白云石矿地下水对生产的影响及防治措施

麻勇跃 白雪峰 王天龙

摘要：通过现场勘查、查验资料分析地下水的类型及其对白云石矿潜水面以下开采穿孔、爆破、采掘的影响及其防治措施，以指导深部开采作业。

关键词：白云石、裂隙水、爆破、孔网参数、作业效率。

引言：白云石矿是包钢集团公司辅料生产基地之一，主要生产白云石粉与白云石小粒供包钢冶炼使用，矿藏丰富，质量品位较好。矿区位于阴山山脉西部，大青山山脉以北，每年6-9月份为该区域雨季。矿区属于低山丘陵地貌，矿区位于地貌高位点，矿区地下潜水主要赋存在白云岩内，为非承压裂隙水，矿区矿体大部分位于浸蚀基准面和地下潜水面以上，附近无地表水体，充水岩层为孔隙、裂隙为主，利于自然排水和供水，水文地质为简单型。主采场最高海拔1524m，水位标高在1390.5m以下，主采场现开采至1378m标高，已低于潜水水位，地下水极大地妨碍了生产的进行。

一、白云石矿开采现状

白云石矿属于山坡露天矿，矿体东西长800米，南北宽400米，已经开采14个台阶，台阶高度10米，其中1480m—1510m台阶已经靠界，目前工作台阶为1378—1388台阶及采矿证内扩界的1450m、1460m台阶。白云石普氏硬度为f=8—10。地表稍有风化，节理发育完整，矿体内有1#、2#断层穿过，采场西侧600米处是厂区，采场南侧900米处是该矿破碎系统。

矿山爆破使用炸药主要为铵油炸药、乳化炸药，性能安全可靠。

2019年开始采坑内积水开始对生产工作产生影响，水对穿孔爆破质量及生产组织的影响主要表现在以下几方面：

1、水在穿孔过程中，在钻机风压的作用下，在炮孔中上下循环流动冲刷炮孔壁，在裂隙丰富的部位，造成炮孔内壁崩塌，直接造成穿孔废孔或孔深变浅。

2、钻机穿孔完毕后，炮孔中的水中所含的岩粉颗粒慢慢沉淀，或附着在孔壁上的岩粉掉入孔底，使炮孔深度变浅。

3、炮孔内水深较大时，装入的乳化炸药浮在水中不易下沉，易造成堵孔、形成不耦合装药、装药密度降低等问题，影响爆破效果。

4、炮孔内含水较多时易造成堵塞物堵塞不实或堵塞高度不够，影响堵塞质量造成穿孔，存在安全隐患，影响爆破效果。

5、1388m及1378m爆区爆堆在采掘过程中由于乳化炸药不能顺利沉底，造成采场易产生根底，采掘设备作业困难，采掘设备故障率高。

6、爆破装药时爆破员先使用绳索将乳化炸药吊入孔内，高过水面后爆破员将乳化炸药直接扔入孔内，在炸药单耗不变的情况下，装药集中于炮孔下部，造成台阶中下部区域过度粉碎，吸水性增强，原矿过分潮湿造成筛分效率低易混料，引发生产质量事故。

以上影响因素的存在，造成穿孔废孔增多，穿孔效率降低、成本增加，并对爆破质量带来巨大影响，孔深不合格，将造成爆破后产生根底，造成掌子面大面积抬高，原矿潮湿筛分不净造成混料，影响产品质量等问题，严重影响生产的顺利进行。

二、采取的措施

（一）根据地质情况选择明沟疏干法疏排水

穿孔作业过程中采取措施较困难，通过分析只能采取采坑集中疏排水，降低采坑水位。2020年在进行1378台阶开拓过程中钻机穿孔到1m即见水，导致成孔困难无法正常爆破。通过对采场南帮与东帮断面进行观察，发现矿床为一倾向北西的单斜构造。耶稣堂西侧河道两侧山包、阿塔山与其西侧山包出露岩层为同序岩层，推测为一拉伸断层两翼，白云石矿位于该断层边上，主要含水层为角砾岩层，结合2019年白云石矿采坑积水规律，雨季及雨季后至11月份采坑涌水量大，11月份后至来年5月份涌水较少。因此白云石矿地下水受大气降水影响较大，当雨季降雨较大时，雨水存于含水断层中，采坑涌水量大。针对以上特点，白云石矿在进行疏排水时决定采用明沟疏干法，在采场最新水平面清理出坚硬岩石穿凿孔排距为2m*2m，22个孔的爆区，爆破后形成积水坑，挖掘汇水明沟，将积水汇集到集水坑内后使用潜水泵抽到积水池再供煅烧区域生产、道路洒水及绿化，进行综合利用变废为宝。

（二）调整孔网参数，降低原矿含水率

针对2020年一次爆破后粉矿产出率高导致振动筛筛分不净的情况我们与爆破公司联系对爆破参数进行调整，对于干孔采用的孔网参数为：排距4m、孔距7m、单孔装药量140kg、装药高度7.7m、填塞高度4.3m、炸药单耗0.5kg/m³，对于水孔采用的孔网参数为：排距4m、孔距6m、单孔装药量120kg、装药高度8m、填塞高度4m、炸药单耗0.5kg/m³.装药时严禁直接将炸药扔入孔内，起爆时采用逐孔起爆技术。爆破后大块少，块度均匀含粉率低，减少原矿含水率，改善筛分效果。

白云石矿调整前后爆破参数见附表1：

经过多次试验，对于1378-5#爆区与1388-18#爆区爆后观察爆堆，两次爆破破碎块度均匀，平均块度满足挖机、液压铲铲装的要求，块直径24cm左右。大块率在14块/万吨左右，基本属于无大块，前冲距离21m，后冲和侧冲在4m左右，爆堆高度12.5m，飞石在60m左右，数量较少，爆破时振感小，电铲铲装后无根底。

三、结束语

通过实践调整，对于白云石矿为避免地下水对穿孔、爆破、破碎产生影响，我们分析了白云石礦的地质构造，采用明沟疏排水及调整孔网参数的方式，大大的降低了地下水对生产的影响，为1368台阶的开拓积累了经验。

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