(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210542052.6 (22)申请日 2022.05.17 (71)申请人 国家能源集团国源电力有限公司 地址 100033 北京市西城区金融大街乙26 号 申请人 山西鲁能河曲电煤开发有限责任公 司 (72)发明人 张云峰　郝相应　石花军　王旭峰　 高俊乾　韩锦城　白海军　武晋雄　 (74)专利代理 机构 北京英创嘉友知识产权代理 事务所(普通 合伙) 11447 专利代理师 温易娜 (51)Int.Cl. G06F 30/13(2020.01) G06F 30/20(2020.01)G06F 111/10(2020.01) (54)发明名称 矸石充填复垦方法 (57)摘要 本公开涉及一种矸石充填复垦方法， 采用矸 石‑混凝土砂浆 ‑黄土的复合结构对冲沟区域进 行填埋， 可以防止矸石氧化发热及有害元素析 出， 在解决矸石占地问题的同时消除了冲沟地形 带来的负面影响。 该方法包括： 依据矸石与黄土 的热物性参数， 确定黄土层与矸石层充填厚度比 例； 依据充填厚度比例， 确定黄土层对应的第一 厚度与矸石层对应的第二厚度； 在冲沟区域内的 最底层充填厚度为第一厚度的矸石并碾压平整， 形成第一矸石层1； 在第一矸石层1表面喷射 混凝 土砂浆， 形成第一混凝土砂浆层2， 混凝土砂浆包 括矸石、 水泥、 中砂； 在第一混凝土砂浆层2上方 覆盖厚度为第二厚度的黄土并碾压平整， 形成第 一黄土层3； 在第一黄土层3 上方覆盖上表土并碾 压平整， 形成表土层4。 权利要求书2页 说明书9页 附图5页 CN 114969910 A 2022.08.30 CN 114969910 A 1.一种矸石 充填复垦方法， 其特 征在于， 包括： 依据矸石与黄 土的热物性 参数， 确定 黄土层与矸石层充填厚度比例； 依据所述充填厚度比例， 确定所述黄土层对应的第 一厚度与 所述矸石层对应的第 二厚 度； 在冲沟区域内的最底层充填厚度为所述第一厚度的矸石并碾压平整， 形成第一矸石 层； 在所述第一矸石层表面喷射混凝土砂浆， 形成第一混凝土砂浆层， 所述混凝土砂浆包 括矸石、 水泥、 中砂； 在所述第一混凝土砂浆层上方覆盖厚度为所述第 二厚度的黄土并碾压平整， 形成第 一 黄土层； 在所述第一黄 土层上方覆盖上表土并碾压平整， 形成表土层。 2.根据权利要求1所述的方法， 其特 征在于， 还 包括： 在充填时预留多用孔， 以便通过 所述多用孔进行注浆； 所述多用孔按照预设间距设置， 所述预设间距是依据注浆液的扩散半径确定的。 3.根据权利要求2所述的方法， 其特征在于， 所述注浆液扩散半径是通过如下计算式确 定的： 其中， r表示所述注浆液扩散半径， p表示所述矸石层内矸石的孔隙度， K表示所述矸石 层的渗透系数， a表示预设注浆段长度， ΔP表示注浆压力， R表示所述矸石层内的多用孔的 半径， q表示注浆泵的泵量， t 表示达到所述注浆压力所用的注浆时间。 4.根据权利要求1所述的方法， 其特征在于， 所述在所述第 一黄土层上方覆盖上表土并 碾压平整， 形成表土层， 包括： 在所述第一黄土层上方覆盖厚度为所述第一厚度的矸石并碾压平整， 形成第二矸石 层； 在所述第二 矸石层表面喷射混凝 土砂浆， 形成第二混凝 土砂浆层； 在所述第二混凝土砂浆层上方覆盖厚度为所述第 二厚度的黄土并碾压平整， 形成第 二 黄土层； 在所述第二黄 土层上方覆盖上表土并碾压平整， 形成所述表土层。 5.根据权利要求1所述的方法， 其特征在于， 所述依据矸石与黄土的热物性参数， 确定 黄土层与矸石层充填厚度比例， 包括： 根据矸石与黄土不同充填厚度比例下矸石的传热过程， 通过数值模拟软件确定在不同 充填厚度比例下 是否会向所述 矸石层的中心进行 热传递， 以确定所述充填厚度比例。 6.根据权利要求1所述的方法， 其特征在于， 所述依据所述充填厚度比例， 确定所述矸 石层对应的第二厚度， 包括： 根据所述充填厚度比例以及所述 矸石的堆积量， 确定所述 矸石层的初始厚度； 确定所述 矸石压实前的第一 孔隙度， 以及所述 矸石压实后的第二 孔隙度； 依据所述第一 孔隙度和所述第二 孔隙度， 计算所述 矸石压实前后的高度差；权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 114969910 A 2依据所述初始厚度和所述高度差确定所述 矸石层对应的第二厚度。 7.根据权利要求6所述的方法， 其特 征在于， 所述是通过如下计算式确定的： 其中， Δh表示所述高度差， p1表示所述第一孔隙度， p2表示所述第二孔隙度， h表示所述 矸石层的初始厚度。 8.根据权利要求1所述的方法， 其特征在于， 在所述在冲沟区域的最底层充填厚度为所 述第一厚度的矸石并碾压平整前， 还 包括： 在所述冲沟区域内表面喷射混凝 土砂浆。 9.根据权利要求1所述的方法， 其特征在于， 在所述在冲沟区域内的最底层充填厚度为 所述第一厚度的矸石并碾压平整前， 还 包括： 根据所述充填厚度比例及所述冲沟区域地形特点， 确定目标设计高程及目标总挖方 量、 目标总填方量。 10.根据权利要求9所述的方法， 其特征在于， 所述根据所述充填厚度比例及所述冲沟 区域地形特点， 确定目标设计高程及目标总挖方量、 目标总填方量， 包括： 测量所述冲沟区域的地 面高程散点数据； 依据所述 地面高程散点数据， 编辑所述冲沟区域的地形图， 并提取 特征线； 依据所述 地形图、 所述特 征线， 建立数字高程模型； 基于所述数字高程模型， 确定挖填平衡情况 下的初始设计高程； 调整所述初始设计高程， 使总挖方量与总填方量的比值等于所述黄土层厚度与所述矸 石层、 所述黄土层总厚度的比值， 并将此时的设计高程确定为所述目标设计高程， 将此时的 总挖方量确定为所述目标总挖方量， 将此时的总填方量确定为所述目标总填方量。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 114969910 A 3