露天坑填充方法与流程

本发明涉及露天坑治理技术领域，具体而言，涉及一种露天坑填充方法。

背景技术：

在对矿山进行开采时，露天采坑与地下采场之间具有较为复杂的水力通道，上部露天采坑汇集的大气降水会直接侵入地下开采系统。特别是当露天采坑的周围植被遭到破坏时，若遇到暴雨，则露天采坑汇集水量大，径流系数大，洪峰流量大，坑内涌水量在短时间内急剧增加，甚至可以达到正常涌水量的几倍甚至几十倍，这就有可能造成洪水、泥沙下灌及淹井等灾害性事故，对地下开采系统构成严重影响。

为了解决上述问题，需要治理已经闭坑的露天采坑。在现有技术中，多采用废石回填、尾矿干堆等方式进行露天采坑进行治理。然而，上述方式并不能彻底封堵露天采坑与地下采场之间的水力通道，仍然会对地下开采系统造成影响。同时，对于南方多雨地区，采用废石回填或尾矿干堆的方式，露天坑容易形成“大水盆”，严重影响地下开采的生产安全及周边环境。

技术实现要素：

本发明的主要目的在于提供一种露天坑填充方法，以解决现有技术中的露天采坑对地下开采系统造成影响的问题。

为了实现上述目的，本发明提供了一种露天坑填充方法，依次包括以下步骤：

步骤S10：将铺底结构铺设在露天坑的坑底；

步骤S20：将第一填充料浆铺设在铺底结构上以形成第一填充层，第一填充层覆盖住露天坑的坑底。

步骤S40：完成露天坑的填充。

进一步地，步骤S20和步骤S40之间还包括：

步骤S30：将第二填充料浆铺设在第一填充层上以形成第二填充层。

进一步地，第二填充层为多个，

步骤S30：将第二填充料浆由下至上逐层铺设在第一填充层上以形成多个第二填充层。

进一步地，步骤30包括：

步骤S31：在第一填充层上设置第一填充挡墙，以将第一填充层的上方的第一待铺设区域分成多个第一填充分区；

步骤S32：将第二填充料浆分别铺设在多个第一填充分区中，以形成贴合第一填充层设置的第二填充层。

进一步地，步骤30还包括：

步骤S33：在已铺设完成的第二填充层上设置第二填充挡墙，以将该第二填充层的上方的第二待铺设区域分成多个第二填充分区；

步骤S34：将第二填充料浆分别铺设在多个第二填充分区中，以形成贴合该第二填充层设置并位于其上方的第二填充层。

进一步地，在步骤S30中，第二填充料浆沿露天坑的外围边沿至露天坑的中部的方向铺设，在多个第二填充层中，至少部分相邻的第二填充层的中部具有缺口，缺口与位于该第二填充层的下方的第二填充层或第一填充层共同形成储水凹部。

进一步地，缺口的侧壁具有导水斜面。

进一步地，第二填充料浆的强度小于第一填充料浆的强度。

进一步地，第一填充挡墙的横截面和第二填充挡墙的横截面均呈梯形，第一填充挡墙的两侧的坡度相同，第二填充挡墙的两侧的坡度相同。

进一步地，铺底结构为钢筋网。

应用本发明的技术方案，先将铺底结构铺设在露天坑的坑底，再将第一填充料浆铺设在铺底结构上以形成第一填充层，并使第一填充层覆盖住露天坑的坑底，从而完成露天坑的填充。由于上述第一填充料浆呈流体状，其能够铺设在铺底结构上。当第一填充料浆凝固之后形成第一填充层，该第一填充层能够覆盖住露天坑的坑底，从而将露天坑的坑底与外界隔离，封堵露天坑与地下开采系统之间的水力通道，进而防止露天坑汇集的大气降水、填充料浆溢流水等直接侵入地下开采系统，减少了对地下开采系统的影响。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1示出了应用根据本发明的露天坑填充方法的实施例一来填充的露天坑的结构示意图；

图2示出了根据本发明的露天坑填充方法的实施例一的流程示意图；以及

图3示出了根据本发明的露天坑填充方法的实施例二的流程示意图；

其中，上述附图包括以下附图标记：

10、第一填充层；20、第二填充层；21、缺口；22、导水斜面；30、第二填充挡墙。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

在本发明的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制；方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。

为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。

此外，需要说明的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。

实施例一的露天坑填充方法依次包括以下步骤：

步骤S10：将钢筋网铺设在露天坑的坑底；

步骤S20：将第一填充料浆铺设在钢筋网上以形成第一填充层10，第一填充层10覆盖住露天坑的坑底；

步骤S30：将第二填充料浆铺设在第一填充层10上以形成第二填充层20；

步骤S40：完成露天坑的填充。

应用本实施例的露天坑填充方法，先将钢筋网铺设在露天坑的坑底，再将第一填充料浆铺设在钢筋网上以形成第一填充层10，并使第一填充层10覆盖住露天坑的坑底，从而完成露天坑的填充。由于上述第一填充料浆呈流体状，其能够铺设在钢筋网上。当第一填充料浆凝固之后形成第一填充层10，该第一填充层10能够覆盖住露天坑的坑底，从而将露天坑的坑底与外界隔离，封堵露天坑与地下开采系统之间的水力通道，进而防止露天坑汇集的大气降水、填充料浆溢流水等直接侵入地下开采系统，减少了对地下开采系统的影响。此外，将第二填充料浆铺设在第一填充层10上以形成第二填充层20，这样可以加厚填充层的整体厚度，最大程度地隔离了露天坑与地下开采系统之间的水力通道。当露天坑填充结束后，可以在第二填充层表面进行覆土绿化，这样可以美化环境。

需要说明的是，在本实施例中，铺底结构为钢筋网。当然，铺底结构的具体形式不限于此，在其他实施方式中，铺底结构可以为其他形式的能够起到铺底作用的结构。此外，在其他实施方式中，也可以仅包括步骤S10、步骤S20以及步骤S40，不包括步骤S30，即完成露天坑的填充后，露天坑中只具有覆盖住露天坑的坑底的第一填充层，这样也可以起到封堵露天坑与地下开采系统之间的水力通道的作用。

在实施例一的露天坑填充方法中，第一填充料浆和第二填充料浆均为能够胶结的填充料浆，两者均利用尾矿制作而成，在治理露天坑的同时也处理了多余尾矿。

具体工艺流程如下：

1、选取矿厂生产的尾矿，其中，尾矿是指选矿中分选作业的产物中有用目标组分含量较低而无法用于生产的部分；

2、使用充填搅拌站对上述尾矿进行加工，在加工过程中可根据需要添加水泥或胶固料等凝结材料，并对其进行搅拌，最终形成胶结填充料浆；

3、通过泵送装置和输送管道将胶结填充料浆输送至露天坑内进行填充。

需要说明的是，根据添加水泥或胶固料等凝结材料的含量的大小，可以制作出强度不同的填充料浆。在本实施例中，第二填充料浆的强度小于第一填充料浆的强度，即制作第二填充料浆时添加的水泥或胶固料等凝结材料的含量比制作第一填充料浆时添加的水泥或胶固料等凝结材料的含量低。第一填充料浆需要强度高一些，这样可以保证铺底的强度，第二填充料浆需要强度低一些，这样可以节省成本。

如图1和图2所示，在实施例一的露天坑填充方法中，第二填充层20为多个。

露天坑填充方法依次包括以下步骤：

步骤S10：将钢筋网铺设在露天坑的坑底；

步骤S20：将第一填充料浆铺设在钢筋网上以形成第一填充层10，第一填充层10覆盖住露天坑的坑底；

步骤S31：在第一填充层10上设置第一填充挡墙，以将第一填充层10的上方的第一待铺设区域分成多个第一填充分区；

步骤S32：将第二填充料浆分别铺设在多个第一填充分区中，以形成贴合第一填充层10设置的第二填充层20；

步骤S33：在已铺设完成的第二填充层20上设置第二填充挡墙30，以将该第二填充层20的上方的第二待铺设区域分成多个第二填充分区；

步骤S34：将第二填充料浆分别铺设在多个第二填充分区中，以形成贴合该第二填充层20设置并位于其上方的第二填充层20；

步骤S40：完成露天坑的填充。

若需要将露天坑尽量填满，整体填充难度较大，而将第二填充层20设置为多个，多个第二填充层20分层填充，这样更加便于施工，更加安全。此外，由于露天坑面积较大，整层充填难度也很大，为了便于施工及加快脱水，通过第一填充挡墙和第二填充挡墙30将待铺设区域分区进行填充。具体地，当形成第一填充层10之后，通过第一填充挡墙将第一填充层10的上方的第一待铺设区域分成多个第一填充分区，在填充第一填充层10的上方与其贴合的第二填充层20时，将第二填充料浆分别铺设在多个第一填充分区中。当需要由下至上依次逐层铺设第二填充料浆时，通过设置在已铺设完成的第二填充层20上的第二填充挡墙30，将该第二填充层20的上方的第二待铺设区域分成多个第二填充分区，将第二填充料浆分别铺设在上述多个第二填充分区中，这样可以形成贴合该第二填充层20设置并位于其上方的第二填充层20。

需要说明的是，露天坑填充方法不限于此，在其他实施方式中，如果露天坑的面积不会过大，可以仅包括多个第二填充层分层填充，不设置第一填充挡墙和第二填充挡墙来进行分区填充；或者，可以仅包括多个第二填充层分层填充，并且仅在形成面积过大的填充层时设置填充挡墙，在形成面积较小的填充层时不设置填充挡墙。

在本实施例中，第一填充层10和第二填充层20的层高为3m，第一填充分区和第二填充分区的分区面积约为15000m²。

如图1所示，在实施例一的露天坑填充方法中，在步骤S30中，第二填充料浆沿露天坑的外围边沿至露天坑的中部的方向铺设，在多个第二填充层20中，至少部分相邻的第二填充层20的中部具有缺口21，缺口21与位于该第二填充层20的下方的第二填充层20或第一填充层10共同形成储水凹部。也就是说，在多个第二填充层20中，位于上部的一个或多个第二填充层20上具有缺口21。该缺口21是在第二填充料浆沿露天坑的外围边沿至露天坑的中部的方向铺设过程中形成的。上述缺口21与位于该第二填充层20的下方的完整的第二填充层20共同形成储水凹部，该储水凹部裸露在外部。上述储水凹部用于储存汇集的大气降水、充填料浆溢流水等，当储存到一定程度可以通过抽水泵将该部分水抽出排放。

上述结构可以防止大气降水、充填料浆溢流水在填充完毕之后的露天坑到处流，从而防止该部分水影响填充层的强度，更加适应天气多变、多雨的南方等地区。在本实施例中，储水凹部的面积约1000m²，深度约3m。

如图1所示，在实施例一的露天坑填充方法中，缺口21的侧壁具有导水斜面22。第二填充料浆沿露天坑的外围边沿至露天坑的中部的方向铺设，先充填露天坑的边坡，最后充填露天坑的中部，充填高度自边坡往充填露天坑的中部方向形成一定角度，即形成导水斜面22。上述导水斜面22可以使大气降水等流的更加顺畅。

如图1所示，在实施例一的露天坑填充方法中，第一填充挡墙的横截面和第二填充挡墙30的横截面均呈梯形。第一填充挡墙的两侧的坡度相同，第二填充挡墙30的两侧的坡度相同。在本实施例中，第一填充挡墙和第二填充挡墙采用废石碾压而成，第一填充挡墙和第二填充挡墙的墙高为3.5m，墙顶宽为3m。

如图3所示，实施例二的露天坑填充方法依次包括以下步骤：

步骤S10：将钢筋网铺设在露天坑的坑底；

步骤S20：将第一填充料浆铺设在钢筋网上以形成第一填充层10，第一填充层10覆盖住露天坑的坑底；

步骤S30：将第二填充料浆由下至上逐层铺设在第一填充层10上以形成多个第二填充层20；

步骤S40：完成露天坑的填充。

在应用实施例二的露天坑填充方法时，先将钢筋网铺设在露天坑的坑底，再将第一填充料浆铺设在钢筋网上以形成第一填充层，并使第一填充层覆盖住露天坑的坑底，从而完成露天坑的填充。由于上述第一填充料浆呈流体状，其能够铺设在钢筋网上。当第一填充料浆凝固之后形成第一填充层，该第一填充层能够覆盖住露天坑的坑底，从而将露天坑的坑底与外界隔离，封堵露天坑与地下开采系统之间的水力通道，进而防止露天坑汇集的大气降水、填充料浆溢流水等直接侵入地下开采系统，减少了对地下开采系统的影响。此外，将第二填充料浆铺设在第一填充层上以形成第二填充层，这样可以加厚填充层的整体厚度，最大程度地隔离了露天坑与地下开采系统之间的水力通道。当露天坑填充结束后，可以在第二填充层表面进行覆土绿化，这样可以美化环境。

从以上的描述中，可以看出，本发明上述的实施例实现了如下技术效果：

为保证露天坑填充质量以及井下生产安全，首先采用第一填充层和钢筋网进行露天坑的封底。封底工程结束后再进行上部区域的充填。本专利采用由下至上分层、分区充填法，能够适应南方多雨地区的露天坑的治理工程。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。