一种露天转地下开采中地下开采阶段综合治水方法与流程

本发明涉及一种矿山开采的综合治水方法，具体涉及一种露天转地下开采中地下开采阶段地表水和地下水的综合治理措施，可在黑色、有色、煤炭、化工等行业的露天转地下开采矿山广泛应用。

背景技术：

露天转地下开采矿山地下开采阶段时，上部为残存的深凹露天坑。露天坑汇水面积很大，常达数十万平方米。大气降水直接影响地下排水, 暴雨时，洪峰迅猛,短历时洪峰量特大,露天坑汇水量极大,给地下开采带来严重威胁。如1984年，浙江绍兴漓渚铁矿发生的因暴雨洪水,造成矿井被淹；1969年，辽宁葫芦岛松树卯钼矿在一次降雨过程中,因地下防水门问题,造成淹井事故,停产处理达一年多。地下矿山治水已成为露天转地下开采地下开采阶段的一个重要课题,受业界普遍关注。

为了解决露天转地下开采方式中地下开采阶段水患问题，《有色矿冶》2010年8月发表的“浅谈露天转地下开采防洪问题”一文对露天转地下开采治水方法作了探讨。通过沿露天采场外围及地下开采塌陷范围外挖掘排洪沟、地下重要井巷设置防水闸门等措施进行防洪治水。《金属矿山》2012年第1期发表的“归来庄矿露天转地下安全高效开采”中介绍了归来庄矿露天转地下开采过程中，通过地表露天坑底设置集水坑、在井下分3个中段设置水仓泵站排水。

上述已有的治水措施都是局部性且不成系统，难以满足露天转地下开采矿山地下开采阶段在暴雨季节综合治水的需求，无法有效防止矿井淹井等水害的发生。

技术实现要素：

本发明的目的就是针对现有技术存在的上述问题而提供一种集截、防、排、疏、储多种治水技术为一体，不仅能够有效治理地表水，而且能够防治地下水的露天转地下开采中地下开采阶段综合治水方法，可以有效解决露天转地下开采中地下开采阶段的水害，防止矿井淹井等水害的发生。

为实现本发明的上述目的，本发明一种露天转地下开采中地下开采阶段综合治水方法通过以下技术方案来实现：

1）在地下开采移动带范围线外修筑截洪沟：为了减少露天采坑汇水，在地下开采移动带范围线外修筑截洪沟，并定期对其进行修缮维护，这样可以让地表水集中排至露天采坑之外，不让地表汇水进入露天采坑，截洪沟的布置必须根据实际地形，截洪沟的尺寸根据实际地形并结合汇水面积及所在地区的水文资料经计算复核排洪能力后确定。

2）在露天坑底部设集水坑：在露天坑底部设集水坑，在集水坑内安装水泵，利用水泵实时将集水坑内收集的汇水排至采场地表外；所述集水坑的尺寸及水泵的选择根据露天坑的汇水面积及矿区水文地质条件计算确定。

3）地下开采竖井泵站排水设施：在地下开采提升竖井底部的地下开采水平运输巷内安装下部竖井泵站；由于露天转地下开采矿山在地下开采阶段时，通常开采深度较大，在地下开采提升竖井上部的地下开采水平运输巷内至少应增设一个上部竖井泵站，以缓解下部竖井泵站的排水压力；通过下部竖井泵站、上部竖井泵站接力将地下涌水排至采场地表外。

所述的下部竖井泵站、上部竖井泵站的排水设防必须进行贮排平衡计算，并满足20h内排出24h暴雨频率的矿坑最大涌水量，据此确定下部竖井泵站、上部竖井泵站的水泵台数；露天转地下开采中地下开采阶段矿坑最大涌水量为汇入露天坑的暴雨迳流量、地下水涌水量之和。

4）泄水孔设置：在露天坑边帮底部位置，开设泄水孔，泄水孔的下部与地下开采提升竖井底部的地下开采水平运输巷相通，泄水孔将露天坑边坡汇水集中下泄至安装有下部竖井泵站的地下开采水平运输巷。

5）溢水井设置：在安装下部竖井泵站的地下开采水平运输巷内修建溢水井，溢水井位于地下开采提升竖井、泄水孔之间，溢水井的上口与露天坑底部相通。当最低泵站水平由于不可预见洪水，不可避免被淹时，涌水可通过溢水井，回流至露天坑底，避免地下开采更多巷道被淹。

在溢水井与泄水孔之间的地下开采水平运输巷内增设防水门，在暴雨季节可以关闭防水门，保护井下重要设备、设施。

在暴雨季节，排水泥沙量大，在下部竖井泵站、上部竖井泵站内分别设立泵站清淤系统。

本发明一种露天转地下开采中地下开采阶段综合治水方法采用以上技术方案后，具有以下有益效果：综合采用截、防、排、疏、储多管齐下的防治水综合措施，主要由地下开采移动带范围线外的截洪沟、露天坑底部的集水坑、地下开采竖井泵站排水设施、溢水井、泄水孔等设施组成的综合系统来治理露天转地下开采中地下开采阶段的地表水和地下水。

其中地下开采移动带范围线外的截洪沟可以减小露天采坑汇水，有效截断外围水；露天坑底部的集水坑可有效减少排至地下水量，减小井下排水压力；地下开采竖井泵站排水设施可将汇入露天坑的暴雨迳流量、地下水涌水最终排至地表；溢水井可在不可避免危险情况发生时，将地下涌水排至地表；防水门是重要的隔水设备，可保护井下重要设备、设施免受水害。

附图说明

图1为本发明一种露天转地下开采中地下开采阶段综合治水方法之矿山纵剖面图。

附图标记为：1-地下开采提升竖井；2-上部竖井泵站；3-下部竖井泵站；4-溢水井；5-泄水孔；6-防水门；7-地下开采水平运输巷；8-采场地表；9-露天开采形成的台阶；10-地下开采移动带范围线；11-矿体；12-集水坑；13-截洪沟；14-露天坑底部。

具体实施方式

为进一步描述本发明，下面结合附图和实施例对本发明一种露天转地下开采中地下开采阶段综合治水方法做进一步详细说明。

图1所示的本发明一种露天转地下开采中地下开采阶段综合治水方法之矿山纵剖面图看出，它属于露天开采后剩余挂帮矿（即露天开采边坡内的地下矿体）的地下开采。本发明一种露天转地下开采中地下开采阶段综合治水方法，首先在地下开采移动带范围线10外修筑截洪沟13，截洪沟13尺寸根据实际地形并结合汇水面积及所在地区的水文资料经计算复核排洪能力后确定，同时，截洪沟应定期修缮维护。

在露天坑底部14设集水坑12，在集水坑12内安装水泵，利用水泵实时将集水坑12内收集的汇水排至采场地表8外；所述集水坑12的尺寸及水泵的选择根据露天坑的汇水面积及矿区水文地质条件计算确定。

在地下开采提升竖井1底部的地下开采水平运输巷7内安装下部竖井泵站3，在地下开采提升竖井1上部的地下开采水平运输巷7内至少应增设一个上部竖井泵站2，以缓解下部竖井泵站3的排水压力。下部竖井泵站3、上部竖井泵站2接力将地下涌水排至采场地表8外。下部竖井泵站3、上部竖井泵站2的排水设防必须进行贮排平衡计算。根据我国目前现行安全规程规定，下部竖井泵站3、上部竖井泵站2必须满足20h内排出24h暴雨频率的矿坑最大涌水量，据此确定下部竖井泵站3、上部竖井泵站2的水泵台数。暴雨季节，排水泥沙量大，应在下部竖井泵站3、上部竖井泵站2内分别设立泵站清淤系统。

在露天坑边帮底部位置，开设泄水孔5，泄水孔5的下部与地下开采提升竖井1底部的地下开采水平运输巷7相通，泄水孔5将露天坑边坡汇水集中下泄至安装有下部竖井泵站3的地下开采水平运输巷7；在安装下部竖井泵站3的地下开采水平运输巷7内修建溢水井4，溢水井4位于地下开采提升竖井1、泄水孔5之间，溢水井4的上口与露天坑底部14相通；在溢水井4与泄水孔5之间的地下开采水平运输巷7内增设防水门6。当不可预见洪水发生，最低的地下开采水平运输巷7不可避免被淹时，涌水可通过溢水井4，回流至露天坑底部14，避免地下开采更多巷道被淹。