武家塔露天煤矿采场防排水措施.pdf

36 露天采矿技术 2 0 1 1 年第3 期 武家塔露天煤矿采场防排水措施 张爱华 ( 神东天隆集团武家塔露天煤矿 ，内蒙古 鄂 尔多斯 0 1 7 2 0 9 ) 摘要： 武家塔露天煤矿因采场坑内涌水制约了 矿山的正常生产， 防排水工作已成为生产中的重要环节。 介绍了采场防排水的各种方法及取得的效果。 关键词： 采场； 防排水措施 ； 明渠改进 中图分类号： T D 8 2 4 6 文献标识码： B 1 概况 武家塔露天煤矿位于补连区的南部，地表水较 集中， 地下水较分散， 属地表径流及排泄区。地形为 一 个西北高， 东南低的斜坡， 各大沟谷的地表水体汇 水相对集中， 排泄至忽吉图沟及坝渠沟， 由西向东汇 人乌兰木伦河 。 露天矿与河流的相对位置见图 1 。 图 1 露天矿 与忽吉 图沟及坝渠沟 的关系 露天矿采用单斗挖掘机一汽车运输工艺， 内部排 土。 东帮为内部排土场， 西帮为工作帮。 煤层埋藏近水 平， 采深 7 0 m左右。 为防止汛期坝渠沟及忽吉图沟涌 水淹没露天矿 ， 在坝渠沟东侧已经形成内部排土场将 其与采掘场隔开， 并在露天矿南帮地表修建了一条防 洪堤坝， 同时作为矿山公路路基， 防止忽吉图沟涌水 。 1 1 地层 露天区内岩层大部分被第 四系松散层覆盖。岩 性特征为灰绿、 灰白色细中粒石英砂岩， 含较多的云 母及少量的暗色矿物， 粘土质胶结。 胶结物上部多为 泥质， 较疏松， 下部多为钙质， 胶结较致密。 岩石强度 下部较上部大。 中上部夹煤线或油页岩； 顶部往往有 2 m左右的紫色砂岩， 相变为紫色泥岩， 风化后呈黄 褐色， 属风化壳之产物。局部相变为砂质泥岩， 含较 多的铁质、 泥质结核， 砂岩成分以石英为主， 含有少 量长石和暗色矿物， 厚度在 1 0 m左右。 煤层中的 1 -2 # 收稿 日期 ： 2 0 1 0 1 2 - 2 6 作者简介： 张爱华( 1 9 7 1 一 ) ， 女， 1 9 9 1 年毕业于内蒙古煤 炭工业学校露天开采专业， 助理工程师， 现在神东天隆集团武 家塔露天煤矿从事采矿设计、 生产管理工作。 文章编号： 1 6 7 19 8 1 6( 2 0 1 1 ) 0 30 0 3 60 2 煤层为主要煤层， 性脆易碎， 裂隙较发育。侏罗系地 层也有一定的渗透能力。 1 2 水文地质条件 本区充水条件受地质构造的控制，其次受地形 及降雨量的影响， 主要来 自 1 煤顶板渗水 。第 四系 松散层主要是细砂 ， 该层是天然的透水层 ， 大气 降水 的储水带 ， 在 山麓相的边缘 ， 沟谷洼地 ， 富集 了地下 水 ， 并且同 1 之煤顶板基岩含水层相互贯通 ， 形成 了 一 个潜水含水层段。 补给关系是 ： 大气降水补给第 四 系松散层 ， 而第 四系松散层的水 ， 在适合的部位补给 1 煤顶板的基岩含水岩层。因而对露天区来说 ， 第 四系松散层的水 ， 是主要含水层段， 对矿坑危害较大。 根据多年的实测统计， 采坑平均涌水量为 1 3 0 m S &。 大量的涌水给露天矿的穿孔、 爆破、 采装及运输等生 产环节造成困难 ， 因此必须采取必要的防排水措施。 2 采场防排水措施 2 1 总体方案 距各台阶坡底 2 5 m处挖一条沿工作线走 向的 水沟， 将汇集坡底渗流的涌水引入非工作帮两端开 挖的蓄水窑；非工作帮底设排水管涵和排水明渠至 采空区沉淀池 ，经沉淀后排至上部蓄水池或忽吉图 沟。 采坑内的蓄水窑积水强行排至管涵和明渠 ； 工作 面零星积水用水泵倒流人沟人窑 ；所有坡底水沟在 台阶每推进 5 0 m后重新修设。 2 2剥离工作面水的控制 现采场共有剥离台阶 6 个， 其中： 沙土 1 个 ， 岩 石 5 个。 上部沙土台阶无积水， 即使遇雨积水也能较 快渗入下部。岩石北厚南薄， 平盘北高南低， 因此在 距台阶坡底 2 5 m处挖一条沿工作线走向的水沟， 大 部分积水能 自流入南部的积水坑， 用铁管放入下部 台阶的水沟或蓄水窖。 ( 下转第 3 8页) 38 露天采矿技术 2 0 1 1 年第3 期 内的苯甲酸相接触。 ( 4 ) 氧弹内装入 1 0 m l 蒸馏水 ， 装好氧弹芯 ， 并 拧紧。 ( 5 ) 氧弹充氧。 2 8 3 0 MP a 下充氧不少于 3 0 s 。 ( 6 ) 将氧弹放入内筒， 输入相关数值， 盖好桶盖， 此时量热仪开始热容量测定工作 。放入氧弹时要注 意观察氧弹是否漏气 。 ( 7 ) 根据 国标 S B T 2 1 3 2 0 0 3热容量要进行 5 7 次重复标定。计算 5 次重复标定结果平均值 及 标差 S 。其相对标准差不应超过 0 2 ， 若超过 0 2 再补做一次。取符合要求的 5 次结果平均值作为仪 器的热容量。如果任何 5次结果的相对标准差都超 过 0 2 ， 则全部舍弃， 检查实验条件等 ， 重新标定。 例 ： 5次标定 的结果为 1 0 4 8 2 J 、 1 0 4 6 3 J 、 1 0 4 4 5 J 、 1 0 4 2 9 J 、 1 0 4 1 7 J 平均值为： 1 0 4 4 7 J J 标准差 s 按下式计算 ： S = 注： 标准差 s的单位同测定单位 。 将上述 5 次标定值代入 s 公试得 S =2 6 0 2 J 、 X = 1 0 44 7 J 标准差 s占测定平均值百分比，称为相对标准 差 ， 用 R S D表示。 RSD = S X 1 o 0 = 2 6 0 2 ，1 0 4 47 1 0 0 = 0 2 5 计算表明 R S D=0 2 5 不合格 ，应补测一次 ； 假设补测结果 1 0 4 4 7 J 重新计算 S=1 7 6 1 J 、X=1 0 4 3 7 故 R S D=1 7 6 11 0 4 3 71 0 0 =0 1 7 合格 ； 删除最大的结果 1 0 4 8 2 J 。所以最终仪器的热容 量为 1 0 4 7 7 J 。 ( 8 ) 标定结束后要进行反标定， 即用已知热值的 苯甲酸进行热值测定。差值5 0 J g ， 即为合格( 注： 要减去 4 0 J ， | ； 的硝酸生成热) 。 总之， 要准确标定仪器的热容量， 除了严格的按 照上述操作进行外 ， 更要注意细节 ， 避免人为因素 ， 只有具备 了娴熟的技术 、 高度的责任心 、 灵活的应变 能力， 才能使热容量的标定结果更精确。 ( 上接第 3 6页 ) 岩石台阶采完后露出煤顶， 煤顶南低北高， 采挖 时电铲 由南 向北采挖 。同样在距岩石坡底 2 5 m处 挖一条沿工作线走向的水沟 ，铲后渗水散流入南部 顶板蓄水窖， 由水泵送入南帮涵管 ， 再流入沉淀池。 这样就保证了电铲作业区积水少 ， 沟外煤顶无积水 。 2 3 采煤工作面水的控制 由于武家塔露天煤矿煤质较好， 低水、 低磷、 高发 热量 ，采坑生产的原煤不经过洗选可直接外运销售 ， 因此， 对煤中水分的要求较高， 剥离工作面的水绝对 不允许流入煤堆。控制煤中的水分采取 了如下措施 ： ( 1 ) 采煤时首先在南部掘沟 6 0 m宽 ， 然后在沟内 煤底挖蓄水窖， 汇集临近积水。 同时煤层中的水逐步渗 出降低了煤中的水分， 直接采装、 外运销售。 挖沟时水 分较大的煤暂存煤场， 等煤中水渗出后再采装外运。 ( 2 ) 煤顶小面积水， 利用虹吸现象 自 动流入煤底 水沟或蓄水窖。 煤顶不能人沟的散流积水， 则在煤顶 挖小蓄水窖蓄水， 然后用泵将水排入煤底就近水窖。 ( 3 ) 沿采煤工作线局部较低的地方， 在靠近煤堆 处挖小蓄水窖蓄水 ，然后用水泵将水窖的水送入大 蓄水窖 。 ( 4 ) 雨后煤顶零散积水则多用排水车抽人车内， 用于坑内洒水降尘。 通过上述方法有效控制了积水流入煤堆 ，达到 了外运销售煤 的水分标准。 3 明渠改进 采场的水排往排土场上部必须通过涵管流人沉 淀池。 北 、 南帮为固定帮 ， 南部边帮高度较低 ， 为确保 南、 北两帮不滑坡 ， 北帮建立固定 的涵管输送水到南 部沉淀池。 而西部排水渠位置随生产要求经常调整 ， 若用涵管等设施修建不但成本高 ，而且修建工期对 生产影响较大； 若在地面挖沟直接送水， 没等流入沉 淀池 ， 就全部渗入地下 ， 返 回采坑 ， 而且很容易造成 南、 北两帮滑坡。经逐步摸索， 在地面挖沟后沟内铺 垫塑料布， 形成塑料布导槽，这样大大降低排水费 用， 而且建沟速度快， 使排水工作不受延误， 从而保 证了生产的顺利进行 。 这种沟使用期在半年以上 ， 非 常适用于武家塔露天煤矿的排水工作。 4 结语 武家塔露天煤矿水 的控制及排水方法是经多年 的生产实践 ， 逐步改进形成 的， 虽然 比较简单 ， 但十 分经济实用。