露天矿防水与排水的重要性.doc

露天矿防水与排水的重要性(图文)一、露天矿防水与排水的重要性做好防水与排水工作是保证露天矿安全和正常生产的先决条件。尤其是凹陷露天矿，其客观上具备了汇集大气降水、地表径流和地下涌水的条件，因此在露天矿全过程生产期间，甚至在基建期间都必须采取有效的防排水措施。露天矿如发生涌水危害极大，不但影响生产，甚至会导致不堪设想的后果，其主要危害如下：(1)降低设备使用效率和使用寿命。尤其是汽车和机车，不仅降低效率，而且更为严重的是威胁行车安全。(2)延缓工程进度，采场底部汇水受淹后掘沟，会降低掘沟速度，给新水平的准备工作造成了很大困难，若不及时排除汇水，必然影响工作的进展。(3)严重破坏边坡的稳定性，水是导致滑坡的主要因素，它能使岩体的内摩擦角和黏聚力等物理性能指标大为降低，从而削弱了边坡岩体的抗剪强度，造成的大面积的滑坡会切断采场的运输线路并掩埋作业区域，使生产中断，甚至导致人员伤亡事故。由此可见，露天矿防、排水工作极为重要，必须引起矿山企业负责人的高度重视，切实做好此项工作。二、露天矿产生涌水的主要原因(一)露天矿产生涌水的自然因素1.气候条件的影响自然降水渗透地下是地下水获得补充的主要来源，而蒸发又是潜水的主要排泄方式之一。因此气候条件对地下水位的高低有着直接的影响。在气候条件里降水量的大小和蒸发水量对地下水的影响最大。从图419可以明显看出某地区潜水水位的升高主要是降雨的影响，其次是解冻冰雪融化的水量补充。2.地表水体系的影响地表水体系(如河流、湖泊、水库等)和地下潜水在一定条件下互相转化补给，它们相互之间有着密切关系。河流、湖泊、水库的水位、流量变化传递给附近的矿区。3.地形条件的影响由于露天矿选址不当，建在汇水密集的地形，也是影响矿山地下水位高低的重要因素。4.岩石结构的影响岩石结构的致密度、节理裂隙不发育，则透水性弱不易充水，反之，透水性强，给地下的充水量也就较大。5.地质构造的影响矿岩的产状和褶皱、断层等结构构造对地下水的贮量、地表水与地下水连通影响很大。(二)露天矿涌水的人为因素1.开采方法不当的影响矿山企业对防排水工作的重要性和必要性认识有偏差，或勘探工作不到位，未掌握水文地质资料，没有采取有效的防排水措施，盲目开采，打通了含水层，导致突然涌水量的增大。2.废石坑积水的影响已开采完毕的废石坑常有大量的积水，当排水工作结束后，该废坑内的积水水位上涨。当这种水源一经与采场沟通后，在一瞬间就会以很大的水压和水量突然涌人采场。3.未封闭或封闭不严的勘探钻孔的影响露天矿为了探明矿石的储量和矿岩的结构，进行地质勘探，勘探工作结束后，未用黏土或水泥将钻孔封死，导致投产后穿孔设备在进行穿孔时沟通了含水层和地表水的通路，将水引入了采矿作业区。4.水库的影响在乎原地区人工修筑的水库，若是建在矿山的上游，必然会使附近矿山的涌水量增加。三、露天矿防水(一)露天矿防水的主要措施1.地面防水地面防水的对象是地表水。凡能以地面防水工程拦截或引走的地面水流，应不再让其流入采场。(1)修筑截水沟。在矿区四周修筑截水沟，当雨季降水量大时，既能起到拦截作用，又能起到疏引暴雨山洪的作用。(2)河流改道。如河流穿过矿区开采境界时，必须改道迁移，改道应选择线路短、地势平和渗水性弱的地段。同时还要考虑矿山的发展远景，避免二次改道。新河道的起点应选在河床下易冲刷的地段，并与原河道的河势相适应，新河道的终点要止于原河道的稳定地段。(3)调洪水库。季节性的地表水流横穿开采境界时，除采取改道措施外，须在矿区上游修筑调洪水库截流和贮存洪水。(4)修筑拦河堤。当露天矿开采境界四周的地面标高与附近河流、湖白的岸边标高相差较小，甚至低于岸边地形时，应在岸边修筑拦河护堤。防止河流洪水上涨时灌人采场。2.地下防水的主要措施地下防水的对象是地下水。要正确做好地下防水工作，首先必须了解地下涌水水源状况，其次取决于防水措施的可靠性。因此，查明地下水源，做好地质水文观测工作和掌握地质水文资料是做好地下防水工作的前提。(1)探水钻孔。矿山的实践证明“有疑必探，先探后采”是防止地下涌水的正确决策。尤其是对于有地下采空区和溶洞分布的露天矿，必须对可疑地段先探水孔，查明地下水源情况，以便采取应急措施，避免突然涌水造成涌水事故。(2)修建防水墙和防水门。露天矿山是采用地下井巷排水或疏干的矿山，为保证地下水泵房不受突然涌水淹没的威胁，必须在地下水泵房设防水门。防水门采用铁板或钢板制作，并应顺着水流的方向关闭，门的四周装设密封装置。(风险管理世界-www.RiskMW.com)对于不能为排水、疏干所利用的旧巷道，必须修建防水墙，使之与地下排水或疏干巷道相隔离。防水墙采用砖砌或混凝土修筑，墙的厚度视水压和墙的强度而定。墙上留有防水孔，以便及时掌握和控制积水区内的水压和水量的变化情况。(3)防水矿柱。当露天矿采掘工作或地下排水巷道接近积水采空区、溶洞或其他自然水体时，须留有防水矿柱，并明确画出安全采掘边界线。(4)防渗帷幕。防渗帷幕防水是在露天矿开采境界以外，在地下水涌人采场的通道上，设置若干个保有一定距离的注浆钻孔，并依靠浆液在岩缝中的扩散、凝凝结组成一道挡水隔墙。所谓防渗帷幕就是指由若干个注浆钻孔所组成的挡水隔墙。(二)矿床疏干矿床疏干是借助于巷道、疏水钻孔、明沟等各种疏水构筑物，在矿山基建之前或基建过程中，预先降低开采区域的地下水位，以保证采掘工作正常而又安全进行的一项防水措施。对矿床预先疏干的条件是：矿床的上、下盘岩石存在有含水丰富的或水压很大的含水层以及流沙层时，一经开采有涌水淹没和流沙掩埋作业区的危险。由于地下水的作用，使被揭露的岩土物理力学性质削弱、强度降低，有使露天矿边坡丧失稳定性而滑坡的危险。地下水对矿山生产工艺和设备效率有严重的影响，以致不能保证矿山的正常生产。矿床疏干应保证地下水位下降所形成的降落曲线低于相应时期的采掘工作标高。疏干工程的进度和时间应满足矿床开拓、开采计划的要求，在时间、空间上必须有一定的超前。疏干的具体方法如下：1.巷道疏干法巷道疏干法是利用巷道和巷道中的各种疏流水孔降低地下水位的疏千方法。疏干巷道设在含水层内或嵌入在含水层与隔水层的分界线处，可直接起疏水作用。如果掘进在隔水层中，则巷道只能起引水作用，这时必须在巷道里穿凿直通含水层的各种类型疏水孔，地下水通过疏水孔自流式进入巷道。疏水孔主要有以下几种类型：(1)丛状放水孔。适用于基岩含水层，放水孔的直径一般为75110mm，孔深以达到涌水处为止，一般在100m以内，放水孔呈丛状分布在放水硐室里。(2)直通式放水钻孔。它是由地表施工，垂直穿透含水层的疏水孔，其下部与疏干巷道旁侧的放水硐室贯通。(3)打人式过滤管。它是直径与长度不大而顶端呈尖形的筛管，可在巷道的顶底板或两帮将其打入含水层中进行疏水。它只适用于疏干距巷道不超过58m的含水层。筛管(过滤部分)下面是若于节用螺纹连接的管子，其直径为2550mm，每节长1 m左右。在一般情况下，打人式过滤管的间距为lo一30m。2.深井疏干法深井疏干法是在地表钻凿若于个大口径钻孔，并在钻孔内安装深井泵或潜水泵抽水降低地下水位。我国目前主要使用的是离心式深井泵，其疏干深度不超过水泵的最高扬程，并应保证抽水后的地面不致产生强烈下沉而影响水泵的正常工作。3.明沟疏干法明沟疏干法是在地表或露天矿台阶上开挖明沟以拦截地下水的疏于方法。此法很少单独使用，经常作为辅助疏干手段与其他疏干法配合使用。 露天矿排水露天矿经疏干和采取各种防水措施后，已控制了大量的地下水和地表水流人采场。但是，仍可能会有少量的涌水渗入作业区。对于这部分少量渗入的地下水和大气降雨汇水，必须采取有效措施予以排除。露天矿排水分为露天排水(明排)和地下排水(暗排)两种方式。各矿山企业应根据本单位的采矿工艺和设备效率而定。露天矿的排水系统主要有以下几种：(1)自流排水系统。是指利用露天采场与地形的自然高差，不使用动力设备，完全依排水沟等简单工程将水自流排出采场的排水系统。当局部地段受到地形的阻挡难以自流排出时，可采取开凿平硐导通排除。(2)露天采场底部排水系统。这种排水系统是在露天矿采场底部设临时水仓和水泵，使进入到采场里的水全部汇集到底部水仓里，再由水泵经排水管排至地表。(3)露天采场分段截流排水系统。这种排水系统是在露天采场的边帮上设置几个固定式泵站，分段拦截并排出涌水。各固定泵站可将水直接排至地表外，也可采取接力方式通过上水平的泵站将水排到地表。该排水系统适用于汇水面积和水量较大，或者开采深度大、矿山工程下降速度较快的矿山，其优点是：