司家营铁矿Ⅲ采场雨季防排水措施的优化.pdf

第 9卷第 1期 2 0 1 1年 2月 矿 业 工 程 M i ni ng En g i ne e r i n g 5 3 司家营 铁矿 Ⅲ采 场雨季 防排 水措施 的优化 中 文李胜辉王磊 ( 河 北 钢铁集 团矿业 公 司 司家 营铁 矿有 限公 司 ，河北 滦县 0 6 3 7 0 1 ) 摘 要 ：从 矿岩特性 、覆盖层作用 及基建巷道施工 质量控 制方面对 司家营铁 矿雨季 Ⅲ采场 涌水 、溜井跑 溜事故 原因做了系统分析 。在 总结 事故原因基础上 ，对 雨季 如何做好采 场防排 水提 出了改进措施 ，对溜井 口、振动放 矿机 存在的问题提 出了改 进方案 ，对保证水 泵正 常运转方 面提 出了合 理建议 ，为雨季地 下采场 安全生产提供 了有效保障 。 关键 词 ：雨季 ；防排水 ；跑溜 中图分 类号 ：T D 9 9 2 ． 2 文献标识 码 ：A 文章编号 ：1 6 7 1 —8 5 5 0( 2 0 1 1 )0 1 —0 0 5 3 —0 2 1 概 述 司家营铁矿有限公 司是河 北钢铁 集 团矿业 公 司下属 的 大型矿山采选 联合 企业 ，位 于河 北 省唐 山市 滦县 响 堂镇 。 采用露 天 与地 下 开 采相 结 合 的方 式 ，设 计 年 生 产 铁 精 粉 6 8 0万 t ，其 中一期 2 5 0万 t ，二期 4 3 0万 t 。以勘 探线 划分 为北区和 南 区 ，其 中北 区位 于 S 6 一N3 4勘 探 线 ，全 长 为 4 k m。一期工程主要 开发北 区 的 Ⅱ、Ⅲ采 场 。 Ⅱ采 场设 计 采用露 天开采 ，Ⅲ采 场采 用地 下 开采 ，其位 于 S 6 一 N 4勘 探 线 之 问 。 Ⅲ采场 采用竖井开 拓 ，无 底柱 分段 崩落 采矿 法 ，中段 高 6 0 m ，分 段 高 1 2 Y n，进 路 间 距 1 0 1T I ，2 H I 。 电 动 铲 运 机 出 矿 。2 0 0 7年基建工程完成正式 投产 ，由于 矿区第 四系 表土 层 、覆 盖层 较薄等因素影响 ，在 2 0 0 8年雨季先后 发生 两次 地 表降水 涌入采场 ，人员及时撤 出幸未造成设备人 身事故 。 涌水淹没 了下分段采切巷道 ，灌人 采区溜井 、采 区通风井 ， 造 成主运输水平黄 泥沉积 、清理 困难 ，并 发生 了 多次采 区 溜 井跑 溜事故 ，对井下 生产造 成 了严重 影 响 ，后 召开技 术 专题会议对 此问题作 了研 究 ，提 出治理 措施 ，实施 效果 较 好 ，对使用 无底柱分段崩 落法 的矿 山有一 定 的指导 借鉴 意 义 。 2 原 因分析 2 ． 1 覆 盖 层 薄 覆 盖层 的作用 ，从采 矿工 艺上 考虑 ，主要 是放 矿工 艺 对覆盖层的厚度有要 求 。崩落 覆盖层 为进 路端 部形 成挤 压 爆 破的条件 ，提供必要 的碎 胀空 间 ，覆盖 层太 薄 可能造 成 当放矿到截止品位 时地下 与露天 连通 ，不 能形 成椭 球体 和 有 效地 回收矿石 。如顶 盘 围岩有 冒落危 险 ，覆 盖层 可起 到 收稿 日期 ：2 0 1 1 一O 8 —1 7 作者简介 ：申 文 ( 1 9 7 2 一) ，男 ( 汉族) ，河北滦县人 ，河北钢铁 集团矿业 公司司家营田兴铁矿工程科副科长 ，助理工程师 ，主要从 事矿山工程管理工作。 缓 冲作 用 ，避免气浪或崩 落 的废 石危 害进路 中的 人员 和设 备 。同时覆 盖层的厚度 应满 足矿 山防排水 的要求 Ⅲ采 场 设计覆 盖层厚度为2 0 m，因刚投 人生产 部分矿块 未来 得及 形成 ，覆 盖层较薄 ，地表 降水没 有经 过缓 冲直接 汇集 到井 下采场 进路 ，虽然两次 降水 量均 较小 ，时 间约 8小 时 ，在 降水 3 ～4小时后就进入采 场造 成采场巷道被淹 。 2 ． 2矿岩粘土含量大 Ⅲ采场地表除局部 山头有 基岩裸 露外 ，其余 均为第 四 系表 土层覆盖 ，造成覆 盖层及采 场崩 落矿石 地表 内含有 大 量 的粘 土 ，粘土在 放矿 过 程 中速 度 快 ，易 沿 废 石( 矿 石 ) 间隙流 至放矿 口，遇水则 变成 泥 ，采 出矿石 含有 大量 的泥 浆 ，进 入溜 井容易造成 堵塞 或跑 溜事故 。更严 重者 ，雨 季 大 量 黄 泥 饱 和 后 流 放 动 性 大 ，极 易 穿 过 崩 落 矿 岩 突 然 涌 人 进路 ，造成 进路堵塞 、发生重大 的设备及人 身事故 ] 。 2 ． 3 采 场 巷 道 坡 度不 合 理 由于巷道施工质量 没能严格 把关 ，对巷 道坡 度要求 不 高 ，巷 道坡度变化较 大 ，采场 排水 主要通 过通 风井 、专用 泄水井 实现。通风井处 标高 较高 ，泄水井 当 时未形 成 ，采 场巷道 经无轨设备碾 轧 ，巷道 坡度走 向 易改变 ，在采 场 内 出现 多处反坡段 ，造成 巷道 内积水 淤泥 ，个 别地 段积水 达 半米之 深 ，涌水进入采 区溜井造成溜井跑 溜事 故。 3 优化措施 3 ． 1 增 厚 覆 盖 层 覆 盖层 的形成方 式 ：1 )利用 爆 破 崩 落边 帮 形成 覆 盖 层 ；2 )用废石 回填露天采 空区形成覆盖层 。根据该矿 实际 情 况 ，利用爆破露天采 坑边 帮与 司家 营铁矿 露天 开采 废石 同时进 行加快覆盖层形 成 ，对增 加降 水在覆 盖层 中 的缓 冲 时 间，使其 不至于大量 降水短 时 间内汇人 采场 ，不能及 时 排 出，造成 巷道被淹 。由于露天采场剥岩含土量 比例大些 ， 露天采 坑边 帮主要为基岩 ，首先对露 天采坑边 帮进 行爆破 ， 先 形成 一定的覆盖层 ，再 采用 露天采 场排岩 形成 较厚 覆盖 层 ，避 免露天采场排岩 中 的黄土对 采场 不利影 响 ，也 解决 了部 分 露 天 采 场 排 岩 运 距 远 的 问题 。 5 4 矿 业 工 程 第9 卷第 1 期 3 ． 2 保 证 合 理 的 巷 道 坡 度 无底柱分段崩落法在采场 内一般不 设置水 沟 ，则要求 必须合理设置巷道坡度 ，使采场 涌水在 联络道 、进 路 内排 出流动汇集顺畅。降低通风 井、泄水井标 高 ，保证 其能通 过通风井、泄水井下 泄到运输水平 水仓 。要求 进路坡 度 向 外能汇集到联络道 ，保 证联络道坡 度一致 ，使 其能 流到通 风 井 、泄水 井 中 。 回采 进 路 和 联 络 道 设 置 坡 度 可 适 当 大 一 些 ，一般坡度为 2 ～3 ％，保证坡 度符合排水 要求 】 。原 则 上保证铲 运机 能够在 空车 时上坡 行驶 ，重车 下坡 行驶 ， 降低其运行成本 。在 已施 工的巷道采 取补救 措施 ，掘排 水 沟理 顺 现 有 排 水 坡 度 的不 利 影 响 ，在 今 后 施 工 中 严 格 按 照 坡度要求掘进 ，保证符合排水要求 。 3 ． 3 溜 井改造 抬高溜井 口高度 ，从联 络道处按 一定坡度 抬高 采区溜 矿井井 口，设置与联络道底板高差 约5 0 c m，减少积水通过 放 矿 溜井 下 泄 ，避 免 因 涌 水 下 泄 造 成 跑 溜 事 故 的发 生 。 同 时改造 振动放矿机结 构 ，在台板处 加活动 漏斗 ，利用 小型 卷扬机控制 台板端部 活动漏斗活动 ，在 放矿时 可有效控 制 振动放矿机上的矿石 流动 ，在 雨季可有效 地防止 发生跑 溜 事 故 。 3 ． 4设置露天截水沟 Ⅲ采场地表为原 民采形成 的露天小 采坑 ，在采 坑顶部 周围合理设置截水 沟 ，将 地表降水 就近 引至 公路排 水沟或 农 田内 ，防止降水通 过地表采坑 自然坡 度汇集 到坑底 ，通 过崩落矿岩层渗入井下采场 ，加大雨 季采 场排水难度 。 3 ． 5 及时清理水沟 雨 季通过通风井 、泄水井下 泄到运 输水平 水仓 的水 量 较 大，要及时清理主运输水平 巷道水 沟淤泥 ，保 证水 沟有 足够 的容水量 ，同时掘砌时水 沟顶面标 高要低 于运输轨 道 碴 面，避免下泄的采场积水在 运输巷道 乱漫 ，造 成轨道 下 沉 ，运输巷道 、副井井底水 窝淤泥 沉积 ，淤 泥在巷道沉 积 后无法清理干净 ，影响运输 、行人安全 。 3 ． 6 保证水泵正 常运转 在汛期严格控制两水仓 容水量 ，安排 专人 负责定期 检 查水仓存水量 ，尽量 使其保持 在较低水 位 ，调度 通过现有 的视频 监 控 设 备 在 阴 雨 天 随 时 观 察 副 井 井 底 水 窝 以及 一 2 4 0 m粉矿 回收巷水位情况 ，以防止暴雨来临时涌水不能 及时排出，造成淹井或 淹巷等重 大安全 事故 ，危及 粉矿 回 收及 主井放矿作业 人员的人身 安全 。在汛期 来临 前对 6台 主排水泵及副井井底潜 水泵进行 一次定期 点检外 的彻 底检 修 ，并及时修复问题水泵 ，保证 运转 正常。 4 结语 上述措施实施后 ，从本 质上保证 了采场 采矿安 全 ，采 场积水明显减少 ，再 未发生 溜井跑溜 事故 ，对安 全生产起 到积极的作用 。同时崩落法 中深孔穿 孔需水 量较大 ，此 措 施也对中深孔 施工 中凿岩用 水排泄起 到 了一 定的作用 ，采 场进 路内基本无积水现象 ，方便 了人员 、铲装设备行走 。 雨季地下采场 防排水是矿山企业的重要安全工作 之一 ， 它严重威胁到矿 山的正常生 产及职工 的生命安 全。安全部 门要定期检查 防水设施状况 ，及时掌握汛 期天气变化情 况 ， 提前做好汛期防汛预案 ，并按要 求组 织进行水灾逃生演 练。 只有从根源上排除雨季水灾隐患 ，提高巷道工程施工质 量 ， 并制定合理应对灾害 的措施 ，才能有 效地保证 矿 山生 产的 安全平稳运转 。 参 考 文 献 ： [ 1 ] 熊国华 ，赵怀遥 ．无底柱分 段崩落采 矿法 [ M3．北 京：冶 金工业 出版社 ，1 9 8 8 ． E 2 ]张富 民 ．采矿设计 手册 ( 矿山开采卷) E M]．北京 ：中国建 筑工业出版社 ，1 9 8 8 ． M e a s u r e s o pt i m i z a t i o n f o r wa t e r pr o o f i ng a nd dr a i na g e o fⅢ s t o p e r a i n y s e a s o n i n S ij i a y i n g I r o n Mi n e SHEN W e n， LI Sh e ng - hu i 。 W ANG Le i ( I r o n Mi n e o f He b e i I r o n ＆ S t e e l Gr o u p M i n i n g Co ． I t d ， I u a n x i a n 0 6 3 7 0 1 ， Ch i n a ) Ab s t r a c t ：Th e r e a s o n s t h a t wa t e r b u r s t a n d l e a k o f o r e s d u r i n g d r o p p i n g i n o r e p a s s i s s y s t e mi c a n a l y z e d a n d i n S ij i a y i n g I r o n Mi n e o f ll I s t o p e r a i n y s e a s o n f r o m b u l k 0 r e — r o c k、e f f e c t o f c o v e r i n g l a y e a n d q u a l i t y c o n t r o l o f t u n n e l c o n s t r u c t i o n ． On t he b a s i s o f s ummi n g-- up t he mai n r e a s on s， t he i mp r o v e me nt me a s ur e s ab ou t wat e r p r o of i n g a n d d r ai n a ge of r a i n y s e a s on a nd t he i mpr o ve me nt c o nc e pt a bo ut t he e x i s t e nt i s s u r e o f t op of o r e pa s s a nd v i br a t i o n o r e d r a wi n g ma c hi n e i s a d v a nc e d， t he r a t i o na l s u gge s t i ons a bo ut op e r a t i on s moo t h of p ump i s pr op o s e d， pr o vi di n g e f f e c t i v e gua r a nt e e f or p r o du c t i on s a f e t y i n t he be l o wg r oun d s t ope r a i ny s e a s on ． Ke y wo r d s： Ra i ny s e a s on； W a t e r p r o o f i n g a n d dr a i na g e； Le a k of o r e s du r i n g dr o ppi n g ’ ● ● ● ● 、一 一⋯◆⋯●_．-．-．_◆-．- -．-◆- ．-◆-．- ◆_．_ - 一 缟 媳 绱 一_ ．_ ⋯一⋯．- ．⋯一⋯．_ ．一一⋯一一+- 。 ’。 ＼ ● ● ● ● 一． ．／