本發(fā)明涉及一種回補(bǔ)地下水的系統(tǒng)，具體涉及一種利用廢井筒回補(bǔ)地下水的系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)：

1、?煤炭地下開(kāi)采結(jié)束后，將對(duì)開(kāi)采區(qū)域造成以下幾方面影響，一是礦井開(kāi)采造成的地下水流失、地表沉降塌陷等問(wèn)題嚴(yán)重。二是廢棄礦井井筒處置困難，現(xiàn)有的地下空間利用方式，如儲(chǔ)能等，需要的空間大、要求交通便利，而井筒無(wú)法滿(mǎn)足。三是礦井周邊沉陷情況嚴(yán)重，沉陷區(qū)處理難度大、成本高，沉陷區(qū)土地再利用方案欠缺，土地資源浪費(fèi)嚴(yán)重。四是礦井開(kāi)采造成的地下含水層破壞深度大、程度高，依靠自然恢復(fù)速度慢、時(shí)間長(zhǎng)，而傳統(tǒng)的深層地下水回補(bǔ)井方法施工難度大、成本高。面對(duì)礦業(yè)廢棄設(shè)施再利用和生態(tài)環(huán)境保護(hù)恢復(fù)的雙重需要，開(kāi)發(fā)基于廢棄井筒的地下水修復(fù)技術(shù)具有一舉多得的作用。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問(wèn)題，本發(fā)明提供一種利用廢井筒回補(bǔ)地下水的系統(tǒng)及方法，能夠合理利用廢棄井筒為地下含水層補(bǔ)水，同時(shí)能夠調(diào)節(jié)區(qū)域降水，持續(xù)發(fā)揮井筒作用。

2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：一種利用廢井筒回補(bǔ)地下水的系統(tǒng)，包括井筒，還包括中央主管、高壓補(bǔ)水管、水輪發(fā)電機(jī)、抽水水泵、抽水管和滲流補(bǔ)水管；

3、以含水層為基準(zhǔn)，井筒在含水層以下為生態(tài)儲(chǔ)水段，含水層及含水層以上30米的范圍為滲水補(bǔ)水段，滲水補(bǔ)水段以上至地表5米以下的范圍為回填支撐段，回填支撐段以上至地表的范圍為地表段；

4、中央主管設(shè)置在井筒軸心位置并貫穿整個(gè)井筒，中央主管位于滲水補(bǔ)水段和生態(tài)儲(chǔ)水段的部分為花管結(jié)構(gòu)，位于回填支撐段和地表段的部分為實(shí)管結(jié)構(gòu)，在中央主管的內(nèi)部，位于滲水補(bǔ)水段以上10米的位置設(shè)置水輪發(fā)電機(jī)，中央主管內(nèi)的底部設(shè)有抽水水泵，中央主管的外壁設(shè)有抽水管，抽水水泵與抽水管連接；

5、在中央主管與井筒的井壁之間填充支撐材料，在支撐材料中位于回填支撐段與滲水補(bǔ)水段之間的位置設(shè)置阻滲層；

6、在位于含水層范圍內(nèi)的井壁外側(cè)設(shè)置注漿阻滲層；緊貼井壁內(nèi)側(cè)，從地表開(kāi)始向下布置1~4根高壓補(bǔ)水管，高壓補(bǔ)水管延伸到含水層頂板位置時(shí)，開(kāi)始以45°角度向外側(cè)彎折延伸直至含水層底板位置，高壓補(bǔ)水管位于含水層內(nèi)的部分采用花管結(jié)構(gòu)；

7、位于含水層范圍內(nèi)的井壁上，均勻間隔設(shè)置多個(gè)滲流補(bǔ)水管，補(bǔ)水管外端延伸到含水層中，滲流補(bǔ)水管位于含水層中的部分為花管結(jié)構(gòu)，位于含水層以外的部分為單向滲水管結(jié)構(gòu)；

8、地表段底部設(shè)有隔水層，在隔水層以上的地表段的范圍內(nèi)，以井壁為起點(diǎn)向外側(cè)采用環(huán)形方式依次設(shè)置第一保護(hù)層、環(huán)狀儲(chǔ)水池、過(guò)濾凈化墻、環(huán)狀水溝和第二保護(hù)層，環(huán)狀儲(chǔ)水池內(nèi)設(shè)置取水坑；在臨近第二保護(hù)層的采煤塌陷地構(gòu)建生態(tài)凈化塘并在生態(tài)凈化塘最靠近井筒的位置設(shè)置集水坑，生態(tài)凈化塘和第二保護(hù)層之間為開(kāi)采沉陷形成的坡度過(guò)渡帶；取水坑和集水坑中均設(shè)有水泵。

9、進(jìn)一步的，所述中央主管直徑不小于1米。

10、進(jìn)一步的，所述注漿阻滲層厚度不小于2米。

11、進(jìn)一步的，所述滲流補(bǔ)水管環(huán)狀分層間隔設(shè)置，每5米設(shè)一層且不少于兩層。

12、進(jìn)一步的，所述滲流補(bǔ)水管長(zhǎng)度不小于10米。

13、進(jìn)一步的，所述第一保護(hù)層和第二保護(hù)層的厚度均不小于3米，過(guò)濾凈化墻厚度為1米，環(huán)狀儲(chǔ)水池厚度為3~5米且其上布置防塵網(wǎng)，環(huán)狀水溝的深度為2~3米。

14、進(jìn)一步的，所述中央主管的底端比井筒的底端深2~3m，用于布置抽水水泵。

15、一種利用廢井筒回補(bǔ)地下水的方法，大氣降水自然匯流到生態(tài)凈水塘，經(jīng)過(guò)流域凈化后由集水坑中的水泵抽至環(huán)狀水溝，再經(jīng)過(guò)過(guò)濾凈化墻的二次處理滲透到環(huán)狀儲(chǔ)水池，最后通過(guò)取水坑中的水泵輸送到井筒中補(bǔ)水；

16、當(dāng)中央主管內(nèi)水位達(dá)到水輪發(fā)電機(jī)高度時(shí)停止補(bǔ)水，水通過(guò)中央主管的花管部分滲流到滲水補(bǔ)水段和生態(tài)儲(chǔ)水段，并進(jìn)一步通過(guò)滲流補(bǔ)水管向含水層補(bǔ)水；

17、需要進(jìn)行大氣降水應(yīng)急調(diào)控時(shí)，經(jīng)過(guò)環(huán)狀儲(chǔ)水池凈化后的水通過(guò)高壓水泵進(jìn)入沿井壁布置的高壓注水管，形成向含水層的帶壓加強(qiáng)補(bǔ)給；

18、地表缺水時(shí)，通過(guò)中央主管內(nèi)部的抽水管給生態(tài)凈水塘補(bǔ)水補(bǔ)水。

19、進(jìn)一步的，所述取水坑中的水泵輸送到井筒中的補(bǔ)水通過(guò)中央主管向下流，沖擊水輪發(fā)電機(jī)發(fā)電。

20、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明將井筒從破壞源轉(zhuǎn)變?yōu)樾迯?fù)源，統(tǒng)籌利用井筒和周邊采礦塌陷土地，提高了廢棄設(shè)施和土地利用效率；利用井筒深度向貫穿的含水層補(bǔ)水，加速修復(fù)破壞的地下含水層；可以以此打造區(qū)域儲(chǔ)水中心，緩解暴雨等極端氣象條件下排水問(wèn)題；利用井筒筒壁的隔離作用將回填支撐段的空間用于填埋符合環(huán)保要求的建筑垃圾，實(shí)現(xiàn)空間充分利用。對(duì)于保持礦區(qū)區(qū)域生態(tài)具有十分重要的理論指導(dǎo)和實(shí)踐意義。

技術(shù)特征：

1.一種利用廢井筒回補(bǔ)地下水的系統(tǒng)，包括井筒（1），其特征在于，還包括中央主管（7）、高壓補(bǔ)水管（9）、水輪發(fā)電機(jī)（11）、抽水水泵（12）、抽水管（13）和滲流補(bǔ)水管（16）；

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種利用廢井筒回補(bǔ)地下水的系統(tǒng)，其特征在于，所述中央主管（7）直徑不小于1米。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種利用廢井筒回補(bǔ)地下水的系統(tǒng)，其特征在于，所述注漿阻滲層（15）厚度不小于2米。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種利用廢井筒回補(bǔ)地下水的系統(tǒng)，其特征在于，所述滲流補(bǔ)水管（16）環(huán)狀分層間隔設(shè)置，每5米設(shè)一層且不少于兩層。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種利用廢井筒回補(bǔ)地下水的系統(tǒng)，其特征在于，所述滲流補(bǔ)水管（16）長(zhǎng)度不小于10米。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種利用廢井筒回補(bǔ)地下水的系統(tǒng)，其特征在于，所述第一保護(hù)層（17）和第二保護(hù)層（21）的厚度均不小于3米，過(guò)濾凈化墻（19）厚度為1米，環(huán)狀儲(chǔ)水池（18）厚度為3~5米且其上布置防塵網(wǎng)，環(huán)狀水溝（20）的深度為2~3米。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種利用廢井筒回補(bǔ)地下水的系統(tǒng)，其特征在于，所述中央主管（7）的底端比井筒（1）的底端深2~3m。

8.根據(jù)權(quán)利要求1-7任一所述的一種利用廢井筒回補(bǔ)地下水的方法，其特征在于，

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種利用廢井筒回補(bǔ)地下水的方法，其特征在于，所述取水坑（23）中的水泵輸送到井筒（1）中的補(bǔ)水通過(guò)中央主管（7）向下流，沖擊水輪發(fā)電機(jī)（11）發(fā)電。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開(kāi)了一種利用廢井筒回補(bǔ)地下水的系統(tǒng)及方法，包括井筒、中央主管、高壓補(bǔ)水管、水輪發(fā)電機(jī)、抽水水泵、抽水管和滲流補(bǔ)水管；含水層以下為生態(tài)儲(chǔ)水段，含水層及含水層以上30米范圍為滲水補(bǔ)水段，滲水補(bǔ)水段以上至地表5米以下的范圍為回填支撐段，回填支撐段以上至地表的范圍為地表段；中央主管設(shè)置在井筒軸心位置，在中央主管設(shè)置水輪發(fā)電機(jī)，以井壁為起點(diǎn)向外側(cè)采用環(huán)形方式依次設(shè)置第一保護(hù)層、環(huán)狀儲(chǔ)水池、過(guò)濾凈化墻、環(huán)狀水溝和第二保護(hù)層，環(huán)狀儲(chǔ)水池內(nèi)設(shè)置取水坑。本發(fā)明將井筒從破壞源轉(zhuǎn)變?yōu)樾迯?fù)源，統(tǒng)籌利用井筒和周邊采礦塌陷土地，提高了廢棄設(shè)施和土地利用效率；利用井筒深度向貫穿的含水層補(bǔ)水，加速修復(fù)破壞的地下含水層。

技術(shù)研發(fā)人員：陳樹(shù)召,黎啟帆,熊集兵,覃圣,楊佳霖
受保護(hù)的技術(shù)使用者：中國(guó)礦業(yè)大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/5/15