治理边坡稳定性的方法与流程

本发明涉及边坡稳定性的技术领域，具体而言，涉及一种治理边坡稳定性的方法。

背景技术：

在一些露天煤矿资源中，特别是一些第三系煤层，上覆地层为年轻的第三系、第四系地层，松散、固结成岩性差，厚度大、富水性强，直接接受地表水和大气降水补给，极易造成边坡蠕动甚至是滑坡，常规观测的工作量也非常巨大。

技术实现要素：

本发明的主要目的在于提供一种治理边坡稳定性的方法，以解决现有技术中的露天煤矿存在的边坡安全的问题。

为了实现上述目的，本发明提供了一种治理边坡稳定性的方法，包括：选择泄压井的位置，并进行钻泄压井操作；在泄压井内安装支撑设备，以对泄压井进行支撑；安装排压设备，通过排压设备对泄压井进行泄压操作。

进一步地，选择泄压井位置包括：测量定位，需要测量的数据包括含水层的深度、含水层的水位高度、地面至含水层的地层的硬度、含水层的含水量，根据含水层的深度、含水层的水位高度、地面至含水层的地层的硬度以及含水层的含水量来确定泄压井的位置。

进一步地，测量地面至含水层的地层的硬度包括计算泄压井位置的地下冻土深度。

进一步地，支撑设备包括筛管，将筛管安装在泄压井内。

进一步地，排压设备为排水设备。

进一步地，安装排压设备具体包括：先设置排水槽；利用排水设备将泄压井内的水引入排水槽。

进一步地，选用钻泄压井的钻机包括：钻头、导向结构和定向结构，导向结构设置在钻头的上游，定向结构设置在钻头和导向结构之间，在进行钻泄压井操作前需要组装钻机。

进一步地，钻机还包括：地质判断结构，地质判断结构设置在导向结构的上游。

进一步地，泄压井包括水平泄压井段，水平泄压井段穿过含水层，并至边坡处形成泄压口。

进一步地，水平泄压井段为倾斜设置，水平泄压井段还包括与泄压口相对应的水平泄压井段内口，水平泄压井段内口至泄压口逐渐降低。

应用本发明的技术方案，首先根据现场的情况选取钻泄压井的位置，然后在选取的位置上进行钻泄压井作业，然后在泄压井内安装支撑设备，最后再安装排压设备对泄压井内进行排压，这样地下的压力会保持在一个合理的范围内，这就避免了由于地下压力较高而导致的边坡不稳定。本发明的技术方案有效地解决了现有技术中的露天煤矿存在的边坡安全的问题。

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示出了根据本发明的治理边坡稳定性的方法的实施例的钻机结构示意图；以及

图2示出了根据本发明的治理边坡稳定性的方法的实施例的泄压井结构示意图。

其中，上述附图包括以下附图标记：

10、钻头；20、导向结构；30、定向结构；40、地质判断结构；50、水平泄压井段。

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。

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

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。

现在，将参照附图更详细地描述根据本发明的示例性实施方式。然而，这些示例性实施方式可以由多种不同的形式来实施，并且不应当被解释为只限于这里所阐述的实施方式。应当理解的是，提供这些实施方式是为了使得本发明的公开彻底且完整，并且将这些示例性实施方式的构思充分传达给本领域普通技术人员，在附图中，为了清楚起见，扩大了层和区域的厚度，并且使用相同的附图标记表示相同的器件，因而将省略对它们的描述。

如图1所示，本实施例的治理边坡稳定性的方法包括：选择泄压井的位置，并进行钻泄压井操作。在泄压井内安装支撑设备，以对泄压井进行支撑。安装排压设备，通过排压设备对泄压井进行泄压操作。

应用本实施例的技术方案，首先根据现场的情况选取钻泄压井的位置，然后在选取的位置上进行钻泄压井作业，然后在泄压井内安装支撑设备，最后再安装排压设备对泄压井内进行排压，这样地下的压力会保持在一个合理的范围内，这就避免了由于地下压力较高而导致的边坡不稳定。本实施例的技术方案有效地解决了现有技术中的露天煤矿存在的边坡安全的问题。

如图1所示，在本实施例的技术方案中，选择泄压井位置包括：测量定位，需要测量的数据包括含水层的深度、含水层的水位高度、地面至含水层的地层的硬度、含水层的含水量，根据含水层的深度、含水层的水位高度、地面至含水层的地层的硬度以及含水层的含水量来确定泄压井的位置。这样一方面能够避免将泄压井设置的位置比较危险，例如容易出现坍塌等，另一方面能够避免在钻泄压井的时候出现费时费力的情况，例如选择的泄压井的位置的地质比较坚硬，而导致钻机在工作时进展较慢的问题。

如图1所示，在本实施例的技术方案中，测量地面至含水层的地层的硬度包括计算泄压井位置的地下冻土深度。通过测量计算能够避开具有冻土的地貌处，或者冻土层比较薄，钻机容易钻透。

如图1所示，在本实施例的技术方案中，支撑设备包括筛管，将筛管安装在泄压井内。上述结构使得筛管的下入能够支撑泄压井，这样能够起到稳定含水层连续排水的作用，排水口(泄压口)从边坡导出可以实现自流排水。与垂直降水井相比，自流排水可大量减少排水成本、节约能源，还减少抽水设备维护，运行管理简单。

如图1所示，在本实施例的技术方案中，排压设备为排水设备。如果靠自流排水时可以仅设置引流管道即可，即排压设备为引流管道。当需要驱动设备例如泵将泄压井内的水排出时，排压设备包括泵和引流管道。

如图1所示，在本实施例的技术方案中，安装排压设备具体包括：先设置排水槽，利用排水设备将泄压井内的水引入排水槽。这样避免了由于泄压井内的流出的水随意外排造成的底面污染或者出现其它的意外情况。

如图1所示，在本实施例的技术方案中，选用钻泄压井的钻机包括：钻头10、导向结构20和定向结构30，导向结构20设置在钻头10的上游，定向结构30设置在钻头10和导向结构20之间，在进行钻泄压井操作前需要组装钻机。使用上述的钻机自身能够导向和定向这样使得钻机在钻泄压井的时候效率较高。

如图1所示，在本实施例的技术方案中，钻机还包括：地质判断结构40，地质判断结构40设置在导向结构20的上游。地质判断结构40能够将地下的地质情况及时地反馈给操作人员，这样有利于操作人员对地下的情况进行判断以便采取更有利于的措施。

如图1所示，在本实施例的技术方案中，泄压井包括水平泄压井段50，水平泄压井段穿过含水层，并至边坡处形成泄压口。上述结构节省能源，通过自流就能够实现泄压，而不需要其它的动力设备。

如图1和图2所示，在本实施例的技术方案中，水平泄压井段为倾斜设置，水平泄压井段还包括与泄压口相对应的水平泄压井段内口，水平泄压井段内口至泄压口逐渐降低。上述结构使得泄压井的水流能够顺利流出。

本申请解决了现实露天煤矿存在的边坡安全问题，是一种利用钻机钻井、判层穿越控制的地质导向技术与地下水水井集水原理、边坡稳定性治理原理相结合的技术方法。该方法使用的技术工程量小、井位位置灵活、成本较低、集中管理，相比于地下千米深的水平井，施工风险小，成功率高，安全可靠。露天矿在开挖过程中打破地层的原始应力平衡状态，促使水在压力作用下涌向压力释放部位，通过泄压井在含水层中的穿越，形成一个面式降压通道，截流地下水，提前对水进行疏导排出。泄压口点少、集中能减少后期的维护，筛管的下入能够支撑通道，起到稳定含水层连续排水的作用，排水口从边坡导出可以实现自流排水。与垂直降水井相比，自流排水可大量减少排水成本、节约能源，还减少抽水设备维护，运行管理简单。

在地下水补给方向的边坡平台开泄压口，泄压口距离边坡外沿基线20m，水平泄压井段50的长度为1000m左右，深度视所在台阶含水砂层顶底板深度设计，轨迹设计要在充分研究岩土地层结构、含水层埋藏条件前提下，尽可能保持一定下倾角度，平面上从预订的边坡穿出；之后下入PE(或PVC)筛管支撑井壁，建立地下水的水平集水廊道，出口设置阀门和保温房，用管道将地下水导出。泄压井的平面位置依靠定向钻井技术控制，在含水层穿越的措施依靠地质导向技术的随钻测井技术进行地质判层保证。一个长度为2km的露天矿，有地下水渗漏点的边坡只需要在2端各施工1组泄压口(1组为2到3各泄压口)即可，当然，为了方便管理泄压口可选在中间，便于集中管理。与直井降水孔相比，排水井自流，不用抽水设备、不消耗能源、运行成本低、排水不受天气寒冷及机械故障的影响，运行稳定可靠。

在施工过程中通过钻机控制台控制，通过地面传感器进行传导，地质判断结构能够在钻进过程中进行含水层的甄别，保证在目的层穿越，钻完目的层后选择泄压口穿出，做为出水口，下入筛管。因为筛管上分布满筛眼，水通过筛眼进入筛管流至泄压口，进行排水。根据目的层的埋深通过地面传感器进行电磁波引导，钻头的形态更能适合在第四纪含水层中施工，能够快速的完成面式降压通道的施工。

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。

需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施方式例如能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

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。