一种矿山塌陷区土地复垦新方法

摘要

本发明所述的一种矿山塌陷区土地复垦新方法，其核心是在塌陷区的地面打排水孔至地下含水层，将塌陷区的地表积水由排水孔排泄至地下含水层。可由地面打钻孔至地下含水层，通过钻孔向地下含水层排泄地面积水。一般情况下，地下含水层的水位低于地表塌陷区的最低标高，地表积水可以自流进入钻孔排泄至地下含水层。如果需要还可采用水泵将无法自流进入钻孔的积水抽至钻孔处排泄至地下含水层。施工简单方便、成本低、可恢复原有土壤生态环境，经济合理，效果良好。该方法的功能不仅是土地复垦，还能地下储水，有利于保护水资源。

说明书

技术领域

本发明属于塌陷区土地复垦技术领域，尤其涉及一种矿山塌陷区土地复垦新方法。

背景技术

地球表面存在许多低洼地，有的是天然的，有的人为因素造成的，如矿山(主要指煤矿)地下开采引起地面塌陷，当塌陷后的地表高度低于表土层潜水位时，或塌陷区内降雨积水难以排泄时，原有良田则会变成沼泽或湖泊。对于越来越珍贵的土地资源不说这无疑是巨大的浪费。由于许多矿山塌陷区下沉量较大，塌陷区标高远低于周边地表标高，沟渠排水难以奏效；不少塌陷区塌陷范围大，若采用水泵等排水成本高，经济上不合理。

现有土地复垦技术主要是采用矸石回填方式：先往塌陷区回填矸石，然后再在矸石层上面复土的办法。这种办法存在的问题主要有三点：

1、工程量大、成本高；

2、回填矸石材料不足，无法实现塌陷区全都回填复土；

3、表面复土，土质难以保障，难以恢复原有土壤生态环境。

发明内容

本发明的目的是提供一种矿山塌陷区土地复垦新方法，可以施工简单方便、成本低、可恢复原有土壤生态环境，经济合理，效果良好。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种矿山塌陷区土地复垦新方法，在塌陷区的地表面打排水孔至地下含水层，将塌陷区的地表积水由排水孔排泄至地下含水层。

在排水孔入口处设有排水泵，将塌陷区的地表积水强压入地下含水层。

在排水孔入口处由地表面向下设有设定长度的与排水孔连通的封孔钢管。

所述的封孔钢管设定长度应满足以下条件：

封孔钢管的设定长度应达到地层的松散层以下，避免积水流入松散层或松散层的水流入排水孔中；或者，

如塌陷区地表面与地下含水层间包括采矿层，则封孔钢管的设定长度应达到采矿层以下，避免积水流入采矿层或采矿层的水流入排水孔中。

所述的含水层包括：厚层石灰岩岩层、灰岩强泾流带、导水断层、褶曲轴部、奥陶系灰岩层或岩溶陷落柱。

所述的塌陷区周围构筑小堤坝，避免塌陷区外的水流入塌陷区内。

所述的塌陷区内设有导水渠，将塌陷区内的积水，通过水渠导入排水孔中。

由上述本发明提供的技术方案可以看出，本发明所述的一种矿山塌陷区土地复垦新方法，其核心是在塌陷区的地表面打排水孔至地下含水层，将塌陷区的地表积水由排水孔排泄至地下含水层。可由地面打钻孔至地下含水层，通过钻孔向地下含水层排泄地面积水。一般情况下，地下含水层的水位低于地表塌陷区的最低标高，地表积水可以自流进入钻孔排泄至地下含水层。如果需要还可采用水泵将无法自流进入钻孔的积水抽至钻孔处排泄至地下含水层。施工简单方便、成本低、可恢复原有土壤生态环境，经济合理，效果良好。

附图说明

图1为本发明所述矿山塌陷区土地复垦新方法的实施例参考图。

具体实施方式

为了理解本发明的技术方案先介绍一下矿山地层结构。以我国华北煤田为例，一般的地层结构形式为：最上部是第四系松散冲积层，松散冲积层的下面是基岩。在基岩一般由沉积形成的砂岩、泥岩、页岩和石灰岩等构成。有的地区基岩中含有煤层，华北煤田多是石炭二叠纪形成的。在煤层的底部，一般赋存着厚层的奥陶纪石灰岩，简称奥灰层，奥灰层厚度从几十米到一千多米，奥灰层岩溶发育，含水丰富，奥灰水位一般远低于地表标高。所以，奥灰层是理想的地下排水储水层。

本发明所述的一种矿山塌陷区土地复垦新方法，其核心是在塌陷区的地表面打排水孔至地下含水层，将塌陷区的地表积水由排水孔排泄至地下含水层。可由地面打钻孔至地下含水层，通过钻孔向地下含水层排泄地面积水。一般情况下，地下含水层的水位低于地表塌陷区的最低标高，地表积水可以自流进入钻孔排泄至地下含水层。如果需要还可采用水泵将无法自流进入钻孔的积水抽至钻孔处排泄至地下含水层。

如某个地区或某个时期的地下含水层的水位高于地表塌陷区的最低标高时，可以通过水泵把塌陷区地表积水压入钻孔，排泄至地下。这时在排水孔入口处设有排水泵，将塌陷区的地表积水强压入地下含水层。

同时在排水孔入口处由地表面向下设有设定长度的与排水孔连通的封孔钢管。加设封孔钢管有两个作用：

一、因地下存在松散层，在向地下排水的过程中积水可能流入松散层或松散层的水可能流入排水孔中，影响排水过程。如封孔钢管的设定长度达到地层的松散层以下，通过封孔钢管直接将地面积水引入地下含水层，可防止地面积水流入松散层或松散层的水流入排水孔中。

二、因塌陷区的地下含水层以上还可能存在采矿层(采煤层)，在向地下排水的过程中积水可能流入采矿层或采矿层的水可能流入排水孔中，影响排水过程。如封孔钢管的设定长度达到采矿层以下，可防止积水流入采矿层或采矿层的水流入排水孔中。

上述的含水层包括：厚层石灰岩岩层、强泾流带、导水断层、褶曲轴部、奥陶系灰岩层或岩溶陷落柱。

为了保证塌陷区少受周围地区的影响，防止周围的水流入塌陷区，可在所述的塌陷区周围筑堤坝，避免塌陷区外的水流入塌陷区内。通常施工过程中当然是在塌陷区的周围筑起足可以防止塌陷区外的水流入塌陷区内的堤坝。

下面以华北煤田为例对本发明尽一步描述：

本发明应用于华北煤田(本发明特别适用于地处平原的矿区)，因为华北煤田的煤系地层多为石炭二叠系，其下部分布着厚度几十米到一千余米厚的奥陶系石灰岩层(简称奥灰层)，奥灰层岩溶裂隙发育，导水性能强，是排泄地表水的良好含水层。同时，奥灰层水位一般低于第四系松散冲积层的潜水位。所以地表积水可以自流排泄至奥灰层。

本发明的优点是：

1、只需要钻足够量的排水孔，土地复垦成本比回填法低；

2、可以实现塌陷区内的土地的全都复垦；

3、不采用回填方式，能够保持土地原有结构和原有生态系统，利于农作物生长；

4、涝时钻孔排水，旱时钻孔抽水，塌陷区土地可变成旱涝保收田；

5、将水排入地下，提供了地下水新的补给水源，增加了地下水资源的贮存量和可开发利用量；

6、随着社会工农业生产发展，地下水资源开发强度将递增，灰岩水位高度将递减，该发明所述方法将具有更广泛的实用价值和应用前景。

由上所述，实现低成本、全面积、高质量的土地复垦，农民土地失而复得，矿山减少了土地赔偿，增多了地下水资源。经济效益，特别是社会效益巨大，推广应用前景广阔。并且本发明还可适用于低洼地的改造。

实施例，如图1所示，某矿区开采煤层厚度约8米，地表塌陷区最大深度约7米，塌陷区内积水深度约4米，地面标高+47米，煤系地层下部奥灰层厚约700米，奥灰层裂隙岩溶发育，导水性强，奥灰层水位标高为+34.0米，根据上述条件，开采后地表塌陷区的最低标高为+40米，高于奥灰层水位6米。所以可以实现自流排泄。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。