司家营铁矿井采排水系统淤泥治理实践.pdf

1 4 矿 业 工 程 M i ni n g En g i ne e r i ng 第 l 3卷第 1 期 2 0 1 5年 2月 司家营铁矿 井采排 水系统淤泥治理实践 李胜辉 叶会师 巩瑞 杰 ( 河北 钢铁 集 团滦县 司家 营铁矿 有限公 司 ，河北 唐 山 0 6 3 7 0 1 ) 摘 要：分析 司家营铁矿井采原 一1 2 0 m水平排水 系统运转及淤 泥清理存在 的问题 ，提 出了在巷道设置沉 淀 池、降低水流流速沉淀淤泥 的技术方案 ，该方案施工 简单、作 业安全 、实施效 果显著 ，排 到地 表的水 达 到工业 用水标准 ，达到 了节约资源增创效益 的目的，可在井采生产 中推广应用 。 关键词 ：排水 系统 ；淤泥清理 ；沉淀池 中 图 分 类 号 ：TD7 4 5 ． 2 文献 标 识 码 ：B 文章 编 号 ：1 6 7 1 —8 5 5 0 ( 2 0 1 5 )0 1 —0 0 1 4 —0 2 0 引言 滦 县司家营铁矿有 限公司隶 属于河北 钢铁集 团 的大型 矿山采 选联 合企业 ，位于河北 省唐 山市滦 县响堂镇 。以勘 探 线划分为北区和南 区 ，其 中北 区位 于 s 6 ～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 ～ N 4勘探线之间 。采用竖井开拓 ，设计 开采 能力 2 0 0万 t ／ a ， 已开拓 至一 1 8 0 m水 平 ，采矿方法 采用无底 柱分段 崩落采 矿法 ，段高度 6 0 m，分段 高度 1 2 m，进路 间距 1 2 5 m，2 m 。 电动铲运机 出矿 。主排水 系统采用 一段式 排水 ，水 泵房共 设置 6台 2 0 0 D 4 3 7型 多级 离 心水 泵 ，电机 功 率 3 5 5 k w， 排水管 为 中3 2 5 9无缝 钢管 ，由一1 8 0 m 水泵 房直 接排 至 +4 3 ． 2 0 m 地表水池 ， 目前井下涌水量较设计变小 ，水 泵正 常使用两 台其他备用 。 1 原水仓清理情况 井采排水 系 统 分 内外 两个 水 仓 ，设 计 容 积 3 5 0 0 m 。 ， 水仓 的主要作用是贮 存巷道 涌水及凿 岩废水 ，水 中含有 以 矿岩粉 为主的杂质 ，进入 水仓后 大量沉淀 后形成 淤泥使 水 仓 的有效容 积 减 少 ，影 响 正 常贮 水 功 能 ，需 定 期 清 理 淤 泥 J ] 。当水 中含淤泥过 多排水 时水泵磨 损加 剧 ，缩短 了水 泵 寿命 ，增加 了非正 常磨损维修 工作量 ，尤其是 汛期 维修 全。水仓 及水 窝清理工作工 期在两个 月 以上 ，清理淤 泥约 2 O 0 0 m 。 ，人工清理机械化程度低 ，卷扬斜巷施工安全无保 障 。 2 技术方案及实施效果 2 ． 1 技 术 方案 思 路 地采车间把 ～1 8 0 m水 平排 水系统 淤泥 治理作 为课 题 进行研究 ，希望找到合理的方法减少淤泥进入水仓 及水窝 、 降低施工 费用 、提高作 业安全性 ，达到 了节 约资 源增创 效 益 的 目的。经过对井下 采场 、运输 巷 、水平 现场 情况进 行 调查分析 ，确定 了排水 系统淤 泥治理施 工方案 。通过考 察 分析各矿 山排水 系统淤泥 治理情况 ，主要分 两方面 ：一 是 减少进入水仓 的淤 泥 ，二是通过一 定的机 械设备 定期清 理 水仓 。根据分 析第一 思路更 为简单 ，结合 江河调 水调 沙试 验和平 时生活 经验 可知 ，当水流 流速降低 时其携 带泥 沙 的 动力也必然 降低[ 2 ] 。通过 研究该 基本 原理 ，利 用一定 手 段降低水 流流速达到沉淀 大部分淤 泥的 目的，减少淤 泥直 接流入一1 8 0 m水平水仓及 一2 4 0 m水平井底水窝 。 2 ． 2具 体 实 施 方 案 在采场各生产水平 、一1 8 0 m水平运输巷 、一2 4 0 1T I 水 平合适位 置设 置沉淀池 ( 如 图 1 ) ，沉淀池尺寸 3 ． 0 m2 ． 5 mX 1 ． 0 m。施工作业条件安全 ，除设置沉淀池外 不发生其 他额外费用 。正常使用时水 流 由 A点 流人 ，通过沉 淀池 由 的水泵 增加 还可 能造 成安 全 问题。根据 地采 车 间一1 2 0 m B点 流出 ，因沉淀池宽度 比水沟 宽 2 ． 2 m，可使 水流所携带 水平排水 系统 中水仓 内的淤泥沉积情 况 ，每年 在雨季来 临 之 前将 一1 2 0 m水平水 仓及 一2 4 0 m 水 平井底 水 窝淤 泥清 理施工外包 ，施 工单 位采用人 工将水仓及 水窝 内 的淤泥装 入 0 ． 7 5 m。 矿 车内清 理 ，用小 型卷 扬牵 引通过 水仓 入 口斜 巷至运输主巷 ，保证 汛期井下 正常排 水 ，确保 雨季 井下安 收稿 日期 ：2 O 1 4 —1 O 2 O 作 者简介 ：李胜辉 ( 1 9 8 4 一) ，男( 汉族) ，河北石家庄人 ，河北钢 铁集团滦县 司家营铁矿有限公司地采 车间副主任 ，主要从事矿山生 产技术管理工作 。 淤泥能够充分沉 淀 ；在清 理沉 淀池时将 A、B点用 挡板 阻 挡使水流由水沟通过 ，沉 淀池清理 简单 。技 术方案 在保证 淤泥治理效果的前提 下 ，尽最大可 能利 用现有 工程 ，减 少 项 目施工经济投人 。 在 一1 8 0 i n运输 中段 、～2 4 0 i n粉 矿 回收 中段分 别 选 择合适位置设置 了两个 沉淀池 。在 采场 的设置情 况 ： I矿 体采矿 量较小 ，只在 ～1 5 6 m水 平采 区斜坡道利用 临时错 车硐室掘进沉淀池 ，而且 沉淀池 出 口至采 区斜坡道 浇筑 倾 斜水沟 ，保证沉淀池起到 沉淀作 用 ；在 Ⅱ矿体 采场 一1 3 2 、 2 0 1 5年第 1 期 李胜辉 等 司家营铁矿 井采排 水 系统淤泥治理实践 1 5 — 1 4 4 、一1 5 6 m 水平利用采切 工程形成 的临水集水池改装 成沉淀池 ，沉淀池 容积 较 大约 5 0 m。 。 目前 各生 产水 平都 已设置沉淀池并且 投入 使用 。 图 1 东 山铁矿剩余 资源分 区图 2 ． 3实 施 效 果 地 采车间对井 下采 场 各水 平 淤泥 情况 进 行 统计 分析 ， 淤 泥主要来 源为 爆 破岩 粉 ，采 切掘 进 、中深 孔钻 凿 岩粉 ， 覆 盖层 下渗黄土 ，铲装设 备碾压 路面 形成 的岩 粉等 。根 据 淤 泥沉 积量 ，确定合理清 理周期 ，采场 各水 平水沟 每月 清 理一次 ，采 场每个沉淀池淤泥每月清理一 次大约 2 5 m ，一 1 8 0 m 水 平 运 输 巷 每 个 沉 淀 池 每 半 月 清 理 一 次 ，大 约 3 ． 5 m ，一2 4 0 m水平巷道两个沉 淀池两天清理一次 ，大约 3 ． 0 m。 ，每月共 计清淤泥约 2 0 0 m。 ，避免淤 泥直 接汇集 到 一 1 8 0水仓及井底 水 窝 内，同时根 据沉 淀池 清理 量及 次数 统计制定 了合理的淤泥清理管理制度 。 3 效益分 析 沉淀池 的施 工掘进量为 2 1 ． 3 m。 ，掘进单价 2 4 0元／ m。 ， 共计设 置 8个沉 淀 池 ，清理 沉 淀池 由内部 职工 随 时清 理 ， 不发生额外 费用。 原 一 1 2 0 m 水 平 两 水 仓 每 年 平 均 淤 泥 清 理 量 为 2 0 0 0 m。 ，一2 4 0 m 水平 井 底水 窝 每 年平 均 淤 泥 清理 量 为 3 6 0 m。 ，淤泥清理单 价 为 3 2 0元／m。 ，原 一 1 2 0 、一2 4 0 m 水平潜水泵 每年的维修 费用 约 1 5万元 ，由于淤泥影 响的非 正常磨损 费用 占全部维修费用 的 5 O ，通过地采 车 间排水 系统淤泥综合 治理 项 目实施后 ，预计 一1 8 0 、一2 4 0 m水 平 淤泥 清理工作 周期 由一年一次可延长每 3年一次。 经济效益 测算 ： 沉淀池 施 工 费用 ：2 1 ． 3 m。 X 2 4 0元／ m 。 X 8 — 4 ． 0 9万 元 ； 每年淤泥 清理 费 用 ：2 3 6 0 m。 X 3 2 0元／m。 一7 5 ． 5 2万 元 ； 减少 的水泵非正 常磨损 费用 ：1 5万元 x 5 O ％ =7 ． 5万 元 ； 增创效益 ：[( 7 5 ． 5 2 +7 ． 5 ) 3 —7 5 ． 5 2 —4 ． 0 9 ] 3 — 5 6 ． 4 8万元 。 4 结语 通过在采场 、运输巷设 置的沉 淀池基 本上控 制采 场淤 泥直接流到一1 8 0 m 水平 水仓 及 一2 4 0 m 井底 水 窝，达到 了地采车间淤泥治理 的预期效 果 。同时还 可借鉴 先进 矿 山 利用机械设备 快速 清理水 仓 的经验H ] ，实现 水仓 ( 井底 水 窝) 自行清理 ，其机 械化 程度 高、安全性 好。 目前 技术 部门对地采车间排到地 表蓄水 池 的水 进行取 样化验 ，结果 显示排到地表的水基本 符合选 厂工业 用水要 求 ，经过 简单 处理即可再利用 。 参 考 文 献 ： [ 1 ] 王培润 ，戴葆青 ，郭秀欣等．矿井水仓 淤泥清 挖及处理新 方 法 f J ] ．《 煤 矿机 电》 ，2 0 0 4 ( 6 ) ：5 4 ～5 5 ． [ 2 3 孙靖康．浅谈黄河泥沙治理 E J 3 ． 《 科 技视界 》 ，2 0 1 3 ( 1 0 ) ： 1 9 9 ． [ 3 ] 霍 中迁 ，李 甲荣．河流泥沙起动流速总结 与应用 [ J ] ．《 中 国 水利 》 ，2 0 1 3 ( 2 O ) ：4 2 ～4 4 ． r 4 ] 肖伯凡 ，陈坤锐 ，李小元．凡 口铅锌矿 J b 一4 0 m水仓 排泥工 艺的革新 I- J ] ．《 采矿技术 》 ，2 0 0 8( 4 ) ：9 5 ～9 6 ． [ 5 ] 张金成．Z Q一 ⅢY型水 仓 自动清挖 系统 在南 山煤矿 的应 用 f J ] ．《 煤 炭技术 》 ，2 0 1 0 ( 3 ) ：2 9 ～3 0 ． Oo z e Tr e a t me n t Pr a c t i c e f o r W a t e r Dr a i n a g e S y s t e m o f S h a f t Mi n i n g f o r S i j i a y i n g I r o n Or e L I S h e n g h u i ，YE Hu i s h i ，GONG Ru i j i e ( Lu a n x i a n S i j i a y i n g I r o n Or e Co ．o f He b e i I r o n & S t e e l Gr o u p，Ta n g s h a n 0 6 3 7 0 1，Ch i n a ) Ab s t r a c t ： Th e p a p e r a n a l y z e s t h e e x i s t i n g p r o b l e ms f o r o r i g i n a l～ 1 2 0 m h o r i z o n t a l wa t e r d r a i n a g e s y s t e m o p e r a t i o n a n d o o z e c l e a n i n g o f S h a f t mi n i n g o f S ij i a y i n g I r o n Or e ．I t p r o p o s e s o p t i o n s o f s e t t i n g s e t t l i n g p o n d i n t u n n e l t o r e d u c e f l o w r a t e o f wa t e r t o s e d i me n t o o z e ． B y t h i s o p t i o n ， t h e c o n s t r u c t i o n i s e a s y， t h e o p e r a t i o n i s s a f e t y ， t h e i mp l e me n t a t i o n e f f e c t i s o u t s t a n d i n g，a n d wa t e r d r a i n a g e t O s u r f a c e r e a c h i n g t h e i n d u s t r i a l wa t e r s t a n d a r d ． Re a c h e s t h e p u r p o s e o f s a v i n g r e s o u r c e s a n d c r e a t i n g b e n e f i t s ，i t c a n b e p o p u l a r i z e d a n d a p p l i e d i n s h a f t mi n i n g p r o d u c t i o n ． Ke y wo r d s ： wa t e r d r a i n a g e s y s t e m ； o o z e c l e a n i n g； s e t t l i n g p o n d