淺談中鋁礦業(yè)丁王鋁礦礦井治水措施

【摘 要】水害是威脅礦山生產(chǎn)的主要災(zāi)害之一。金屬礦山老窖積水對(duì)井下安全開采的隱患較大，合理治水對(duì)安全生產(chǎn)有重要意義。近年來(lái)，隨著礦山開采深度的加大，礦山防水治水工作越來(lái)越在礦山生產(chǎn)中顯得重要。2011年5月對(duì)中國(guó)鋁業(yè)鞏義鋁礦五號(hào)礦井的老窖積水危害問題，采用向老窖內(nèi)充填水泥砂漿形成一個(gè)固體充填體而把老窖中積水排擠出老窖的治水方法，消除了水患，防止突發(fā)涌水事故的發(fā)生，減少井巷的涌水量，改善工人的井下作業(yè)環(huán)境，保證老窖周圍的井巷正常的安全生產(chǎn)，取得了滿意的效果。

【關(guān)鍵詞】老窖；治水；堆積充填；安全

0 引言

中國(guó)鋁業(yè)鞏義丁王鋁礦五號(hào)礦井屬于干旱地區(qū)范圍內(nèi)，礦床位于侵蝕基準(zhǔn)面以下，充水以碳酸鹽巖裂隙和溶洞水為主，礦床處于地下水位以下，礦體以塊狀或整體結(jié)構(gòu)為主，頂板圍巖為石炭紀(jì)灰?guī)r。

施工巷道離地表深度72米，巖石裂隙發(fā)育，涌水量較大，巖石裂隙中涌水量1200立方米/晝夜，用水泵排水12天涌水量并未減少。老窖之下的礦石可采儲(chǔ)量約20萬(wàn)噸，質(zhì)量較好，鋁含量65%，鋁硅比10左右。如果不對(duì)老窖積水進(jìn)行處理，井下開采的安全就無(wú)法得到保障，極有可能發(fā)生突發(fā)涌水事故，造成人員傷亡和設(shè)備損失。礦井充水的必備條件是必須有水源和充水通道。經(jīng)查水文地質(zhì)資料和現(xiàn)場(chǎng)涌水分布情況，經(jīng)分析判斷涌水來(lái)自巷道上部19米處有一個(gè)老窖，老窖積水與地下水系聯(lián)通，非承壓水。老窖空腔容積980立方米左右，老窖內(nèi)腔的頂部距地表33米，內(nèi)部高度18米高。

如何消除老窖對(duì)巷道的安全威脅，防止突發(fā)涌水事故的發(fā)生成為當(dāng)務(wù)之急。項(xiàng)目部迅速成立治水項(xiàng)目組，結(jié)合地質(zhì)資料及充填理論，確定治水方案，通過向老窖內(nèi)用砂漿充填，砂漿把老窖里面的積水?dāng)D壓排出，一方面消除老窖積水發(fā)生突發(fā)涌水事故，另一方面砂漿進(jìn)入巖隙阻斷老窖積水的補(bǔ)充來(lái)源，這樣消除了安全生產(chǎn)的突發(fā)涌水隱患，同時(shí)改善工人的作業(yè)環(huán)境。

1 充填施工方案

1.1 充填設(shè)備

一臺(tái)攪拌機(jī)和兩臺(tái)充填機(jī)

1.2 充填材料

根據(jù)老窖積水的容積，水泥砂漿的密度2.5噸/立方米，經(jīng)估算充填料體積至少980立方米。準(zhǔn)備的普通水泥400噸，砂子800噸， 5毫米的石子1600噸，部分速凝劑以及100米的3寸PVC管子。

1.3 施工要點(diǎn)

在老窖之上的地面用潛孔鉆打兩個(gè)鉆孔做為充填孔，相隔20米，然后分別向鉆孔內(nèi)放置一根PVC管子做為充填管。充填的水泥砂漿的配比設(shè)定為：水泥：砂子：石子=1：2：4，加入適當(dāng)?shù)乃倌齽{(diào)整初凝時(shí)間為2小時(shí)。備足充填材料，不間斷連續(xù)充填作業(yè)，防止水泥砂漿凝固而影響充填連續(xù)進(jìn)行，時(shí)間兩天。

嚴(yán)格控制好充填管底端高度，為防止充填料被老窖內(nèi)的水稀釋沖散，保證充填以堆積的方式進(jìn)行充填，讓充填管子端頭始終在充填料內(nèi)。充填管最底端離老窖內(nèi)底板0.3米左右開始連續(xù)充填，當(dāng)充填機(jī)壓力表明顯增大到1MP時(shí)，用人工方法把充填管向上拔高一點(diǎn)，依次連續(xù)充填，直止充填高度達(dá)到老窖最頂部時(shí)，充填機(jī)的充填壓力達(dá)到1.2MP時(shí)停止充填工作。

在充填工作完成后的第三天在老窖的地表正上方打了一個(gè)驗(yàn)證充填體質(zhì)量的鉆孔，打到充填體上，鉆入的深度5米。從現(xiàn)場(chǎng)打出來(lái)的鑿巖粉體來(lái)分析，充填體已經(jīng)固化形成一定的初凝強(qiáng)度。據(jù)此可以推測(cè)，老窖內(nèi)積水已被固化的充填體所替代，到達(dá)了預(yù)期效果。

2 經(jīng)濟(jì)分析

3 充填治水效果

3.1 井下涌水量

充填開始后，從井下涌水水質(zhì)顏色目測(cè)來(lái)看，里面含有水泥漿成分，說(shuō)明井下涌水來(lái)自老窖判斷的正確性。治水之前井下巷道的涌水量是1200立方米/晝夜，充填治水后的涌水量大幅度減小，僅為90立方米/晝夜，大大降低了井下排水費(fèi)用，提高了工作的勞動(dòng)作業(yè)條件。

3.2 安全性

經(jīng)計(jì)算，向老窖內(nèi)充填料體積為965立方米，老窖還剩余15立方米空間出于老窖的不規(guī)則性沒有充填到位。老窖內(nèi)積水被絕大部分排出，形成了一個(gè)穩(wěn)定的固體充填體，從而消除了突發(fā)涌水的可能性，增加了井下生產(chǎn)的安全性。

3.3 經(jīng)濟(jì)性

井下涌水得到有效控制后，后續(xù)的采礦工作得以順利進(jìn)行。據(jù)統(tǒng)計(jì)，2011年6月至10月的采礦量為76980噸，平均鋁硅比9.7，單價(jià)為310元/噸，總價(jià)值超過2300萬(wàn)元。整個(gè)充填治水費(fèi)用253360元，成本低，經(jīng)濟(jì)效益明顯。

4 結(jié)語(yǔ)

通過以上所述的井下治水措施，得出以下結(jié)論：

4.1 向老窖中充填砂漿，擠出老窖積水，消除突發(fā)涌水量事故的發(fā)生，增加了施工的安全性；

4.2 提高了礦石的回收率和降低了礦石的損失率，取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益；

4.3 對(duì)同類礦山的防水治水施工具有借鑒意義。

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[責(zé)任編輯：曹明明]