2與防滲布4-1粘結(jié)后， 碳纖維布4-2因具有高強(qiáng)度的抗拉、抗剪和抗震特性，碳纖維布4-2在防滲布 4-1上方，承受上方的壓力，對(duì)防滲布4-1起到保護(hù)作用；

戈壁料墊層：戈壁料表面光滑無(wú)鋒利棱角，放置在壩體3與防滲布4-1之 間起到緩沖作用，避免組成壩體3的碎石割破防滲布4-1，導(dǎo)致黏土層中的水 滲出。

本發(fā)明一種露天礦山地下水層的復(fù)合保護(hù)結(jié)構(gòu)，其優(yōu)點(diǎn)在于：

本發(fā)明可以減少露天開(kāi)采對(duì)周?chē)叵滤Y源的破壞，黏土壓實(shí)成層覆蓋在 防滲布上方，粘土填縫壓實(shí)和防滲布起主要隔水作用，防止水往采空區(qū)入滲， 有利于保持采場(chǎng)境界外的地下水位，減少對(duì)生態(tài)壞境的破壞。

同時(shí)，可以利用防滲布起到主要隔水的作用，利用碳纖維布粘結(jié)，提高防 滲布的抗拉強(qiáng)度，不至于在后期上部覆蓋巖土層破壞防滲布。黏土層起到進(jìn)一 步隔水作用，戈壁料墊層起到一個(gè)緩沖作用。

實(shí)施例1

本發(fā)明一種露天礦山地下水層的復(fù)合保護(hù)結(jié)構(gòu)，包括有邊坡1，邊坡1的 最低水位線位置向下挖有防滲坑2，防滲坑2內(nèi)部填充有黏土，邊坡1坡腳向 外修筑有壩體3，壩體3與邊坡1之間填充有黏土層5，黏土層5與邊坡1之間 填充有土坡層6，壩體3內(nèi)坡坡面以及土坡6層與黏土層5之間設(shè)置有第一防 滲層4。

防滲坑2規(guī)格:1.5m×1.5m×1.5m，防滲坑2的內(nèi)部填充有黏土，內(nèi)壁鋪設(shè) 有第二防滲層8，第二防滲層8與第一防滲層4結(jié)構(gòu)相同。

黏土層5高出原始水位線1m。

壩體3由碎石組成，壩體3距離邊坡1坡腳2.4m，壩體3高度與原始水位 線的高度差3m，最高內(nèi)坡坡度1:3，坡頂寬度11m，外坡坡度＝1:2.5。

如圖2所示，壩體3內(nèi)坡上鋪筑有第一戈壁料墊層7，第一戈壁料墊層7 位于壩體3內(nèi)坡與黏土層5中間，第一戈壁料墊層7的厚度為20cm厚，粒徑 6cm。

黏土層5上表面鋪設(shè)有第二戈壁料墊層9，第二戈壁料墊層9的厚度為40cm 厚，粒徑5cm，

如圖3所示，第一防滲層4包括有碳纖維布4-2和防滲布4-1，第一防滲層 4為雙層結(jié)構(gòu)，包括有碳纖維布4-2和防滲布4-1，碳纖維布4-2覆蓋在防滲布 4-1上方，碳纖維布4-2和防滲布4-1采用抗水黏結(jié)劑粘結(jié)固定。

土坡層6的厚度為10cm。

實(shí)施例2

本發(fā)明一種露天礦山地下水層的復(fù)合保護(hù)結(jié)構(gòu)，如圖1所示，包括有邊坡 1，邊坡1的最低水位線位置向下挖有防滲坑2，防滲坑2內(nèi)部填充有黏土，邊 坡1坡腳向外修筑有壩體3，壩體3與邊坡1之間填充有黏土層5，黏土層5 與邊坡1之間填充有土坡層6，壩體3內(nèi)坡坡面以及土坡6層與黏土層5之間 設(shè)置有第一防滲層4。

防滲坑2規(guī)格:2m×5m×3m，防滲坑2的內(nèi)部填充有黏土，內(nèi)壁鋪設(shè)有第 二防滲層8，第二防滲層8與第一防滲層4結(jié)構(gòu)相同。

黏土層5高出原始水位線2m。

壩體3由碎石組成，壩體3距離邊坡1坡腳2.4m，壩體3高度與原始水位 線的高度差3m，最高內(nèi)坡坡度1:3，坡頂寬度14m，外坡坡度＝1:2。

如圖2所示，壩體3內(nèi)坡上鋪筑有第一戈壁料墊層7，第一戈壁料墊層7 位于壩體3內(nèi)坡與防滲層4中間，第一戈壁料墊層7的厚度為20cm厚，粒徑 7cm。

黏土層5上表面鋪設(shè)有第二戈壁料墊層9，第二戈壁料墊層9的厚度為40cm 厚，粒徑12cm。

如圖3所示，第一防滲層4為雙層結(jié)構(gòu)，包括有碳纖維布4-2和防滲布4-1， 碳纖維布4-2覆蓋在防滲布4-1上方，碳纖維布4-2和防滲布4-1采用抗水黏結(jié) 劑粘結(jié)固定。

土坡層6的厚度為30cm。

實(shí)施例3

本發(fā)明一種露天礦山地下水層的復(fù)合保護(hù)結(jié)構(gòu)，如圖1所示，包括有邊坡 1，邊坡1的最低水位線位置向下挖有防滲坑2，防滲坑2內(nèi)部填充有黏土，邊 坡1坡腳向外修筑有壩體3，壩體3與邊坡1之間填充有黏土層5，黏土層5 與邊坡1之間填充有土坡層6，壩體3內(nèi)坡坡面以及土坡6層與黏土層5之間 設(shè)置有第一防滲層4。

防滲坑2規(guī)格:2m×4m×2m，防滲坑2的內(nèi)部填充有黏土，內(nèi)壁鋪設(shè)有第 二防滲層8，第二防滲層8與第一防滲層4結(jié)構(gòu)相同。

黏土層5高出原始水位線1.5m。

壩體3由碎石組成，壩體3距離邊坡1坡腳1.8m，壩體3高度與原始水位 線的高度差2.5m，最高內(nèi)坡坡度1:4，坡頂寬度13m，外坡坡度＝1:3。

如圖2所示，壩體3內(nèi)坡上鋪筑有戈壁料墊層7，戈壁料墊層7位于壩體3 內(nèi)坡與防滲層4中間，戈壁料墊層7的厚度為35cm厚，粒徑5cm。

黏土層5上表面鋪設(shè)有戈壁料墊層7，戈壁料墊層7的厚度為25cm厚，粒 徑8cm。

如圖3所示，第一防滲層4為雙層結(jié)構(gòu)，包括有碳纖維布4-2和防滲布4-1， 碳纖維布4-2覆蓋在防滲布4-1上方，碳纖維布4-2和防滲布4-1采用抗水黏結(jié) 劑粘結(jié)固定。

土坡層6的厚度為24cm。

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