[发明专利]一种露天煤矿地下水库、水库储水体及水库库容计算方法

说明书

本发明提供了一种露天煤矿地下水库储水体，所述储水体由2‑6排预制管涵从所述地下水库库底向上依次交错堆叠而成，所述预制管涵之间的堆叠间隙采用砾石或毛石填充，所述预制管涵上设置多排涵孔，每排涵孔的个数为4‑8个，均匀设置在所述预制管涵同一圆周上，每排涵孔排间设有中心孔，便于各所述预制管涵之间导水，位于所述地下水库四周边界的预制管涵外壁不设置涵孔，以保证地下水库有效储水。本发明还提供了一种以所述预制管涵作储水体的露天煤矿地下水库及其库容计算方法。本发明提供的以预制管涵作储水体的露天煤矿地下水库，其库容大、结构稳定，且库容计算方便而精确。

技术领域

本发明属于矿业工程与水利工程交叉技术领域，特别涉及一种露天煤矿地下水库、水库储水体及水库库容计算方法。

背景技术

露天煤矿开采面临土地沙漠化、地下水流失和水质污染等环境问题，煤矿地下水库建设为矿井水洁净处理、有效储存与分质利用提供了工程技术途径。国内已建成的地下水库主要针对井工矿井进行建设，已公开的专利涉及露天煤矿地下水库建设主要是以毛石或其它多孔介质作为储水材料、充填形成多层状的储集空间，施工建设与内排土作业同步进行，空间层位特征为分布式，此类地下水库以毛石或其它多孔介质作为滤层和储水体，施工简单，建造成本低，但此类水库具有库容小和结构不稳定的缺点。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种库容大、结构稳定的露天煤矿地下水库、水库储水体及水库库容计算方法。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种露天煤矿地下水库储水体，所述储水体包括三层储水体，由地下水库库底向上依次交错式设置，所述储水体之间及其周围采用露天煤矿内排土填充，每层所述储水体由2-6排预制管涵交错堆叠而成，所述预制管涵之间的堆叠间隙采用碎石填充，所述预制管涵上设置多排涵孔，每排涵孔的个数为4-8个，均匀设置在所述预制管涵同一圆周上，每两排涵孔之间设置中心孔，便于所述预制管涵之间导水，位于露天煤矿四周边界的预制管涵侧壁不设置涵孔，以保证地下水库有效储水。

进一步地，所述预制管涵的内径为1.5-1.8m，外径为1.9-2.2m，壁厚0.4-0.7m，所述预制管涵的长度为40-60m，所述预制管涵上的每排涵孔的间距为1.5-2.0m，所述涵孔的孔径为16cm。

进一步地，所述预制管涵由碎石和中粗砂作为骨料与水泥配比成混凝土，再用甲级冷拔低碳钢螺旋状钢筋作加强筋预制而成。

本发明提供了一种露天煤矿地下水库，包括所述储水体，以及心墙挡水坝；所述心墙挡水坝根据露天煤矿内排土场位置，选址在采区边界，不同地下水库的心墙挡水坝朝向剥离区方向依次构筑；每个地下水库设置所述储水体，所述储水体包括三层储水体，由地下水库库底向上依次交错式设置，每层所述储水体由2-6排预制管涵交错堆叠而成，所述预制管涵之间的堆叠间隙采用碎石填充，所述预制管涵上设置多排涵孔，每排涵孔的个数为4-8个，均匀设置在所述预制管涵同一圆周上，每两排涵孔之间设置中心孔，便于所述预制管涵之间导水，位于露天煤矿四周边界的预制管涵侧壁不设置涵孔，以保证地下水库有效储水；所述储水体之间及其周围采用露天煤矿内排土填充至与所述心墙挡水坝高度相同，不同地下水库库间设有输水管网，方便不同地下水库之间调水。

进一步地，所述心墙挡水坝为混凝土重力坝或土石重力坝，分阶段浇筑和碾压而成，所述心墙挡水坝的坝顶宽度为10-15m，坝坡角度为87°，坝基H_b为10-15m，坝体高度H_N与露天煤矿坑深H的关系为H＝H_N+10m，坝体最大宽度W与露天煤矿坑深H的关系为W＝20m+(H-10m)/tan87°。

进一步地，所述地下水库库底设置库底防渗层，所述库底防渗层采用露天煤矿表层剥离的黑粘泥碾压铺设而成。

本发明还提供了一种露天煤矿地下水库库容的计算方法，包括如下步骤：