摘要：制定合理有效的防排水方案及措施，是確保露天煤礦安全生產的必要條件。本文對露天采場防排水的重要性進行了介紹，基于和順鴻潤露天煤礦水文地質條件，制定了采場防排水方案及措施，對防排水設備和材料進行選型，為該露天煤礦的安全生產提供了技術保障。

　　關鍵詞：露天煤礦;防排水;水害危害;設備選型

　　1礦區概況

　　1.1礦山簡介

　　和順鴻潤露天煤礦位于和順縣城西南約10km處，地處沁水煤田東北邊緣，和順普查勘探區北段東部邊緣。礦區地勢南西高北東低，最高點標高1508m，最低點標高1410m，相對高差最大98m。礦區主要含煤地層為二疊系下統山西組和石炭系上統太原組，含煤層自上而下依次為11、12、13、14上、14下、和15#煤層，其中15#煤層全區穩定可采。目前為三采區A段主采煤層，可采原煤量419萬t，剝離量為10058萬m3，剝采比為24m3/t，可采面積為1.24km2。

　　1.2采場水文地質條件分析

　　三采區內僅發育一些北東走向的季節性沖溝，旱季無水，雨季時有短暫洪水通過。區內有一三泉河，河流到東清漳河。和順縣屬暖溫帶半干旱大陸性季風氣候，四季變化明顯。年均降水量為561.5mm，年最大降水量1069mm，年最小降水量僅318mm，日最大降水量163.8mm，一小時最大降水量46.6mm。年際降水量變化較大，且年內降水分布極不均。夏季降水量在年降水量中的占比高達61.4%。冬季干旱，降水量僅占年均降水量的2.4%。春、秋季節降水量分別占年均降水量的13.4%和22.8%。多年平均蒸發量為1622.8mm，年蒸發量最高為1874.1mm，最低為1180.6mm。

　　2露天采場防排水重要性分析

　　采場水害嚴重威脅著凹陷露天煤礦生產和設備等安全[1]。在掌握露天礦水文地質條件的基礎上，針對露天礦建設和生產的全過程制定露天煤礦防排水方案和措施，可有效杜絕水害事故發生，實現露天煤礦可持續發展[2]。露天礦一旦發生水害事故，導致的后果通常極為嚴重，危害主要有以下三個方面：(1)降低設備使用效率和壽命。露天煤礦采場發生水害極大降低了汽車和機車使用效率，更為汽車運輸安全帶來極大威脅。(2)延緩工程進度。露天煤礦采場底部匯水后極大降低了掘溝速度，若不能有效及時地將匯水排出，不僅給新水平的準備工作帶來較大困難，還嚴重影響著開采水平的推進。(3)嚴重威脅采場邊坡和排土場邊坡的穩定性。水是滑坡產生的主要誘因之一，不僅降低了邊坡巖層物理力學性質;其引發大面積滑坡的產生，還給工作人員和設備安全帶來極大威脅。綜上所述，制定合理有效的防排水方案和措施，對露天煤礦安全生產至關重要，礦山管理人員必須高度重重視并嚴格做好防排水工作。

　　3防排水方案及措施

　　3.1采場防排水

　　3.1.1采場防排水系統采場排水的目的是及時排出進入采場的大氣降水、地表匯水及地下水。根據和順鴻潤露天煤礦采掘特點，采用采場坑底貯水排水方式進行采場排水。具體為：排水泵站布設在采場坑底最低點位置，排水方式為潛水電泵排水。管路敷設由兩部分組成：一是埋設管路1條，為正常降雨排水管路;二是明設管路2條，為暴雨排水管路。所有管路均由排水泵站向非工作幫敷設，經采場北側將匯水向北自然排放。此外，考慮到采剝工程推進速度較快，排水泵站和排水管路移設頻繁的問題，采用快速接頭螺旋縫焊接鋼管以便于移設。當管路需穿越道路時，采用鋼套管對管路進行保護。此外，由于據揭露巖層為第四系表土地層、散巖層、砂土礫石層，發生垮塌或滑坡的可能性較大，對邊坡管理造成壓力和困難，且“雨季三防”期將臨界，采場本坡面、地貌山坡客水匯積采場，不能外排水，故沿東側挖掘排水導水溝工程。3.1.2排水量計算(1)匯水量計算。采場大氣匯水量為降雨徑流量，主要集中在雨季，可根據式1和式2分別計算正常降雨時和連續1天暴雨時的采場匯水量。Qz=qzSCz(1+P)=3.81×0.65×0.5×(1+5%)=1300m3/d(1)Qb=qbSCb=3.81×0.65×0.6=32955m3/d(2)其中，Qz為正常降雨時采場匯水量，m3/d;Qb為連續1天暴雨時匯水量，m3/d;qz為正常日平均降雨量，mm/d;qb為暴雨日平均降雨量，mm/d;S為采場匯水面積，km2;C為正常降雨徑流系數，取0.5;Cb為暴雨降雨徑流系數，取0.6;P為暴雨設計頻率，取5%。水泵按每天20h工作能排出24h小時的涌水量計，結合正常降雨時和連續1天暴雨時的采場匯水量知采場排水量：正常泵排水量100m3/h，暴雨泵排水量500m3/h，暴雨應急發動機排水泵排水量1200m3/h。(2)排水設備及材料。由于正常排水量和暴雨排水量相差較大，故在排水設備選型時分別選擇正常排水泵和暴雨排水泵。正常排水期，水泵具備的總排水能力為：(3)暴雨排水期，水泵具備的總排水能力為：(4)水泵所需揚程：(5)根據以上估算，考慮到露天開采集水坑中泥沙含量較多，所以選用隔爆性潛水排沙泵。正常排水期選用BQS100-60-37/N一臺，揚程為60m，排水量為100m3/h，可滿足正常排水期的排水需求;暴雨排水期選用BQS200-70/2-75/N兩臺，揚程為70m，排水量每臺為200m3/h，在暴雨排水期內與正常排水期內的一臺水泵同時工作，同時設置15臺發動機應急泵15臺，排水量每臺為80m3/h，可滿足暴雨排水期的排水需求。

　　3.2地面防排水

　　露天采場將露天區內一處在半山腰，且采場東北側地勢較高，地面匯水會對采場安全不構成威脅。但由于采場坑底相對局部處地勢較低處，匯水不易導出，基于攔截為主，疏截結合的地面防排水系統建立原則，同時充分結合地形、工程位置和采剝推進的時空關系，有序布置采剝場和排土場防排水系統，保證礦山開采安全正常地進行。根據三采區地形條件，在采剝場東側挖引排水溝外排到枯河。在采掘場中部、西側側設排水溝將采剝場雨季匯水到坑底水泵抽出。設置水泵站，一臺正常水泵，兩臺暴雨水泵，配置三條3寸水管到污水處理車間，處理后循環利用;暴雨時水泵外排到河緒河流入枯河。其它較低的坑底匯水采用應急水泵抽到水泵站、再外排。

　　3.3防排水措施

　　(1)雨季前，制定相關《防洪應急預案》，并組織演練，同時對防排水溝進行清理和修整;制定集水坑影響范圍內的所有設備的有效可行的逃逸措施。(2)對于在路邊或橫穿道路鋪拆的立幫管路，應在作業場所前后設置警示標志;同時對立幫上下道路進行封閉，并由專人指揮。(3)挖水溝和修建擋墻期間，所有施工設備的任何部位均嚴禁探出至平盤邊緣外。

　　4結語

　　(1)露天礦水害危害主要有降低設備使用效率和壽命、延緩工程進度和嚴重威脅采場邊坡和排土場邊坡的穩定性三個方面。(2)分析了和順鴻潤露天煤礦水文地質條件，設計了采場和地面防排水系統，并基于對采場匯水量和排水量的計算，對防排水設備和材料進行了選型。(3)制定了防排水措施和注意事項，確保了和順鴻潤露天煤礦防排水工作順利進行。

　　參考文獻

　　[1]劉永剛,蔡光琪,韓進.平朔東露天礦防治水系統優化[J].露天采礦技術,2016,31(03):14-16.

　　[2]馬熹焱.撫順西露天礦邊坡治理中不同疏干排水方案的對比[J].露天采礦技術,2020,35(02):73-75+78.Qb=×qb=1.2×1204=57m3/h24h20hH===68.

　　《和順鴻潤露天煤礦防排水方案及措施》來源：《礦業裝備》，作者：楊立功