淺談中鋁礦業(yè)丁王鋁礦礦井治水措施

【摘 要】水害是威脅礦山生產(chǎn)的主要災(zāi)害之一。金屬礦山老窖積水對井下安全開采的隱患較大，合理治水對安全生產(chǎn)有重要意義。近年來，隨著礦山開采深度的加大，礦山防水治水工作越來越在礦山生產(chǎn)中顯得重要。2011年5月對中國鋁業(yè)鞏義鋁礦五號礦井的老窖積水危害問題，采用向老窖內(nèi)充填水泥砂漿形成一個固體充填體而把老窖中積水排擠出老窖的治水方法，消除了水患，防止突發(fā)涌水事故的發(fā)生，減少井巷的涌水量，改善工人的井下作業(yè)環(huán)境，保證老窖周圍的井巷正常的安全生產(chǎn)，取得了滿意的效果。

【關(guān)鍵詞】老窖；治水；堆積充填；安全

0 引言

中國鋁業(yè)鞏義丁王鋁礦五號礦井屬于干旱地區(qū)范圍內(nèi)，礦床位于侵蝕基準(zhǔn)面以下，充水以碳酸鹽巖裂隙和溶洞水為主，礦床處于地下水位以下，礦體以塊狀或整體結(jié)構(gòu)為主，頂板圍巖為石炭紀(jì)灰?guī)r。

施工巷道離地表深度72米，巖石裂隙發(fā)育，涌水量較大，巖石裂隙中涌水量1200立方米/晝夜，用水泵排水12天涌水量并未減少。老窖之下的礦石可采儲量約20萬噸，質(zhì)量較好，鋁含量65%，鋁硅比10左右。如果不對老窖積水進(jìn)行處理，井下開采的安全就無法得到保障，極有可能發(fā)生突發(fā)涌水事故，造成人員傷亡和設(shè)備損失。礦井充水的必備條件是必須有水源和充水通道。經(jīng)查水文地質(zhì)資料和現(xiàn)場涌水分布情況，經(jīng)分析判斷涌水來自巷道上部19米處有一個老窖，老窖積水與地下水系聯(lián)通，非承壓水。老窖空腔容積980立方米左右，老窖內(nèi)腔的頂部距地表33米，內(nèi)部高度18米高。

如何消除老窖對巷道的安全威脅，防止突發(fā)涌水事故的發(fā)生成為當(dāng)務(wù)之急。項目部迅速成立治水項目組，結(jié)合地質(zhì)資料及充填理論，確定治水方案，通過向老窖內(nèi)用砂漿充填，砂漿把老窖里面的積水?dāng)D壓排出，一方面消除老窖積水發(fā)生突發(fā)涌水事故，另一方面砂漿進(jìn)入巖隙阻斷老窖積水的補(bǔ)充來源，這樣消除了安全生產(chǎn)的突發(fā)涌水隱患，同時改善工人的作業(yè)環(huán)境。

1 充填施工方案

1.1 充填設(shè)備

一臺攪拌機(jī)和兩臺充填機(jī)

1.2 充填材料

根據(jù)老窖積水的容積，水泥砂漿的密度2.5噸/立方米，經(jīng)估算充填料體積至少980立方米。準(zhǔn)備的普通水泥400噸，砂子800噸， 5毫米的石子1600噸，部分速凝劑以及100米的3寸PVC管子。

1.3 施工要點(diǎn)

在老窖之上的地面用潛孔鉆打兩個鉆孔做為充填孔，相隔20米，然后分別向鉆孔內(nèi)放置一根PVC管子做為充填管。充填的水泥砂漿的配比設(shè)定為：水泥：砂子：石子=1：2：4，加入適當(dāng)?shù)乃倌齽{(diào)整初凝時間為2小時。備足充填材料，不間斷連續(xù)充填作業(yè)，防止水泥砂漿凝固而影響充填連續(xù)進(jìn)行，時間兩天。

嚴(yán)格控制好充填管底端高度，為防止充填料被老窖內(nèi)的水稀釋沖散，保證充填以堆積的方式進(jìn)行充填，讓充填管子端頭始終在充填料內(nèi)。充填管最底端離老窖內(nèi)底板0.3米左右開始連續(xù)充填，當(dāng)充填機(jī)壓力表明顯增大到1MP時，用人工方法把充填管向上拔高一點(diǎn)，依次連續(xù)充填，直止充填高度達(dá)到老窖最頂部時，充填機(jī)的充填壓力達(dá)到1.2MP時停止充填工作。

在充填工作完成后的第三天在老窖的地表正上方打了一個驗(yàn)證充填體質(zhì)量的鉆孔，打到充填體上，鉆入的深度5米。從現(xiàn)場打出來的鑿巖粉體來分析，充填體已經(jīng)固化形成一定的初凝強(qiáng)度。據(jù)此可以推測，老窖內(nèi)積水已被固化的充填體所替代，到達(dá)了預(yù)期效果。

2 經(jīng)濟(jì)分析

3 充填治水效果

3.1 井下涌水量

充填開始后，從井下涌水水質(zhì)顏色目測來看，里面含有水泥漿成分，說明井下涌水來自老窖判斷的正確性。治水之前井下巷道的涌水量是1200立方米/晝夜，充填治水后的涌水量大幅度減小，僅為90立方米/晝夜，大大降低了井下排水費(fèi)用，提高了工作的勞動作業(yè)條件。

3.2 安全性

經(jīng)計算，向老窖內(nèi)充填料體積為965立方米，老窖還剩余15立方米空間出于老窖的不規(guī)則性沒有充填到位。老窖內(nèi)積水被絕大部分排出，形成了一個穩(wěn)定的固體充填體，從而消除了突發(fā)涌水的可能性，增加了井下生產(chǎn)的安全性。

3.3 經(jīng)濟(jì)性

井下涌水得到有效控制后，后續(xù)的采礦工作得以順利進(jìn)行。據(jù)統(tǒng)計，2011年6月至10月的采礦量為76980噸，平均鋁硅比9.7，單價為310元/噸，總價值超過2300萬元。整個充填治水費(fèi)用253360元，成本低，經(jīng)濟(jì)效益明顯。

4 結(jié)語

通過以上所述的井下治水措施，得出以下結(jié)論：

4.1 向老窖中充填砂漿，擠出老窖積水，消除突發(fā)涌水量事故的發(fā)生，增加了施工的安全性；

4.2 提高了礦石的回收率和降低了礦石的損失率，取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益；

4.3 對同類礦山的防水治水施工具有借鑒意義。

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[責(zé)任編輯：曹明明]