康林剛

（金堆城鉬業(yè)集團(tuán)有限公司安全環(huán)保處陜西華縣714102）

露天礦深部開(kāi)采防排水系統(tǒng)的研究

康林剛

（金堆城鉬業(yè)集團(tuán)有限公司安全環(huán)保處陜西華縣714102）

伴隨著露天礦山開(kāi)采深度的增加，采礦場(chǎng)內(nèi)部的排水量也隨之增加，水位線逐漸降低，排水系統(tǒng)逐漸難以滿足露天礦深部開(kāi)采的需要。露天礦防排水系統(tǒng)的合理分布，對(duì)礦山開(kāi)采具有非常重要的意義，因此，有針對(duì)性的改進(jìn)開(kāi)采排水系統(tǒng)，以滿足露天礦山開(kāi)采深度逐步增加所帶來(lái)的防排水的問(wèn)題，變得尤為重要。本文以某露天礦防排水系統(tǒng)為例進(jìn)行研究，重點(diǎn)對(duì)其開(kāi)采涌水的主要原因進(jìn)行了分析，并有針對(duì)性的提出了相應(yīng)的防水措施，為國(guó)內(nèi)其它露天礦深部開(kāi)采防排水系統(tǒng)提供相應(yīng)的參考依據(jù)。

露天礦；深部采防；排水系統(tǒng)隨著露天礦山開(kāi)采深度的增加，露天礦開(kāi)采經(jīng)常遇到諸如采場(chǎng)內(nèi)防排水問(wèn)題、工藝選擇問(wèn)題、運(yùn)輸系統(tǒng)分布等問(wèn)題，而排水系統(tǒng)的形式、排水方式是礦山深部開(kāi)采面臨的主要問(wèn)題，特別是在汛期，防排水問(wèn)題尤為突出，需重點(diǎn)研究解決[1]。對(duì)于露天礦開(kāi)采而言，大量的地下水涌入可能直接造成巖體裂隙，大大降低了邊坡的穩(wěn)定性。另外，大量的地下水涌入可直接降低設(shè)備使用壽命，

例如：挖掘機(jī)在有水的環(huán)境下工作，其工作時(shí)間年限僅為正常環(huán)境下的1/3。因此，若不能做到及時(shí)排水，勢(shì)必將影響礦山開(kāi)采，給露天礦山帶來(lái)安全隱患。

1　露天礦深部開(kāi)采涌水原因分析

1.1自然環(huán)境影響

某露天礦區(qū)位于陜西南部，礦區(qū)緊鄰河流，河水通過(guò)各種方式向礦區(qū)內(nèi)滲透，造成礦區(qū)內(nèi)地下水位上升，直接影響開(kāi)采工作順利進(jìn)行。另外，該地區(qū)屬于暖溫帶半濕潤(rùn)氣候，夏秋兩季降水較多，每年5～10月為雨季，大氣降雨造成了露天礦區(qū)內(nèi)大量涌水[2]，且該礦山地處盆地位置，周邊山區(qū)水量的匯集，使得礦區(qū)內(nèi)涌水量增加。

1.2人為原因

人為操作失誤也是造成礦區(qū)內(nèi)大量涌水的原因之一，操作的失誤主要體現(xiàn)在對(duì)露天礦防排水重要性認(rèn)識(shí)不到位，對(duì)地質(zhì)情況了解不足，同時(shí)沒(méi)有相應(yīng)的防水體系和工程措施，防水設(shè)施老舊，無(wú)法滿足露天采礦采場(chǎng)防排水的需求，進(jìn)而造成露天礦采場(chǎng)涌水情況出現(xiàn)。

1.3鉆孔勘察原因

在礦山開(kāi)采過(guò)程中，需要進(jìn)行大量的鉆孔勘察工作，而在鉆孔勘察結(jié)束后，施工人員往往不會(huì)密封鉆孔[3]。在這種情況下，一旦進(jìn)行露天礦開(kāi)采，這些鉆孔將直接變?yōu)榈叵滤蛶r層水的補(bǔ)給路線，進(jìn)而導(dǎo)致露天礦采場(chǎng)出現(xiàn)涌水。

綜上所述，要綜合考慮露天礦山的氣象條件、水文條件、礦床水文地質(zhì)條件和地下水的逕流、補(bǔ)給、排泄條件等因素，科學(xué)分析、合理規(guī)劃、全面設(shè)計(jì)選擇排水系統(tǒng)。

2　露天礦防水措施

2.1地面防水措施

常見(jiàn)的地面防水措施包括：機(jī)械排水、防洪溝、河流改道、防洪水庫(kù)等。機(jī)械排水指的是利用抽水機(jī)械、設(shè)備及時(shí)排除露天礦采場(chǎng)多余水分的機(jī)械排水，如果采場(chǎng)深度較大導(dǎo)致排水能力不足，可以設(shè)多級(jí)泵站分級(jí)排水，此方法能適應(yīng)各種自然環(huán)境條件，不受地形、水位的限制，且排水及時(shí)，效率高，但費(fèi)用較大，耗能較多，是目前大型露天礦山基坑排水的只要手段。利用該方法在排水泵的選型上要綜合考慮水質(zhì)要求，如水質(zhì)的酸堿度、含沙量等。

地面防水措施的完善，將直接預(yù)防地表水和降雨流入采場(chǎng)內(nèi)部，提升邊坡穩(wěn)定性。防洪溝是最為多見(jiàn)的地面防水方式，其作用是阻止地表水流入露天礦采場(chǎng)內(nèi)。在降雨量較大的情況下，防洪溝可有效發(fā)揮其攔截作用，避免地表水和山洪流入采場(chǎng)[4]。河流改道能夠有效減少礦區(qū)內(nèi)地下水含量，避免在開(kāi)采過(guò)程中突出出現(xiàn)涌水的情況。除了采用河流改道的方式外，還可以在河流上方建造防洪水庫(kù)來(lái)預(yù)防水流量。防洪水庫(kù)能起到攔截水量和蓄洪的效果，同時(shí)防洪水庫(kù)還可以起到排洪、泄洪的作用。

2.2地下防水措施

2.2.1防水門(mén)建造

防水門(mén)的建造，能夠保證地下水泵房不受到涌水淹沒(méi)的作用，一般情況下放水門(mén)是采用混凝土建造，同時(shí)在門(mén)上留下一部分放水孔，來(lái)起到隨時(shí)控制積水區(qū)內(nèi)的水量，放水門(mén)可有效保證露天礦深部開(kāi)采的順利進(jìn)行。

2.2.2注漿防滲

注漿防滲是目前最為常用的防滲透方法，其施工工序較為簡(jiǎn)單，但防水效果極佳。注漿防滲能有效攔截地下水[5]，不過(guò)仍會(huì)有少數(shù)地下水滲透出來(lái)，這個(gè)時(shí)候就需要施工人員將其抽出。針對(duì)巖體結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜的露天礦，注漿防滲的堵水效果一般，為提高其堵水效果，可將注漿防滲修建在隔水巖石層上方，以此來(lái)獲得最好的防堵水效果。

2.2.3建造地下連續(xù)墻

地下連續(xù)墻是在挖掘機(jī)器和泥漿，在地下開(kāi)挖出一道狹窄卻深的溝渠，同時(shí)向溝渠內(nèi)注入適量的防滲材料，進(jìn)而形成一道擁有承載和防滲透雙重效果的墻體。地下連續(xù)墻堵水效果顯著，能夠很好的避免露天礦開(kāi)采過(guò)程中涌水情況出現(xiàn)。

3　結(jié)語(yǔ)

露天礦深部開(kāi)采涌水與自然環(huán)境、人為要素、勘察鉆孔等因素密切相關(guān)，要想避免礦區(qū)內(nèi)部涌水的情況，就必須要做好地面與地下排水系統(tǒng)防護(hù)?？赏ㄟ^(guò)機(jī)械排水、防水門(mén)、地下連續(xù)墻的建造、以及河流改道等方式，來(lái)降低涌水量，提高礦深部開(kāi)采效率。值得一提的是，河流改道工程量巨大，對(duì)周邊環(huán)境的影響極大。因此，一般情況下不進(jìn)行此類(lèi)作業(yè)，當(dāng)不得不進(jìn)行河流改道時(shí)，也應(yīng)在不影響露天礦正常作業(yè)的情況下進(jìn)行。

綜上所述，露天礦深部開(kāi)采對(duì)于我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展有著重要的促進(jìn)作用，然而隨著露天礦開(kāi)采深度的增加，越來(lái)越多的問(wèn)題隨之暴露，尤其是涌水情況大量出現(xiàn)，直接影響礦山開(kāi)采的正常進(jìn)展，甚至對(duì)施工人員生命安全造成威脅。因此，對(duì)于礦區(qū)開(kāi)采排水系統(tǒng)的研究具有重大意義。

[1]王麗.東二號(hào)露天煤礦首采區(qū)涌水量模擬分析及疏干排水評(píng)價(jià)[D].遼寧工程技術(shù)大學(xué),2012,09（08）：36-37.

[2]李蛟,朱清山,朱國(guó)榮,葉鴻,王小剛,唐釗.安徽馬鞍山高村采場(chǎng)礦坑地下水疏干預(yù)測(cè)[J].地質(zhì)學(xué)刊,2014,02(01):68-70.

[3]連會(huì)青,夏向?qū)W,徐斌,徐慧,尹尚先.礦井涌水量預(yù)測(cè)方法及適用性評(píng)價(jià)[J].華北科技學(xué)院學(xué)報(bào),2014,11(02):85-87.

康林剛（1980—）,男，陜西省扶風(fēng)縣人，本科學(xué)歷，給水排水工程師，研究方向：礦山給水排水專(zhuān)業(yè)。