雞籠山黃金礦業(yè)公司三期深部工程排水系統(tǒng)優(yōu)化方案

朱先艷，朱震宇

（1.大冶有色金屬有限責(zé)任公司銅山口銅礦，湖北 黃石 435122；2.湖北神龍工程測(cè)試技術(shù)有限公司，湖北 武漢 430034）

雞籠山黃金礦業(yè)公司(以下簡(jiǎn)稱公司)礦區(qū)位于湖北省陽(yáng)新縣富池鎮(zhèn)，地理位置優(yōu)越，交通方便。公司礦床為一大型金礦和中型銅礦床，是一個(gè)具有開采價(jià)值較高的多金屬礦山。礦山始建于1969年，經(jīng)過(guò)1#露采工程、一期地采工程、二期擴(kuò)建工程、三期深部工程等四個(gè)發(fā)展階段[1]，設(shè)計(jì)采選能力達(dá)396 kt/a，現(xiàn)采選生產(chǎn)能力為250kt/a。-40m至-490m中段共計(jì)11中段，有集中直接、集中接力排水[2]，排水系統(tǒng)較復(fù)雜。現(xiàn)介紹三期深部工程排水系統(tǒng)優(yōu)化方案。

1 坑道水的來(lái)源

坑道水的來(lái)源有大氣降水、含水層的水、接觸構(gòu)造含水帶的水、風(fēng)化裂隙含水帶、巖漿巖隔水體、巖溶發(fā)育的水、生產(chǎn)產(chǎn)生工業(yè)廢水。

（1）大氣降水是礦區(qū)地下水的主要補(bǔ)給來(lái)源：地下水與夾溪湖的水無(wú)明顯水力聯(lián)系，因礦區(qū)內(nèi)和湖水之間有隔水層花崗閃長(zhǎng)斑巖脈穿插，阻隔了湖水的下滲。

（2）含水層的水：①茅口組燧石灰?guī)r含水層（P1m）。分布于山頂，面積很小，標(biāo)高300m～439.37m。與礦床充水無(wú)關(guān)。②三迭系下統(tǒng)大冶組上部灰?guī)r、大理巖、白云質(zhì)灰?guī)r（T1dy4—7）。該層隱伏于雞籠山巖體四周，標(biāo)高為12m～288m，水文地質(zhì)中等類為礦床直接充水圍巖，含水層的富水性與巖溶垂直分帶一致。③三迭系下統(tǒng)大冶組下部灰?guī)r、大理巖（T1dy1—4）。為中等富水裸露型巖溶裂隙溶洞含水層，分布于礦區(qū)外圍東南面，標(biāo)高100m～300m，為礦床充水的間接補(bǔ)給源。

（3）接觸構(gòu)造含水帶的水：銅金礦床的主要賦存部位在礦區(qū)內(nèi)巖漿巖與大理巖的接觸帶上。該帶構(gòu)造裂隙、巖溶裂隙發(fā)育、巖石較破碎，是充水帶，稱為接觸構(gòu)造含水帶。

（4）風(fēng)化裂隙含水帶：巖漿巖上部風(fēng)化較強(qiáng)烈，巖石呈土狀及碎塊狀，含水性、透水性較好，稱為風(fēng)化裂隙含水帶。

（5）巖漿巖隔水體：未風(fēng)化巖漿巖為隔水巖體，但局部構(gòu)造裂隙密集發(fā)育處含構(gòu)造裂隙水。

（6）巖溶發(fā)育的水：①淺部裸露中～強(qiáng)巖溶帶。分布于標(biāo)高+50m以上。②中部隱伏型中等巖溶帶。它還細(xì)分為3個(gè)亞帶，分布于+50m～100m標(biāo)高。③下部弱巖溶帶。分布于—100m～300m標(biāo)高。1.6.4深部非巖溶帶。即隔水體，分布于標(biāo)高—300m以下。

（7）生產(chǎn)產(chǎn)生工業(yè)廢水：①充填體濾水。②掘進(jìn)作業(yè)產(chǎn)生工業(yè)污水。

故三期深部工程坑道水主要以生產(chǎn)產(chǎn)生工業(yè)廢水、巖溶裂隙含水層充水為主的型。

2 三期深部工程系統(tǒng)簡(jiǎn)介

－545m盲混合井井底水倉(cāng)的積水，深井潛水泵排到-490m中段水倉(cāng)。兩臺(tái)6699×7深井潛水泵。單臺(tái)水泵的流量為30m3/h～66m3/h，揚(yáng)程68m～126m，兩條φ89mm×4.5mm無(wú)縫鋼管排水管。在-490m中段主水泵房?jī)?nèi)有三臺(tái)200D43×6型離心式水泵。單臺(tái)水泵的流量為190m3/h～346 m3/h，揚(yáng)程245m～272m，電動(dòng)機(jī)Y355-43-4型。兩條φ273mm×7mm無(wú)縫鋼道排水管，-490m中段主排水泵房到-290m中段水倉(cāng)。

3 三期深部工程排水系統(tǒng)優(yōu)化方案

（1）一、二期排水系統(tǒng)存在問(wèn)題：①副井管子間不能布置過(guò)多排水管，副井?dāng)嗝嬷睆溅?.5m，管子間內(nèi)布置供風(fēng)管、供水管、排泥管、排水管共計(jì)10多條，沒(méi)空間維修不方便。需減少管道數(shù)量，保證維修空間。②經(jīng)二個(gè)直徑φ110mm地質(zhì)鉆孔作為泄水孔分別到-90m中段、-170m中段、-290m中段水倉(cāng)。采區(qū)沒(méi)設(shè)計(jì)沉淀池，采場(chǎng)充填時(shí)跑漏的尾砂漿和過(guò)濾的充填水，在水溝中流速降后產(chǎn)生沉淀并結(jié)塊，易堵泄水孔、水溝，污染巷道，清理巷道、水溝、水倉(cāng)淤泥量大，又困難，主要影響有軌運(yùn)輸能力。③水泵工6人，維修工2人，水泵耗電多，維修量大，排水成本過(guò)高。④原三期深部工程排水系統(tǒng)運(yùn)行1年后，-170m中段、-290m中段每天排水時(shí)間長(zhǎng)，設(shè)備經(jīng)常發(fā)生故障。

（2）三期深部工程排水系統(tǒng)優(yōu)化方案措施：①取消-90m中段排水系統(tǒng)。-90m中段排水管從1986年投產(chǎn)到2010年多次更換，水泵運(yùn)行時(shí)間長(zhǎng)，報(bào)廢。②通過(guò)水源分析和原三期深部工程排水系統(tǒng)運(yùn)行1年實(shí)測(cè)結(jié)果，發(fā)現(xiàn)-290m中段坑道涌水量最大，涌水量正常是3850m3/d，最大是8340m3/d。因此-290m中段排水系統(tǒng)是整個(gè)排水系統(tǒng)的關(guān)鍵樞紐。它即是-210m～-290m中段匯水處，又是接力-490m中段水倉(cāng)排水。為了解決阻梗問(wèn)題，將-290m中段原接力排水改為直接排水到地表。將原來(lái)-290m中段水泵房的設(shè)備設(shè)施逐臺(tái)更換成新購(gòu)三臺(tái)250D-60C-6型離心式水泵。單臺(tái)水泵的流量為330m3/h～485m3/h，揚(yáng)程336m～396m，原設(shè)備移至-170m中段水泵房，更換原來(lái)-170m中段水泵房水泵設(shè)備，原有水泵設(shè)備報(bào)廢。③中段間泄水系統(tǒng)。由于泄水孔泄水存在弊端，一、二期泄水孔改為泄水井，三期工程直接設(shè)計(jì)為泄水井。在-40m～-170m中段在水倉(cāng)入口處相應(yīng)位置用天井鉆機(jī)反掘直徑φ1.5m泄水井4條，每中段一條泄水井，同樣在-210m～-290m中段、-340m～-490m中段分別掘直徑φ1.5m泄水井2條、4條泄水井。④中段內(nèi)泄水系統(tǒng)。水溝設(shè)置3‰～10‰坡度，水下坡流向泄水井；-340m～-490m每個(gè)中段采區(qū)設(shè)置兩個(gè)5m×10m×4m沉淀池，沉淀池間距5m～8m。鏟車清理淤泥。⑤采場(chǎng)內(nèi)充填體濾水。原采場(chǎng)內(nèi)濾水靠?jī)蓷l人行井聯(lián)絡(luò)道、溜礦筒濾水，中間常有大量積水，人走易滑倒，鏟車運(yùn)行打滑側(cè)翻。現(xiàn)增加一條壁上帶孔的鋼制泄水井，能加快充填體濾水速度，縮短凝固時(shí)間，提高膠結(jié)強(qiáng)度。⑥排水泵采取智能控制，排水泵房無(wú)人值守。遠(yuǎn)程、自動(dòng)、監(jiān)測(cè)、智能控制設(shè)備設(shè)在生產(chǎn)調(diào)度室，值班人員負(fù)責(zé)監(jiān)管，記錄。現(xiàn)場(chǎng)只需要1人負(fù)責(zé)排水設(shè)備檢查和保養(yǎng)，電氣設(shè)備和線路維護(hù)；實(shí)現(xiàn)警戒水位自動(dòng)聯(lián)機(jī)操作，當(dāng)警戒最高水位時(shí)自動(dòng)接通排水，反之自動(dòng)斷電停排。視頻監(jiān)控水泵房設(shè)備設(shè)施及水倉(cāng)水位，發(fā)生設(shè)備故障和災(zāi)情時(shí)立即報(bào)警。還能自動(dòng)避峰填谷，預(yù)先停排水。

4 結(jié)語(yǔ)

公司原三期深部工程排水系統(tǒng)通過(guò)優(yōu)化后，簡(jiǎn)化了排水系統(tǒng)環(huán)節(jié)，有效解決了-290m中段排水系統(tǒng)阻梗問(wèn)題，減少了-170m中段、-290m中段排水設(shè)備發(fā)生故障及巷道、水溝堵塞清淤量，定期清理采區(qū)沉淀池，水倉(cāng)每年也只清理一次，亦減少了對(duì)生產(chǎn)影響。優(yōu)化方案運(yùn)行3年后，排水成本（材料+動(dòng)力+人工費(fèi)）由原來(lái)大約360萬(wàn)元/a降至252萬(wàn)元/a，降低了108萬(wàn)元/a左右，達(dá)到了節(jié)能降耗，增收節(jié)支目的。