一种露天矿清污分离的分段排水方法与流程

本发明涉及一种露天矿排水系统及排水方法，可在露天矿排水作业中广泛应用，特别适合于大型深凹露天坑底排水。

背景技术：

伴随着露天矿山开采深度的增加，采矿场内部的排水量也随之增加。露天矿防排水系统的合理分布，对矿山开采具有非常重要的意义，做好防排水工作是保证露天矿安全生产的先决条件。尤其是凹陷露天矿，其客观上具备了汇集大气降水、地表径流和地下涌水的条件，因此在露天矿全过程生产期间，甚至在基建期间都必须采取有效的防排水措施。

露天坑涌水若不能及时排出露天坑，不但会导致设备被淹，还会导致其他不可预测的后果，影响正常生产。为保证露采工作的顺利进行，必须将露天坑内的积水及时排出。

常规的露天矿分段接力排水方法，该排水系统的实质是：在露天采场的边帮上设置几个固定泵站，分段拦截并排出涌水，各固定泵站可以将水直接排至地表，也可以采取接力方式通过上水平的主泵站将水排至地表。该排水方法适用于汇水面积和水量大的露天矿山，或开采深度大、下降速度快的矿山。但该排水方法存在边坡压矿；同时固定泵站受地表气象条件、边坡滚石等的影响，需要修建固定泵站水泵房。

此外，在露天矿山排水系统中，水仓通常采用独立结构，污水和清水混合，还时常伴有砂石。对水泵磨损较大，甚至引起水泵故障，影响水泵的使用寿命和露天矿的正常排水作业。

技术实现要素：

本发明的目的是就是针对现有露天矿水仓存在的污水和清水混合、水泵使用寿命短等以及露天矿排水系统存在的边坡压矿、需要修建固定泵站水泵房等问题，而提供一种可采出部分边坡压矿、减少矿石损失、不需建固定泵站水泵房的露天矿清污分离的分段排水方法，以确保露天矿山排水作业的正常运行。

为实现本发明的上述目的，本发明一种露天矿清污分离的分段排水方法采用以下技术方案：

本发明一种露天矿清污分离的分段排水方法，在露天坑底设置坑底水仓，在坑底水仓之上的露天平台上布置潜水泵，所述的坑底水仓采用矩形水仓，在坑底水仓内设有矩形混凝土围墙。在矩形混凝土围墙上设置铁丝网，所述矩形混凝土围墙比坑底水仓的高度低；所述矩形混凝土围墙内围的空间为内水仓，所述矩形混凝土围墙四外面与坑底水仓四内面之间的空间为外水仓；本发明还在常规固定泵站水泵位置之上的露天坑平台边坡上横向施工洞室，所述的硐室位置应避开断层；在硐室内向下修建硐室水仓，在硐室内安装洞室固定泵站水泵；潜水泵通过管道分别与内水仓、硐室水仓连接；污水从露天坑边坡四周汇流入外水仓，污水中的泥沙沉积至外水仓的底部，清水则从矩形混凝土围墙上设置的铁丝网的网孔溢流至内水仓，内水仓内的清水通过潜水泵抽至硐室内的硐室水仓内，再由洞室固定泵站水泵抽至露天坑以外。外水仓沉积泥沙需不定期进行清理，确保进入内水仓水清洁。在矩形混凝土围墙上设置铁丝网的目的为了防止漂浮物和大块杂物进入内水仓。

所述的硐室选择在岩层稳定区域施工。

所述矩形混凝土围墙四外面与坑底水仓四内面之间的间距相等。

述矩形混凝土围墙比坑底水仓的高度低0.6m-1m。

而传统的露天矿分段排水方法则是：在露天坑底设置露天坑底水仓，在露天坑底水仓之上的露天平台上布置潜水泵；在矿体之上的露天平台上施工常规平台固定泵站水仓，在常规平台固定泵站水仓所在露天平台上布置常规固定泵站水泵，常规平台固定泵站水仓呈矩形，沿边坡方向水平布置。为了避免边坡滚石砸坏常规固定泵站水泵，还需要修建固定泵站水泵房，常规固定泵站水泵安装在固定泵站水泵房内。潜水泵将集中汇流至露天坑底水仓内的露天坑汇水抽至常规平台固定泵站水仓内，再有常规固定泵站水泵抽至露天坑以外。传统的露天坑底水仓中，污水和清水混合，还时常伴有砂石、草木等杂物，对水泵磨损较大，极易引起水泵故障。

本发明一种露天矿清污分离的分段排水方法采用以上技术方案后，具有以下积极效果：

(1)本发明对原方法进行改进，通过在露天坑底设置的坑底水仓中再布置矩形混凝土围墙，从而分隔为外水仓、内水仓，使污水和清水基本分离，外水仓清淤脱沙，内水仓清水外排，且整体结构简单易行；

(2)本发明在露天坑平台边坡上横向施工洞室，在硐室内向下修建硐室水仓，在硐室内安装洞室固定泵站水泵，即：将传统的常规平台固定泵站水仓、常规固定泵站水泵迁移至硐室内。排水方法改进后，固定泵站以下台阶可向内回缩，从而可采出部分边坡压矿，减少矿石损失；同时洞室固定泵站水泵不受地表气象条件、边坡滚石等的影响，不需建固定泵站水泵房。

附图说明

图1是本发明一种露天矿清污分离的分段排水方法之排水系统改进示意图。

图2是本发明采用的清污分离露天矿水仓俯视结构示意图。

附图标记为：1-潜水泵；2-常规固定泵站水泵；3-洞室固定泵站水泵；4-常规平台固定泵站水仓；5-硐室水仓；6-铁丝网；7-排水管；8-硐室；9-矿体；10-露天坑平台边坡；11-内水仓；12-外水仓；13-矩形混凝土围墙；14－坑底水仓。

具体实施方式

为更好地描述本发明，下面结合附图和实施例对本发明一种露天矿清污分离的分段排水方法做进一步详细描述。

由图1所示的本发明一种露天矿清污分离的分段排水方法之排水系统改进示意图看出，传统的露天矿分段排水方法是：在露天坑底设置坑底水仓14，在坑底水仓14之上的露天平台上布置潜水泵1。在矿体9之上的露天平台上施工常规平台固定泵站水仓4，在常规平台固定泵站水仓4所在露天平台上布置常规固定泵站水泵2，常规平台固定泵站水仓4呈矩形，沿边坡方向水平布置。为了避免边坡滚石砸坏常规固定泵站水泵2，还需要修建固定泵站水泵房，常规固定泵站水泵2安装在固定泵站水泵房内。潜水泵1将集中汇流至坑底水仓14内的露天坑汇水——浑水抽至常规平台固定泵站水仓4内，再有常规固定泵站水泵2抽至露天坑以外。这种排水系统及排水方法，修建的常规平台固定泵站水仓4、常规固定泵站水泵2压占了下部的矿体9，导致部分边坡压矿无法开采，从而造成资源浪费。而且露天坑汇水——浑水中伴有砂石、草木等杂物，对水泵磨损大。

由图1所示的本发明一种露天矿清污分离的分段排水方法之排水系统改进示意图并结合图2看出，本发明一种露天矿清污分离的分段排水方法在露天坑底设置坑底水仓14，在坑底水仓14之上的露天平台上布置潜水泵1。所述的坑底水仓14采用矩形水仓，在坑底水仓14内设有矩形混凝土围墙13，矩形混凝土围墙13比坑底水仓14的高度低0.6m-1m，在矩形混凝土围墙13上设置铁丝网6，所述矩形混凝土围墙13比坑底水仓14的高度低，所述矩形混凝土围墙13四外面与坑底水仓14四内面之间的间距相等；所述矩形混凝土围墙13内围的空间为内水仓11，所述矩形混凝土围墙13四外面与坑底水仓14四内面之间的空间为外水仓12；在常规固定泵站水泵2位置之上的露天坑平台边坡10上横向施工洞室8，所述的硐室8位置应避开断层，选择在岩层稳定区域施工；在硐室8内向下修建硐室水仓5，在硐室8内安装洞室固定泵站水泵3；潜水泵1通过排水管7分别与内水仓11、硐室水仓5连接；污水从露天坑边坡四周汇流入外水仓12，污水中的泥沙沉积至外水仓12的底部，清水则从矩形混凝土围墙13上设置的铁丝网6的网孔溢流至内水仓11，潜水泵1将内水仓11内的清水通过排水管7抽至硐室8内的硐室水仓5内，再由洞室固定泵站水泵3通过另一根排水管7抽至露天坑以外。

本发明一种露天矿清污分离的分段排水方法将洞室固定泵站水泵3、硐室水仓5迁移至硐室8内，硐室水仓5沿硐室8内布置，节省硐室8的工程量。

本发明一种露天矿清污分离的分段排水方法对传统的露天矿分段排水系统改进后，洞室固定泵站水泵3以下台阶可向内回缩(见虚线台阶线)，从而可采出部分边坡压矿，减少矿石损失；同时洞室固定泵站水泵3不受地表气象条件、边坡滚石等的影响，不需建固定泵站水泵房。

本发明一种露天矿清污分离的分段排水方法已经在某大型深凹露天铁矿分段排水系统中应用，与传统的露天矿分段排水系统及方法相比，排水系统运行平稳，且多采出高品位铁矿石5万余吨，经济价值500余万元，取得了意想不到的经济效果。