白云石礦地下水對生產(chǎn)的影響及防治措施

麻勇躍 白雪峰 王天龍

摘要：通過現(xiàn)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(dǎo)深部開采作業(yè)。

關(guān)鍵詞：白云石、裂隙水、爆破、孔網(wǎng)參數(shù)、作業(yè)效率。

引言：白云石礦是包鋼集團(tuán)公司輔料生產(chǎn)基地之一，主要生產(chǎn)白云石粉與白云石小粒供包鋼冶煉使用，礦藏豐富，質(zhì)量品位較好。礦區(qū)位于陰山山脈西部，大青山山脈以北，每年6-9月份為該區(qū)域雨季。礦區(qū)屬于低山丘陵地貌，礦區(qū)位于地貌高位點，礦區(qū)地下潛水主要賦存在白云巖內(nèi)，為非承壓裂隙水，礦區(qū)礦體大部分位于浸蝕基準(zhǔn)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(zhì)為簡單型。主采場最高海拔1524m，水位標(biāo)高在1390.5m以下，主采場現(xiàn)開采至1378m標(biāo)高，已低于潛水水位，地下水極大地妨礙了生產(chǎn)的進(jìn)行。

一、白云石礦開采現(xiàn)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(jīng)開采14個臺階，臺階高度10米，其中1480m—1510m臺階已經(jīng)靠界，目前工作臺階為1378—1388臺階及采礦證內(nèi)擴(kuò)界的1450m、1460m臺階。白云石普氏硬度為f=8—10。地表稍有風(fēng)化，節(jié)理發(fā)育完整，礦體內(nèi)有1#、2#斷層穿過，采場西側(cè)600米處是廠區(qū)，采場南側(cè)900米處是該礦破碎系統(tǒng)。

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(nèi)積水開始對生產(chǎn)工作產(chǎn)生影響，水對穿孔爆破質(zhì)量及生產(chǎn)組織的影響主要表現(xiàn)在以下幾方面：

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

2、鉆機(jī)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(nèi)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(nèi)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(zhì)量造成穿孔，存在安全隱患，影響爆破效果。

5、1388m及1378m爆區(qū)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(chǎn)生根底，采掘設(shè)備作業(yè)困難，采掘設(shè)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(nèi)，高過水面后爆破員將乳化炸藥直接扔入孔內(nèi)，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(qū)域過度粉碎，吸水性增強(qiáng)，原礦過分潮濕造成篩分效率低易混料，引發(fā)生產(chǎn)質(zhì)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(zhì)量帶來巨大影響，孔深不合格，將造成爆破后產(chǎn)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(chǎn)品質(zhì)量等問題，嚴(yán)重影響生產(chǎn)的順利進(jìn)行。

二、采取的措施

（一）根據(jù)地質(zhì)情況選擇明溝疏干法疏排水

穿孔作業(yè)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(jìn)行1378臺階開拓過程中鉆機(jī)穿孔到1m即見水，導(dǎo)致成孔困難無法正常爆破。通過對采場南幫與東幫斷面進(jìn)行觀察，發(fā)現(xiàn)礦床為一傾向北西的單斜構(gòu)造。耶穌堂西側(cè)河道兩側(cè)山包、阿塔山與其西側(cè)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(jié)合2019年白云石礦采坑積水規(guī)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(dāng)雨季降雨較大時，雨水存于含水?dāng)鄬又?，采坑涌水量大。針對以上特點，白云石礦在進(jìn)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(qū)，爆破后形成積水坑，挖掘匯水明溝，將積水匯集到集水坑內(nèi)后使用潛水泵抽到積水池再供煅燒區(qū)域生產(chǎn)、道路灑水及綠化，進(jìn)行綜合利用變廢為寶。

（二）調(diào)整孔網(wǎng)參數(shù)，降低原礦含水率

針對2020年一次爆破后粉礦產(chǎn)出率高導(dǎo)致振動篩篩分不凈的情況我們與爆破公司聯(lián)系對爆破參數(shù)進(jìn)行調(diào)整，對于干孔采用的孔網(wǎng)參數(shù)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(wǎng)參數(shù)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(yán)禁直接將炸藥扔入孔內(nèi)，起爆時采用逐孔起爆技術(shù)。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(diào)整前后爆破參數(shù)見附表1：

經(jīng)過多次試驗，對于1378-5#爆區(qū)與1388-18#爆區(qū)爆后觀察爆堆，兩次爆破破碎塊度均勻，平均塊度滿足挖機(jī)、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(cè)沖在4m左右，爆堆高度12.5m，飛石在60m左右，數(shù)量較少，爆破時振感小，電鏟鏟裝后無根底。

三、結(jié)束語

通過實踐調(diào)整，對于白云石礦為避免地下水對穿孔、爆破、破碎產(chǎn)生影響，我們分析了白云石礦的地質(zhì)構(gòu)造，采用明溝疏排水及調(diào)整孔網(wǎng)參數(shù)的方式，大大的降低了地下水對生產(chǎn)的影響，為1368臺階的開拓積累了經(jīng)驗。

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