利用旧巷道封堵形成水仓控制排水时间

邱俊刚，张忠辉，刘润田，王大为，张海涛

（山东黄金矿业(莱州)有限公司焦家金矿，山东 莱州 261441）

利用旧巷道封堵形成水仓控制排水时间

邱俊刚，张忠辉，刘润田，王大为，张海涛

（山东黄金矿业(莱州)有限公司焦家金矿，山东 莱州 261441）

焦家金矿寺庄矿区现有水仓容量较小，水泵必须连续排水，否则有淹没井筒的危险。通过调查论证分析，借助废旧巷道用混凝土墙封堵形成一个储水水仓，不仅大幅增加水仓容积，并通过设置放水阀门进行控制，使其避开排水用电高峰期，利用用电谷期进行大量排水，每年可节省电费约一百多万元；同时减少一个新增水仓的施工费用和时间，并且当供电、排水系统出现问题时可提供充足的抢修时间，经济效益和社会效益十分明显，对其他类似矿山具有借鉴作用。

水仓；封堵；增容；控制排放

1 前言

山东黄金矿业(莱州)有限公司焦家金矿寺庄矿区位于莱州市东北28km，隶属山东省莱州市朱桥镇管辖，矿区属温带季风性大陆型气候。年平均温度为12.5℃，极端最高气温为38.9℃,极端最低气温为－17℃；年平均降雨量为601.8mm，年最大降雨量为1204.8mm，年最小降雨量为313.8mm；年主导风向为南风，夏季为偏南风，冬季东北风。寺庄矿区1998年6月18日开始井建，到2004年8月完成基建任务，转入生产，形成实际生产能力200t/d。

2 矿区排水情况

（1）水文地质。矿区地表多为第四系地层覆盖，基本不含水。矿区南部的朱桥河和北部的滚龙河长年干涸，对矿床充水无影响。涌水呈降落漏斗状态，汇集最底-400m中段，其他开采中段基本无水；根据近两年统计结果，寺庄矿区涌水量平均2 500～3 000m3/d。主要涌水地点位于矿体上盘（西部），占涌水量比例较大。

（2）排水系统。根据矿区主竖井的开拓深度，在-400m中段拥有内、外水仓容积约为2 800m3，设置水泵房，上中段的少量水经水天井泄至下部-400m中段和本主要巷道大量涌水，经水沟渠道进入水仓，再由井下5台355kW水泵抽出通过两条排水管路排到井上水泵房，再由地表水池通过排水管送至焦家金矿作为生产用水或排到海里。

（3）安全隐患及排水费用。由于寺庄矿区的内外水仓总容积与每天涌水量相当，因此需要每天开启3台水泵以上进行连续排水，才能保证正常排水，一旦发生长时间设备故障影响排水时间，则有淹井的危险，而寺庄矿区没有备用水仓应急，现有排水系统存在一定的安全隐患。同时，寺庄矿区用电引自山东黄金集团的110kV变电站，该站特有的用电峰、平、谷期不同的电费单价，峰期单价较高，平、谷期的电费单价相对比较便宜，由于水仓容积有限和无备用水仓的安全条件影响，也无法利用电费低廉时段进行控制排水，排水费用相对较高[1]。

3 排水方案优化

3.1 排水情况综合研究

通过对井下各地点涌水量进行流量测算，得出主要涌水地点的涌水数据，见表1。

表1 寺庄矿区-400m中段主要地点涌水量

从表1统计数据可以看出，寺庄矿区主要涌水地点集中在-400m石门西探矿长穿，涌水主要来自西部上盘主断裂面破碎带，涌水量占总量的80%左右；而-400m中段回采区域和-400m以上主要为矿房开采时裂隙水和充填水，总涌水情况为总量的20%左右[2]。

3.2 优化排水方案选择

根据对排水情况的综合调查，主要涌水来自-400m石门西侧主断裂面破碎带，为解决安全隐患和降低排水费用，主要途径是增加储水空间，其方案可为施工新水仓和利用废旧巷道封堵形成储水水仓两种方案。

方案一：新施工一条外围水仓。在原有内外环水仓的基础上，新施工一条外三环水仓，可增加1 200m3的水仓容积，解决水仓小的问题，可解决安全隐患和利用平、谷期电费低廉时段进行控制排水。

方案二：利用废旧巷道封堵形成储水水仓。保持原有内外环水仓，利用原地质探矿长穿旧巷道长达600多米的情况，在主要回采矿体里侧设置挡水墙和放水阀门，可相对增加水仓容积2 000m3，利用平、谷期电费低廉时段进行控制排水[3～5]。

两种方案示意图见图1。

图1 排水方案示意图

方案一新施工一条外围水仓为永久性工程，工程量大、施工时间长，存在与现有水仓贯通等系列难题，同时一旦-400m中段以下开拓，水呈降落漏斗，则可能新增水仓失去作用。

方案二利用废旧巷道封堵形成储水水仓为临时性工程，工程量小、施工时间短，施工简单，投入费用低廉。

从对比情况看，方案二利用废旧巷道封堵形成储水水仓符合“技术上可行、经济上合理、安全上可靠”的技术要求，因此作为增加水仓的实施方案。

3.3 利用废旧巷道封堵形成储水水仓施工方案

在-400m石门西探矿长穿的外口砌混凝土墙并设置放水阀门进行封堵，封堵内的巷道长度600m，巷道规格2.4m（宽）×2.3m（高），封堵高度2m，储水水仓有效容积600×2.4×2×80%=2 300m3。

混凝土墙施工工艺为：在巷道两边的岩石上各施工3个Φ32mm的孔，孔深50cm，插入Φ28mm的螺纹钢；浇灌0.5m的混凝土墙，混凝土墙上方不接顶，起到观察窗口的作用，减轻水仓涌水压力并保证存水多时自动溢水，预先埋制两个Φ330mm放水管路装备大阀门，并在封堵墙外砌一个砖垛，可起到加固和观察台阶的作用[6]，见图2。

利用废旧巷道封堵形成储水水仓可进行峰期停泵储水，谷平期大量排水。同时，由于储水仓容积较大，可兼做备用水仓用途，一旦有紧急事故期间，可关闭大阀门储水为维修提供宝贵时间。

图2 混凝土墙施工工艺图

4 排水方案实施效果

设置储水水仓后，水仓容积扩大一倍多，有能力进行控制排水，根据黄金供电站的峰、平、谷用电规定，7∶30～11∶00、18∶00～23∶00为用电蜂期、电价约为1.0元/（kW·h)，11∶00～18∶00为用电平期电价、约为0.7元/（kW·h)，23∶00～7∶30为用电谷期、电价约为0.4元/（kW·h)。由于有了充足的水仓储水保障，控制在用电峰期的8∶00～11∶00、18∶00～23∶00不开动水泵，在用电谷期的23∶00～7∶30大量开泵排水，用电平期电11∶00～18∶00辅助排水，使水泵排水用电避开了用电高峰期，每年可355kW×4台×8小时×30天×（1.0-0.4）×12月=145万元。

同时，在寺庄矿区的供电、排水系统、地表排水管路突发破损时等出现的几次紧急故障中，通过立即关闭阀门断水，提供了充足的抢修时间，保证了停泵的安全时间。

5 结语

焦家金矿为解决寺庄矿区目前水仓容量小，必须水泵连续排水，存在用电成本高和安全隐患的难题，通过调查分析，巧妙借助废旧巷道封闭混凝土墙形成一个容积较大的储水水仓，并通过设置放水阀门进行控制，使其避开排水用电高峰期，利用谷期大量排水。

通过该方案利用用电峰平谷电费价差，每年可节省电费约145万元，同时减少一个新增水仓的施工费用和时间，并且在供电、排水系统出现问题时可提供充足的抢修时间，经济效益和社会效益十分明显，对其他类似情况矿山具有借鉴作用。

[1] 刘梅秀.突水巷道的快速封堵技术[J].河北煤炭，2006，（4）.

[2] 鲍 杰.用地面注浆法封堵巷道涌水[J].江苏煤炭，2004，（1）.

[3] 夏保海等.井下施工挡水墙、地面打钻注浆封堵涌水巷道[C].全国矿山建设学术会议，2004.

[4] 刘成林等.井下突水综合治理[J].矿山压力与顶板管理,2000.

[5] 秦裕彦等.在动水中施工挡水墙技术问题浅析[M].北京：冶金工业出版社，1994.

[6] 采矿手册.编委会.采矿手册（2）[M].北京：冶金工业出版社，1990.

Controlling water-discharge time by sealing off old tunnel to form water sump

The existing water sump has small capacity in Sizhuang area in Jiaojia Gold Mine,so the pump must run continuously to avoid submerging shaft.After investigation and analysis,sealing off the waste tunnel by concrete wall formed a water sump,which not only increased the sump capacity,but also saved electricity cost.At the same time,the construction cost and time of newly added water sump were reduced,and the enough rush-repair time could be ensured,and which obtained obvious economic and social benefits.It could be used as reference for similar mine.

water sump;seal off;increase of volume;controlling the discharge

1672-609X（2010）05-0041-03

TD744

B

2010-03-23

邱俊刚（1978-），男，山东莱州人，采矿工程师，从事金矿采矿技术和管理工作。