经山寺露天铁矿强化开采凹陷式排水.pdf
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1、 3 0 露天采矿技术 2 0 1 4 年第5 期 D O I : 1 0 1 3 2 3 5 c n k i h e m 2 0 1 4 0 5 0 0 9 经 山寺露天铁矿 强化开采凹陷式排水 张 万 忠 ( 广东宏大爆破股份有限公 司, 广东 广州 5 1 0 6 2 3 ) 摘要:为 了满足经山寺露天铁矿强化开采需要 ,根据现场实际情况对原排水设计进行优化调 整 , 取得 了一些关于中小型露天矿 强化开采排水的技 术成果和管理经验 , 同时收到 良好 的经济 效 益 。 关键词: 强化开采 ; 凹陷式 ; 露天矿排水 中图分类号: T D 8 2 4 6 文献标志码: B 文章编号:
2、1 6 7 19 8 1 6( 2 0 1 4 ) 0 50 0 3 00 3 1 水文概况及原设计 1 1 水 文概 况 经 山寺露天铁矿床位于丘陵地带 , 地表标 高 8 8 1 3 8 8 m, 矿区夏季炎热 , 冬季寒冷 , 属温带半干旱 大陆性气候 , 平 均降水量 8 2 2 2 3 m m, 年蒸发 量为 1 3 1 6 7 0 m m, 全年 69月份为雨季。 矿区无大的地表水体 , 仅有季节性的杨泉河 , 杨 泉河 由矿区西部小刘沟一带 , 经经山寺北坡及杨泉、 孟思恭流出矿区。 河流流量随季节变化 , 以 6 、 7 、 8 、 9 月份为最大 , 一般流量 1 0 L s
3、 以下 , 干旱时断流。 地下水埋深一般 01 7 m,平均静止水位标高 为 1 0 3 2 0 m。水头高 出含水层顶板平均 2 3 2 0 m, 大 部分地下水为承压水性质 , 基岩裸露段为潜水性质 , 由于地层断裂、 褶皱构造作用的影响 , 地下水局部 自 流排泄。 地下水流向基本与地表水一致 , 矿 区内第四 系以洪积及冲积物分布最广 , 是主要孔隙含水层 , 但 其上部含水性差。 矿坑充水因素有大气降水 、 大理岩含水层影响 、 断层充水影响 、 地表水流等。 1 2 原 排 水设计 简介 经山寺露天铁矿原设计生产能力 1 2 0万 t a , 服 务年限为 8 a , 第 2年达产
4、 , 矿山排水标高为+ 1 0 8 m 水平 , 露天底为 0 m水平 。设计选用流量 5 5 0 m h , 扬程 1 5 3 m的潜水泵 。正常水量时 , 2台工作 , 1台 备用 ; 最大水量时, 3台同时工作。排水管道沿非工 收稿日期: 2 0 1 4 0 l 一 0 3 作者简介: 张万忠( 1 9 8 4 一) , 男, 甘肃兰州人 , 工程师 , 2 0 0 7年毕业于湖南科技大学, 现从事矿业工程技术管理工作。 作帮敷设 ,设计安装 3条排水管道 ,正常时 2条工 作 , 1 条备用 ; 最大水量时 3条 同时工作。露天排水 泵站随生产水平的下降而下移。 2 露天采场水量计算
5、露天采场总涌水量主要由 2部分组成 ,即地下 水涌水量和大气降雨迳流量【 1 。 2 1 地 下水涌水量计算 业 ( 1 ) l g ( ) r 0 F 0 =、 ( 2 ) R =1 0 S 、 ( 3 ) R 0 =R +F 0 ( 4 ) 式 中: Q 为矿坑 地下水 涌水量 , m 3 d ; K为渗透 系数 , m d ; 为含水层厚度 , m; H 为水头高度 , m; S 为水位降深 , m; R为影响半径 , m; r 0 为大井 引用半 径 , m; F为开采面积 , m 。经山寺露天开采地下水涌 水量计算参数及结果见表 1 。 2 2 露天采场降雨迳流量计算 降雨迳流量分别
6、为设计频率降雨迳流量 Q p 和 正常降雨迳流量 p正 , 它们分别按下式计算 : Q = 。 F 1 ( 5 ) Q正=0 1 Q l ( 6 ) 式 中: Q 为设计频率降雨迳流量 , m d ; Q正 为正 常降雨迳流量 , m d ; F 为汇水面积 , m ; 日 为设计频 率( 尸=1 0 ) 时暴雨量 , m; 为设计频率 降雨迳流 系数 。 地下涌水量见表 1 , 开采降雨迳流量见表 2 , 总 通水量见表 3 。 l 雷 固 露 天 采 矿 技 术 2 0 1 4 -, 5 期 3 1 表 2 经山寺露天开采降雨迳流量计算参数表 开采水 平 m H。 m F m O 0 3
7、0 7 8 5 2 3 2 6l 生 兰 : : : : : : ! O 6 7 2 9 6 1 9 3 2 5 注: 露天采场排水按照淹没 5 d 考虑。 表 3 经山寺露天铁矿采场总涌水量表 3 强化开采要求调整排水设计 由于表层氧化矿的可选性低 , 经济效益不好 , 而 可选性 高的原生矿大都处于 6 05 0 I T I 水平 以下 , 为了早见矿 , 见好矿 , 减少初期投入 , 提高经济效益 , 及早收回成本 , 取消 2矿同时开采方案 , 对经山寺露 天铁矿进行强化开采 ,即先期只对经山寺铁矿床进 行 开采 , 生产能力提高到 2 4 0万 t a , 服务年 限缩 短 为 5
8、a 。这样 的开采强度要求平均每年下降 3个 台 阶才能完成采剥任务( 每 1 0 m 1 个台阶) 。 按照原来 的排水设计 ,露天排水泵站随生产水平 的下降每年 需要下移 3次 , 泵站移动频率增大 , 排水系统的服务 年限缩短。显然原有排水设计不再适合本矿 山强化 开采的需要 , 排水设计需要优化调整【 。 根据生产和排水需要 , 结合工程实际情况 , 优化 调整后的排水系统分为集水坑 、 泵站、 管道 、 排水沟 4 部分构成。 初期每下降 1 个 台阶时先掘出 1 个临时集 水坑 ,然后随工作面的推进尽快形成半永久集水坑 , 半永久集水坑每 2个水平设置 1 个 , 集水坑选择不影
9、响生产 的地点布置。排水设备选用流量为 8 01 0 0 m 潜水泵 , 逐级接力排水至采场外 。矿 山生产 中期 + 6 0水平形成永久集水坑以后 ,为了简化排水系统 , 提高排水效率 ,在+ 6 0水平集水坑设一扬程 9 0 I n的 泵站 , 选用离心泵一次从+ 6 0水平集水坑排水至采场 外 , + 6 0水平以下继续延用临时泵站和半永久泵站相 结合的接力排水方式排水至+ 6 0水平集水坑。 矿山初期排水系统示意流程如下 : 匣 圃 矿山中期以后排水系统示意流程 : 匝匾巫 互巫圃 改变后的排水系统具有 以下特点 : 轻便灵活, 移动方便。 由于移动水泵选用的是 中小型潜水泵 ,只需现
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