露天矿深部开采防排水系统的研究

康林刚

（金堆城钼业集团有限公司安全环保处陕西华县714102）

露天矿深部开采防排水系统的研究

康林刚

（金堆城钼业集团有限公司安全环保处陕西华县714102）

伴随着露天矿山开采深度的增加，采矿场内部的排水量也随之增加，水位线逐渐降低，排水系统逐渐难以满足露天矿深部开采的需要。露天矿防排水系统的合理分布，对矿山开采具有非常重要的意义，因此，有针对性的改进开采排水系统，以满足露天矿山开采深度逐步增加所带来的防排水的问题，变得尤为重要。本文以某露天矿防排水系统为例进行研究，重点对其开采涌水的主要原因进行了分析，并有针对性的提出了相应的防水措施，为国内其它露天矿深部开采防排水系统提供相应的参考依据。

露天矿；深部采防；排水系统随着露天矿山开采深度的增加，露天矿开采经常遇到诸如采场内防排水问题、工艺选择问题、运输系统分布等问题，而排水系统的形式、排水方式是矿山深部开采面临的主要问题，特别是在汛期，防排水问题尤为突出，需重点研究解决[1]。对于露天矿开采而言，大量的地下水涌入可能直接造成岩体裂隙，大大降低了边坡的稳定性。另外，大量的地下水涌入可直接降低设备使用寿命，

例如：挖掘机在有水的环境下工作，其工作时间年限仅为正常环境下的1/3。因此，若不能做到及时排水，势必将影响矿山开采，给露天矿山带来安全隐患。

1　露天矿深部开采涌水原因分析

1.1自然环境影响

某露天矿区位于陕西南部，矿区紧邻河流，河水通过各种方式向矿区内渗透，造成矿区内地下水位上升，直接影响开采工作顺利进行。另外，该地区属于暖温带半湿润气候，夏秋两季降水较多，每年5～10月为雨季，大气降雨造成了露天矿区内大量涌水[2]，且该矿山地处盆地位置，周边山区水量的汇集，使得矿区内涌水量增加。

1.2人为原因

人为操作失误也是造成矿区内大量涌水的原因之一，操作的失误主要体现在对露天矿防排水重要性认识不到位，对地质情况了解不足，同时没有相应的防水体系和工程措施，防水设施老旧，无法满足露天采矿采场防排水的需求，进而造成露天矿采场涌水情况出现。

1.3钻孔勘察原因

在矿山开采过程中，需要进行大量的钻孔勘察工作，而在钻孔勘察结束后，施工人员往往不会密封钻孔[3]。在这种情况下，一旦进行露天矿开采，这些钻孔将直接变为地下水和岩层水的补给路线，进而导致露天矿采场出现涌水。

综上所述，要综合考虑露天矿山的气象条件、水文条件、矿床水文地质条件和地下水的迳流、补给、排泄条件等因素，科学分析、合理规划、全面设计选择排水系统。

2　露天矿防水措施

2.1地面防水措施

常见的地面防水措施包括：机械排水、防洪沟、河流改道、防洪水库等。机械排水指的是利用抽水机械、设备及时排除露天矿采场多余水分的机械排水，如果采场深度较大导致排水能力不足，可以设多级泵站分级排水，此方法能适应各种自然环境条件，不受地形、水位的限制，且排水及时，效率高，但费用较大，耗能较多，是目前大型露天矿山基坑排水的只要手段。利用该方法在排水泵的选型上要综合考虑水质要求，如水质的酸碱度、含沙量等。

地面防水措施的完善，将直接预防地表水和降雨流入采场内部，提升边坡稳定性。防洪沟是最为多见的地面防水方式，其作用是阻止地表水流入露天矿采场内。在降雨量较大的情况下，防洪沟可有效发挥其拦截作用，避免地表水和山洪流入采场[4]。河流改道能够有效减少矿区内地下水含量，避免在开采过程中突出出现涌水的情况。除了采用河流改道的方式外，还可以在河流上方建造防洪水库来预防水流量。防洪水库能起到拦截水量和蓄洪的效果，同时防洪水库还可以起到排洪、泄洪的作用。

2.2地下防水措施

2.2.1防水门建造

防水门的建造，能够保证地下水泵房不受到涌水淹没的作用，一般情况下放水门是采用混凝土建造，同时在门上留下一部分放水孔，来起到随时控制积水区内的水量，放水门可有效保证露天矿深部开采的顺利进行。

2.2.2注浆防渗

注浆防渗是目前最为常用的防渗透方法，其施工工序较为简单，但防水效果极佳。注浆防渗能有效拦截地下水[5]，不过仍会有少数地下水渗透出来，这个时候就需要施工人员将其抽出。针对岩体结构较为复杂的露天矿，注浆防渗的堵水效果一般，为提高其堵水效果，可将注浆防渗修建在隔水岩石层上方，以此来获得最好的防堵水效果。

2.2.3建造地下连续墙

地下连续墙是在挖掘机器和泥浆，在地下开挖出一道狭窄却深的沟渠，同时向沟渠内注入适量的防渗材料，进而形成一道拥有承载和防渗透双重效果的墙体。地下连续墙堵水效果显著，能够很好的避免露天矿开采过程中涌水情况出现。

3　结语

露天矿深部开采涌水与自然环境、人为要素、勘察钻孔等因素密切相关，要想避免矿区内部涌水的情况，就必须要做好地面与地下排水系统防护。可通过机械排水、防水门、地下连续墙的建造、以及河流改道等方式，来降低涌水量，提高矿深部开采效率。值得一提的是，河流改道工程量巨大，对周边环境的影响极大。因此，一般情况下不进行此类作业，当不得不进行河流改道时，也应在不影响露天矿正常作业的情况下进行。

综上所述，露天矿深部开采对于我国经济发展有着重要的促进作用，然而随着露天矿开采深度的增加，越来越多的问题随之暴露，尤其是涌水情况大量出现，直接影响矿山开采的正常进展，甚至对施工人员生命安全造成威胁。因此，对于矿区开采排水系统的研究具有重大意义。

[1]王丽.东二号露天煤矿首采区涌水量模拟分析及疏干排水评价[D].辽宁工程技术大学,2012,09（08）：36-37.

[2]李蛟,朱清山,朱国荣,叶鸿,王小刚,唐钊.安徽马鞍山高村采场矿坑地下水疏干预测[J].地质学刊,2014,02(01):68-70.

[3]连会青,夏向学,徐斌,徐慧,尹尚先.矿井涌水量预测方法及适用性评价[J].华北科技学院学报,2014,11(02):85-87.

康林刚（1980—）,男，陕西省扶风县人，本科学历，给水排水工程师，研究方向：矿山给水排水专业。