露天采礦學第06章__露天礦防水與排水工作（武漢理工大學+葉海旺）.ppt

露天采礦學 第6章露天礦防水與排水工作 6 1概述 6 1 1露天礦防水與排水工作的重要性露天礦的涌水來源 大氣降水地表徑流地下涌水露天采場 特別是凹陷露大采場本身就相當于一口大井 從客觀上它具備了匯集大氣降水 地表徑流和地下涌水的條件 因此 在露天礦的整個生產期間 甚至基建期間都要采取有效的防 排水措施 露天礦涌水對開采工作的影響和危害 降低設備效率和使用壽命 如挖掘機在有水的工作面上作業(yè)時 其工作時問利用系數一般只達到正常時的1 2 1 3 對于運輸設備不僅降低效率而且威脅行車安全 水還增加了設備故障并降低使用壽命 降低礦山工程下降速度 采場底部匯水受淹會降低掘溝速度 從而降低礦山工程下降速度 給新水平的準備工作造成很大困難 破壞邊坡的穩(wěn)定性 水是促使滑坡的一個主要因素 它能使巖體的內摩擦角和粘聚力等物理性能指標降低 從而削弱邊坡巖體的抗剪強度 6 1 2露天礦涌水的影響因素自然因素氣候條件 地表水體 地形條件 巖石結構和地質構造人為因素 大氣降水的滲透是地下水獲得補給的主要來源 而蒸發(fā)又是潛水的主要排泄方式之一 所以氣候對地下水的水量大小 水位高低有直接的影響 在氣候條件中又以降水量和蒸發(fā)量對地下水的影響最大 氣候條件具有較強的地區(qū)特征 從而決定了礦床的含水性不僅具有季節(jié)性的特征 而且也有明顯的區(qū)域性特征 地表水體和地下水在一定條件下可以互相轉化和補給 兩者之間有著密切聯系 因此 在地表水水網密度大的地區(qū)建設礦山時 必須查明地表水體與礦體之間的水力聯系情況 特別是在裂隙發(fā)育 透水性較好的巖層中 地表水體很可能成為礦山涌水的水源 地形影響到地下水的循環(huán)條件和含水巖層埋藏的深度 一般在地形切割較為劇烈的地區(qū) 地表徑流量大而地下徑流量小 反之 在地形比較平緩的地區(qū) 地表徑流量小 而地下徑流量大 地下水比較充沛 礦床的充水量比較大 而且比較穩(wěn)定 巖石結構致密 節(jié)理裂隙不發(fā)育時 其透水性很弱 不易充水 甚至隔水 反之 透水性就較強 充水量也較大 巖石中的孔隙不僅是大氣降水和地表水補給的通路 而且往往也是匯集和貯存地下水的場所 巖石的產狀和揩皺 斷層等構造也影響地下水的靜貯量 有時還構成地表水與地下水之間的水力聯系 如斷層破碎帶是地下水的導水通路 也經常是礦山涌水的渠道 但是由壓應力形成的斷層 由于破碎的巖塊被擠壓成粉狀并膠結十分緊密 以至透水性很低甚至隔水 形成自然的隔水帷幕 露天礦涌水人為因素 對防 排水工作的重要性認識不足 或不掌握礦山的水文地質資料 不采取有效的防 排水措施等 往往容易導致突然涌水 引起不必要的損失 由于開采工作的錯誤而打通了含水層 使礦山涌水突然增大 對邊坡參數確定不合理或維護不善 發(fā)生大面積滑坡時 容易誘發(fā)涌水 甚至造成滑坡與涌水之間的相互誘發(fā) 廢棄的礦坑常有大量積水 當排水工作停止后 廢坑內的積水水位將會上漲 這種水源一旦與采場溝通 在一瞬間就會以很大的水壓和水量突然涌人采場 地質勘探工作結束后 必須用粘土或水泥將鉆孔封死 否則 未封閉或封閉不嚴的鉆孔一經開采就成為溝通含水層和地表水的通路 將水引人作業(yè)區(qū) 6 2露天礦防水 露天礦防水工作的目的在于防止地表水和地下水涌入采場 防水的措施很多 其中礦床疏干就是一項防止地下涌水比較全面而徹底的防水方法 防水工作必須貫徹以防為主 防排結合的原則 并應與排水 疏干統籌安排 地面防水措施截水溝河流改造調洪水庫攔河護堤 地下涌水防治探水鉆孔防水墻和防水門防水礦柱防滲帷幕 6 3露天礦排水 排水是排除礦坑涌水所采取的方法和設施的總稱6 3 1露天采場排水量計算露大采場的水量組成地下水涌水量地下水涌水量按水文地質條件計算降雨徑流量降雨徑流量是降雨經自然下滲后積存在地面上的水量 降雨徑流量的大小分別按正常降雨量和設計暴雨頻率的暴雨徑流量計算 正常降雨徑流量是按歷年的雨季的平均降雨量計算 設計暴雨頻率的暴雨徑流量是按一定的暴雨頻率計算出來的最大降雨徑流量 6 3 2暴雨貯排平衡 降雨徑流量的波動與排水設備的相對固定是露天礦排水的基本矛盾 兩者間的差額就需用貯水池來平衡 貯水池的合理容量取決于設計暴雨頻率和水泵排除積水所需的時間 歷時 貯水池的合理容積可按下圖用圖解法確定 在確定貯水池容積時 還必須考慮到露天采場的允許淹沒程度 允許淹沒程度用允許淹沒時間和允許淹沒高度表示 當暴雨出現時 允許露天坑底貯水 短時間淹沒最低工作臺階 排除該積水的期限即為允許淹沒時間 一般為l 7天 允許淹沒高度應保證受淹后仍使排水工作能繼續(xù)進行 當采用露天固定式或半固定式水泵排水時 其允許淹沒高度不應超過水泵的吸水高度 而對于移動式水泵 潛水泵 水泵船和地下固定式水泵 就不受淹沒高度條件的限制 6 3 3露天礦排水系統 露天礦排水方式 露天排水 明排 地下排水 暗排 這兩種排水方式的選擇 不僅要對比它們的直接投資和排水經營費用 而且還需要考慮到它們對采礦工藝和設備效率的影響 以及由此而引起的對礦山總投資和總經營費的影響 排水系統是排水工程 管道 設備在空間的布置形式 露天礦的排水系統主要形式及其適用條件如表6 1 選擇排水系統除考慮的因素排水方式選擇礦區(qū)降雨情況水