大水地下矿体的开采方法.pdf

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1、(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 202010857927.2 (22)申请日 2020.08.24 (71)申请人 东北大学秦皇岛分校 地址 066004 河北省秦皇岛市经济技术开 发区泰山路143号 (72)发明人 郭献章张娟霞 (74)专利代理机构 北京品源专利代理有限公司 11332 代理人 胡彬 (51)Int.Cl. E21C 41/16(2006.01) A01B 79/02(2006.01) A01G 24/10(2018.01) A01G 24/28(2018.01) (54)发明名称 一种大水。

2、地下矿体的开采方法 (57)摘要 本发明涉及矿山地下开采技术领域， 公开了 一种大水地下矿体的开采方法， 其包括： S1、 对地 表进行防渗水处理； S2、 地下矿体开采范围内疏 干排水； S3、 开采地下矿体； S4、 选矿厂的尾砂分 级处理， 粗粒的用于建筑， 细粒的用于改造农田； S5、 采用细粒的尾砂作为农田的基层， 在基层的 上方铺设有机腐植土， 并建设农田的灌溉系统。 该开采方法综合利用了农业与矿业之间的互补 优势， 在解决矿山尾矿堆存场地的同时， 对上覆 地表的农田进行了升级改造， 使改造后的农田成 为节水、 有机、 抗旱、 防涝的优质农田。 使大水矿 山的开采去除了地下水所引起。

3、的各种隐患， 保证 了地下作业环境的安全， 同时， 所排出的地下水 成为农田的灌溉用水， 不造成资源浪费。 权利要求书1页 说明书4页 CN 112112648 A 2020.12.22 CN 112112648 A 1.一种大水地下矿体的开采方法， 其特征在于， 包括如下步骤： S1、 对地表进行防渗水处理； S2、 地下矿体开采范围内疏干排水； S3、 开采地下矿体； S4、 选矿厂的尾砂分级处理， 粗粒的用于建筑， 细粒的用于改造农田； S5、 采用细粒的尾砂作为农田的基层， 在基层的上方铺设有机腐植土， 并建设农田的灌 溉系统。 2.根据权利要求1所述的大水地下矿体的开采方法， 其特征。

4、在于， 步骤S1包括如下步 骤： S11、 对地表土改造， 地表土平整之后铺设地衬膜， 并在地衬膜上铺设有机土； S12、 对地表沟渠进行防渗处理； S13、 堵截地下矿体侧方的水源通道。 3.根据权利要求2所述的大水地下矿体的开采方法， 其特征在于， 步骤S13中堵截地下 矿体侧方的水源通道的方式采用地下连续墙、 注浆帷幕和旋喷桩中的至少一种。 4.根据权利要求1所述的大水地下矿体的开采方法， 其特征在于， 步骤S2包括： 对地下矿体开采范围内的抽水疏干， 对开拓系统形成过程中地下矿体范围内的抽水疏 干， 对地下矿开采过程中的疏干排水。 5.根据权利要求1所述的大水地下矿体的开采方法， 其特。

5、征在于， 在步骤S3之后还包括 如下步骤： S31、 改造地下采空区， 进行二次利用。 6.根据权利要求1所述的大水地下矿体的开采方法， 其特征在于， 步骤S5中在基层和有 机腐植土之间铺设有地衬膜。 7.根据权利要求1所述的大水地下矿体的开采方法， 其特征在于， 灌溉系统包括水库、 沟渠及灌溉网。 8.根据权利要求1所述的大水地下矿体的开采方法， 其特征在于， 有机腐植土的制作方 法包括如下步骤： S51、 对污泥进行脱水处理； S52、 将植物碎屑与脱水后的污泥混合发酵， 形成有机肥； S53、 将有机肥与干燥的尾矿混合形成有机腐植土。 权利要求书 1/1 页 2 CN 112112648。

6、 A 2 一种大水地下矿体的开采方法 技术领域 0001 本发明涉及矿山地下开采技术领域， 尤其涉及一种大水地下矿体的开采方法。 背景技术 0002 伴随经济的快速发展， 对各种矿物原材料的需求量也更多， 更急迫。 虽然进口矿石 弥补了很大的缺口， 但受多种因素的影响而呈现出很大的不确定性， 国内优质易采矿体已 经基本用尽， 难采低品位的矿体成为今后的主要开采对象。 0003 其中有一类矿体， 其上部泾流发育好， 覆盖层与矿体间有良好的导水通道， 矿体及 围岩内部也有各种各样的导水通道相联。 此类矿体在开采时会因为地下水而面临多种技术 困难， 抽水费用高， 防突水、 涌水工作量大， 带压作业，。

7、 是地下工作人员生命安全的重大威 胁。 0004 目前针对此类矿体， 会采取多种疏排水技术和封堵水技术的组合来应对， 以保证 地下采矿作业的安全进行。 如地表河流改道、 地下连续墙、 注浆堵水帷幕等技术方案及其组 合， 都是常规的手段。 这些常规技术施工费用高、 难度大、 效果难以控制， 因此大水矿体的开 采仍是业内一大难题。 0005 因此， 亟需一种大水地下矿体的开采方法， 以解决上述技术问题。 发明内容 0006 本发明的目的在于提供一种大水地下矿体的开采方法， 其综合利用了农业与矿业 之间的互补优势， 在解决矿山尾矿堆存场地的同时， 对上覆地表的农田进行了升级改造， 使 改造后的农田成。

8、为节水、 有机、 抗旱、 防涝的优质农田。 使大水矿山的开采去除了地下水所 引起的各种隐患， 保证了地下作业环境的安全， 同时， 所排出的地下水成为农田的灌溉用 水， 不造成资源浪费。 0007 为达此目的， 本发明采用以下技术方案： 0008 提供一种大水地下矿体的开采方法， 包括如下步骤： 0009 S1、 对地表进行防渗水处理； 0010 S2、 地下矿体开采范围内疏干排水； 0011 S3、 开采地下矿体； 0012 S4、 选矿厂的尾砂分级处理， 粗粒的用于建筑， 细粒的用于改造农田； 0013 S5、 采用细粒的尾砂作为农田的基层， 在基层的上方铺设有机腐植土， 并建设农田 的灌溉。

9、系统。 0014 作为一种大水地下矿体的开采方法的优选技术方案， 步骤S1包括如下步骤： 0015 S11、 对地表土改造， 地表土平整之后铺设地衬膜， 并在地衬膜上铺设有机土； 0016 S12、 对地表沟渠进行防渗处理； 0017 S13、 堵截地下矿体侧方的水源通道。 0018 作为一种大水地下矿体的开采方法的优选技术方案， 步骤S13中堵截地下矿体侧 说明书 1/4 页 3 CN 112112648 A 3 方的水源通道的方式采用地下连续墙、 注浆帷幕和旋喷桩中的至少一种。 0019 作为一种大水地下矿体的开采方法的优选技术方案， 步骤S2包括： 0020 对地下矿体开采范围内的抽水疏。

10、干， 对开拓系统形成过程中地下矿体范围内的抽 水疏干， 对地下矿开采过程中的疏干排水。 0021 作为一种大水地下矿体的开采方法的优选技术方案， 在步骤S3之后还包括如下步 骤： 0022 S31、 改造地下采空区， 进行二次利用。 0023 作为一种大水地下矿体的开采方法的优选技术方案， 步骤S5中在基层和有机腐植 土之间铺设有地衬膜。 0024 作为一种大水地下矿体的开采方法的优选技术方案， 灌溉系统包括水库、 沟渠及 灌溉网。 0025 作为一种大水地下矿体的开采方法的优选技术方案， 有机腐植土的制作方法包括 如下步骤： 0026 S51、 对污泥进行脱水处理； 0027 S52、 将植。

11、物碎屑与脱水后的污泥混合发酵， 形成有机肥； 0028 S53、 将有机肥与干燥的尾矿混合形成有机腐植土。 0029 本发明的有益效果： 0030 该大水地下矿体的开采方法综合利用了农业与矿业之间的互补优势， 在解决矿山 尾矿堆存场地的同时， 对上覆地表的农田进行了升级改造， 使改造后的农田成为节水、 有 机、 抗旱、 防涝的优质农田。 使大水矿山的开采去除了地下水所引起的各种隐患， 保证了地 下作业环境的安全， 同时， 所排出的地下水成为农田的灌溉用水， 不造成资源浪费。 0031 地衬膜的使用， 不仅解决了地表水下渗所引起的地下采矿的水患补给源问题， 而 且使农田成为节水农田。 农田标高的。

12、人为抬高与灌溉、 排涝工程的事先设计与施工， 使改造 后的农田可以有效的对抗旱涝造成的灾害。 使大量产生的城市污水底泥与城市绿化垃圾有 效的资源化， 减少了其堆放填埋成本， 减少了环境污染。 当地下水问题解决后， 采矿工程可 以根据需要， 进行采空区的综合利用， 比如仓储， 可以为矿石资源枯竭后的矿山， 留下可持 续发展的途径。 具体实施方式 0032 为使本发明实施例的目的、 技术方案和优点更加清楚， 下面对本发明实施例中的 技术方案进行清楚、 完整地描述， 显然， 所描述的实施例是本发明一部分实施例， 而不是全 部的实施例。 0033 下面详细描述本发明的实施例， 仅用于解释本发明， 而不。

13、能理解为对本发明的限 制。 0034 实施例一 0035 本实施例公开了一种大水地下矿体的开采方法， 其包括如下步骤： 0036 S1、 对地表进行防渗水处理； 0037 S2、 地下矿体开采范围内疏干排水； 0038 S3、 开采地下矿体； 具体， 选用不会造成地表沉陷的采矿方法进行地下矿体的开 说明书 2/4 页 4 CN 112112648 A 4 采； 0039 S4、 选矿厂的尾砂分级处理， 粗粒的用于建筑， 细粒的用于改造农田； 0040 S5、 采用细粒的尾砂作为农田的基层， 在基层的上方铺设有机腐植土， 并建设农田 的灌溉系统。 0041 该大水地下矿体的开采方法综合利用了农业。

14、与矿业之间的互补优势， 在解决矿山 尾矿堆存场地的同时， 对上覆地表的农田进行了升级改造， 使改造后的农田成为节水、 有 机、 抗旱、 防涝的优质农田。 使大水矿山的开采去除了地下水所引起的各种隐患， 保证了地 下作业环境的安全， 同时， 所排出的地下水成为农田的灌溉用水， 不造成资源浪费。 0042 实施例二 0043 本实施例公开了一种大水地下矿体的开采方法， 其包括如下步骤： 0044 S1、 对地表进行防渗水处理； 具体地， 步骤S1包括如下步骤： 0045 S11、 对地表土改造， 地表土平整之后铺设地衬膜， 并在地衬膜上铺设有机土； 地衬 膜根据需要可以选择为防渗土工布或者聚乙烯膜。

15、等。 0046 S12、 对地表沟渠进行防渗处理， 对沟渠和水库的底面进行硬化处理， 防止向下方 和侧方渗水， 通常采用浇注混凝土形成防渗水的硬底。 0047 S13、 堵截地下矿体侧方的水源通道。 具体采用地下连续墙、 注浆帷幕和旋喷桩中 的至少一种， 具体采用哪种方式根据实际的地质条件和经济条件来决定。 0048 S2、 地下矿体开采范围内疏干排水； 具体包括： 对地下矿体开采范围内的抽水疏 干， 对开拓系统形成过程中地下矿体范围内的抽水疏干， 对地下矿开采过程中的疏干排水。 排水主要用于灌溉和地表水库及沟渠的补水。 0049 S3、 开采地下矿体； 具体选用不会造成地表沉陷的采矿方法进行。

16、地下矿体的开采。 根据矿体的储存条件及矿体的类型选择合适的采矿方法。 矿体开采之后送至选矿厂进行选 矿工作， 选矿之后会产生大量的尾砂。 在地下矿体开采之后， 包括： S31、 改造地下采空区， 进 行二次利用。 例如可以建造成仓储室， 存储粮食等。 也可以建造成地下展馆， 开发旅游项目 等。 或者建成地下实验室， 在地下进行一些实验。 0050 地下采空区的利用方案， 一定要与采矿方案一并进行设计与施工， 否则当采矿工 作完成后， 再进行地下采空区的综合利用， 则会造成很大的浪费。 更为重要的是， 一旦采空 区的稳定性被破坏， 则其改造与利用的用途选择将会十分困难。 0051 S4、 选矿厂。

17、的尾砂分级处理， 粗粒的用于建筑， 细粒的用于改造农田； 具体地， 把粗 粒的， 符合民用建筑用砂标准的砂， 堆存并进入市场销售， 以应用于建筑领域。 细粒尾矿砂 以干堆的形式， 按规划堆于矿区农田上， 用于农田的二次改造。 改造后的农田是高标准的农 田， 目标是不受干旱、 洪涝影响的全有机绿色高产农田。 0052 S5、 采用细粒的尾砂作为农田的基层， 在基层的上方铺设有机腐植土， 并建设农田 的灌溉系统。 0053 基层和有机腐植土之间铺设有地衬膜， 地衬膜起到防渗的作用， 避免有机腐植土 内的水分下渗到基层内。 其中， 灌溉系统包括水库、 沟渠及灌溉网。 其中水库及沟渠的底面 均进行防渗。

18、处理， 灌溉网可以采用水泥管构建， 通过水泥管输送水。 0054 本实施例中， 基层的尾砂堆放的高度为15米， 在其它实施例中， 也可以根据实际地 质条件和尾矿的排放速度进行选择。 而且在尾矿堆放一个单元之后， 便进行平整表面、 铺设 说明书 3/4 页 5 CN 112112648 A 5 地衬膜及铺设有机腐植土进行农田的改造， 并建造灌溉系统。 本实施例中的单元面积在5公 顷左右， 在其它实施例中还可以根据实际地块的地质条件以及尾矿的排放速度进行确定。 其中有机腐植土的厚度为30cm-50cm。 0055 有机腐植土的制作方法包括如下步骤： 0056 S51、 对污泥(本发明中所称污泥， 。

19、是指城市污水处理厂所产生的底泥或者其它场 所所产生的富含有有机质而不含对土壤有危害的固体废物)进行脱水处理； 把经过检测合 格的城市污水处理厂产生的底泥， 进行脱水处理， 处理之后使污泥的含水量达到20左右。 0057 S52、 将植物碎屑与脱水后的污泥混合发酵， 形成有机肥； 植物碎屑和污泥按一定 的比例进行混合， 其中植物碎屑包括粉碎的农作物的秸秆、 城市绿化剪出的杂草和树叶草 末等。 0058 S53、 将有机肥与干燥的尾矿混合形成有机腐植土。 将发酵发好的有机绿肥再与干 尾矿按照一定比例拌合， 形成所需的有机腐植土。 根据拌入尾矿砂的比例多少， 可把有机腐 植土分为两种， 尾砂掺入比例。

20、大的， 作为农田改良时第一次的全部土层， 也就是第一次铺在 地衬膜上的部分， 称为腐植土a。 尾砂掺入比例小的， 作为今后每季所施加的有机肥,称为腐 植土b。 后者可根据农作物的需求不同， 土壤所含量营养成分不同， 掺入一定比例的氮、 磷、 钾及其它所需元素。 0059 该大水地下矿体的开采方法综合利用了农业与矿业之间的互补优势， 在解决矿山 尾矿堆存场地的同时， 对上覆地表的农田进行了升级改造， 使改造后的农田成为节水、 有 机、 抗旱、 防涝的优质农田。 使大水矿山的开采去除了地下水所引起的各种隐患， 保证了地 下作业环境的安全， 同时， 所排出的地下水成为农田的灌溉用水， 不造成资源浪费。

21、。 0060 地衬膜的使用， 不仅解决了地下水下渗所引起的地下采矿的水患补给源问题， 而 且使农田成为节水农田。 农田标高的人为抬高与灌溉、 排涝工程的事先设计与施工， 使改造 后的农田可以有效的对抗旱涝造成的灾害。 使大量产生的城市污水底泥与城市绿化垃圾有 效的资源化， 减少了其堆放填埋成本， 减少了环境污染。 当地下水问题解决后， 采矿工程可 以根据需要， 进行采空区的综合利用， 比如仓储， 可以为矿石资源枯竭后的矿山， 留下可持 续发展的途径。 0061 显然， 本发明的上述实施例仅仅是为了清楚说明本发明所作的举例， 而并非是对 本发明的实施方式的限定。 对于所属领域的普通技术人员来说， 在上述说明的基础上还可 以做出其它不同形式的变化或变动。 这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。 凡在本 发明的精神和原则之内所作的任何修改、 等同替换和改进等， 均应包含在本发明权利要求 的保护范围之内。 说明书 4/4 页 6 CN 112112648 A 6 。