本發(fā)明涉及露天坑治理技術(shù)領(lǐng)域，具體而言，涉及一種露天坑填充方法。

背景技術(shù)：

在對(duì)礦山進(jìn)行開采時(shí)，露天采坑與地下采場(chǎng)之間具有較為復(fù)雜的水力通道，上部露天采坑匯集的大氣降水會(huì)直接侵入地下開采系統(tǒng)。特別是當(dāng)露天采坑的周圍植被遭到破壞時(shí)，若遇到暴雨，則露天采坑匯集水量大，徑流系數(shù)大，洪峰流量大，坑內(nèi)涌水量在短時(shí)間內(nèi)急劇增加，甚至可以達(dá)到正常涌水量的幾倍甚至幾十倍，這就有可能造成洪水、泥沙下灌及淹井等災(zāi)害性事故，對(duì)地下開采系統(tǒng)構(gòu)成嚴(yán)重影響。

為了解決上述問題，需要治理已經(jīng)閉坑的露天采坑。在現(xiàn)有技術(shù)中，多采用廢石回填、尾礦干堆等方式進(jìn)行露天采坑進(jìn)行治理。然而，上述方式并不能徹底封堵露天采坑與地下采場(chǎng)之間的水力通道，仍然會(huì)對(duì)地下開采系統(tǒng)造成影響。同時(shí)，對(duì)于南方多雨地區(qū)，采用廢石回填或尾礦干堆的方式，露天坑容易形成“大水盆”，嚴(yán)重影響地下開采的生產(chǎn)安全及周邊環(huán)境。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的主要目的在于提供一種露天坑填充方法，以解決現(xiàn)有技術(shù)中的露天采坑對(duì)地下開采系統(tǒng)造成影響的問題。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種露天坑填充方法，依次包括以下步驟：

步驟S10：將鋪底結(jié)構(gòu)鋪設(shè)在露天坑的坑底；

步驟S20：將第一填充料漿鋪設(shè)在鋪底結(jié)構(gòu)上以形成第一填充層，第一填充層覆蓋住露天坑的坑底。

步驟S40：完成露天坑的填充。

進(jìn)一步地，步驟S20和步驟S40之間還包括：

步驟S30：將第二填充料漿鋪設(shè)在第一填充層上以形成第二填充層。

進(jìn)一步地，第二填充層為多個(gè)，

步驟S30：將第二填充料漿由下至上逐層鋪設(shè)在第一填充層上以形成多個(gè)第二填充層。

進(jìn)一步地，步驟30包括：

步驟S31：在第一填充層上設(shè)置第一填充擋墻，以將第一填充層的上方的第一待鋪設(shè)區(qū)域分成多個(gè)第一填充分區(qū)；

步驟S32：將第二填充料漿分別鋪設(shè)在多個(gè)第一填充分區(qū)中，以形成貼合第一填充層設(shè)置的第二填充層。

進(jìn)一步地，步驟30還包括：

步驟S33：在已鋪設(shè)完成的第二填充層上設(shè)置第二填充擋墻，以將該第二填充層的上方的第二待鋪設(shè)區(qū)域分成多個(gè)第二填充分區(qū)；

步驟S34：將第二填充料漿分別鋪設(shè)在多個(gè)第二填充分區(qū)中，以形成貼合該第二填充層設(shè)置并位于其上方的第二填充層。

進(jìn)一步地，在步驟S30中，第二填充料漿沿露天坑的外圍邊沿至露天坑的中部的方向鋪設(shè)，在多個(gè)第二填充層中，至少部分相鄰的第二填充層的中部具有缺口，缺口與位于該第二填充層的下方的第二填充層或第一填充層共同形成儲(chǔ)水凹部。

進(jìn)一步地，缺口的側(cè)壁具有導(dǎo)水斜面。

進(jìn)一步地，第二填充料漿的強(qiáng)度小于第一填充料漿的強(qiáng)度。

進(jìn)一步地，第一填充擋墻的橫截面和第二填充擋墻的橫截面均呈梯形，第一填充擋墻的兩側(cè)的坡度相同，第二填充擋墻的兩側(cè)的坡度相同。

進(jìn)一步地，鋪底結(jié)構(gòu)為鋼筋網(wǎng)。

應(yīng)用本發(fā)明的技術(shù)方案，先將鋪底結(jié)構(gòu)鋪設(shè)在露天坑的坑底，再將第一填充料漿鋪設(shè)在鋪底結(jié)構(gòu)上以形成第一填充層，并使第一填充層覆蓋住露天坑的坑底，從而完成露天坑的填充。由于上述第一填充料漿呈流體狀，其能夠鋪設(shè)在鋪底結(jié)構(gòu)上。當(dāng)?shù)谝惶畛淞蠞{凝固之后形成第一填充層，該第一填充層能夠覆蓋住露天坑的坑底，從而將露天坑的坑底與外界隔離，封堵露天坑與地下開采系統(tǒng)之間的水力通道，進(jìn)而防止露天坑匯集的大氣降水、填充料漿溢流水等直接侵入地下開采系統(tǒng)，減少了對(duì)地下開采系統(tǒng)的影響。

附圖說明

構(gòu)成本申請(qǐng)的一部分的說明書附圖用來提供對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步理解，本發(fā)明的示意性實(shí)施例及其說明用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的不當(dāng)限定。在附圖中：

圖1示出了應(yīng)用根據(jù)本發(fā)明的露天坑填充方法的實(shí)施例一來填充的露天坑的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的露天坑填充方法的實(shí)施例一的流程示意圖；以及

圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的露天坑填充方法的實(shí)施例二的流程示意圖；

其中，上述附圖包括以下附圖標(biāo)記：

10、第一填充層；20、第二填充層；21、缺口；22、導(dǎo)水斜面；30、第二填充擋墻。

具體實(shí)施方式

需要說明的是，在不沖突的情況下，本申請(qǐng)中的實(shí)施例及實(shí)施例中的特征可以相互組合。下面將參考附圖并結(jié)合實(shí)施例來詳細(xì)說明本發(fā)明。

下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。以下對(duì)至少一個(gè)示例性實(shí)施例的描述實(shí)際上僅僅是說明性的，決不作為對(duì)本發(fā)明及其應(yīng)用或使用的任何限制?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

需要注意的是，這里所使用的術(shù)語僅是為了描述具體實(shí)施方式，而非意圖限制根據(jù)本申請(qǐng)的示例性實(shí)施方式。如在這里所使用的，除非上下文另外明確指出，否則單數(shù)形式也意圖包括復(fù)數(shù)形式，此外，還應(yīng)當(dāng)理解的是，當(dāng)在本說明書中使用術(shù)語“包含”和/或“包括”時(shí)，其指明存在特征、步驟、操作、器件、組件和/或它們的組合。

除非另外具體說明，否則在這些實(shí)施例中闡述的部件和步驟的相對(duì)布置、數(shù)字表達(dá)式和數(shù)值不限制本發(fā)明的范圍。同時(shí)，應(yīng)當(dāng)明白，為了便于描述，附圖中所示出的各個(gè)部分的尺寸并不是按照實(shí)際的比例關(guān)系繪制的。對(duì)于相關(guān)領(lǐng)域普通技術(shù)人員已知的技術(shù)、方法和設(shè)備可能不作詳細(xì)討論，但在適當(dāng)情況下，所述技術(shù)、方法和設(shè)備應(yīng)當(dāng)被視為授權(quán)說明書的一部分。在這里示出和討論的所有示例中，任何具體值應(yīng)被解釋為僅僅是示例性的，而不是作為限制。因此，示例性實(shí)施例的其它示例可以具有不同的值。應(yīng)注意到：相似的標(biāo)號(hào)和字母在下面的附圖中表示類似項(xiàng)，因此，一旦某一項(xiàng)在一個(gè)附圖中被定義，則在隨后的附圖中不需要對(duì)其進(jìn)行進(jìn)一步討論。

在本發(fā)明的描述中，需要理解的是，方位詞如“前、后、上、下、左、右”、“橫向、豎向、垂直、水平”和“頂、底”等所指示的方位或位置關(guān)系通常是基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本發(fā)明和簡化描述，在未作相反說明的情況下，這些方位詞并不指示和暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位或者以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對(duì)本發(fā)明保護(hù)范圍的限制；方位詞“內(nèi)、外”是指相對(duì)于各部件本身的輪廓的內(nèi)外。

為了便于描述，在這里可以使用空間相對(duì)術(shù)語，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用來描述如在圖中所示的一個(gè)器件或特征與其他器件或特征的空間位置關(guān)系。應(yīng)當(dāng)理解的是，空間相對(duì)術(shù)語旨在包含除了器件在圖中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附圖中的器件被倒置，則描述為“在其他器件或構(gòu)造上方”或“在其他器件或構(gòu)造之上”的器件之后將被定位為“在其他器件或構(gòu)造下方”或“在其他器件或構(gòu)造之下”。因而，示例性術(shù)語“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”兩種方位。該器件也可以其他不同方式定位(旋轉(zhuǎn)90度或處于其他方位)，并且對(duì)這里所使用的空間相對(duì)描述作出相應(yīng)解釋。

此外，需要說明的是，使用“第一”、“第二”等詞語來限定零部件，僅僅是為了便于對(duì)相應(yīng)零部件進(jìn)行區(qū)別，如沒有另行聲明，上述詞語并沒有特殊含義，因此不能理解為對(duì)本發(fā)明保護(hù)范圍的限制。

實(shí)施例一的露天坑填充方法依次包括以下步驟：

步驟S10：將鋼筋網(wǎng)鋪設(shè)在露天坑的坑底；

步驟S20：將第一填充料漿鋪設(shè)在鋼筋網(wǎng)上以形成第一填充層10，第一填充層10覆蓋住露天坑的坑底；

步驟S30：將第二填充料漿鋪設(shè)在第一填充層10上以形成第二填充層20；

步驟S40：完成露天坑的填充。

應(yīng)用本實(shí)施例的露天坑填充方法，先將鋼筋網(wǎng)鋪設(shè)在露天坑的坑底，再將第一填充料漿鋪設(shè)在鋼筋網(wǎng)上以形成第一填充層10，并使第一填充層10覆蓋住露天坑的坑底，從而完成露天坑的填充。由于上述第一填充料漿呈流體狀，其能夠鋪設(shè)在鋼筋網(wǎng)上。當(dāng)?shù)谝惶畛淞蠞{凝固之后形成第一填充層10，該第一填充層10能夠覆蓋住露天坑的坑底，從而將露天坑的坑底與外界隔離，封堵露天坑與地下開采系統(tǒng)之間的水力通道，進(jìn)而防止露天坑匯集的大氣降水、填充料漿溢流水等直接侵入地下開采系統(tǒng)，減少了對(duì)地下開采系統(tǒng)的影響。此外，將第二填充料漿鋪設(shè)在第一填充層10上以形成第二填充層20，這樣可以加厚填充層的整體厚度，最大程度地隔離了露天坑與地下開采系統(tǒng)之間的水力通道。當(dāng)露天坑填充結(jié)束后，可以在第二填充層表面進(jìn)行覆土綠化，這樣可以美化環(huán)境。

需要說明的是，在本實(shí)施例中，鋪底結(jié)構(gòu)為鋼筋網(wǎng)。當(dāng)然，鋪底結(jié)構(gòu)的具體形式不限于此，在其他實(shí)施方式中，鋪底結(jié)構(gòu)可以為其他形式的能夠起到鋪底作用的結(jié)構(gòu)。此外，在其他實(shí)施方式中，也可以僅包括步驟S10、步驟S20以及步驟S40，不包括步驟S30，即完成露天坑的填充后，露天坑中只具有覆蓋住露天坑的坑底的第一填充層，這樣也可以起到封堵露天坑與地下開采系統(tǒng)之間的水力通道的作用。

在實(shí)施例一的露天坑填充方法中，第一填充料漿和第二填充料漿均為能夠膠結(jié)的填充料漿，兩者均利用尾礦制作而成，在治理露天坑的同時(shí)也處理了多余尾礦。

具體工藝流程如下：

1、選取礦廠生產(chǎn)的尾礦，其中，尾礦是指選礦中分選作業(yè)的產(chǎn)物中有用目標(biāo)組分含量較低而無法用于生產(chǎn)的部分；

2、使用充填攪拌站對(duì)上述尾礦進(jìn)行加工，在加工過程中可根據(jù)需要添加水泥或膠固料等凝結(jié)材料，并對(duì)其進(jìn)行攪拌，最終形成膠結(jié)填充料漿；

3、通過泵送裝置和輸送管道將膠結(jié)填充料漿輸送至露天坑內(nèi)進(jìn)行填充。

需要說明的是，根據(jù)添加水泥或膠固料等凝結(jié)材料的含量的大小，可以制作出強(qiáng)度不同的填充料漿。在本實(shí)施例中，第二填充料漿的強(qiáng)度小于第一填充料漿的強(qiáng)度，即制作第二填充料漿時(shí)添加的水泥或膠固料等凝結(jié)材料的含量比制作第一填充料漿時(shí)添加的水泥或膠固料等凝結(jié)材料的含量低。第一填充料漿需要強(qiáng)度高一些，這樣可以保證鋪底的強(qiáng)度，第二填充料漿需要強(qiáng)度低一些，這樣可以節(jié)省成本。

如圖1和圖2所示，在實(shí)施例一的露天坑填充方法中，第二填充層20為多個(gè)。

露天坑填充方法依次包括以下步驟：

步驟S10：將鋼筋網(wǎng)鋪設(shè)在露天坑的坑底；

步驟S20：將第一填充料漿鋪設(shè)在鋼筋網(wǎng)上以形成第一填充層10，第一填充層10覆蓋住露天坑的坑底；

步驟S31：在第一填充層10上設(shè)置第一填充擋墻，以將第一填充層10的上方的第一待鋪設(shè)區(qū)域分成多個(gè)第一填充分區(qū)；

步驟S32：將第二填充料漿分別鋪設(shè)在多個(gè)第一填充分區(qū)中，以形成貼合第一填充層10設(shè)置的第二填充層20；

步驟S33：在已鋪設(shè)完成的第二填充層20上設(shè)置第二填充擋墻30，以將該第二填充層20的上方的第二待鋪設(shè)區(qū)域分成多個(gè)第二填充分區(qū)；

步驟S34：將第二填充料漿分別鋪設(shè)在多個(gè)第二填充分區(qū)中，以形成貼合該第二填充層20設(shè)置并位于其上方的第二填充層20；

步驟S40：完成露天坑的填充。

若需要將露天坑盡量填滿，整體填充難度較大，而將第二填充層20設(shè)置為多個(gè)，多個(gè)第二填充層20分層填充，這樣更加便于施工，更加安全。此外，由于露天坑面積較大，整層充填難度也很大，為了便于施工及加快脫水，通過第一填充擋墻和第二填充擋墻30將待鋪設(shè)區(qū)域分區(qū)進(jìn)行填充。具體地，當(dāng)形成第一填充層10之后，通過第一填充擋墻將第一填充層10的上方的第一待鋪設(shè)區(qū)域分成多個(gè)第一填充分區(qū)，在填充第一填充層10的上方與其貼合的第二填充層20時(shí)，將第二填充料漿分別鋪設(shè)在多個(gè)第一填充分區(qū)中。當(dāng)需要由下至上依次逐層鋪設(shè)第二填充料漿時(shí)，通過設(shè)置在已鋪設(shè)完成的第二填充層20上的第二填充擋墻30，將該第二填充層20的上方的第二待鋪設(shè)區(qū)域分成多個(gè)第二填充分區(qū)，將第二填充料漿分別鋪設(shè)在上述多個(gè)第二填充分區(qū)中，這樣可以形成貼合該第二填充層20設(shè)置并位于其上方的第二填充層20。

需要說明的是，露天坑填充方法不限于此，在其他實(shí)施方式中，如果露天坑的面積不會(huì)過大，可以僅包括多個(gè)第二填充層分層填充，不設(shè)置第一填充擋墻和第二填充擋墻來進(jìn)行分區(qū)填充；或者，可以僅包括多個(gè)第二填充層分層填充，并且僅在形成面積過大的填充層時(shí)設(shè)置填充擋墻，在形成面積較小的填充層時(shí)不設(shè)置填充擋墻。

在本實(shí)施例中，第一填充層10和第二填充層20的層高為3m，第一填充分區(qū)和第二填充分區(qū)的分區(qū)面積約為15000m²。

如圖1所示，在實(shí)施例一的露天坑填充方法中，在步驟S30中，第二填充料漿沿露天坑的外圍邊沿至露天坑的中部的方向鋪設(shè)，在多個(gè)第二填充層20中，至少部分相鄰的第二填充層20的中部具有缺口21，缺口21與位于該第二填充層20的下方的第二填充層20或第一填充層10共同形成儲(chǔ)水凹部。也就是說，在多個(gè)第二填充層20中，位于上部的一個(gè)或多個(gè)第二填充層20上具有缺口21。該缺口21是在第二填充料漿沿露天坑的外圍邊沿至露天坑的中部的方向鋪設(shè)過程中形成的。上述缺口21與位于該第二填充層20的下方的完整的第二填充層20共同形成儲(chǔ)水凹部，該儲(chǔ)水凹部裸露在外部。上述儲(chǔ)水凹部用于儲(chǔ)存匯集的大氣降水、充填料漿溢流水等，當(dāng)儲(chǔ)存到一定程度可以通過抽水泵將該部分水抽出排放。

上述結(jié)構(gòu)可以防止大氣降水、充填料漿溢流水在填充完畢之后的露天坑到處流，從而防止該部分水影響填充層的強(qiáng)度，更加適應(yīng)天氣多變、多雨的南方等地區(qū)。在本實(shí)施例中，儲(chǔ)水凹部的面積約1000m²，深度約3m。

如圖1所示，在實(shí)施例一的露天坑填充方法中，缺口21的側(cè)壁具有導(dǎo)水斜面22。第二填充料漿沿露天坑的外圍邊沿至露天坑的中部的方向鋪設(shè)，先充填露天坑的邊坡，最后充填露天坑的中部，充填高度自邊坡往充填露天坑的中部方向形成一定角度，即形成導(dǎo)水斜面22。上述導(dǎo)水斜面22可以使大氣降水等流的更加順暢。

如圖1所示，在實(shí)施例一的露天坑填充方法中，第一填充擋墻的橫截面和第二填充擋墻30的橫截面均呈梯形。第一填充擋墻的兩側(cè)的坡度相同，第二填充擋墻30的兩側(cè)的坡度相同。在本實(shí)施例中，第一填充擋墻和第二填充擋墻采用廢石碾壓而成，第一填充擋墻和第二填充擋墻的墻高為3.5m，墻頂寬為3m。

如圖3所示，實(shí)施例二的露天坑填充方法依次包括以下步驟：

步驟S10：將鋼筋網(wǎng)鋪設(shè)在露天坑的坑底；

步驟S20：將第一填充料漿鋪設(shè)在鋼筋網(wǎng)上以形成第一填充層10，第一填充層10覆蓋住露天坑的坑底；

步驟S30：將第二填充料漿由下至上逐層鋪設(shè)在第一填充層10上以形成多個(gè)第二填充層20；

步驟S40：完成露天坑的填充。

在應(yīng)用實(shí)施例二的露天坑填充方法時(shí)，先將鋼筋網(wǎng)鋪設(shè)在露天坑的坑底，再將第一填充料漿鋪設(shè)在鋼筋網(wǎng)上以形成第一填充層，并使第一填充層覆蓋住露天坑的坑底，從而完成露天坑的填充。由于上述第一填充料漿呈流體狀，其能夠鋪設(shè)在鋼筋網(wǎng)上。當(dāng)?shù)谝惶畛淞蠞{凝固之后形成第一填充層，該第一填充層能夠覆蓋住露天坑的坑底，從而將露天坑的坑底與外界隔離，封堵露天坑與地下開采系統(tǒng)之間的水力通道，進(jìn)而防止露天坑匯集的大氣降水、填充料漿溢流水等直接侵入地下開采系統(tǒng)，減少了對(duì)地下開采系統(tǒng)的影響。此外，將第二填充料漿鋪設(shè)在第一填充層上以形成第二填充層，這樣可以加厚填充層的整體厚度，最大程度地隔離了露天坑與地下開采系統(tǒng)之間的水力通道。當(dāng)露天坑填充結(jié)束后，可以在第二填充層表面進(jìn)行覆土綠化，這樣可以美化環(huán)境。

從以上的描述中，可以看出，本發(fā)明上述的實(shí)施例實(shí)現(xiàn)了如下技術(shù)效果：

為保證露天坑填充質(zhì)量以及井下生產(chǎn)安全，首先采用第一填充層和鋼筋網(wǎng)進(jìn)行露天坑的封底。封底工程結(jié)束后再進(jìn)行上部區(qū)域的充填。本專利采用由下至上分層、分區(qū)充填法，能夠適應(yīng)南方多雨地區(qū)的露天坑的治理工程。

以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。