[发明专利]一种包含心墙堆石挡水坝结构的露天煤矿地下水库

说明书

本发明提供了一种包含心墙堆石挡水坝结构的露天煤矿地下水库，包括用作储水空间的露天煤矿矿坑，设置在露天煤矿矿坑内的心墙挡水坝，设置在心墙挡水坝前后两侧用作储水体的堆石，以及填充在堆石上的由内排土作业排出的内排土，所述心墙挡水坝包括按照内排土作业方向依次构筑而成的多个心墙挡水坝，所述多个心墙挡水坝将露天煤矿矿坑分区成多个地下储水空间，每个心墙挡水坝跟随内排土作业分多级阶段构筑而成，所述多个地下储水空间之间设有输水管网，保证不同库间的调水与取水，所述堆石底部设置由固体废弃物铺设而成的防渗层。本发明提供的包含心墙堆石挡水坝结构的露天煤矿地下水库，将露天煤矿内排土作业与地下水库建造有效结合在一起，实现了露天煤矿地下水库的安全高效建造。

技术领域

本发明属于矿业工程与水利工程交叉技术领域，特别涉及一种包含心墙堆石挡水坝结构的露天煤矿地下水库。

背景技术

东部草原大型煤电基地生态脆弱、露天煤矿开采极易造成土地沙漠化，同时对地下水运行系统造成污染和破坏。因此，露天煤矿地下水库建设对东部草原大型煤电基地生态修复具有重要的水资源保护作用。

露天煤矿开采需剥离地表岩土层后采出煤体，然后对采空区用地表岩土层剥离物进行回填，该采空区称为内排土场，内排土场是露天煤矿地下水库建设的主选地址。对于露天煤矿地下水库设计，如何在露天煤矿内排土场内实现地下水库的快速建设，如何解决地下水库建设与内排土作业问题，如何协调内排土作业与挡水坝构筑的工期关系，以及如何有效储水与利用，这些问题都已成为露天煤矿地下水库建设亟待考虑与迫需解决的问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种能够协调内排土作业与挡水坝构筑的工期关系、布局设计合理、且能够安全高效建造的包含心墙堆石挡水坝结构的露天煤矿地下水库。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种包含心墙堆石挡水坝结构的露天煤矿地下水库，包括用作储水空间的露天煤矿矿坑，设置在露天煤矿矿坑内的心墙挡水坝，设置在心墙挡水坝前后两侧用作储水体的堆石，以及填充在堆石上的由内排土作业排出的内排土，所述心墙挡水坝包括按照内排土作业方向依次构筑而成的多个心墙挡水坝，所述多个心墙挡水坝将露天煤矿矿坑分区成多个地下储水空间，每个心墙挡水坝跟随内排土作业分多级阶段构筑而成，所述多个地下储水空间之间设有输水管网，保证不同库间的调水与取水，所述堆石底部设置由固体废弃物铺设而成的防渗层。

进一步地，所述心墙挡水坝由混凝土浇筑或者土石碾压而成。

进一步地，所述心墙挡水坝的第一级心墙挡水坝的坝基深度为10-15m，每级心墙挡水坝的坡角为87°，最后一级心墙挡水坝的坝顶宽度为10-15m，心墙挡水坝的总高度H_n与露天煤矿坑深H的关系为H＝H_n+10m，心墙挡水坝的最大宽度W与露天煤矿坑深H的关系为W＝20m+(H-10m)/tan87°。

进一步地，所述堆石上的内排土填充高度与所述心墙挡水坝高度持平。

进一步地，所述堆石是由毛石、或具有空间孔和/或腔结构的材料沿着所述心墙挡水坝倾斜堆积而成。

进一步地，所述堆石的堆叠坡度为25°-33°。

进一步地，所述防渗层的厚度Hs为1-1.5m。

进一步地，所述输水管网包括埋设在所述储水体中的地下输水管，以及设置在内排土表层与所述地下输水管通过竖直管道连通的地表输水管。