摘要：制定合理有效的防排水方案及措施，是確保露天煤礦安全生產(chǎn)的必要條件。本文對(duì)露天采場(chǎng)防排水的重要性進(jìn)行了介紹，基于和順鴻潤(rùn)露天煤礦水文地質(zhì)條件，制定了采場(chǎng)防排水方案及措施，對(duì)防排水設(shè)備和材料進(jìn)行選型，為該露天煤礦的安全生產(chǎn)提供了技術(shù)保障。

　　關(guān)鍵詞：露天煤礦;防排水;水害危害;設(shè)備選型

　　1礦區(qū)概況

　　1.1礦山簡(jiǎn)介

　　和順鴻潤(rùn)露天煤礦位于和順縣城西南約10km處，地處沁水煤田東北邊緣，和順普查勘探區(qū)北段東部邊緣。礦區(qū)地勢(shì)南西高北東低，最高點(diǎn)標(biāo)高1508m，最低點(diǎn)標(biāo)高1410m，相對(duì)高差最大98m。礦區(qū)主要含煤地層為二疊系下統(tǒng)山西組和石炭系上統(tǒng)太原組，含煤層自上而下依次為11、12、13、14上、14下、和15#煤層，其中15#煤層全區(qū)穩(wěn)定可采。目前為三采區(qū)A段主采煤層，可采原煤量419萬(wàn)t，剝離量為10058萬(wàn)m3，剝采比為24m3/t，可采面積為1.24km2。

　　1.2采場(chǎng)水文地質(zhì)條件分析

　　三采區(qū)內(nèi)僅發(fā)育一些北東走向的季節(jié)性沖溝，旱季無(wú)水，雨季時(shí)有短暫洪水通過(guò)。區(qū)內(nèi)有一三泉河，河流到東清漳河。和順縣屬暖溫帶半干旱大陸性季風(fēng)氣候，四季變化明顯。年均降水量為561.5mm，年最大降水量1069mm，年最小降水量?jī)H318mm，日最大降水量163.8mm，一小時(shí)最大降水量46.6mm。年際降水量變化較大，且年內(nèi)降水分布極不均。夏季降水量在年降水量中的占比高達(dá)61.4%。冬季干旱，降水量?jī)H占年均降水量的2.4%。春、秋季節(jié)降水量分別占年均降水量的13.4%和22.8%。多年平均蒸發(fā)量為1622.8mm，年蒸發(fā)量最高為1874.1mm，最低為1180.6mm。

　　2露天采場(chǎng)防排水重要性分析

　　采場(chǎng)水害嚴(yán)重威脅著凹陷露天煤礦生產(chǎn)和設(shè)備等安全[1]。在掌握露天礦水文地質(zhì)條件的基礎(chǔ)上，針對(duì)露天礦建設(shè)和生產(chǎn)的全過(guò)程制定露天煤礦防排水方案和措施，可有效杜絕水害事故發(fā)生，實(shí)現(xiàn)露天煤礦可持續(xù)發(fā)展[2]。露天礦一旦發(fā)生水害事故，導(dǎo)致的后果通常極為嚴(yán)重，危害主要有以下三個(gè)方面：(1)降低設(shè)備使用效率和壽命。露天煤礦采場(chǎng)發(fā)生水害極大降低了汽車(chē)和機(jī)車(chē)使用效率，更為汽車(chē)運(yùn)輸安全帶來(lái)極大威脅。(2)延緩工程進(jìn)度。露天煤礦采場(chǎng)底部匯水后極大降低了掘溝速度，若不能有效及時(shí)地將匯水排出，不僅給新水平的準(zhǔn)備工作帶來(lái)較大困難，還嚴(yán)重影響著開(kāi)采水平的推進(jìn)。(3)嚴(yán)重威脅采場(chǎng)邊坡和排土場(chǎng)邊坡的穩(wěn)定性。水是滑坡產(chǎn)生的主要誘因之一，不僅降低了邊坡巖層物理力學(xué)性質(zhì);其引發(fā)大面積滑坡的產(chǎn)生，還給工作人員和設(shè)備安全帶來(lái)極大威脅。綜上所述，制定合理有效的防排水方案和措施，對(duì)露天煤礦安全生產(chǎn)至關(guān)重要，礦山管理人員必須高度重重視并嚴(yán)格做好防排水工作。

　　3防排水方案及措施

　　3.1采場(chǎng)防排水

　　3.1.1采場(chǎng)防排水系統(tǒng)采場(chǎng)排水的目的是及時(shí)排出進(jìn)入采場(chǎng)的大氣降水、地表匯水及地下水。根據(jù)和順鴻潤(rùn)露天煤礦采掘特點(diǎn)，采用采場(chǎng)坑底貯水排水方式進(jìn)行采場(chǎng)排水。具體為：排水泵站布設(shè)在采場(chǎng)坑底最低點(diǎn)位置，排水方式為潛水電泵排水。管路敷設(shè)由兩部分組成：一是埋設(shè)管路1條，為正常降雨排水管路;二是明設(shè)管路2條，為暴雨排水管路。所有管路均由排水泵站向非工作幫敷設(shè)，經(jīng)采場(chǎng)北側(cè)將匯水向北自然排放。此外，考慮到采剝工程推進(jìn)速度較快，排水泵站和排水管路移設(shè)頻繁的問(wèn)題，采用快速接頭螺旋縫焊接鋼管以便于移設(shè)。當(dāng)管路需穿越道路時(shí)，采用鋼套管對(duì)管路進(jìn)行保護(hù)。此外，由于據(jù)揭露巖層為第四系表土地層、散巖層、砂土礫石層，發(fā)生垮塌或滑坡的可能性較大，對(duì)邊坡管理造成壓力和困難，且“雨季三防”期將臨界，采場(chǎng)本坡面、地貌山坡客水匯積采場(chǎng)，不能外排水，故沿東側(cè)挖掘排水導(dǎo)水溝工程。3.1.2排水量計(jì)算(1)匯水量計(jì)算。采場(chǎng)大氣匯水量為降雨徑流量，主要集中在雨季，可根據(jù)式1和式2分別計(jì)算正常降雨時(shí)和連續(xù)1天暴雨時(shí)的采場(chǎng)匯水量。Qz=qzSCz(1+P)=3.81×0.65×0.5×(1+5%)=1300m3/d(1)Qb=qbSCb=3.81×0.65×0.6=32955m3/d(2)其中，Qz為正常降雨時(shí)采場(chǎng)匯水量，m3/d;Qb為連續(xù)1天暴雨時(shí)匯水量，m3/d;qz為正常日平均降雨量，mm/d;qb為暴雨日平均降雨量，mm/d;S為采場(chǎng)匯水面積，km2;C為正常降雨徑流系數(shù)，取0.5;Cb為暴雨降雨徑流系數(shù)，取0.6;P為暴雨設(shè)計(jì)頻率，取5%。水泵按每天20h工作能排出24h小時(shí)的涌水量計(jì)，結(jié)合正常降雨時(shí)和連續(xù)1天暴雨時(shí)的采場(chǎng)匯水量知采場(chǎng)排水量：正常泵排水量100m3/h，暴雨泵排水量500m3/h，暴雨應(yīng)急發(fā)動(dòng)機(jī)排水泵排水量1200m3/h。(2)排水設(shè)備及材料。由于正常排水量和暴雨排水量相差較大，故在排水設(shè)備選型時(shí)分別選擇正常排水泵和暴雨排水泵。正常排水期，水泵具備的總排水能力為：(3)暴雨排水期，水泵具備的總排水能力為：(4)水泵所需揚(yáng)程：(5)根據(jù)以上估算，考慮到露天開(kāi)采集水坑中泥沙含量較多，所以選用隔爆性潛水排沙泵。正常排水期選用BQS100-60-37/N一臺(tái)，揚(yáng)程為60m，排水量為100m3/h，可滿足正常排水期的排水需求;暴雨排水期選用BQS200-70/2-75/N兩臺(tái)，揚(yáng)程為70m，排水量每臺(tái)為200m3/h，在暴雨排水期內(nèi)與正常排水期內(nèi)的一臺(tái)水泵同時(shí)工作，同時(shí)設(shè)置15臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)應(yīng)急泵15臺(tái)，排水量每臺(tái)為80m3/h，可滿足暴雨排水期的排水需求。

　　3.2地面防排水

　　露天采場(chǎng)將露天區(qū)內(nèi)一處在半山腰，且采場(chǎng)東北側(cè)地勢(shì)較高，地面匯水會(huì)對(duì)采場(chǎng)安全不構(gòu)成威脅。但由于采場(chǎng)坑底相對(duì)局部處地勢(shì)較低處，匯水不易導(dǎo)出，基于攔截為主，疏截結(jié)合的地面防排水系統(tǒng)建立原則，同時(shí)充分結(jié)合地形、工程位置和采剝推進(jìn)的時(shí)空關(guān)系，有序布置采剝場(chǎng)和排土場(chǎng)防排水系統(tǒng)，保證礦山開(kāi)采安全正常地進(jìn)行。根據(jù)三采區(qū)地形條件，在采剝場(chǎng)東側(cè)挖引排水溝外排到枯河。在采掘場(chǎng)中部、西側(cè)側(cè)設(shè)排水溝將采剝場(chǎng)雨季匯水到坑底水泵抽出。設(shè)置水泵站，一臺(tái)正常水泵，兩臺(tái)暴雨水泵，配置三條3寸水管到污水處理車(chē)間，處理后循環(huán)利用;暴雨時(shí)水泵外排到河緒河流入枯河。其它較低的坑底匯水采用應(yīng)急水泵抽到水泵站、再外排。

　　3.3防排水措施

　　(1)雨季前，制定相關(guān)《防洪應(yīng)急預(yù)案》，并組織演練，同時(shí)對(duì)防排水溝進(jìn)行清理和修整;制定集水坑影響范圍內(nèi)的所有設(shè)備的有效可行的逃逸措施。(2)對(duì)于在路邊或橫穿道路鋪拆的立幫管路，應(yīng)在作業(yè)場(chǎng)所前后設(shè)置警示標(biāo)志;同時(shí)對(duì)立幫上下道路進(jìn)行封閉，并由專人指揮。(3)挖水溝和修建擋墻期間，所有施工設(shè)備的任何部位均嚴(yán)禁探出至平盤(pán)邊緣外。

　　4結(jié)語(yǔ)

　　(1)露天礦水害危害主要有降低設(shè)備使用效率和壽命、延緩工程進(jìn)度和嚴(yán)重威脅采場(chǎng)邊坡和排土場(chǎng)邊坡的穩(wěn)定性三個(gè)方面。(2)分析了和順鴻潤(rùn)露天煤礦水文地質(zhì)條件，設(shè)計(jì)了采場(chǎng)和地面防排水系統(tǒng)，并基于對(duì)采場(chǎng)匯水量和排水量的計(jì)算，對(duì)防排水設(shè)備和材料進(jìn)行了選型。(3)制定了防排水措施和注意事項(xiàng)，確保了和順鴻潤(rùn)露天煤礦防排水工作順利進(jìn)行。

　　參考文獻(xiàn)

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　　《和順鴻潤(rùn)露天煤礦防排水方案及措施》來(lái)源：《礦業(yè)裝備》，作者：楊立功