白云石礦地下水對生產的影響及防治措施

麻勇躍 白雪峰 王天龍

摘要：通過現場勘查、查驗資料分析地下水的類型及其對白云石礦潛水面以下開采穿孔、爆破、采掘的影響及其防治措施，以指導深部開采作業。

關鍵詞：白云石、裂隙水、爆破、孔網參數、作業效率。

引言：白云石礦是包鋼集團公司輔料生產基地之一，主要生產白云石粉與白云石小粒供包鋼冶煉使用，礦藏豐富，質量品位較好。礦區位于陰山山脈西部，大青山山脈以北，每年6-9月份為該區域雨季。礦區屬于低山丘陵地貌，礦區位于地貌高位點，礦區地下潛水主要賦存在白云巖內，為非承壓裂隙水，礦區礦體大部分位于浸蝕基準面和地下潛水面以上，附近無地表水體，充水巖層為孔隙、裂隙為主，利于自然排水和供水，水文地質為簡單型。主采場最高海拔1524m，水位標高在1390.5m以下，主采場現開采至1378m標高，已低于潛水水位，地下水極大地妨礙了生產的進行。

一、白云石礦開采現狀

白云石礦屬于山坡露天礦，礦體東西長800米，南北寬400米，已經開采14個臺階，臺階高度10米，其中1480m—1510m臺階已經靠界，目前工作臺階為1378—1388臺階及采礦證內擴界的1450m、1460m臺階。白云石普氏硬度為f=8—10。地表稍有風化，節理發育完整，礦體內有1#、2#斷層穿過，采場西側600米處是廠區，采場南側900米處是該礦破碎系統。

礦山爆破使用炸藥主要為銨油炸藥、乳化炸藥，性能安全可靠。

2019年開始采坑內積水開始對生產工作產生影響，水對穿孔爆破質量及生產組織的影響主要表現在以下幾方面：

1、水在穿孔過程中，在鉆機風壓的作用下，在炮孔中上下循環流動沖刷炮孔壁，在裂隙豐富的部位，造成炮孔內壁崩塌，直接造成穿孔廢孔或孔深變淺。

2、鉆機穿孔完畢后，炮孔中的水中所含的巖粉顆粒慢慢沉淀，或附著在孔壁上的巖粉掉入孔底，使炮孔深度變淺。

3、炮孔內水深較大時，裝入的乳化炸藥浮在水中不易下沉，易造成堵孔、形成不耦合裝藥、裝藥密度降低等問題，影響爆破效果。

4、炮孔內含水較多時易造成堵塞物堵塞不實或堵塞高度不夠，影響堵塞質量造成穿孔，存在安全隱患，影響爆破效果。

5、1388m及1378m爆區爆堆在采掘過程中由于乳化炸藥不能順利沉底，造成采場易產生根底，采掘設備作業困難，采掘設備故障率高。

6、爆破裝藥時爆破員先使用繩索將乳化炸藥吊入孔內，高過水面后爆破員將乳化炸藥直接扔入孔內，在炸藥單耗不變的情況下，裝藥集中于炮孔下部，造成臺階中下部區域過度粉碎，吸水性增強，原礦過分潮濕造成篩分效率低易混料，引發生產質量事故。

以上影響因素的存在，造成穿孔廢孔增多，穿孔效率降低、成本增加，并對爆破質量帶來巨大影響，孔深不合格，將造成爆破后產生根底，造成掌子面大面積抬高，原礦潮濕篩分不凈造成混料，影響產品質量等問題，嚴重影響生產的順利進行。

二、采取的措施

（一）根據地質情況選擇明溝疏干法疏排水

穿孔作業過程中采取措施較困難，通過分析只能采取采坑集中疏排水，降低采坑水位。2020年在進行1378臺階開拓過程中鉆機穿孔到1m即見水，導致成孔困難無法正常爆破。通過對采場南幫與東幫斷面進行觀察，發現礦床為一傾向北西的單斜構造。耶穌堂西側河道兩側山包、阿塔山與其西側山包出露巖層為同序巖層，推測為一拉伸斷層兩翼，白云石礦位于該斷層邊上，主要含水層為角礫巖層，結合2019年白云石礦采坑積水規律，雨季及雨季后至11月份采坑涌水量大，11月份后至來年5月份涌水較少。因此白云石礦地下水受大氣降水影響較大，當雨季降雨較大時，雨水存于含水斷層中，采坑涌水量大。針對以上特點，白云石礦在進行疏排水時決定采用明溝疏干法，在采場最新水平面清理出堅硬巖石穿鑿孔排距為2m*2m，22個孔的爆區，爆破后形成積水坑，挖掘匯水明溝，將積水匯集到集水坑內后使用潛水泵抽到積水池再供煅燒區域生產、道路灑水及綠化，進行綜合利用變廢為寶。

（二）調整孔網參數，降低原礦含水率

針對2020年一次爆破后粉礦產出率高導致振動篩篩分不凈的情況我們與爆破公司聯系對爆破參數進行調整，對于干孔采用的孔網參數為：排距4m、孔距7m、單孔裝藥量140kg、裝藥高度7.7m、填塞高度4.3m、炸藥單耗0.5kg/m3，對于水孔采用的孔網參數為：排距4m、孔距6m、單孔裝藥量120kg、裝藥高度8m、填塞高度4m、炸藥單耗0.5kg/m3.裝藥時嚴禁直接將炸藥扔入孔內，起爆時采用逐孔起爆技術。爆破后大塊少，塊度均勻含粉率低，減少原礦含水率，改善篩分效果。

白云石礦調整前后爆破參數見附表1：

經過多次試驗，對于1378-5#爆區與1388-18#爆區爆后觀察爆堆，兩次爆破破碎塊度均勻，平均塊度滿足挖機、液壓鏟鏟裝的要求，塊直徑24cm左右。大塊率在14塊/萬噸左右，基本屬于無大塊，前沖距離21m，后沖和側沖在4m左右，爆堆高度12.5m，飛石在60m左右，數量較少，爆破時振感小，電鏟鏟裝后無根底。

三、結束語

通過實踐調整，對于白云石礦為避免地下水對穿孔、爆破、破碎產生影響，我們分析了白云石礦的地質構造，采用明溝疏排水及調整孔網參數的方式，大大的降低了地下水對生產的影響，為1368臺階的開拓積累了經驗。

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