鲁山铁矿南露天采场疏干工程

2015-03-07刘贞表薛小蒙中钢集团马鞍山矿山研究院有限公司2金属矿山安全与健康国家重点实验室华唯金属矿产资源高效循环利用国家工程研究中心有限公司

现代矿业 2015年1期

关键词：主井鲁山涌水量

王杰刘贞表薛小蒙(1.中钢集团马鞍山矿山研究院有限公司;2金属矿山安全与健康国家重点实验室;3.华唯金属矿产资源高效循环利用国家工程研究中心有限公司)

鲁山铁矿南露天采场疏干工程

王杰1,2,3刘贞表1,2,3薛小蒙1,2,3(1.中钢集团马鞍山矿山研究院有限公司;2金属矿山安全与健康国家重点实验室;3.华唯金属矿产资源高效循环利用国家工程研究中心有限公司)

以处于生产初期鲁山铁矿南露天采场为例，论述了在矿床开采前地表和井下联合疏干的必要性,介绍了疏干工程布置、主井提升、通风、排水方案，并对井下疏干工程贮排平衡进行了验算,对矿山开采具有一定的指导和借鉴意义。

露天采场疏干工程贮排平衡

鲁山铁矿北露天采场目前已开采至0 m水平，计划安排2015年开拓南露天采场，由于已开采北露天采场内积水现象频出，严重影响到南采场的正常开拓延深和采矿作业。因此，考虑采用井巷排水疏干工程，先行疏干和降低矿区范围内的地下水位线，以保证露天采场在雨季不淹，增强矿山开采能力，提高露天边坡的稳定性。

1 露天采场境界及涌水量预测

1.1 露天采场境界

鲁山铁矿南露天采场境界结构参数见表1。

表1 鲁山铁矿南露天采场参数

1.2 坑道涌水量预测

矿区南部为低山、丘陵，出露地表的基岩(包括矿体)都具有一定的渗透能力，故大气降水能直接补给地下含水层，在自然状态下，大气降水也是该矿区地下水的唯一补给源。地下水位标高南部高，一般9～13 m，最高达13.851 m；北部低，一般 9.5 m 左右，最低8.915 m。由此可见，矿区地下水接受南部大气降水补给，向北部排泄。

北露天采场排水量稳定在2 000 t/d左右，雨季稍有增大，枯季略有减少。采用“比拟法”预测南露天采场疏干工程的排水量较符合客观实际[1]：

(1)

式中,Q1、Q2分别为矿山安全涌水量和已知涌水量,m3/d；S1、S2分别为矿山安全水位降深和已知水位降深，m；F1、F2分别为矿山安全疏干面积和已知矿山疏干面积，m2。

参数选用及计算结果见表2。

表2 比拟法参数及计算结果

值得指出的是：本区裂隙发育有随深度增加逐渐减弱的特点，浅部的富水条件一般比深部强。

2 疏干工程

矿山拟采用联合疏干。南采场境界最低水平为-70 m水平,考虑矿区水文地质条件，设定南采场最低疏干水平为-80 m。为确保露天边坡稳定和最大限度的减少露天采场汇水量，沿露天采场封闭圈约+15 m标高边缘修建截水沟。

露天采场为公路运输，堑沟落平点变动幅度大，辅助巷打泄水井工程量大，故各泄水井均由-80 m水平直接向上掘进，采场排水口布置在堑沟落平点附近，大气降水由泄水井流入集水平巷，采用最大垂深为50 m的垂直天井，天井底部设2 m深消能井。

主井掘至-90 m(留10 m水窝)，担负人员设备材料的运输,并作排水出口,风井兼作第二安全出口;-80 m排水工程具有集水、贮水及疏干等作用。为了增加疏干效果及满足贮水要求，水平巷两侧布置了疏干巷道。-80 m泵站设有泵房、水仓、管子道、防水门硐室等井巷工程。

(1)主井提升系统。主井深101 m，采用单罐笼提升。考虑到与掘进装岩设备配套，选用0.5 m3V型翻斗式矿车。选用2#轻型单层罐笼带防坠器，6△(33)绳纤维芯三角股钢丝绳。钢丝绳直径 25.5 mm，2.64 kg/m，破断拉力之和为422.5 kN。经计算钢丝绳安全系数为11.38>9，符合人员提升的安全系数要求。选用JTK-1.6型矿井提升机。

(2)排水系统。-80 m泵站设YSE-10A×4耐酸泵2台，总排能力为1 000 m3/h。

雨频10%时，水泵全部开动时间为7 h；暴雨时，不设备用泵;平时仅需开动1台泵，有较大的富余能力。

铺设φ245 mm×8 mm无缝管2条作主排水管。

(3)通风系统。采用主井进风、风井出风的单翼对角式抽出通风系统。新鲜风流由主井进入，经-80 m巷道进入排水泵房，再经回风天井至回风巷道中，经回风井排出地表。