如何设计露天的采矿场的排水系统？

       排水防渗是露天矿开采的重要环节，直接影响到露天矿的安全生产。当露天矿山根据实际情况圈定开采范围和移位区域后，部分台阶可能在破碎地段内，当雨季来临时，引起雨水沿断裂面下渗，造成下部采场积水，破坏露天边坡的整体稳定性。为了确保露天矿山的安全生产，针对采场易积水地段，设计排水通道.沟段尺寸，并进行汇水计算，使雨季降雨汇水通过永久排水沟排出采场，解决露天采场的防排水问题就需要用到矿用排水泵，下面以一个项目做为案例，由长沙水泵厂为您提供一个思路去了解如何设计露天的采矿场的排水系统吧。

一、项目概况。

      某处露天矿属构造侵蚀，剥蚀低中山河谷斜坡地貌。排土场库岸坡大部分基岩出露，以强风化玄武岩为主，网状风化裂隙发育，岩体破碎，整个库区地形呈近V字形沟谷，沟向55°，总体呈西南高、北低低的特点。左侧坡体上，草本植物较发育，基岩出露部位较多，坡度30°~55°，坡向为130°~160°，植被覆盖30%~40%；右岸坡自然坡度为30°~40°，坡度为30°~55°，植被覆盖达30%~40%；其坡向为330°~350°，局部基岩出露，植被覆盖范围为35%~45%，主要为灌木林；场区内地层分布有第四系残坡积层含碎石粉质粘土及上二叠系峨眉山玄武岩。整体地形地貌复杂。矿山位于北回归线以南，属亚热带高原季风气候，降水主要集中在6—10月，雨季的降水占全年降水量的81.9%左右，降水量不超过为3075.2毫米/a，最低降水量2571.7毫米/a，平均降水量2904.8毫米/a，平均20年一遇暴雨强度为63.6毫米/h,50年一遇暴雨强度为72.2mm/h；由于高度差和地形的影响，大气立体立体。温度最低为1月，不超过为8月，不超过温度为32.2℃，最低温度为1.7℃，年平均气温为17.7℃，很大蒸发量为2364.6毫米，蒸发量最低为2104.0mm，年平均蒸发量为2219.3mm；年平均相对湿度83.7%；全年日照1789.4h；无霜期336天；平均风速2.1m/s[2]。

二、排水系统设计

2.1设计标准和参数。

工程性质.规模.特点，防洪设计采用50年一遇标准，参照对比20年一遇标准。查阅《云南省暴雨径流查算表》得到矿区20年一遇和50年一遇平均暴雨强度i=38.1mm/h(Cv=0.35)[2]。设计参数：20年一遇暴雨倍数kp20=1.67，暴雨强度i20=i20=63.6mm/h；50年一遇暴雨倍比系数kp50=1.92，暴雨强度i20=i20=72.2mm/h。

2.2排水线路布置

本露天采场东帮排水系统主要由东帮各台阶排水沟和排水暗涵组成，整个矿区分为5个汇水区域，见图1。Ⅱ区排水系统：Ⅰ区主要汇集北帮和东帮部分的降水，该地区的水沿北帮下流至1040m台阶后引入西帮排洪隧道。二级排水系统：Ⅱ区为重点排水区，各台阶内两侧建有排水沟，各排水沟中央设沉砂池，定期清理。在各台阶斜面上设置排水沟，分流部分水至下台阶，逐级汇入1#.2#泄水槽，经1040引水隧洞进入排水区。Ⅲ区排水：Ⅳ区主要解决东帮1040~940m台阶排水，工程布置与Ⅱ区相似。Ⅱ类地区排水系统：矿山现有工程已形成完善的排水系统。其它辅助排洪沟可根据生产实际运行情况适当调整，引入主排洪沟，场内排水主要采用机械开挖自然沟，东西分流，跨路埋管，避免工程设备碾压，影响水质。

2.3洪峰流量计算。

选用《云南省水文手册》很大清水洪峰流量的计算公式[3]，其中Qb为很大清水洪峰流量，径流系数是m3/s;K，根据马鞍山矿山研究所提供的曼家寨采场东帮地表及地下联合排水方案，都龙矿区径流系数取0.90；F为适当范围内的汇水面积，km2。计算出清水洪峰流量20年一遇和50年一遇，结果见表1。

2.4渠道水力计算。

目前国内已有很多的水力计算公式，但由于影响因素不少，计算结果各不相同，差异较大，目前仍处于发展.完善阶段。依据计算结果和设计断面情况，采用C20混凝土直接浇注，统一壁厚200mm，根据现场情况，可采用毛沟加土工布作为临时排水沟，保证足够的断面，及时进行维修。根据排水沟水量，设计600mm×600mm的沉砂池，防止排水沟堵塞；沉砂池施工采用C25混凝土直接浇注，单壁厚50mm。从表2排水沟断面计算结果来看，目前1040排水管和910暗涵的断面尺寸都比本次计算所需断面尺寸大，因此原有工程能够满足本次设计的排水要求。排水沟.沉砂池的施工断面见图2.图3。

三、安全技术措施。

(1)为加快施工进度，施工期间应设置临时排水通道，不影响施工。

(2)若要延长新施工好沟道的服务期限，沟道施工完毕后，应等待混凝土保养期过后，再将地表水引入新建沟道。

(3)加强安全监督管理，施工区域悬挂明显的安全警告标志，并设置施工范围的警线[5]。

(4)斜坡段施工时要加强安全防护，在斜坡上部施工时，必须有专人负责斜坡下部的安全监督管理。

(5)工程面广，工期短，施工期间应同时进行多个施工，并设专职人员现场管理，从而保证工程质量和工程进度。

(6)工程必须在该年的雨季到来之前完成。

四、结论：防洪排水历来是露天采矿所面临的主要问题，关系到露天采场人员设备的安全和企业的经济效益。根据某矿山的排水系统设计，制定相关措施，使其在雨季安全生产，即使遇到50年一遇的特大暴雨，排水系统也能保证矿山采场正常安全生产，相关设计经验可为矿山提供参考。