專利名稱：開采砂金礦藏防治地下水特殊大井的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種疏干砂金礦床含水層，開采我國北方河谷砂金礦和南方河谷、階地砂金礦的特殊大井。
在目前現(xiàn)有的技術(shù)中，開采砂金礦床防治地下水的方法在砂金礦床含水層區(qū)域內(nèi)降低地下水的井位設(shè)在礦床內(nèi)與開采井同一井位，從井中排水所降低的地下水，只是降低了以開采井為中心的降水漏斗曲線對礦床疏干不起作用，因此達(dá)不到疏干砂金礦床之目的。
本發(fā)明的目的是提供一種新式的特殊大井，達(dá)到井巷結(jié)合，它能有效地截流涌入礦金礦床及開采工作面的地下水達(dá)到防治地下水后目的。用此特殊大井還可為開采，煤、鐵，油母巖等金屬，非金屬大水礦床防治地下水之用。
本發(fā)明是這樣實現(xiàn)的，在砂金礦床上游和下游垂直于地下水流方向施工二排地面大井，每井都要深入基巖，其井壁材料，可以采用水泥碎石作材料預(yù)制成滲水管，也可以用木材，有孔鋼管和其他材料。井筒直徑形狀可以是圓形的，正方形或矩形的，以方便施工人員、材料出入，和達(dá)到該區(qū)地層一定抗壓強(qiáng)度和經(jīng)濟(jì)合理為原則選材。每井從下住上施工時，沉井的第一節(jié)應(yīng)加工成井壁兩面或多面各留置門洞，作為井筒和橫向施工之平巷，斜巷等巷道相通之出口，往上為普通井型，井筒施工時在井內(nèi)將下部砂礫石取出，當(dāng)達(dá)到第一節(jié)管長時，即下第一節(jié)滲水管，依次接上，往下沉井，當(dāng)井筒到達(dá)基巖后從第一節(jié)之門洞口往左、右、側(cè)、等方向施工巷道，直達(dá)河床岸基巖面，在井壁、巷道的滲水作用下，截住含水層上、下游流入砂金礦床內(nèi)之地下水，此特殊大井達(dá)到防治疏干地下水之目的。用此大井開采大水礦床之煤、鐵、油母頁巖等金屬、非金屬礦床時，在其礦床可采邊界外側(cè)，垂直于礦床地下水補(bǔ)給方向施工地面大井，斜巷，下部接近或深入基巖，然后在基巖面上或基巖內(nèi)環(huán)繞礦床，進(jìn)行所有井、巷貫通以攔截涌入礦床內(nèi)之地下水，如果礦床水量較大，地下水滲透系數(shù)達(dá)到100m/d以上，用一排疏干井巷工程不足以全部截住地下水，可用二排或多排井巷工程，以達(dá)到截流疏干礦床內(nèi)地下水之目的。
本發(fā)明具體結(jié)構(gòu)由附圖給出

圖1是根據(jù)本發(fā)明提出的特殊大井、巷平面位置圖。
圖2是特殊大井上游剖面3是特殊大井下游剖面4井筒形狀5是地下第一節(jié)井筒形狀圖下面結(jié)合附圖詳細(xì)說明依據(jù)本發(fā)明提出的特殊大井構(gòu)造及工作情況在圖1的特殊大井、巷平面位置圖中，它是由礦區(qū)或礦床地表境界1、設(shè)計之特殊大井2、設(shè)計地下巷道3、地下水位等高線4、已峻工特殊大井5、已峻工地下巷道6、工作幫7、坑下儲水池8、斜巷9、地下水倉10、地面河流11構(gòu)成。本圖1為開采煤礦、鐵礦，油母頁巖礦等大型金屬、非金屬礦床防治地下水需要之平面位置圖，對于開采砂金礦床由于砂金均在有地面水系的河各或階地地形區(qū)域內(nèi)，一般河床二側(cè)均有隔水層，地下水同河床流水方向的一致性，所以防治地下水井、巷工程應(yīng)選擇在河流流水的上、下游位置進(jìn)行。此項工程一般較小，投資較省，防治水效果顯著，雖然金河床流水處改道較難，造成部分河水入滲，補(bǔ)充地下水量，但較其他方法相比較仍是一種安全，高效地開采砂金礦的一種行之有效的防治地下水的方法。
值得注意的是圖中特殊大井井壁應(yīng)用可滲水有孔隙之材料制成，雖大井間距較群井疏干法遠(yuǎn)些，但有地下滲水巷道6相通，加上地下水倉10相輔助，其疏干截水效果要比群井疏干法優(yōu)越得多，還需說明一點(diǎn)，特殊大井5和截水巷道6可以不在一條直線上，可以任意聯(lián)接，只要達(dá)到安金，經(jīng)濟(jì)攔截地下水之目的即為可行，另外礦區(qū)內(nèi)多條直通地面的斜巷9，可作為施工地下巷道工程之用，它同地下水倉、大井、攔截地下水巷道相通，同時可作為人員、物料出入及敷設(shè)排水管道之用，用此方法防治地下水，可用于露天坑采和地下井采砂金、煤鐵，油母頁巖等金屬、非金屬地下礦藏。
在圖2、圖3、特殊大井上、下游剖面圖中，它是由原始水位線1、1′，經(jīng)特殊大井，巷道截流后的水位線2、2′，從基巖處直通地面之斜巷3、3′，第四紀(jì)潛水含水層4、4′砂金礦床5、5′，特殊大井6、6′第一節(jié)大井7、7′及地質(zhì)勘探鉆孔8、8′，及基巖9、9′構(gòu)成，當(dāng)砂金礦床地下水由原始水位1、1′下降到截流后的水位2、2′時，即可開采砂金礦5，用此方法，露天開采及井下開采煤、鐵、油母頁等金屬，非金屬礦床，防治地下水也十分有效。
在特殊大井圖4中，其井壁材料，可以使用水泥，碎石預(yù)制成滲水管，也可使用有孔鋼管，木材等其他材料能以滲水為目的，不能是全封閉的，其斷面可以是園形、正方形、矩形的、直徑邊長以0.5-6米但以1.5-3.5米為最佳效果，深度直達(dá)或深入基巖，井管內(nèi)上下口應(yīng)留有槽口，便于上、下井壁連接，如果使用木材最好采用正方形或矩形斷面較好，井筒中心以十字架式支撐井壁木板，保護(hù)井壁，增加強(qiáng)度。
圖5中由井筒上口1、井壁2、井筒下口3及門洞4組成。需要指出的是圖5第一節(jié)特殊大井，在使用井壁材料不同時，名稱稍區(qū)別如使用水泥預(yù)制滲水管可作為第一節(jié)特殊大井稱謂。其他各節(jié)為普通井管，而當(dāng)使用有孔鋼管或木材等材料時，第一節(jié)特殊大井即為最下部滲水管稱謂了，但其門洞功能同樣有效，大井門洞形狀可以是正方形，矩形、園形或梯形的，只要與地下巷道、水倉相通施工方便就行。大井、巷道，其斷面及直徑尺寸可以達(dá)到0.5-6米，以1.5-3.5米為最佳寬度、高度。
權(quán)利要求
1.在河谷和階地礦金礦床中的含水層中、下部及其基巖面和基巖裂隙中有些地段是砂金礦床富集較好的都位而成為工業(yè)可采砂金礦體，為了能夠安全、快速地露天坑采或井下開采這些砂金礦，必經(jīng)采取防治地下水的技術(shù)措施，在采用特殊井巷結(jié)合疏干法所進(jìn)行的預(yù)先疏干所采取的防治水措施中，在砂金礦床上下游游施工特殊井巷的大井法，以攔截上、下游之地下水，所有特殊大井[6]、[6′]都必須到達(dá)含水層中、下部直至基巖，其井筒直徑以方便人員和物料出入為原則，一般為0.5-6米，井壁材料可以任決選擇，以經(jīng)久實用能滲水為目的。其特征是大井最下部在基巖面上的第一節(jié)大井前、后、側(cè)三面井壁都留一個門洞[7]、[7′]為橫排所有大井在含水層下部的巷道[6]聯(lián)結(jié)作用，井[7]、[7′]巷[3]、[3′]均作為特殊疏干法之主要攔截地下水之工程，此特殊大井，巷工程還可攔截，煤、鐵、油母巖等金屬、非金屬礦床含水層中的地下水，達(dá)到疏干的目的，用以開采煤、鐵、油母頁巖等金屬非金屬礦藏。
2.根據(jù)權(quán)利要求1，所有大井[6]、[6′]井直徑可是園形、正方形、矩形或其他形狀。
3.根據(jù)權(quán)利要求1，所有大井[6]、[6′]井壁結(jié)材料，可以是水泥預(yù)制滲水管、木板、木材、有孔鋼管，或其金屬、非金屬，也可以是幾種方法材料的聯(lián)合砌筑施工。如果用木板作井筒壁，中間需用木材作十字形狀支撐對面井筒壁，以加強(qiáng)應(yīng)力，保持井筒壁穩(wěn)固。
4.根據(jù)權(quán)利要求1，井下疏干巷道[6]可以在基巖面上也可以深入基巖，巷道斷面以方便人員出入為原則一般斷面寬高為0.5-5米宜。
5.根據(jù)權(quán)利要求1，巷道[6]應(yīng)同大井[5]井排相同排列位置垂直于地下水流方向。
6.根據(jù)權(quán)利要求1，所有大井[5]深度應(yīng)以到達(dá)含水層中下部或直達(dá)基巖，也可以深入基巖，井下最深處為水泵寓位置和水倉[10]，一般深度為1-300米。
7.根據(jù)權(quán)利要求1，第一節(jié)特殊大井[5]直徑為0.5-6米，一般長度為1.0m以上。
8.根據(jù)權(quán)利要求1，特殊大井[6]井筒長度，如果使用有孔鋼管焊接，長度應(yīng)不受限制，同含水層厚度大致相等。
9.根據(jù)權(quán)利要求1，第一節(jié)特殊大井門洞[7]、[7′]長度可小于第一節(jié)大井長度，寬度要小于直徑。
10.根據(jù)權(quán)利要求1，基巖到地面之中部含水層以斜巷[10]相連接并和地下巷道、水倉、大井下部相通，作為人員物料，排水管路鋪設(shè)之通道。
全文摘要
本發(fā)明為用特殊井巷疏干法開采砂金礦床防治地下水之特殊大井,截流涌入砂金礦床含水層內(nèi)的地下水,因天然金塊粗大,比重較重,一般沉積在含水層下部,基巖面或其裂隙中,因此,大井深度應(yīng)達(dá)到含水層中下部或深入基巖,第一節(jié)井筒,前、后、側(cè)三方都預(yù)留一個門洞,作為截水井巷聯(lián)接處,井巷相連同時截流砂金礦床含水層上部及下部的地下水,達(dá)到疏干砂金礦床地下水的目的,從而安全高效地開采我國北方的河谷砂金礦和南方河谷階地砂金礦。
文檔編號E21F16/00GK1174282SQ9711661
公開日1998年2月25日 申請日期1997年8月4日 優(yōu)先權(quán)日1997年8月4日
發(fā)明者張朝喜 申請人:張朝喜