一种露天开采生态减损方法技术

本发明专利技术公开了一种露天开采生态减损方法，包括如下步骤：S10：获取采矿区的地质层信息、土壤信息和生态信息；S20：根据前期的规划与工艺，对剥离表土和岩土层进行采排和分类存放，并降低土地压占；通过物流运输与调配实现地层的重构，使得重构含水层、隔水层性质与原始地层接近并与周边原始层位有效连接；S30：在露天矿闭坑时将剩余外排岩土内排入矿坑，并依靠地势修建人工水库；S40：在露天矿闭坑后对采矿区地貌、植被进行恢复，协同修建蓄水灌溉设置以提升区域生态稳定性。提升区域生态稳定性。提升区域生态稳定性。

【技术实现步骤摘要】
一种露天开采生态减损方法


[0001]本专利技术涉及露天开采及生态修复领域，尤其涉及一种露天开采生态减损方法。

技术介绍

[0002]相对井工开采，露天开采具有生产工艺简单、成本低、规模大的优势。因采用将资源上覆地层剥离后开采的方式，造成上覆含水层、隔水层及地表生态的颠覆性破坏。目前常用开采后排土场的自然修复、人工修复或综合修复的生态保护模式，这类方式改变了地表采前形态及景观格局，破坏原始地层层序，改变了生态所需的水资源循环，破坏了区域生态结构，对区域生态安全造成威胁。

技术实现思路

[0003]本方案针对上文提出的问题和需求，提出一种露天开采生态减损方法，由于采取了如下技术特征而能够实现上述技术目的，并带来其他多项技术效果。
[0004]本专利技术提出一种露天开采生态减损方法，包括如下步骤：
[0005]S10：获取采矿区的地质层信息、土壤信息和生态信息；
[0006]S20：根据前期的规划与工艺，对剥离表土和岩土层进行采排和分类存放，并降低土地压占；通过物流运输优化与调配实现地层的重构，使得重构含水层、隔水层性质与原始地层接近并与周边原始层位有效连接；
[0007]S30：在露天矿闭坑时将剩余外排岩土内排入矿坑，并依靠地势修建人工水库；
[0008]S40：在露天矿闭坑后对采矿区地貌、植被进行恢复，协同修建蓄水灌溉设置以提升区域生态稳定性。
[0009]另外，根据本专利技术的露天开采生态减损方法，还可以具有如下技术特征：
[0010]在本专利技术的一个示例中，在所述步骤S20中，物流运输与调配实现地层的重构包括：外排时期和内外排联合实施时期；
[0011]其中，外排时期包括将剥离岩土外排至指定存储区域并且按照渗透性、隔水性和表土三类分区为外排渗透性强的堆放区、外排隔水性强的堆放区以及外排表土堆放区分别存放；
[0012]其中，内外排联合实施时期包括在矿坑内排作业台阶上增设随内排工作帮推进而移动的内排岩土周转场地，即内排渗透性强的堆放区和内排隔水性强的堆放区；外排作业时，新外排土不直接堆放在原场地，按照一定速度向远离工作帮方向移动，以实现先外排的岩土被及时消耗、后外排的岩土及时向前移动；内排作业时及时消耗先堆放的岩土，后运输过来的岩土堆放位置跟随内排作业帮推进而及时向前变换，以减少物料运输距离。
[0013]在本专利技术的一个示例中，所述内排渗透性强的堆放区和所述内排隔水性强的堆放区根据重构地层作业用土性质不同设置在不同排土作业台阶上。
[0014]在本专利技术的一个示例中，在步骤S20中，重构隔水层之前还包括：获取采矿区隔水层抗压强度值，通过改变岩土粒径、添加辅料和压实工艺的参数获得重构隔水层的施工参
数，使其在满足抗压强度的同时保证重构的隔水层渗透系数小于0.001m/d。
[0015]在本专利技术的一个示例中，在步骤S20中，重构含水层之前还包括：获取采矿区含水层抗压强度值和渗透系数，通过改变岩土粒径和压实工艺的参数获得重构含水层的施工参数，使其在满足抗压强度的同时保证重构的含水层渗透系数与原含水层渗透系数相近。
[0016]在本专利技术的一个示例中，在步骤S20中，重构含水层和隔水层之前，还包括：以各层岩土碎胀系数、压实工艺的参数为基础，考虑自然沉降因素，计算出各隔水层和含水层在重构时的厚度参数。
[0017]在本专利技术的一个示例中，在步骤S20中，重构含水层和隔水层之后且在重构表土层之前还包括：在距离表土层一定深度的位置施工一层隔水层。
[0018]在本专利技术的一个示例中，在步骤S30中，依靠地势修建人工水库包括：按照地形分成至少两块建设，其中至少一块建设在地形高处，其中至少另一块建设在地形低处。
[0019]在本专利技术的一个示例中，在至少两个人工水库之间还建设有泄洪通道和排水系统，其中，泄洪通道用于将地形高处的人工水库泄到地形低处的人工水库；排水系统用于将地形低处的人工水库的水资源排到地形高处的人工水库。
[0020]在本专利技术的一个示例中，在步骤S30中，在露天矿闭坑时构筑封闭隔水圈垫层，且所述封闭隔水圈垫层坡角度以铺设岩土的物理力学性质为基础确定。
[0021]下文中将结合附图对实施本专利技术的最优实施例进行更加详尽的描述，以便能容易理解本专利技术的特征和优点。
附图说明
[0022]为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下文中将对本专利技术实施例的附图进行简单介绍。其中，附图仅仅用于展示本专利技术的一些实施例，而非将本专利技术的全部实施例限制于此。
[0023]图1为根据本专利技术实施例的一种露天开采生态减损方法的流程图；
[0024]图2为根据本专利技术实施例的一种露天开采生态减损方法的开采流程图。
[0025]附图标记列表：
[0026]外排渗透性强的堆放区WS；
[0027]外排隔水性强的堆放区WG；
[0028]外排表土堆放区WB；
[0029]内排渗透性强的堆放区NS；
[0030]内排隔水性强的堆放区NG。
具体实施方式
[0031]为了使得本专利技术的技术方案的目的、技术方案和优点更加清楚，下文中将结合本专利技术具体实施例的附图，对本专利技术实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。附图中相同的附图标记代表相同部件。需要说明的是，所描述的实施例是本专利技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本专利技术的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0032]除非另作定义，此处使用的技术术语或者科学术语应当为本专利技术所属领域内具有
一般技能的人士所理解的通常意义。本专利技术专利申请说明书以及权利要求书中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。同样，“一个”或者“一”等类似词语也不必然表示数量限制。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。
[0033]根据本专利技术的一种露天开采生态减损方法，如图1所示，包括如下步骤：
[0034]S10：获取采矿区的地质层信息、土壤信息和生态信息；通过钻探、物探、遥感、人工现场调查等技术手段获取地质地层信息、土壤层信息及生态信息等；具体包括如下：
[0035]①
对矿区进行勘察与实验，获得矿区范围内的地层岩性、含隔水层渗透性、地表地形、表土层厚度等基础地质数据。
[0036]②
对岩土力学性质进行测试分析，获得岩石碎胀系数、残余膨胀系数、自然休止角等数据。
[0037]③
对矿区地下水进行观测，获得本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种露天开采生态减损方法，其特征在于，包括如下步骤：S10：获取采矿区的地质层信息、土壤信息和生态信息；S20：根据前期的规划与工艺，对剥离表土和岩土层进行采排和分类存放，并降低土地压占；通过物流运输与调配实现地层的重构，使得重构含水层、隔水层性质与原始地层接近并与周边原始层位有效连接；S30：在露天矿闭坑时将剩余外排岩土内排入矿坑，并依靠地势修建人工水库；S40：在露天矿闭坑后对采矿区地貌、植被进行恢复，协同修建蓄水灌溉设置以提升区域生态稳定性。2.根据权利要求1所述的露天开采生态减损方法，其特征在于，在所述步骤S20中，物流运输与调配实现地层的重构包括：外排时期和内外排联合实施时期；其中，外排时期包括将剥离岩土外排至指定存储区域并且按照渗透性、隔水性和表土三类分区为外排渗透性强的堆放区、外排隔水性强的堆放区以及外排表土堆放区分别存放；其中，内外排联合实施时期包括在矿坑内排作业台阶上增设随内排工作帮推进而移动的内排岩土周转场地，即内排渗透性强的堆放区和内排隔水性强的堆放区；外排作业时，新外排土不直接堆放在原场地，按照一定速度向远离工作帮方向移动，以实现先外排的岩土被及时消耗、后外排的岩土及时向前移动；内排作业时及时消耗先堆放的岩土，后运输过来的岩土堆放位置跟随内排作业帮推进而及时向前变换，以减少物料运输距离。3.根据权利要求2所述的露天开采生态减损方法，其特征在于，所述内排渗透性强的堆放区和所述内排隔水性强的堆放区根据重构地层作业用土性质不同设置在不同排土作业台阶上。4.根据权利要求1所述的露天开采生态减损方法，其特征在于，在步骤S20中，重构隔水层之前还包括：获取采矿区隔水...

【专利技术属性】
技术研发人员：李全生，张伟龙，郭俊廷，曹志国，韩兴，张润廷，陈树召，
申请(专利权)人：北京低碳清洁能源研究院神华北电胜利能源有限公司国能宝日希勒能源有限公司中国矿业大学，
类型：发明
国别省市：