露天礦深部開采防排水系統的研究

康林剛

（金堆城鉬業集團有限公司安全環保處陜西華縣714102）

露天礦深部開采防排水系統的研究

康林剛

（金堆城鉬業集團有限公司安全環保處陜西華縣714102）

伴隨著露天礦山開采深度的增加，采礦場內部的排水量也隨之增加，水位線逐漸降低，排水系統逐漸難以滿足露天礦深部開采的需要。露天礦防排水系統的合理分布，對礦山開采具有非常重要的意義，因此，有針對性的改進開采排水系統，以滿足露天礦山開采深度逐步增加所帶來的防排水的問題，變得尤為重要。本文以某露天礦防排水系統為例進行研究，重點對其開采涌水的主要原因進行了分析，并有針對性的提出了相應的防水措施，為國內其它露天礦深部開采防排水系統提供相應的參考依據。

露天礦；深部采防；排水系統隨著露天礦山開采深度的增加，露天礦開采經常遇到諸如采場內防排水問題、工藝選擇問題、運輸系統分布等問題，而排水系統的形式、排水方式是礦山深部開采面臨的主要問題，特別是在汛期，防排水問題尤為突出，需重點研究解決[1]。對于露天礦開采而言，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定性。另外，大量的地下水涌入可直接降低設備使用壽命，

例如：挖掘機在有水的環境下工作，其工作時間年限僅為正常環境下的1/3。因此，若不能做到及時排水，勢必將影響礦山開采，給露天礦山帶來安全隱患。

1　露天礦深部開采涌水原因分析

1.1自然環境影響

某露天礦區位于陜西南部，礦區緊鄰河流，河水通過各種方式向礦區內滲透，造成礦區內地下水位上升，直接影響開采工作順利進行。另外，該地區屬于暖溫帶半濕潤氣候，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內大量涌水[2]，且該礦山地處盆地位置，周邊山區水量的匯集，使得礦區內涌水量增加。

1.2人為原因

人為操作失誤也是造成礦區內大量涌水的原因之一，操作的失誤主要體現在對露天礦防排水重要性認識不到位，對地質情況了解不足，同時沒有相應的防水體系和工程措施，防水設施老舊，無法滿足露天采礦采場防排水的需求，進而造成露天礦采場涌水情況出現。

1.3鉆孔勘察原因

在礦山開采過程中，需要進行大量的鉆孔勘察工作，而在鉆孔勘察結束后，施工人員往往不會密封鉆孔[3]。在這種情況下，一旦進行露天礦開采，這些鉆孔將直接變為地下水和巖層水的補給路線，進而導致露天礦采場出現涌水。

綜上所述，要綜合考慮露天礦山的氣象條件、水文條件、礦床水文地質條件和地下水的逕流、補給、排泄條件等因素，科學分析、合理規劃、全面設計選擇排水系統。

2　露天礦防水措施

2.1地面防水措施

常見的地面防水措施包括：機械排水、防洪溝、河流改道、防洪水庫等。機械排水指的是利用抽水機械、設備及時排除露天礦采場多余水分的機械排水，如果采場深度較大導致排水能力不足，可以設多級泵站分級排水，此方法能適應各種自然環境條件，不受地形、水位的限制，且排水及時，效率高，但費用較大，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要求，如水質的酸堿度、含沙量等。

地面防水措施的完善，將直接預防地表水和降雨流入采場內部，提升邊坡穩定性。防洪溝是最為多見的地面防水方式，其作用是阻止地表水流入露天礦采場內。在降雨量較大的情況下，防洪溝可有效發揮其攔截作用，避免地表水和山洪流入采場[4]。河流改道能夠有效減少礦區內地下水含量，避免在開采過程中突出出現涌水的情況。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來預防水流量。防洪水庫能起到攔截水量和蓄洪的效果，同時防洪水庫還可以起到排洪、泄洪的作用。

2.2地下防水措施

2.2.1防水門建造

防水門的建造，能夠保證地下水泵房不受到涌水淹沒的作用，一般情況下放水門是采用混凝土建造，同時在門上留下一部分放水孔，來起到隨時控制積水區內的水量，放水門可有效保證露天礦深部開采的順利進行。

2.2.2注漿防滲

注漿防滲是目前最為常用的防滲透方法，其施工工序較為簡單，但防水效果極佳。注漿防滲能有效攔截地下水[5]，不過仍會有少數地下水滲透出來，這個時候就需要施工人員將其抽出。針對巖體結構較為復雜的露天礦，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，以此來獲得最好的防堵水效果。

2.2.3建造地下連續墻

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

3　結語

露天礦深部開采涌水與自然環境、人為要素、勘察鉆孔等因素密切相關，要想避免礦區內部涌水的情況，就必須要做好地面與地下排水系統防護。可通過機械排水、防水門、地下連續墻的建造、以及河流改道等方式，來降低涌水量，提高礦深部開采效率。值得一提的是，河流改道工程量巨大，對周邊環境的影響極大。因此，一般情況下不進行此類作業，當不得不進行河流改道時，也應在不影響露天礦正常作業的情況下進行。

綜上所述，露天礦深部開采對于我國經濟發展有著重要的促進作用，然而隨著露天礦開采深度的增加，越來越多的問題隨之暴露，尤其是涌水情況大量出現，直接影響礦山開采的正常進展，甚至對施工人員生命安全造成威脅。因此，對于礦區開采排水系統的研究具有重大意義。

[1]王麗.東二號露天煤礦首采區涌水量模擬分析及疏干排水評價[D].遼寧工程技術大學,2012,09（08）：36-37.

[2]李蛟,朱清山,朱國榮,葉鴻,王小剛,唐釗.安徽馬鞍山高村采場礦坑地下水疏干預測[J].地質學刊,2014,02(01):68-70.

[3]連會青,夏向學,徐斌,徐慧,尹尚先.礦井涌水量預測方法及適用性評價[J].華北科技學院學報,2014,11(02):85-87.

康林剛（1980—）,男，陜西省扶風縣人，本科學歷，給水排水工程師，研究方向：礦山給水排水專業。