矿井防治水管理及措施

1、 中泰矿业矿井防治水措施矿井防治水措施地表地下水是矿山生产活动的重大危险源之一，建立健全有效的防治水措施是保证矿山正常生产运作的前提。因此中泰矿业有限责任公司根据锡矿山闪星锑业有限公司设计研究所设计的湖南省冷水江市中泰矿业有限责任公司铅锌矿开采方案、安全专篇、金属非金属矿山安全规程以及湖南省娄底418地质勘察院所编制的水文地质资料编制了中泰矿业矿井防治水专项制度，以此来预防、减轻水隐患对矿山安全生产的影响。 1、矿区水文地质条件1.1自然地理概况矿区地处亚热带大陆性季风气候区，阳光充足，雨量充沛，多年平均降雨日为162.6天，年降水量909.52125.4mm/a，年均降水量1356.76mm

2、/a。每年38月为多雨季节，平均降雨量占全年的70%。大气降水是本矿区地下水的主要补给来源。区内地表水系主要为球溪河及其支流，球溪河自西向东注入资水，其南侧支流自南往北流经矿体分布区，汇入球溪河。地表水与地下水有一定的水力联系，对矿坑充水有一定影响。1.2岩层的含水性区内含水层主要有第四系、中泥盆统棋梓桥组地层。第四系主要含砂、卵石土，其含水、透水性均较好。棋梓桥组地层主要为碳酸盐岩。底部为灰黑色含泥、炭质灰岩，岩溶不发育，平均厚40.38m，为良好的隔水层;中部为灰白色、浅灰、灰色矿化灰岩，其含水性与其埋深密切相关,近地表岩溶发育，含水丰富，100m标高以下则含水性显著减弱;上部为深灰色、灰

3、色化石灰岩，广泛分布于第四系下部，是地下水活动的主要场所，岩溶发育，含水丰富。主要含水段分布在90m标高以上，其下含水性显著减弱。1.3构造破碎带的水文地质特征与矿床开采有关的主要断裂有F1、F2、F3，前两者为隔水层，后者为含水层，水文地质特征分别阐述如下：F1断裂：位于矿区最南端，近东西向展布，长大于2800m，走向5575°，倾向北西西，倾角大于75°。断裂切穿矿层底部的隔水岩系。据钻孔资料反映，破碎带由破碎灰岩及黑色页岩等组成，其中的黄铁矿均未氧化。钻孔钻进中返水量稳定，断裂不含水。F2断裂；位于矿区东部，长达1250m以上，破碎带宽约30m，走向350°

4、，倾向东，倾角大于80°，主要由含炭质破碎角砾灰岩组成，方解石与炭质物紧密胶结，无溶蚀现象，不漏水。破碎带纵贯矿区东缘，与资江大致平行，形成一个天然隔水层，使资江水不能进入矿区。F3断裂：分布于矿区中部，切过矿体，长达1340m，由三条支断裂构成，走向25°，倾向东，倾角6585°。据钻探资料反映，钻孔漏水，溶洞发育且规模大、延深大、数量多，是区内的主要导水断裂，对矿坑充水有较大影响。1.4地下水补给、径流、排泄条件大气降水是本矿区地下水的主要补给来源，在自然状态下地下水补给河水。矿区西南部灰岩广泛出露，发育有漏斗、落水洞、溶蚀裂隙等，大气降水几乎全部渗入。矿区中

5、分布的土壤层透水性良好，也是地下水补给的途径之一。矿区内为丘陵地形，“U”形谷地发育，地势总体呈南高北低，地下水径流、排泄条件较好。在天然状态下，地下水径流方向基本与地形吻合，总径流方向，由南向北径流，注入球溪河后汇集于资江。随着矿山开拓，局部将破坏自然状态下的地下水平衡，改变地下水流场，使之顺坑道径流排泄。其排泄方式以岩溶涌水、裂隙突水排泄为主。1.5矿井水文地质特征中泰矿业铅锌矿为斜井开拓，最低副井口标高212.6m，风井口212.5m。主要有140m、110m、80m、50m、20m五个中段。140m中段以上涌水量较大，主要来源于球溪河南侧支流通过F3补给。一般涌水量150200m3/H

6、r，干旱季节为100 m3/Hr，雨季山水暴发最大可达400500 m3/Hr。巷道往西掘进靠近F3 时，涌水量加大，往东则涌水量变小。自140m标高以下，涌水量逐渐减少。80m中段以下仅见少量层间裂隙有滴水现象。 综上所述，矿山水文地质条件属中等偏复杂类型。2、矿井防治水措施工程2.1按矿井地下水最大涌水量建立井下排水系统矿井排水系统设计以湖南省地质矿产勘查局418队提供的矿山水文地质调查资料中的一般涌水量和最大涌水量及矿井涌水分布深浅的情况为基础，根据矿井在开拓期间各中段以及上下中段实际涌水量及水文情况做为主要依据。2.1.1现各中段涌水量情况统计140m中段的一般涌水量为20m3/h,最

7、大涌水量为100 m3/h；110m中段的一般涌水量为70m3/h，最大涌水量为250 m3/h；80m中段的一般涌水量40 m3/h,最大涌水量为100 m3/h；50m中段一般涌水量为20 m3/h，最大涌水量30 m3/h；20m中段一般涌水量15m3/h，最大涌水量为25m3/h。当采掘至50m中和20m中段时，地下涌水量为层间裂隙水，涌水量较小，当50m中段与20m中段产生地下水时，上部中段的涌水量同时相应减小。2.1.2上下中段的排水系统设置（1）为保证各上下中段的正常开采在各中段设置水仓和排水泵房。根据各中段涌水量的特点，设置水仓，阶梯式排水。140m中段，设计水仓容积为400m

8、3，是该中段一般涌水量20 m3的20倍。水仓形式为长条型，水仓宽2m,长40m，深5m。110m中段，设计水仓容积为1050m3，是该中段一般涌水量70m3的15倍。水仓形式为长条型，水仓宽7m,长30m,深5m；80m中段，设计水仓容积为640m3，是该中段一般涌水量40m3的16倍。水仓形式为长条型，水仓宽8m,长40m,深4m；50m中段，设计水仓容积为300m3，是该中段一般涌水量20m3的15倍。水仓形式为长条型，水仓宽5m,长12m,深5m；20m中段，设计水仓容积为300m3，是该中段一般涌水量15m3的20倍。水仓形式为长条型，水仓宽7.5m,长20m,深2m。其中+140m

9、与+110m中段水仓有导流钻孔，钻孔直径100mm，当140m中段水仓过量时，可通过导流钻孔将过量水导入+110m水仓。140m中段、110m中段、80m中段和20m中段为主水仓，50m中段为辅助水仓。140m中段、110m中段和80m中段的水仓直接排出地表，50m中段和20m中段的水排入80m中段水仓。水仓清泥采用泥浆泵将仓内的泥浆排入采空区。（2）设置合理的中段排水泵房 根据矿床开采设计顺序，矿床开采以副斜井为中心分别向东西两个方向开采，为了使开采区域地下水顺利流入水仓，减少排水管路，中段各水泵房布置在副斜井的附近。2.1.3各中段排水能力及水泵选择（1）井下排水能力 排水设备由三台类型相

10、同的水泵组成，其中任意一台能在20小时内排出一昼夜矿井的正常涌水量，两台同时工作时，能排出矿井一昼夜的最大涌水量，第三台为备用水泵，当雨季变长，降水量加大，矿井的涌水量突增时作为临时排水设施。(2)排水设备选择140m中段水泵房按正常涌水量确定排水设备的必须的排水能力 1=*24/20=20*24/20=24m3/h 式中： 正常矿井正常涌水量，米3/昼夜水泵初选 扬程1=01.20*(72+5.5)93m； 式中: 0140m中段至地表212m为72m 扬程损失系数，K=1.1-1.25，取1.20 在该矿实际安装中，已安装二台150D30*5型水泵，实际参数流量155m3/h、扬程115m

11、、电机型号2-93-4，电机功率90w、排水管直径150mm。利用原矿井抽水水泵1台，型号为IS125-100-315，其单机流量200m3/h，杨程110m，电机功率110KW，符合要求。正常涌水量时，一台开，一台备用检修，最大涌水时，二台开。110m中段水泵房按正常涌水量确定排水设备的必须的排水能力 1=*24/20=70*24/20=84m3/h 式中： 正常矿井正常涌水量，米3/昼夜水泵初选 扬程1=01.20*(102+5.5)129m； 式中: 0110m中段至地表212m为102m 扬程损失系数，K=1.1-1.25，取1.20 在该矿实际安装中，已安装四台150D30*5型水泵

12、，实际参数流量155m3/h、扬程145m、电机型号JR114-4，电机功率115w、排水管直径150mm4台。符合要求。 正常涌水量时，一台开，二台备用，一台检修，最大涌水时，二台开，一台备用，一台检修。80m中段水泵房按正常涌水量确定排水设备的必须的排水能力 1=*24/20=40*24/20=60m3/h 式中： 正常矿井正常涌水量，米3/昼夜水泵初选 扬程1=01.20*(132+5.5)165m； 式中: 080m中段至地表212m为132m 在该矿实际安装中，已安装三台150D30*7型水泵，实际参数流量155m3/h、扬程203m、电机型号JR116-4，电机功率155w、排水管

13、直径150mm。符合要求。正常涌水量时，一台开，一台备用，一台检修，最大涌水时，二台开，一台备用。50m中段水泵房按正常涌水量确定排水设备的必须的排水能力 1=*24/20=20*24/20=24m3/h 式中： 正常矿井正常涌水量，米3/昼夜水泵初选 扬程1=01.20(30+5.5)42.6m； 式中: 050m中段至80m中段为30m 扬程损失系数，K=1.1-1.25，取1.20 水泵型号为IS125-100-200单级水泵，其主要参数为流量54m3/h、扬程46.5m、电机型号JO2-61-2，电机功率13w、排水管直径100mm。水泵数量2台。50中段是辅助水仓，正常涌水量时，一台

14、开，一台备用。最大涌水时，两台开。20m中段水泵房 按正常涌水量确定排水设备的必须的排水能力 1=*24/20=15*24/20=18m3/h 式中： 正常矿井正常涌水量，米3/昼夜水泵初选 扬程1=01.20(60+5.5)78.6m； 式中: 020m中段至80m中段为60m 扬程损失系数，K=1.1-1.25，取1.20 水泵型号为100-16*6型，其主要参数为流量54m3/h、扬程93m、电机型号JO2-71-2，电机功率22w、排水管直径100mm。水泵数量3台。正常涌水量时，一台开，一台备用，一台检修，最大涌水时，二台开，一台备用。2.1.4排水管路布置（1）矿井排水管路共布置五

15、条，管径为150mm。五条管路分别与140m中段水仓的150D30×5水泵和IS125-100-315并连，与110m中段的四台150D30×5多级泵和两台潜水泵并连，与80m中段的两台150D30×7多级泵并连。110m中段老水仓的两台IS125-100-200单级泵用管径150mm的钢管接到140m中段水仓，80m中段水仓的100D16×6多级泵用管径100mm的管钢接到140m中段水仓，50m中段水仓的IS125-100-200单级水泵用管径150mm的钢管接到80m中段水仓，20中段水仓的100-16*6型多级泵用管径150mm的管钢接到80m中

16、段水仓。（2）总排出地表水能力计算根据水泵配置使用情况，在正常涌水量时总排水量210 m3/h，最大涌水量时总排水量420 m3/h。矿井共设置5条水管，正常使用4条，1条备用。4条水管总排水能力为600m3/h，相当于矿井最大总涌水量时的1.42倍，满足最大涌水量时井下排水量需求。2.2 各中段设置防水墙排水闸门当其一个中段出现水泵出现机械故障抢修、涌水量突增或者备用水泵正在检修等情况时，在暂时无法满足中段排水的状况下，通过调节防水墙闸门控制水仓入水量，再通过IS125-100-200单级泵抽到上一个中段水仓，阶梯式抽水排出地表。2.3控制地表水对矿井的渗入2.3.1对经过矿区的溪流进行治理

17、加固。（1）根据实际情况，在铁炉冲、太和冲溪底捣制200400mm厚的钢筋混泥土溪底（溪底较稳固的采用200mm，不稳固的采用300400mm），捣制400mm厚，1200mm高的混泥土溪堤。（2）铁炉冲小溪和太和冲小溪的加固治理位置和长度铁炉冲小溪上游位置在矿区离F2断层（F2为隔水断层）上盘200米处，坐标位置X：3054180，Y：37541550，下游在矿区离F3下盘400米处，坐标位置X：3055160，Y：37541760，全长1080m。太和冲小溪位置在铁炉冲小溪与太和冲山底之间，山底坐标位置X3054350，Y37541290，全长420m。铁炉冲小溪是矿区主要地表溪流，溪宽3

18、m，高2m，按流速3m/S计算，其泄洪能力为18m3/S。2.3.2对矿区范围内的地表加强治理（1）在矿区范围内租用80亩水田并该为旱地耕作，减少涵水区域，疏通水沟将雨水导入铁炉冲小溪，大大减少雨水对矿井的渗入。（2）对矿区范围内的地表塌陷进行回填整治，减少地表水渗入通道。（3）在风井、副井、主井井口加设了规格为0.5×0.4m2的截洪沟，有效地防止了井口附近雨水由此流入井下。2.4进一步补充和完善水文地质调查经过公司与湖南省地质工程勘察院的共同排查，认为在过去禾青铅锌矿的地质勘探中，水文地质调查没有全部完成，所做的水文地质调查不细。在今后的矿山开采中仍然存在较大的安全隐患，可能会发

19、生岩溶突水，地面岩溶塌陷等地质灾害。需要进一步的补充完善水文地质资料。（1）基本查清采矿区范围内（初步查明采矿区外围）的水文地质工程地质条件，矿床充水主要因素及岩溶水含水层的富水性，岩溶发育规律及主要岩溶水补给、径流、排泄通道，地面蹋陷的范围、成因，预测矿山开采不同水平的矿坑涌水量，预测矿坑抽水对地面周边环境的影响范围及影响程度。（2）详细评价F3断层的富水性，导水性及其与地表水、地下水、球溪河等水力联系，论证F3断层两侧矿体的可采性。（3）提出矿山今后开采防、治水的方案及建议。三、 防治水配套工程3.1完善供电系统配置根据矿井实际涌水情况及电力负荷划分原则，矿井正常涌水量在每小时50m3以上

20、为一级负荷。对矿山电力负荷的级别要求，中泰铅锌矿确定为一级。按照一级负荷要求，采用10KV双回路架空线路向中泰变电所供电，再由中泰变电所向井下140m中段变电站和80m中段变电站、地面空压机变电站、选矿变电站供电。同时自备一台250KW柴油发电机组。在电网停电时，用柴油发电机向井下水泵供电，确保矿山排水系统正常运转。3.2设立预警机制在140中段水仓、110中段水仓、80中段水仓、50中段和20中段水仓设置警戒水位线，电子视频监控和矿区内部程控电话。电子视频监控总屏设在公司生产调度室。电话联系号码：生产调度室：8016 140中段水仓：8063 110中段水仓：8065 80中段水仓： 803

21、8 50中段水仓： 8031 20中段水仓： 80603.3设立维修部门公司机电部负责井下排水系统的供电、水泵、排水管路维修。机电部电码号码： 8008中泰变电所电话号码：8008电工班电话号码： 8072检修班电话号码： 80503.4建立专业探水班组铅锌矿专门安排了钻探队伍，配置了型号为KZ-150的勘探水平钻机2台，最大可钻进深度150m，以保证在采掘过程中摸清岩层中的含水情况，确保采掘安全。3.5建立防治水工程预算1 井下排水系统工程预算： 260万元2 铁炉冲小溪和太和冲小溪加固治理预算： 160万元3 租用田土80亩：每年6.4万，按15年计算，共96万元4 水文地质调查预算： 1

22、28万元5 探水设备及探水队伍120万元6 其他配套投资预算： 120万元合计 884万元四、建立健全防治水领导成员责任制度4.1建立总工程师和矿长主管，基建办、机电部、安全环保部具体负责，生产技术部、供应部、财务部配合的矿井防、治水管理系统。具体实施矿井防、治水措施。主管领导：方克勤、钟志勇主要负责人：潘开军、邓兴柳、廖学文、余政新其他成员：钟志勇、李国强、兰炎民、黄安国、刘克兰、肖备长、谢三贵、罗受锋、余斌、兰泽武、张敬、王涛、姜建龙、姜家起。4.2配备井下排水班子，井下水仓安排三班倒的水泵工，且要按特殊工种的要求，组织参加地方安全生产监督局的培训班，办理特殊工种培训证。安排黄明毅为柴油发电机操作工，随时进行柴油发电机的运转。排水班的水泵工应经常维护和保养好排水水泵，机电检修班应及时检修和处理排水泵、排水管路的各种故障，确保排水系统的正常运行。4.3机电部门和供应部门提前做好井下排水系统设备、设施的维修，提前做好备品、备件计划和采购供应，同时要确保电话系统的畅通。4.4按规定请湖南设备检测检验中心检测检验主要水仓的水泵，对检测检验查出的问题及时进行处理，确