鸡笼山黄金矿业公司三期深部工程排水系统优化方案

朱先艳，朱震宇

（1.大冶有色金属有限责任公司铜山口铜矿，湖北 黄石 435122；2.湖北神龙工程测试技术有限公司，湖北 武汉 430034）

鸡笼山黄金矿业公司(以下简称公司)矿区位于湖北省阳新县富池镇，地理位置优越，交通方便。公司矿床为一大型金矿和中型铜矿床，是一个具有开采价值较高的多金属矿山。矿山始建于1969年，经过1#露采工程、一期地采工程、二期扩建工程、三期深部工程等四个发展阶段[1]，设计采选能力达396 kt/a，现采选生产能力为250kt/a。-40m至-490m中段共计11中段，有集中直接、集中接力排水[2]，排水系统较复杂。现介绍三期深部工程排水系统优化方案。

1 坑道水的来源

坑道水的来源有大气降水、含水层的水、接触构造含水带的水、风化裂隙含水带、岩浆岩隔水体、岩溶发育的水、生产产生工业废水。

（1）大气降水是矿区地下水的主要补给来源：地下水与夹溪湖的水无明显水力联系，因矿区内和湖水之间有隔水层花岗闪长斑岩脉穿插，阻隔了湖水的下渗。

（2）含水层的水：①茅口组燧石灰岩含水层（P1m）。分布于山顶，面积很小，标高300m～439.37m。与矿床充水无关。②三迭系下统大冶组上部灰岩、大理岩、白云质灰岩（T1dy4—7）。该层隐伏于鸡笼山岩体四周，标高为12m～288m，水文地质中等类为矿床直接充水围岩，含水层的富水性与岩溶垂直分带一致。③三迭系下统大冶组下部灰岩、大理岩（T1dy1—4）。为中等富水裸露型岩溶裂隙溶洞含水层，分布于矿区外围东南面，标高100m～300m，为矿床充水的间接补给源。

（3）接触构造含水带的水：铜金矿床的主要赋存部位在矿区内岩浆岩与大理岩的接触带上。该带构造裂隙、岩溶裂隙发育、岩石较破碎，是充水带，称为接触构造含水带。

（4）风化裂隙含水带：岩浆岩上部风化较强烈，岩石呈土状及碎块状，含水性、透水性较好，称为风化裂隙含水带。

（5）岩浆岩隔水体：未风化岩浆岩为隔水岩体，但局部构造裂隙密集发育处含构造裂隙水。

（6）岩溶发育的水：①浅部裸露中～强岩溶带。分布于标高+50m以上。②中部隐伏型中等岩溶带。它还细分为3个亚带，分布于+50m～100m标高。③下部弱岩溶带。分布于—100m～300m标高。1.6.4深部非岩溶带。即隔水体，分布于标高—300m以下。

（7）生产产生工业废水：①充填体滤水。②掘进作业产生工业污水。

故三期深部工程坑道水主要以生产产生工业废水、岩溶裂隙含水层充水为主的型。

2 三期深部工程系统简介

－545m盲混合井井底水仓的积水，深井潜水泵排到-490m中段水仓。两台6699×7深井潜水泵。单台水泵的流量为30m3/h～66m3/h，扬程68m～126m，两条φ89mm×4.5mm无缝钢管排水管。在-490m中段主水泵房内有三台200D43×6型离心式水泵。单台水泵的流量为190m3/h～346 m3/h，扬程245m～272m，电动机Y355-43-4型。两条φ273mm×7mm无缝钢道排水管，-490m中段主排水泵房到-290m中段水仓。

3 三期深部工程排水系统优化方案

（1）一、二期排水系统存在问题：①副井管子间不能布置过多排水管，副井断面直径φ4.5m，管子间内布置供风管、供水管、排泥管、排水管共计10多条，没空间维修不方便。需减少管道数量，保证维修空间。②经二个直径φ110mm地质钻孔作为泄水孔分别到-90m中段、-170m中段、-290m中段水仓。采区没设计沉淀池，采场充填时跑漏的尾砂浆和过滤的充填水，在水沟中流速降后产生沉淀并结块，易堵泄水孔、水沟，污染巷道，清理巷道、水沟、水仓淤泥量大，又困难，主要影响有轨运输能力。③水泵工6人，维修工2人，水泵耗电多，维修量大，排水成本过高。④原三期深部工程排水系统运行1年后，-170m中段、-290m中段每天排水时间长，设备经常发生故障。

（2）三期深部工程排水系统优化方案措施：①取消-90m中段排水系统。-90m中段排水管从1986年投产到2010年多次更换，水泵运行时间长，报废。②通过水源分析和原三期深部工程排水系统运行1年实测结果，发现-290m中段坑道涌水量最大，涌水量正常是3850m3/d，最大是8340m3/d。因此-290m中段排水系统是整个排水系统的关键枢纽。它即是-210m～-290m中段汇水处，又是接力-490m中段水仓排水。为了解决阻梗问题，将-290m中段原接力排水改为直接排水到地表。将原来-290m中段水泵房的设备设施逐台更换成新购三台250D-60C-6型离心式水泵。单台水泵的流量为330m3/h～485m3/h，扬程336m～396m，原设备移至-170m中段水泵房，更换原来-170m中段水泵房水泵设备，原有水泵设备报废。③中段间泄水系统。由于泄水孔泄水存在弊端，一、二期泄水孔改为泄水井，三期工程直接设计为泄水井。在-40m～-170m中段在水仓入口处相应位置用天井钻机反掘直径φ1.5m泄水井4条，每中段一条泄水井，同样在-210m～-290m中段、-340m～-490m中段分别掘直径φ1.5m泄水井2条、4条泄水井。④中段内泄水系统。水沟设置3‰～10‰坡度，水下坡流向泄水井；-340m～-490m每个中段采区设置两个5m×10m×4m沉淀池，沉淀池间距5m～8m。铲车清理淤泥。⑤采场内充填体滤水。原采场内滤水靠两条人行井联络道、溜矿筒滤水，中间常有大量积水，人走易滑倒，铲车运行打滑侧翻。现增加一条壁上带孔的钢制泄水井，能加快充填体滤水速度，缩短凝固时间，提高胶结强度。⑥排水泵采取智能控制，排水泵房无人值守。远程、自动、监测、智能控制设备设在生产调度室，值班人员负责监管，记录。现场只需要1人负责排水设备检查和保养，电气设备和线路维护；实现警戒水位自动联机操作，当警戒最高水位时自动接通排水，反之自动断电停排。视频监控水泵房设备设施及水仓水位，发生设备故障和灾情时立即报警。还能自动避峰填谷，预先停排水。

4 结语

公司原三期深部工程排水系统通过优化后，简化了排水系统环节，有效解决了-290m中段排水系统阻梗问题，减少了-170m中段、-290m中段排水设备发生故障及巷道、水沟堵塞清淤量，定期清理采区沉淀池，水仓每年也只清理一次，亦减少了对生产影响。优化方案运行3年后，排水成本（材料+动力+人工费）由原来大约360万元/a降至252万元/a，降低了108万元/a左右，达到了节能降耗，增收节支目的。