1.本發(fā)明屬于地質(zhì)災害治理領(lǐng)域，具體是一種露天采礦坑、全塌陷采空區(qū)分層回填強夯治理方法。

背景技術(shù)：

2.對于露天采礦坑的治理方法，目前可分兩個方向：一種為針對大型、超大型規(guī)范開采的露天采礦坑，由于開采面積大且為有序開采，主要采取了開挖下一個采礦坑的礦渣回填上一個采礦坑，回填方式多采用拋填?；靥钚纬傻膱龅夭荒茏鳛楣I(yè)用地或建筑用地，通常采取恢復植被、復墾為林的處理方法；另一種為原有小型、中小型非規(guī)范開采的露天采礦坑，大多坑深壁陡、恢復植被困難且復綠成本高，形成棄置深谷，且因礦山環(huán)境治理大多采取“誰開采誰負責”的治理原則，而小型、中小型露天采礦開采企業(yè)大多屬于上世紀小型礦企無證開采階段形成的，并未進行有效治理。

3.對于全塌陷采空區(qū)的治理技術(shù)，目前的治理技術(shù)可分兩個方向：一種為礦區(qū)人跡罕至區(qū)域，大多就地綠化治理；一種為人類活動頻繁區(qū)域，采用了大量的整村搬遷技術(shù)，現(xiàn)未形成有效的治理利用技術(shù)。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

4.本發(fā)明為了解決上述問題，提供一種露天采礦坑、全塌陷采空區(qū)分層回填強夯施工方法。

5.本發(fā)明采取以下技術(shù)方案：一種露天采礦坑、全塌陷采空區(qū)分層回填強夯施工方法，包括以下步驟。

6.s100～對露天采礦坑、全塌陷采空區(qū)實施表土清除、坑壁挖臺階整治以及坑底強夯處理；s200～進行分層回填和分層強夯，逐層回填并強夯加固采礦坑、全塌陷采空區(qū)，形成平整的建筑用地；s300～表層隔水處理。

7.所述的步驟s100包括以下方法，s101～表土處理：對采礦坑、全塌陷采空區(qū)在長期暴露過程中形成的已生長的植物、植物根系以及生長形成的植物土進行清理，采用挖掘機進行清理，清理深度20?30cm。

8.s102～坑壁處理：表土清理完成后，進行坑壁處理，即對采礦坑、全塌陷采空區(qū)坑壁進行階梯狀整修；當坑壁坡度小于1:5時為坑壁不陡，不用進行臺階整修；當坑壁坡度大于1:5時，需進行臺階整修；整修方法為沿原有坡度、高度與分層攤鋪厚度等高進行臺階整修；當坑壁坡度大于1：0.5時，在每層回填土回填前進行坑壁整修，高度與強夯加固分層厚度等高進行，并與回填土層同步進行同樣能級強夯加固。

9.s103～坑底處理：若松散土厚度大于15m時，先采用挖掘機挖除松土至其厚度小于15m；若松散土厚度小于或等于15m時，直接進行強夯處理。

10.所述的步驟s103中，松散土厚度小于或等于15m時，采用強夯處理方式，強夯能級選擇如下：采用選定的強夯能級進行坑底加固。

11.所述的步驟s200包括以下方法，s201～根據(jù)采礦坑、全塌陷采空區(qū)分布最多的土石料進行回填材料選擇；s202～根據(jù)采礦坑、全塌陷采空區(qū)深度、施工道路修筑條件、填筑材料特性，選擇適宜的強夯設(shè)備和強夯能級。

12.s203～回填前先進行擬定強夯能級，并根據(jù)選定強夯能級確定分層堆填厚度；強夯能級選用4000 kn·m—6000kn·m，分層厚度對應下表進行選擇：s204～根據(jù)確定的回填分層厚度，按0.5?1m厚度分層堆填、上料攤鋪，逐層上料攤鋪，直至回填至分層厚度；干旱地區(qū)隨回填同步灑水增濕至填料最佳含水量的±3%；若填料中有煤矸石時，攤鋪時采用煤矸石與粘性土互層方式；具體為每攤鋪1m煤矸石后，及時灑水至最佳含水量的粘性土，含水量為±1%?3%，攤鋪0.5m粘土層，循環(huán)互層填筑至分層厚度，再進行強夯加固施工。

13.s205～按設(shè)計強夯能級進行強夯加固；s206～重復s204?s205步驟，至擬作為建筑用場地標高的?4m。

14.所述的步驟s300包括以下方法，s301～當分層回填、分層強夯至擬作為建筑用場地標高的?4m時，開始進行表層黏性土隔水層回填，表層黏性土隔水層厚度大于10cm；s302～回填參數(shù)通過現(xiàn)場試驗確定；參數(shù)選擇可采用分層攤鋪厚度30cm左右、最佳含水量控制在±2%、振動碾壓4?6遍、激振力不小于50t，壓實度不小于96%；s303～填完后進行沉降觀測，觀測周期不少于一年，沉降收斂，沉降速率小于0.015mm/d。

15.與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明解決了在城市規(guī)模拓展過程中，因城市周邊大量存在的露天采礦坑、全塌陷采空區(qū)而制約城市發(fā)展的問題，提供一種露天采礦坑、全塌陷采空區(qū)分層回填強夯治理成為建筑用地的方法，解決了城市擴容發(fā)展過程中，因露天采礦坑、全塌陷采空區(qū)對城市發(fā)展形成的人為分割問題、坑深壁陡極不易綠化而影響市容的問題、城市土地緊缺前提下相對低成本造地問題。

附圖說明

16.圖1為本發(fā)明的流程圖。

具體實施方式

17.一種露天采礦坑、全塌陷采空區(qū)分層回填強夯治理技術(shù)，通過對坑底整治、分層回填分層強夯、防止自燃以及表層隔水處理技術(shù)來實現(xiàn)，達到滿足建設(shè)用地的目標。

18.具體實施步驟為：第一步、進行坑底整治：1、表土處理：對采礦坑、全塌陷采空區(qū)在長期暴露過程中形成的已生長的植物、植物根系以及生長形成的植物土進行清理，采用挖掘機進行清理，清理深度20?30cm。

19.2、坑壁處理：植物土清理完成后，進行坑壁處理，即對采礦坑、全塌陷采空區(qū)坑壁進行階梯狀整修。整修過程中如坑壁較陡，高度較大不易一次完成時，可在每層回填土回填前進行坑壁整修。整個階梯的分臺階高度可同設(shè)計回填土標高設(shè)計相一致，坡度順原狀坡度滿足高寬比1：0.5?1：2之間，并與回填土層同步進行同樣能級強夯加固。

20.3、坑底處理：若松散土厚度大于15m時，先采用挖掘機挖除松土至其厚度小于15m；若松散土厚度小于或等于15m時，直接進行強夯處理。其處理可采用強夯處理方式，強夯能級選擇如下：采用選定的強夯能級進行坑底加固。

21.第二步、進行分層回填、分層強夯：1、表土、坑底、坑壁處理后，進行壓實度檢測，合格后進行分層回填、分層強夯處理。

22.2、回填前，進行填料選擇?；靥畈牧媳局耙虻刂埔恕钡脑瓌t，以采礦坑、全塌陷采空區(qū)分布最多的煤矸石廢棄固體礦料以及砂巖、頁巖、泥巖等土石混合料為主。

23.3、回填前先進行擬定強夯能級，并根據(jù)選定強夯能級確定分層堆填厚度。強夯能級可選用4000 kn·m—6000kn·m，分層厚度對應下表進行選擇：

4、分層回填采用分層堆填方式，按0.5?1m一層分層攤鋪，攤鋪前結(jié)合強夯分層厚度進行提前策劃。

24.5、煤矸石作為填料攤鋪時，應采取防止自燃的措施。具體可采用煤矸石與粘性土互層方式回填，即每攤鋪1m左右厚度的煤矸石后，及時灑水至最佳含水量的粘性土（±1%?3%），北方干旱地區(qū)隨回填同步灑水增濕至填料最佳含水量的±3%。在煤矸石填料層上，攤鋪0.5m左右粘土層，再進行強夯加固施工。

25.6、強夯加固過程逐層檢測，合格后方可進行下一步施工。

26.第三步、表層隔水處理1、當分層回填、分層強夯至擬作為建筑用場地標高的?4m時，開始進行表層黏性土隔水層回填。

27.2、表層黏性土隔水層分層攤鋪厚度宜為30cm左右，最佳含水量±2%時進行碾壓，振動碾壓4?6遍，激振力大于50t，壓實度不小于96%，具體碾壓參數(shù)根據(jù)現(xiàn)場試驗結(jié)果進行確定。

28.3、分層厚度提前規(guī)劃，嚴禁在表層形成壓實厚度小于10cm的薄貼層。

29.4、填完后進行沉降觀測，觀測周期不少于一年，沉降收斂，沉降速率小于0.015mm/d。技術(shù)特征：

1.一種露天采礦坑、全塌陷采空區(qū)分層回填強夯施工方法，其特征在于：包括以下步驟，s100～對露天采礦坑、全塌陷采空區(qū)實施表土清除、坑壁挖臺階整治以及坑底強夯處理；s200～進行分層回填和分層強夯，逐層回填并強夯加固采礦坑、全塌陷采空區(qū)，形成平整的建筑用地；s300～表層隔水處理。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的露天采礦坑、全塌陷采空區(qū)分層回填強夯施工方法，其特征在于：所述的步驟s100包括以下方法，s101～表土處理：對采礦坑、全塌陷采空區(qū)在長期暴露過程中形成的已生長的植物、植物根系以及生長形成的植物土進行清理，采用挖掘機進行清理，清理深度20?30cm；s102～坑壁處理：表土清理完成后，進行坑壁處理，即對采礦坑、全塌陷采空區(qū)坑壁進行階梯狀整修；當坑壁坡度小于1:5時為坑壁不陡，不用進行臺階整修；當坑壁坡度大于1:5時，需進行臺階整修；整修方法為沿原有坡度、高度與分層攤鋪厚度等高進行臺階整修；當坑壁坡度大于1：0.5時，在每層回填土回填前進行坑壁整修，高度與強夯加固分層厚度等高進行，并與回填土層同步進行同樣能級強夯加固；s103～坑底處理：若松散土厚度大于15m時，先采用挖掘機挖除松土至其厚度小于15m；若松散土厚度小于或等于15m時，直接進行強夯處理。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的露天采礦坑、全塌陷采空區(qū)分層回填強夯施工方法，其特征在于：所述的步驟s103中，松散土厚度小于或等于15m時，采用強夯處理方式，強夯能級選擇如下：采用選定的強夯能級進行坑底加固。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的露天采礦坑、全塌陷采空區(qū)分層回填強夯施工方法，其特征在于：所述的步驟s200包括以下方法，s201～根據(jù)采礦坑、全塌陷采空區(qū)分布最多的土石料進行回填材料選擇；s202～根據(jù)采礦坑、全塌陷采空區(qū)深度、施工道路修筑條件、填筑材料特性，選擇適宜的強夯設(shè)備和強夯能級；s203～回填前先進行擬定強夯能級，并根據(jù)選定強夯能級確定分層堆填厚度；強夯能級選用4000 kn·m—6000kn
·m，分層厚度對應下表進行選擇：強夯能級（kn.m）分層厚度（虛填）（m）40004.5?5.550005.0?6.060005.5?6.5s204～根據(jù)確定的回填分層厚度，按0.5?1m厚度分層堆填、上料攤鋪，逐層上料攤鋪，直至回填至分層厚度；干旱地區(qū)隨回填同步灑水增濕至填料最佳含水量的±3%；若填料中有煤矸石時，攤鋪時采用煤矸石與粘性土互層方式；具體為每攤鋪1m煤矸石后，及時灑水至最佳含水量的粘性土，含水量為±1%?3%，攤鋪0.5m粘土層，循環(huán)互層填筑至分層厚度，再進行強夯加固施工；s205～按設(shè)計強夯能級進行強夯加固；s206～重復s204?s205步驟，至擬作為建筑用場地標高的?4m。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的露天采礦坑、全塌陷采空區(qū)分層回填強夯施工方法，其特征在于：所述的步驟s300包括以下方法，所述的步驟s300包括以下方法：s301～當分層回填、分層強夯至擬作為建筑用場地標高的?4m時，開始進行表層黏性土隔水層回填，表層黏性土隔水層厚度大于10cm；s302～回填參數(shù)通過現(xiàn)場試驗確定；參數(shù)選擇可采用分層攤鋪厚度30cm左右、最佳含水量控制在±2%、振動碾壓4?6遍、激振力不小于50t，壓實度不小于96%；s303～填完后進行沉降觀測，觀測周期不少于一年，沉降收斂，沉降速率小于0.015mm/d。

技術(shù)總結(jié)

本發(fā)明屬于地質(zhì)災害治理領(lǐng)域，具體是一種露天采礦坑、全塌陷采空區(qū)分層回填強夯治理方法。包括以下步驟。S100～對露天采礦坑、全塌陷采空區(qū)實施表土清除、坑壁挖臺階整治以及坑底強夯處理。S200～進行分層回填和分層強夯，逐層回填并強夯加固采礦坑、全塌陷采空區(qū)，形成平整的建筑用地。S300～表層隔水處理。平整的建筑用地。S300～表層隔水處理。

技術(shù)研發(fā)人員：楊印旺 張潔玙 郭偉林 許少強 謝俊平 李學東 李繼兵 任冬林 孫建民 史曉宏 賀亞琴

受保護的技術(shù)使用者：山西機械化建設(shè)集團有限公司

技術(shù)研發(fā)日：2020.10.21

技術(shù)公布日：2021/10/28