水对露天开采的影响及其治理措施.pdf

T o t al 1 0 5 铜 业 工 程 COPPER ENGI NEERI NG 总第 1 0 5期 2 0 1 0年第3期 奈砖露 露番 黪晦 ．慕渗 耩藏 王瑞 ， 杨 国财 江西铜业集团公司城门山铜矿， 江西 九江3 3 2 1 0 0 摘要 论文分析了水对城门山露天矿开采主要工艺环节的影响， 论述了矿区水治理工作在露天矿生产中的 重要性 ， 介绍了城门山铜矿筹备、 基建和生产期间制定和采取的水治理原则和措施， 可对富水露天矿开采过程中水 治理问题提供借鉴。 关键词 露天开采； 影响； 治理措施 中图分类号 T P 7 4文献标识码 B文章编号 1 0 0 9 3 8 4 2 2 0 1 0 0 3 0 0 1 9 0 3 I n f l u e n c e o f W a t e r t o Ope n M i n i ng a nd Co nt r o l M e a s ur e s W AN G R u i ．YANG Gu oc a i J i a n g x i C o p p e r C o r p o r a t i o n C h e n g m e n s h a n C o p p e r Mi n e ， J i u j i a n g ， J i a n g x i ， 3 3 2 1 0 0， C h i n a Abs t r a c tI n t h i s a r t i cl e，t h e i n flu e n c e o f wa t e r t o o p e n mi n i n g pr o c e s s o f Ch e ng me n s ha n Co p pe r Mi ne i s a na l y s e d，t h e i mp o r t a n c e o f t h e wa t e r ma n a g e me n t wo r k i n o pe np i t mi n e p r o d u c t i o n i s d i s c u s s e d a n d t h e t r e a t me nt p rinc i p l e a nd me a s u r e s o f wa t e r du ring t h e c a pi t a l c o n s t r u c t i o n a nd p r o du c t i o n o f Che n g me n s h a n Co pp e r Mi n e a y e a l s o i nt r o d u c e d． I t c a n p r o v i d e wa t e r t r e a t me n t p r o c e s s o f o p e n mi n i n g p r o b l e ms f o r r e f e r e n c e ． Key wor d s o pe nmi n i n g p r o c e s s；i n flu e n c e；c o n t r o l me a s ur e s 1 前言 露天采矿形成的露天矿坑就相当于一 口大井， 从 客观上具备了汇集大气降水、 地表径流和地下涌水的 条件。汇集到矿坑 内的水会 降低设备效率和使用寿 命， 降低矿山工程下降速度， 破坏边坡稳定性， 甚至阻 断采矿生产。地表的江水 、 湖水若灌入矿坑对露天矿 山来说就是灭顶之灾， 因此解决好水的问题是露天矿 山开采的前提条件。城门山铜矿在地质勘察阶段就做 了大量的水文地质研究， 后期做了一些专 门水文地质 试验。特别是 1 9 8 8年至 1 9 9 3年， 江西铜业公司与联邦 德国地质科学与矿产资源研究院 B G R 合作， 对城 门 山进行了大型疏干排水试验， 建立了城门山地下水模 型， 完成了利用当地湖泥注浆半工业试验⋯。经过这 些工作 ， 对城门山矿床的水文地质有了透彻的了解， 为 制定治水措施打下了坚实的基础。 集的湖泊地段 ， 区内岩溶含水层也很发育， 首采区7 矿 体， 位于矿区中心偏东位置 ， 续采区 1 0 、 1 5 矿体分别在 7 矿体的西侧和北侧。各矿体大部分赋存在当地侵蚀 基准面以下。7 矿体采区北部边坡主要为风化强度不 一 的花冈闪长斑岩， 南部边坡主要为岩溶发育的栖霞、 黄龙、 茅 口灰岩。由于该采区北部的火成岩体 花岗闪 长斑岩 及灰岩 ， 南部的石英砂岩、 砂质叶岩均为相对 隔水层 ， 因此， 7 矿体露天采区地下水主要通过矿区东 西两侧灰岩地下水的侧向补给， 有露天采区南部边坡 灰岩含水层进人采区； 1 5 矿体采区地下水主要要通过 其北侧的矽卡岩及灰岩与火成岩接触带补给 。在二 期扩建开采境界内有一条废弃了多年的勘探斜井， 斜 井东西走向， 长约 1 5 0 m， 倾角 4 5 。 ， 井中汇集了大量的地 下水 ， 地下水通过斜井 口涌出进入采坑。 3 水对露天采矿工艺各环节的影响 2 水文地质环境 3 ． 1 水对穿孔、 爆破的影响 城门山铜矿属长江水系支流瑞昌河流域，区内地 3 ． 1 ． 1 对穿孔的影响分析 表水体、 地下水非常发育。矿区位于地下水、 地表水汇 穿孔作业 中少量的地下水有利于改善作业条 收稿 日期 2 0 1 0 0 62 9 作者简介 王瑞 1 9 7 7一 ， 男 ， 陕西绥德人 ， 南华大学矿物资源工程专业本科 毕业 ， 研究方 向为采矿工程 ， E m a i l 1 9 0 2 9 9 6 0 4 q q ． c o rn 1 9 T o t a l 1 0 5 铜 业 工 程 总第 1 0 5 期 件 ， 这些水对孔壁的冲刷力不大 ， 不至于损害炮f L L 壁的稳定。但若水压高、 涌水量大， 则对孔壁有损坏 的作用。当钻孔穿过节理裂隙较发育 、 断层及其它 弱松不稳定的岩体地段时 ， 由于冲刷力的作用 ， 首先 会使这些地段附近最不稳定的岩体颗粒失稳、 移位、 脱落 ； 而清洗作用则将这些脱体细颗粒随水 高速排 出孔口。细颗粒的流失， 使岩体失去整体性， 较大颗 粒便因支撑不足而失稳 ， 引起孔壁 的坍塌。若垮塌 的石块较大 ， 不仅易发生堵孔 ， 且极易卡堵 冲击器、 钻头使之不能提出地表 ， 从而带来较大的经济损失。 3 ． 1 ． 2 对装药的影响分析 水孔装药很难保证装药线密度和装药量符合要 求。采用高压吹水后快速下药的方法处理 ， 对涌水 量较大、 水压大的孔采用装药前吹水措施 ， 水的冲刷 清洗作用使孑 L 壁产生 的变形 、 石块位 移甚 至坍塌。 当炸药快速通过已发生变化的地段时 ， 会受到阻挡 而减速、 包装物破损并受撞击而使炸药附于孔壁 、 炸 药堵塞炮孔。使炸药在有效位置不能充满炮孔 ， 装 药长度 、 装药线密度和装药量均得不到保证。并可 能因炸药不连续发生拒爆 ， 半爆。 3 ． 2 水对铲装运输的影响 水对穿孑 L 、 爆破的影响必然会增大爆堆按照设 计要求成型的难度 ， 造成爆破质量的下降， 从而降低 铲装效率 ， 而且境界内大量高风化矿、 岩吸水后粘结 在铲斗、 车斗壁上 ， 增加了铲装运输过程中设备所做 的无用功 ， 这些都降低了铲装运输效率 ， 增大了铲装 成本 。工作面积水 ， 矿岩疏干不到位 ， 使得坚固性较 差的矿岩吸水后被运输车辆来 回碾压成浆状 ， 工作 面出现很多大大小小的凹坑 ， 对汽车在工作 面的掉 头 ， 运行安全 ， 铲 、 装作业 的配合都造成影响。铲装 设备长时间在水中浸泡， 会对铲装设备造成腐蚀， 至 使设备的故障率增高， 完好率降低 ， 设备维护费用增 加 ， 对铲装作业的高效 、 顺利进行造成影响。水对采 区道路的浸泡会使得路基失稳 ， 路面泥泞 ， 从而加大 采场 内道路的维护难度 ， 增大维护成本 ， 降低运输安 全系数和运输效率。 3 ． 3 水对排土的影响 城门山露天矿 1 排土场位于城门山南部山坡 处， 其原地形标高在 1 4 m～ 1 1 0 m之间， 地形坡度上 陡下缓 ， 上部为 l 8 。 一2 O 。 ， 底部为 1 。～ 5 。 。按南 昌 院 1 2 0 0 t ／ d规模设计要求 ， 排土场 的最终堆 置标高 为 1 1 0 m， 坡面角为 3 4 。 ， 并根据位置不同分段排弃 ， 2 0 即9 0 m标高为一段 ， 1 1 0 m标高为一段 ， 最大段高为 6 6 m， 排弃的废石主要由风化 的花岗闪长斑岩、 石英 砂岩和矽卡岩组成 ， 容重 2 ． 5 t ／ m ， 松散系数 1 ． 5 ， 岩 堆 自然安息角 3 2 。 。城 门山铜矿采用的排土工艺是 汽车运输 一推土机排土 ， 排土作业包括 汽车翻卸岩 土 ， 推土机推土； 平整场地和整修排土场公路。含水 矿岩土经过运输过程 中的颠簸 ， 挤压会有大量黏贴 在车厢内， 引起翻卸过程 中车辆平衡能力降低 ， 增大 翻卸难度 ， 增大车辆侧翻的可能性。推土机推土形 成的坡面角为湿岩土的安息角 ， 在岩土干了以后 ， 自 然安息角会减小 ， 同时湿的岩土下沉速度较快 ， 内聚 力和内摩擦角等物理性指标的降低使得坡面失稳可 能性增大 。 综上所述 ， 水对露天矿开采的各个环节均有不 良影响， 所以做好采区水治理工作是露天矿顺利 、 稳 定生产 的必要条件。 4 矿 区水治理 对于城门山铜矿水的治理 ， 初步拟定的防治水 原则为对地表湖水进行围堤拦截，对地下水则以疏 干排水为 主， 以注浆堵 水为辅 ， 疏堵结合 J 。城 门 山铜矿运用这个水治理原则取得了水治理的成功 ， 使得矿 山一期开采 ， 和二期基建剥离顺利进行。为 保证生产安全顺利地进行， 我们采取了以下一些具 体的水治理措施 4 ． 1 地表水的治理 地表水治理方案是围堤拦截湖水进入采场 ， 实 际生产 中该矿将城门山铜矿露天采场临近湖区的地 带作为排土场， 既拥有了运距较小的排土场 ， 同时起 到拦截隔离湖水的作用。目前临近湖区的2 、 3 排 土场已经将露天采场和赛城湖隔离开了约 4 5 0 m， 排 土标高在 3 3 m， 而赛 城湖 夏季水 面标 高一 般 在 1 3 m左右 ， 赛湖历史最高水位 2 2 ． 8 6 m， 不会出现 湖水倒灌入采坑的情况 ， 达到了拦截湖水进入矿坑 的目的。 4 ． 2 地下水的治理 城门山起步规模开采方案中在 7 矿体东南边 帮上打了一V I 疏干井 ， 疏干 7 矿体其围岩。二期开 采方案关于地下水治理部分依然遵循 以疏干为主， 以注浆堵水为辅 ， 疏导结合的原则 ， 计划在二期露天 采场西南面布设 4孔疏干井 ， 在北 面布设 4孔疏干 本文共3页，欲获取全文，请点击链接 题目下面的“下载全文”按钮下载全文，您也可以登录维普官网（）搜索更多相关论文。