如何設(shè)計露天的采礦場的排水系統(tǒng)？

? ? ? ?排水防滲是露天礦開采的重要環(huán)節(jié)，直接影響到露天礦的安全生產(chǎn)。當(dāng)露天礦山根據(jù)實際情況圈定開采范圍和移位區(qū)域后，部分臺階可能在破碎地段內(nèi)，當(dāng)雨季來臨時，引起雨水沿斷裂面下滲，造成下部采場積水，破壞露天邊坡的整體穩(wěn)定性。為了確保露天礦山的安全生產(chǎn)，針對采場易積水地段，設(shè)計排水通道.溝段尺寸，并進行匯水計算，使雨季降雨匯水通過永久排水溝排出采場，解決露天采場的防排水問題就需要用到礦用排水泵，下面以一個項目做為案例，由長沙水泵廠為您提供一個思路去了解如何設(shè)計露天的采礦場的排水系統(tǒng)吧。

一、項目概況。

? ? ? 某處露天礦屬構(gòu)造侵蝕，剝蝕低中山河谷斜坡地貌。排土場庫岸坡大部分基巖出露，以強風(fēng)化玄武巖為主，網(wǎng)狀風(fēng)化裂隙發(fā)育，巖體破碎，整個庫區(qū)地形呈近V字形溝谷，溝向55°，總體呈西南高、北低低的特點。左側(cè)坡體上，草本植物較發(fā)育，基巖出露部位較多，坡度30°~55°，坡向為130°~160°，植被覆蓋30%~40%；右岸坡自然坡度為30°~40°，坡度為30°~55°，植被覆蓋達30%~40%；其坡向為330°~350°，局部基巖出露，植被覆蓋范圍為35%~45%，主要為灌木林；場區(qū)內(nèi)地層分布有第四系殘坡積層含碎石粉質(zhì)粘土及上二疊系峨眉山玄武巖。整體地形地貌復(fù)雜。礦山位于北回歸線以南，屬亞熱帶高原季風(fēng)氣候，降水主要集中在6—10月，雨季的降水占全年降水量的81.9%左右，降水量不超過為3075.2毫米/a，最低降水量2571.7毫米/a，平均降水量2904.8毫米/a，平均20年一遇暴雨強度為63.6毫米/h,50年一遇暴雨強度為72.2mm/h；由于高度差和地形的影響，大氣立體立體。溫度最低為1月，不超過為8月，不超過溫度為32.2℃，最低溫度為1.7℃，年平均氣溫為17.7℃，很大蒸發(fā)量為2364.6毫米，蒸發(fā)量最低為2104.0mm，年平均蒸發(fā)量為2219.3mm；年平均相對濕度83.7%；全年日照1789.4h；無霜期336天；平均風(fēng)速2.1m/s[2]。

二、排水系統(tǒng)設(shè)計

2.1設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)和參數(shù)。

工程性質(zhì).規(guī)模.特點，防洪設(shè)計采用50年一遇標(biāo)準(zhǔn)，參照對比20年一遇標(biāo)準(zhǔn)。查閱《云南省暴雨徑流查算表》得到礦區(qū)20年一遇和50年一遇平均暴雨強度i=38.1mm/h(Cv=0.35)[2]。設(shè)計參數(shù)：20年一遇暴雨倍數(shù)kp20=1.67，暴雨強度i20=i20=63.6mm/h；50年一遇暴雨倍比系數(shù)kp50=1.92，暴雨強度i20=i20=72.2mm/h。

2.2排水線路布置

本露天采場東幫排水系統(tǒng)主要由東幫各臺階排水溝和排水暗涵組成，整個礦區(qū)分為5個匯水區(qū)域，見圖1。Ⅱ區(qū)排水系統(tǒng)：Ⅰ區(qū)主要匯集北幫和東幫部分的降水，該地區(qū)的水沿北幫下流至1040m臺階后引入西幫排洪隧道。二級排水系統(tǒng)：Ⅱ區(qū)為重點排水區(qū)，各臺階內(nèi)兩側(cè)建有排水溝，各排水溝中央設(shè)沉砂池，定期清理。在各臺階斜面上設(shè)置排水溝，分流部分水至下臺階，逐級匯入1#.2#泄水槽，經(jīng)1040引水隧洞進入排水區(qū)。Ⅲ區(qū)排水：Ⅳ區(qū)主要解決東幫1040~940m臺階排水，工程布置與Ⅱ區(qū)相似。Ⅱ類地區(qū)排水系統(tǒng)：礦山現(xiàn)有工程已形成完善的排水系統(tǒng)。其它輔助排洪溝可根據(jù)生產(chǎn)實際運行情況適當(dāng)調(diào)整，引入主排洪溝，場內(nèi)排水主要采用機械開挖自然溝，東西分流，跨路埋管，避免工程設(shè)備碾壓，影響水質(zhì)。

2.3洪峰流量計算。

選用《云南省水文手冊》很大清水洪峰流量的計算公式[3]，其中Qb為很大清水洪峰流量，徑流系數(shù)是m3/s;K，根據(jù)馬鞍山礦山研究所提供的曼家寨采場東幫地表及地下聯(lián)合排水方案，都龍礦區(qū)徑流系數(shù)取0.90；F為適當(dāng)范圍內(nèi)的匯水面積，km2。計算出清水洪峰流量20年一遇和50年一遇，結(jié)果見表1。

2.4渠道水力計算。

目前國內(nèi)已有很多的水力計算公式，但由于影響因素不少，計算結(jié)果各不相同，差異較大，目前仍處于發(fā)展.完善階段。依據(jù)計算結(jié)果和設(shè)計斷面情況，采用C20混凝土直接澆注，統(tǒng)一壁厚200mm，根據(jù)現(xiàn)場情況，可采用毛溝加土工布作為臨時排水溝，保證足夠的斷面，及時進行維修。根據(jù)排水溝水量，設(shè)計600mm×600mm的沉砂池，防止排水溝堵塞；沉砂池施工采用C25混凝土直接澆注，單壁厚50mm。從表2排水溝斷面計算結(jié)果來看，目前1040排水管和910暗涵的斷面尺寸都比本次計算所需斷面尺寸大，因此原有工程能夠滿足本次設(shè)計的排水要求。排水溝.沉砂池的施工斷面見圖2.圖3。

三、安全技術(shù)措施。

(1)為加快施工進度，施工期間應(yīng)設(shè)置臨時排水通道，不影響施工。

(2)若要延長新施工好溝道的服務(wù)期限，溝道施工完畢后，應(yīng)等待混凝土保養(yǎng)期過后，再將地表水引入新建溝道。

(3)加強安全監(jiān)督管理，施工區(qū)域懸掛明顯的安全警告標(biāo)志，并設(shè)置施工范圍的警線[5]。

(4)斜坡段施工時要加強安全防護，在斜坡上部施工時，必須有專人負(fù)責(zé)斜坡下部的安全監(jiān)督管理。

(5)工程面廣，工期短，施工期間應(yīng)同時進行多個施工，并設(shè)專職人員現(xiàn)場管理，從而保證工程質(zhì)量和工程進度。

(6)工程必須在該年的雨季到來之前完成。

四、結(jié)論：防洪排水歷來是露天采礦所面臨的主要問題，關(guān)系到露天采場人員設(shè)備的安全和企業(yè)的經(jīng)濟效益。根據(jù)某礦山的排水系統(tǒng)設(shè)計，制定相關(guān)措施，使其在雨季安全生產(chǎn)，即使遇到50年一遇的特大暴雨，排水系統(tǒng)也能保證礦山采場正常安全生產(chǎn)，相關(guān)設(shè)計經(jīng)驗可為礦山提供參考。