專利名稱：一種礦山塌陷區(qū)土地復墾新方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明屬于塌陷區(qū)土地復墾技術(shù)領域，尤其涉及一種礦山塌陷區(qū)土地復墾新方法。
背景技術(shù)：
地球表面存在許多低洼地，有的是天然的，有的人為因素造成的，如礦山(主要指煤 礦)地下開采引起地面塌陷，當塌陷后的地表高度低于表土層潛水位時，或塌陷區(qū)內(nèi)降雨積 水難以排泄時，原有良田則會變成沼澤或湖泊。對于越來越珍貴的土地資源不說這無疑是 巨大的浪費。由于許多礦山塌陷區(qū)下沉量較大，塌陷區(qū)標高遠低于周邊地表標高，溝渠排 水難以奏效；不少塌陷區(qū)塌陷范圍大，若采用水泵等排水成本高，經(jīng)濟上不合理。
現(xiàn)有土地復墾技術(shù)主要是采用矸石回填方式先往塌陷區(qū)回填矸石，然后再在肝石層 上面復土的辦法。這種辦法存在的問題主要有三點
1、 工程量大、成本高；
2、 回填矸石材料不足，無法實現(xiàn)塌陷區(qū)全都回填復土；
3、 表面復土， 土質(zhì)難以保障，難以恢復原有土壤生態(tài)環(huán)境。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種礦山塌陷區(qū)土地復墾新方法，可以施工簡單方便、成本低、 可恢復原有土壤生態(tài)環(huán)境，經(jīng)濟合理，效果良好。 本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的-
一種礦山塌陷區(qū)土地復墾新方法，在塌陷區(qū)的地表面打排水孔至地下含水層，將塌陷 區(qū)的地表積水由排水孔排泄至地下含水層。
在排水孔入口處設有排水泵，將塌陷區(qū)的地表積水強壓入地下含水層。
在排水孔入口處由地表面向下設有設定長度的與排水孔連通的封孔鋼管。
所述的封孔鋼管設定長度應滿足以下條件
封孔鋼管的設定長度應達到地層的松散層以下，避免積水流入松散層或松散層的水流 入排水孔中；或者，如塌陷區(qū)地表面與地下含水層間包括采礦層，則封孔鋼管的設定長度應達到采礦層以 下，避免積水流入采礦層或采礦層的水流入排水孔中。
所述的含水層包括厚層石灰?guī)r巖層、灰?guī)r強涇流帶、導水斷層、褶曲軸部、奧陶系
灰?guī)r層或巖溶陷落柱。
所述的塌陷區(qū)周圍構(gòu)筑小堤壩，避免塌陷區(qū)外的水流入塌陷區(qū)內(nèi)。 所述的塌陷區(qū)內(nèi)設有導水渠，將塌陷區(qū)內(nèi)的積水，通過水渠導入排水孔中。 由上述本發(fā)明提供的技術(shù)方案可以看出，本發(fā)明所述的一種礦山塌陷區(qū)土地復墾新方 法，其核心是在塌陷區(qū)的地表面打排水孔至地下含水層，將塌陷區(qū)的地表積水由排水孔排 泄至地下含水層。可由地面打鉆孔至地下含水層，通過鉆孔向地下含水層排泄地面積水。 一般情況下，地下含水層的水位低于地表塌陷區(qū)的最低標高，地表積水可以自流進入鉆孔 排泄至地下含水層。如果需要還可采用水泵將無法自流進入鉆孔的積水抽至鉆孔處排泄至 地下含水層。施工簡單方便、成本低、可恢復原有土壤生態(tài)環(huán)境，經(jīng)濟合理，效果良好。


圖l為本發(fā)明所述礦山塌陷區(qū)土地復墾新方法的實施例參考圖。
具體實施例方式
為了理解本發(fā)明的技術(shù)方案先介紹一下礦山地層結(jié)構(gòu)。以我國華北煤田為例， 一般的
地層結(jié)構(gòu)形式為最上部是第四系松散沖積層，松散沖積層的下面是基巖。在基巖一般由 沉積形成的砂巖、泥巖、頁巖和石灰?guī)r等構(gòu)成。有的地區(qū)基巖中含有煤層，華北煤田多是 石炭二疊紀形成的。在煤層的底部， 一般賦存著厚層的奧陶紀石灰?guī)r，簡稱奧灰層，奧灰 層厚度從幾十米到一千多米，奧灰層巖溶發(fā)育，含水豐富，奧灰水位一般遠低于地表標 高。所以，奧灰層是理想的地下排水儲水層。
本發(fā)明所述的一種礦山塌陷區(qū)土地復墾新方法，其核心是在塌陷區(qū)的地表面打排水孔 至地下含水層，將塌陷區(qū)的地表積水由排水孔排泄至地下含水層?？捎傻孛娲蜚@孔至地下 含水層，通過鉆孔向地下含水層排泄地面積水。 一般情況下，地下含水層的水位低于地表 塌陷區(qū)的最低標高，地表積水可以自流進入鉆孔排泄至地下含水層。如果需要還可采用水 泵將無法自流進入鉆孔的積水抽至鉆孔處排泄至地下含水層。
如某個地區(qū)或某個時期的地下含水層的水位高于地表塌陷區(qū)的最低標高時，可以通過
水泵把塌陷區(qū)地表積水壓入鉆孔，排泄至地下。這時在排水孔入口處設有排水泵，將塌陷 區(qū)的地表積水強壓入地下含水層。
同時在排水孔入口處由地表面向下設有設定長度的與排水孔連通的封孔鋼管。加設封 孔鋼管有兩個作用
一、 因地下存在松散層，在向地下排水的過程中積水可能流入松散層或松散層的水可 能流入排水孔中，影響排水過程。如封孔鋼管的設定長度達到地層的松散層以下，通過封 孔鋼管直接將地面積水引入地下含水層，可防止地面積水流入松散層或松散層的水流入排 水孔中。
二、 因塌陷區(qū)的地下含水層以上還可能存在采礦層(采煤層)，在向地下排水的過程 中積水可能流入采礦層或采礦層的水可能流入排水孔中，影響排水過程。如封孔鋼管的設 定長度達到采礦層以下，可防止積水流入采礦層或采礦層的水流入排水孔中。
上述的含水層包括厚層石灰?guī)r巖層、強涇流帶、導水斷層、褶曲軸部、奧陶系灰?guī)r 層或巖溶陷落柱。
為了保證塌陷區(qū)少受周圍地區(qū)的影響，防止周圍的水流入塌陷區(qū)，可在所述的塌陷區(qū) 周圍筑堤壩，避免塌陷區(qū)外的水流入塌陷區(qū)內(nèi)。通常施工過程中當然是在塌陷區(qū)的周圍筑 起足可以防止塌陷區(qū)外的水流入塌陷區(qū)內(nèi)的堤壩。
下面以華北煤田為例對本發(fā)明盡一步描述-
本發(fā)明應用于華北煤田(本發(fā)明特別適用于地處平原的礦區(qū))，因為華北煤田的煤系 地層多為石炭二疊系，其下部分布著厚度幾十米到一千余米厚的奧陶系石灰?guī)r層(簡稱奧灰 層)，奧灰層巖溶裂隙發(fā)育，導水性能強，是排泄地表水的良好含水層。同時，奧灰層水位 一般低于第四系松散沖積層的潛水位。所以地表積水可以自流排泄至奧灰層。
本發(fā)明的優(yōu)點是
1、 只需要鉆足夠量的排水孔，土地復墾成本比回填法低；
2、 可以實現(xiàn)塌陷區(qū)內(nèi)的土地的全都復墾；
3、 不采用回填方式，能夠保持土地原有結(jié)構(gòu)和原有生態(tài)系統(tǒng)，利于農(nóng)作物生長；
4、 澇時鉆孔排水，旱時鉆孔抽水，塌陷區(qū)土地可變成旱澇保收田；
5、 將水排入地下，提供了地下水新的補給水源，增加了地下水資源的貯存量和可開 發(fā)利用量；
6、 隨著社會工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)發(fā)展，地下水資源開發(fā)強度將遞增，灰?guī)r水位高度將遞減， 該發(fā)明所述方法將具有更廣泛的實用價值和應用前景。
由上所述，實現(xiàn)低成本、全面積、高質(zhì)量的土地復墾，農(nóng)民土地失而復得，礦山減少 了土地賠償，增多了地下水資源。經(jīng)濟效益，特別是社會效益巨大，推廣應用前景廣闊。
并且本發(fā)明還可適用于低洼地的改造。
實施例，如圖1所示，某礦區(qū)開采煤層厚度約8米，地表塌陷區(qū)最大深度約7米，塌陷 區(qū)內(nèi)積水深度約4米，地面標高+47米，煤系地層下部奧灰層厚約700米，奧灰層裂隙巖溶發(fā) 育，導水性強，奧灰層水位標高為+34.0米，根據(jù)上述條件，開采后地表塌陷區(qū)的最低標高 為+40米，高于奧灰層水位6米。所以可以實現(xiàn)自流排泄。
以上所述，僅為本發(fā)明較佳的具體實施方式
，但本發(fā)明的保護范圍并不局限于此，任 何熟悉本技術(shù)領域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都 應涵蓋在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1、一種礦山塌陷區(qū)土地復墾新方法，其特征在于在塌陷區(qū)的地表面打排水孔至地下含水層，將塌陷區(qū)的地表積水由排水孔排泄至地下含水層。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的一種礦山塌陷區(qū)土地復墾新方法，其特征在于，在排水孔入 口處設有排水泵，將塌陷區(qū)的地表積水強壓入地下含水層。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種礦山塌陷區(qū)土地復墾新方法，其特征在于，在排水孔入口處由地表面向下設有設定長度的與排水孔連通的封孔鋼管。
4、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種礦山塌陷區(qū)土地復墾新方法，其特征在于，所述的封孔鋼管設定長度應滿足以下條件封孔鋼管的設定長度應達到地層的松散層以下，避免積水流入松散層或松散層的水流入排水孔中；或者，如塌陷區(qū)地表面與地下含水層間包括采礦層，則封孔鋼管的設定長度應達到采礦層以 下，避免積水流入采礦層或采礦層的水流入排水孔中。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種礦山塌陷區(qū)土地復墾新方法，其特征在于，所述的含水層包括厚層石灰?guī)r巖層、灰?guī)r強徑流帶、導水斷層、褶曲軸部、奧陶系灰?guī)r層或巖 溶陷落柱。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種礦山塌陷區(qū)土地復墾新方法，其特征在于，在所述的塌陷區(qū)周圍構(gòu)筑小堤壩，避免塌陷區(qū)外的水流入塌陷區(qū)內(nèi)。
7、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種礦山塌陷區(qū)土地復墾新方法，其特征在于，所述的 塌陷區(qū)內(nèi)設有導水渠，將塌陷區(qū)內(nèi)的積水，通過水渠導入排水孔中。
全文摘要
本發(fā)明所述的一種礦山塌陷區(qū)土地復墾新方法，其核心是在塌陷區(qū)的地面打排水孔至地下含水層，將塌陷區(qū)的地表積水由排水孔排泄至地下含水層?？捎傻孛娲蜚@孔至地下含水層，通過鉆孔向地下含水層排泄地面積水。一般情況下，地下含水層的水位低于地表塌陷區(qū)的最低標高，地表積水可以自流進入鉆孔排泄至地下含水層。如果需要還可采用水泵將無法自流進入鉆孔的積水抽至鉆孔處排泄至地下含水層。施工簡單方便、成本低、可恢復原有土壤生態(tài)環(huán)境，經(jīng)濟合理，效果良好。該方法的功能不僅是土地復墾，還能地下儲水，有利于保護水資源。
文檔編號A01B79/00GK101176400SQ200610114380
公開日2008年5月14日 申請日期2006年11月8日 優(yōu)先權(quán)日2006年11月8日
發(fā)明者高延法 申請人:中國礦業(yè)大學(北京)