一種露天礦山坑底防滲結構及防滲處理的方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于采礦技術領域，具體涉及一種露天礦山坑底防滲結構及防滲處理的方法。
【背景技術】
[0002]1998年12月22日，建設部發(fā)布了《土工合成材料應用技術規(guī)范》(GB50290-98)，為推動土工合成材料在工程建設的應用，統(tǒng)一設計、施工、驗收等方面的技術要求，確保工程質(zhì)量，做到技術先進、經(jīng)濟合理、安全適用，制了此規(guī)范。規(guī)范適用于水利、鐵路、公路、水運、建筑等工程中應用土工合成材料的設計、施工及驗收。并對防滲的一般規(guī)定、防滲結構、工程防滲設計與施工，做了相應的規(guī)定。規(guī)范規(guī)定，防滲結構宜包括防滲材料的上、下墊層、上墊層上部的防護層、下墊層下部的支持層和排水、排氣設施。防滲結構應根據(jù)工程性質(zhì)、類別、重要性和使用條件等確定。規(guī)范對防護層、上墊層、下墊層等的材料，各推薦了 4-6種材料。
[0003]由于露天采礦有其特殊性，開采結束后的坑底狀態(tài)與規(guī)范的適用范圍差別較大，特別是在露天坑底下部進行地下采礦時，對防滲結構的選取與普通防滲結構會有所區(qū)別。
[0004]目前國內(nèi)在露天坑下部進行采礦的情況不多，已有的礦山一般都對露天坑進行了防滲處理，主要有:
[0005]1、程家溝鐵礦露天轉地下后露天坑底防滲措施【程家溝鐵礦露天轉地下后露天坑排尾可行性研究河北理工大學學報(自然科學版)2008年8月】
[0006]由于程家溝鐵礦露天坑排棄物為含水20%左右的尾礦砂，而露天坑底及邊幫由于生產(chǎn)爆破等原因，會有許多隨機分布的孔隙和裂縫，在尾礦排放的狀態(tài)下，這些孔隙和裂縫中必然有水存在。水的作用不僅使巖體的力學性質(zhì)進一步惡化，而且尾礦水的滲人將對裂隙壁施加法向滲透壓力和切向拖曳力，由此形成的滲流場會影響采場的穩(wěn)定性。因此，為保證礦山的生產(chǎn)安全，程家溝鐵礦在加速南采區(qū)礦體回采的同時，還必須做好防滲措施。
[0007]露天開采結束后，露天坑底必然存在一些廢石，而且露天坑底地勢也是高低不平的。因此，設計防滲措施時，首先要在露天坑底鋪設一層30cm厚的黏土，并鋪平、輾壓，盡可能做到使黏土層比較平坦，經(jīng)驗收合格后，再在黏土層上鋪放土工膜。選用的土工膜質(zhì)量應比較好，其膜頂破強度、膜抗拉強度和膜延伸度要盡可能高，這樣土工膜才能在施工過程中不至于破裂。
[0008]2、大嶺礦露天采坑改建尾礦庫的防滲加固【大嶺礦露天采坑改建尾礦庫的工程實踐黃金2009年第4期】
[0009]根據(jù)大嶺礦轉入地下開采后，其規(guī)模為500t/d，斜井開拓，階段高度為50m，現(xiàn)正進行機械化下向分層膠結充填采礦法回采。采場頂部標高220m至156m之間厚64m的礦段回采結束，采空區(qū)大部分已經(jīng)充填，但效果不理想，上盤F1、F2斷層已經(jīng)發(fā)生大面積沉陷。
[0010]要實現(xiàn)井下2個中段正常采礦，同時地表露天采坑排放尾礦的要求，就必須對露天采坑進行必要的防滲及加固處理，即在尾礦庫底部標高232m至標高270m之間(高38m)進行防滲加固處理。
[0011]防滲加固處理方案分兩部分工程:一是在庫底標高232m左右，先澆注厚300mm的C15混凝土加固，面積約3200m2，上面鋪1層土工膜防滲，再澆注厚100mm的C10混凝土保護層；二是在庫底邊坡處標高232m至標高270m之間，將浮石及尖角石清理干凈，然后鋪設土工膜1層，并與庫底土工膜連接成封閉防滲體(土工膜成階梯鋪設，以適應變形)，土工膜上饒注厚300mm C15混凝土加固保護層?？偣布s需鋪設土工膜2.0萬m2，饒注混凝土 0.6萬m3。斷層處理應先清除斷層中的斷層泥石，局部形成凹槽，凹槽內(nèi)澆注C1混凝土塞實，使其與巖石形成整體。
[0012]程家溝鐵礦露天轉地下后露天坑底防滲措施，由于露天坑用作排放尾礦砂，采用的防滲結構為下墊層+復合土工膜，即下墊層為夯實的300mm厚黏土，不采用上墊層、保護層等。該方案防滲材料位于尾礦砂下，可不設防護層即上墊層，鋪設成本低。若不排尾砂，露天坑底直接暴露在外，此種防滲結構將導致復合土工膜快速老化，降低防滲效果。
[0013]大嶺礦露天采坑改建尾礦庫的防滲加固，坑底采用的防滲結構為下墊層+復合土工膜+防護層，即下墊層采用300mm厚的C15混凝土、防護層為100mm厚的C10混凝土。該方案的特殊性是露天坑斷層已經(jīng)發(fā)生大面積沉陷，除了防滲功能外，增加了加固功能，因此造價尚Ο

【發(fā)明內(nèi)容】

[0014]1.要解決的技術問題
[0015]針對現(xiàn)有技術中露天坑底防滲結構成本高、防滲效果差的問題，本發(fā)明提供了一種露天礦山坑底防滲結構及防滲處理的方法。它可以實現(xiàn)當開采閉坑后露天坑底的下部礦體時，對露天坑底防滲處理處理后防滲效果好、成本低的目的。
[0016]2.技術方案
[0017]為達到上述目的，本發(fā)明技術方案按以下方式進行:
[0018]—種露天礦山坑底防滲結構，在露天坑底往上，依次鋪下墊層、土工膜、上墊層和保護層。
[0019]優(yōu)選地，所述下墊層、土工膜、上墊層和保護層分別為壓實黏土、布一膜復合土工膜、壓平尾砂和膠結尾砂。
[0020]優(yōu)選地，所述壓實黏土厚度為300mm，壓平尾砂和膠結尾砂均為100mm。
[0021]優(yōu)選地，所述膠結尾砂用C10混凝土預制板代替；所述壓平尾砂用細砂代替。
[0022]優(yōu)選地，膠結尾砂的灰砂比為1:4;所述布一膜復合土工膜的膜厚度不小于0.5mm，布為土工織物。
[0023]優(yōu)選地，述露天坑底為巖石結構，對破碎巖石事先進行平整與清掃，對大裂隙進行注漿充填。
[0024]一種露天礦山坑底防滲處理的方法，其步驟包括:
[0025]A、露天坑底的處理:露天坑底為巖石結構，對破碎巖石進行平整與清掃，對大裂隙進行注漿充填；
[0026]B、下墊層的處理:采用300mm厚的黏土將露天坑底壓實，壓實過程中黏土對小裂隙進行充填；
[0027]C、土工膜的處理:采用復合土工膜，土工膜厚度不小于0.5mm，在土工膜的一側或二側加土工織物預以保護；
[0028]D、上墊層的處理:采用100mm厚度的壓平尾砂或普通細砂鋪在復合土工膜上方；
[0029]E、保護層的處理:采用100mm厚的灰砂比1:4的膠結尾砂或C10混凝土預制板鋪在上墊層的上方。
[0030]優(yōu)選地，步驟D中壓平尾砂和步驟E中膠結尾砂均為露天礦礦山產(chǎn)生的廢棄物尾砂。
[0031]3.有益效果
[0032]采用本發(fā)明提供的技術方案，與已有的公知技術相比，具有如下顯著效果:
[0033](1)本發(fā)明的一種露天礦山坑底防滲結構，發(fā)明人結合露天礦山坑底的特殊基礎狀況和充分利用礦山產(chǎn)生的廢棄物，創(chuàng)新性的提出三層一膜的防滲結構，實現(xiàn)了低成本解決露天礦山坑底滲露問題，而且防滲效果好，有效避免了露天開采閉坑后對露天坑底的下部礦體開采時，地表水會沿著淺部破碎裂隙進入地下巖石，隨原有構造的小裂隙涌入井下，加大井下涌水量，增加井下的排水費用，嚴重時還有可能產(chǎn)生的淹井事故的問題；
[0034](2)本發(fā)明的一種露天礦山坑底防滲結構，壓實黏土