時間：2023-09-28 09:24:47
序論：在您撰寫露天煤礦災(zāi)害防治時，參考他人的優(yōu)秀作品可以開闊視野，小編為您整理的7篇范文，希望這些建議能夠激發(fā)您的創(chuàng)作熱情，引導(dǎo)您走向新的創(chuàng)作高度。
1 露天煤礦開采引發(fā)的環(huán)境問題
露天煤礦對環(huán)境的影響主要表現(xiàn)在對地表的破壞及其所造成的水土流失、水體污染和空氣污染。隨著露天煤礦數(shù)量的增加和生產(chǎn)規(guī)模的擴(kuò)大，對環(huán)境特別是對土地資源的占用和污染將日趨嚴(yán)重。
同時，露天采煤形成的凹坑，由于地質(zhì)構(gòu)造、邊坡巖體、地表水地下水作用等原因誘發(fā)滑坡、塌陷、水土流失、泥石流等一系列地質(zhì)災(zāi)害，可能危及周邊地區(qū)的工業(yè)企業(yè)和居民建筑的安全。既造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失又破壞了原來的生態(tài)環(huán)境。
1.1 露天煤礦開采對土地的破壞
露天煤礦區(qū)對土地資源的破壞主要表現(xiàn)在露天采場的直接挖損、外排土場壓占土地和工業(yè)廣場的占用等。挖損是對原地表形態(tài)、淺部地層、生物種群的直接摧毀，致使原土地不復(fù)存在，壓占是挖損過程中產(chǎn)生的廢棄巖土堆置于外排土場上造成原地貌功能的喪失一挖損和壓占等工程活動直接破壞了表層的植被，導(dǎo)致這一區(qū)域原先處于相對穩(wěn)定的系統(tǒng)受到干擾，使區(qū)域內(nèi)的土地利用、植被覆蓋、地貌、保水力等生態(tài)因子發(fā)生巨大的變化，占用使原有的土地利用類型變?yōu)槿菁{廠房、選煤場、運(yùn)煤鐵路、排土道路、供電線路以及排水管道等工礦用地。
據(jù)不全完統(tǒng)計(jì)，我國露天開采平均每萬噸煤破壞土地0.24 hm2，其中采場挖損破壞0.08hm2，外排土場壓占0.16hm2。尤其是傾斜煤層的凹陷露天礦因不能內(nèi)排或內(nèi)排量較小，剝采區(qū)不可能在開采閉坑時恢復(fù)為原始地形，剝離廢石外排占用土地量更為巨大。
如撫順西露天礦形成的礦坑?xùn)|西長6.6km，南北寬2.1km，面積達(dá)10.87km2，3個廢棄矸石排土場面積達(dá)20.2km2；阜新海州露天礦長4km，寬2km，深350m，面積達(dá)8km2，排土場面積達(dá)14.7km2。露天開采活動在如此廣大的范圍內(nèi)延續(xù)幾十年至近百年，對生態(tài)地質(zhì)環(huán)境的影響之大、危害之多、治理之難可想而知。
1.2 地表水和地下水污染問題
露天煤礦閉坑后，對地表水和地下水污染最嚴(yán)重的是露天煤礦排土場淋溶水。排土場的煤矸石中富含堿金屬、堿土金屬和硫等，大氣降水淋溶了煤矸石中的無機(jī)鹽類，含無機(jī)鹽類的淋溶水流入地表水體會對地表永體造成污染，滲入地下含水層，也會污染地下永體。阜新新邱露天煤礦排土場附近于家溝地區(qū)的地下水體就是由于露天煤礦排土場淋溶水滲入地下使其受到了嚴(yán)重的污染而導(dǎo)致不能飲用的。
此外，露天煤礦閉坑后，采場周圍水體和大氣降水匯入采場礦坑，也會由于礦坑積水浸潤采場的殘煤露頭，而使煤層中的硫和重金屬等污染物質(zhì)溶入水體而使地下水受到污染。
1.3 大氣染污問題
露天煤礦排土場污染最嚴(yán)重的因子為剝采區(qū)、排土區(qū)和運(yùn)輸?shù)缆穬蓚?cè)一定范圍內(nèi)的粉塵(TSP)。另外含有因少量煤矸石和殘煤在大氣中慢慢被氧化而可能發(fā)生自燃，產(chǎn)生一定量的CO、SO2、和NOx等有毒有害氣體，對大氣造成，污染。
對某露天礦區(qū)的現(xiàn)場監(jiān)測結(jié)果顯示：大氣污染物主要是總懸浮顆粒物(TsP)、一氧化碳(CO)、二氧化硫(SO2)和氮氧化物(NOx)。研究表明；TSP的含量遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出二級國家環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，因此為主要污染物。在每年春夏之交和秋冬之交兩個時期會出現(xiàn)兩個污染高峰期，表現(xiàn)出明顯的季節(jié)特征，與氣象條件緊密相關(guān)；氣體污染物高峰期均處在冬季前后，在每年的夏季濃度最低，CO、SO2的濃度與煙霧出現(xiàn)次數(shù)呈正比關(guān)系，主要是由于殘煤自燃引起的。
此外，我國露天煤礦排土場大多沒有土地復(fù)墾和再植被，每個露天煤礦的外排土場都會形成一個幾百到幾千公頃的人為荒漠化土地，春秋時節(jié)，荒漠化的排土場所產(chǎn)生的揚(yáng)塵等亦會使周圍大氣造成嚴(yán)重的TSP污染。
1.4 露天礦閉坑前環(huán)境地質(zhì)問題與災(zāi)害
我國露天煤礦開采至閉坑前環(huán)境地質(zhì)問題與災(zāi)害主要表現(xiàn)在以下兩個方面：
(1)露天采礦形成的礦坑邊坡及排土場邊坡，由于地質(zhì)構(gòu)造、邊坡巖體、地表水及地下水作用、采礦工程活動等原因誘發(fā)一系列諸如滑坡、塌陷、泥石流等突發(fā)性或緩變性地質(zhì)災(zāi)害，危及該地區(qū)周邊工業(yè)企業(yè)與民居建筑的安全，造成人員傷亡及巨大的經(jīng)濟(jì)損失。如撫順西露天礦，從20世紀(jì)50～80年代共發(fā)生滑坡、塌陷、泥石流等災(zāi)害達(dá)90次，并使周邊石油一廠發(fā)電廠的廠房與重要設(shè)施受到破壞，損失超過數(shù)億元。阜新海州露天礦從1953年投產(chǎn)1990年止，共發(fā)生滑坡等災(zāi)害75次，造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失和人員傷亡；其它露天礦的滑坡也不少，而小規(guī)模的地質(zhì)災(zāi)害更是屢見不鮮。
因此，滑坡、塌陷等地質(zhì)災(zāi)害貫穿于露天礦開采的始終，并有可能延續(xù)到閉坑卮
(2)露天礦開采還引發(fā)許多生態(tài)環(huán)境惡化及緩變性的災(zāi)害。如礦坑的煤、可燃礦物，排土場排放的煤矸石等有可能造成局部區(qū)域自燃，引起溫室效應(yīng)影響小氣候，有害氣體污染地區(qū)大氣環(huán)境。危害人們健康，排棄物中的有害元素通過地表水、地下水滲透，造成水質(zhì)污染和周圍農(nóng)田鹽漬化；礦坑、排土場的廢巖土，經(jīng)剝蝕風(fēng)化，受風(fēng)力作用產(chǎn)生大量粉塵及有害氣體，危害人民健康等等。這些問題日積月累就變成了長期污染空氣、水質(zhì)、農(nóng)田的緩變性災(zāi)害而影響人類生存環(huán)境，而且如不及時治理，則在露天礦閉坑后仍將繼續(xù)產(chǎn)生影響。
1.5 露天礦閉坑后地質(zhì)環(huán)境的變化與環(huán)境地質(zhì)災(zāi)變發(fā)展趨勢
露天礦閉坑后地質(zhì)環(huán)境將發(fā)生改變，環(huán)境地質(zhì)災(zāi)變有進(jìn)一步發(fā)展的趨勢，主要體現(xiàn)在水文地質(zhì)環(huán)境的變化。露天礦閉坑前為維持正常生產(chǎn)與邊坡安全的全套疏干排水系統(tǒng)，在采礦結(jié)束后不可長久維持，一旦停止，則地表水、地下水將向礦坑匯集，原來的疏干邊坡(簡稱為干邊坡或干坑)將逐漸充水成為濕邊坡，使邊坡巖體含水量增大，強(qiáng)度大幅下降，地下水水位上升，邊坡穩(wěn)定性下降，從而發(fā)生滑坡、塌陷等地質(zhì)災(zāi)害。
許多露天開采的礦山，下部曾由地下開采過，巖體受到擾動、破壞發(fā)生沉陷，再在露天開采與地下開采的復(fù)合作用下，邊坡巖體被切割、再度破壞與擾動，隨著終采閉坑，邊坡將加陡至最終幫坡角，這樣脆弱的邊坡在自然與人工營力如暴雨。地震或礦震等作用下更易發(fā)生滑坡、塌陷。
所以，如不能提前采取合理的治理措施，則露天礦閉坑后地質(zhì)環(huán)境必然惡化，環(huán)境地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生的危險性也必然增大。
2 露天煤礦開采引發(fā)環(huán)境問題的原因
我國露天煤礦開采環(huán)境問題復(fù)雜、多樣、特殊、敏感，由于特定歷史因素對礦業(yè)城市地質(zhì)環(huán)境和生態(tài)環(huán)境的影響和破壞非常巨大。隨著國家環(huán)保意識增強(qiáng)，80年代以來建的新礦區(qū)環(huán)境
狀況有所改善，有的礦區(qū)達(dá)到了較好水平，如神華集團(tuán)神東公司的馬家塔露天礦就比較好地解決了露天開采中環(huán)境恢復(fù)和治理問題。因此總結(jié)這方面的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)意義是重大的，對搞好露天煤礦開采環(huán)境問題的防治是非常必要的。
在計(jì)劃經(jīng)濟(jì)時期，煤礦企業(yè)利潤都上繳國家而很少投人由開采造成的環(huán)境問題治理經(jīng)費(fèi)。如撫順西露天礦、阜新海州露天礦這樣的國有大型礦山企業(yè)，所產(chǎn)煤炭、所創(chuàng)利潤和效益基本上均上繳國家，而幾十年來開采帶來的嚴(yán)重的環(huán)境危害卻留給了地方，露天煤礦開采初期和中期環(huán)境危害的范圍均較小，沒有引起決策者、管理者和采礦者的注意。加上環(huán)保意識薄弱而使環(huán)境隱患越積越多，幾十年后造成了環(huán)境的惡化和災(zāi)害的發(fā)生。無法回避的是，歷史沉淀這些環(huán)境問題。只有依靠各級政府加大投入或積極組織才能逐步地治理和恢復(fù)。
以往傳統(tǒng)的地質(zhì)、采礦、管理學(xué)科沒有或很少將礦山環(huán)境勘查、評價、預(yù)測、管理、立法、執(zhí)法與露天煤礦勘查、露天煤礦建設(shè)、設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、閉坑有機(jī)地貫穿始終結(jié)合起來。各學(xué)科均有自己的側(cè)重點(diǎn)，如露天采礦學(xué)就追求剝離最少、采煤最多，只要不滑坡，邊坡越陡越好，很少考慮地面變形或閉坑后災(zāi)害，很少以綜合的長遠(yuǎn)的經(jīng)濟(jì)效益、社會效益和環(huán)境效益作為本學(xué)科研究追求的出發(fā)點(diǎn)。
露天煤礦開采環(huán)境問題根本上說是人類采礦工程活動使環(huán)境發(fā)生變化或惡化。這就需要決策者、管理者、生產(chǎn)者有戰(zhàn)略眼光和戰(zhàn)略胸懷，不僅僅關(guān)注自身的、近期的經(jīng)濟(jì)效益和繁榮，還應(yīng)從保持社會經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展、愛護(hù)_人類居住的家園的高度去從事露天煤礦開采，主動地、積極地利用開采工程改善、美化周邊環(huán)境，變有害為無害。變不利為有利，實(shí)現(xiàn)資源開發(fā)和環(huán)境保護(hù)的協(xié)調(diào)發(fā)展。
3 露天煤礦開采環(huán)境問題的治理對策
(1)區(qū)分環(huán)境問題歷史舊賬和新賬，從而明確環(huán)境恢復(fù)治理的主體和責(zé)任人。要由目前的礦山企業(yè)來承擔(dān)歷史遺留的環(huán)境問題的治理顯然是不現(xiàn)實(shí)的。因此盡早區(qū)分歷史舊賬和新賬，是明確環(huán)境恢復(fù)治理責(zé)任、內(nèi)容、資金來源和實(shí)施主體的重要前提。
對于歷史舊賬，應(yīng)主要由政府承擔(dān)，主要依靠國家、省市政府投資、組織治理。而新賬必須主要由企業(yè)承擔(dān)，嚴(yán)格執(zhí)行“誰破壞誰治理、誰負(fù)責(zé)”的原則。撫順西露天礦、海州露天礦這樣的老礦，由于歷史原因造成的環(huán)境問題主要由國家、政府承擔(dān)治理恢復(fù)，而進(jìn)入市場經(jīng)濟(jì)后由于露天開采引發(fā)的新的環(huán)境問題則必須由企業(yè)承擔(dān)，進(jìn)入企業(yè)生產(chǎn)成本，負(fù)責(zé)治理恢復(fù)；而新建礦山則必須從勘察、立項(xiàng)、設(shè)計(jì)、建設(shè)、生產(chǎn)開始就從法制上、管理上明確責(zé)任人，并負(fù)責(zé)到礦山閉坑，確保環(huán)境得到恢復(fù)和改善。
(2)完善、修改的制定包括露天煤礦開采在內(nèi)的有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范，使礦山開采的環(huán)境管理和治理具有可操作性、規(guī)范，使礦山環(huán)境管理和治理具有可操作性、針對性和科學(xué)性。實(shí)現(xiàn)露天煤礦開采從勘查、建設(shè)、生產(chǎn)、閉坑全過程的管理和監(jiān)督有法可依。實(shí)現(xiàn)露天煤礦開采環(huán)境的改變―破壞一恢復(fù)―重建的良陛循環(huán)。促進(jìn)可持續(xù)發(fā)展。這就從源頭避免、減少了環(huán)境問題的危害和地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生。
(3)露天煤礦建設(shè)開采的規(guī)劃要充分考慮開采至最終境界可能帶來的環(huán)境問題和災(zāi)變。規(guī)劃和設(shè)計(jì)中要充分考慮不要在可能的環(huán)境災(zāi)變區(qū)設(shè)計(jì)民用與工業(yè)建筑。這一條對新建露天煤礦是必要的。
(4)在地質(zhì)環(huán)境問題較嚴(yán)重的露天礦，建立環(huán)境地質(zhì)監(jiān)測網(wǎng)站和地質(zhì)災(zāi)害預(yù)警系統(tǒng)。主要針對已經(jīng)建設(shè)和正在生產(chǎn)的露天煤礦且環(huán)境災(zāi)變問題已經(jīng)存在并影響、危害地面建筑和人民生命財(cái)產(chǎn)安全情況下建立。如撫順發(fā)電廠及地面興平路等均建有地面變形監(jiān)測線網(wǎng)，實(shí)時監(jiān)測并預(yù)測變形趨勢，為及時采取災(zāi)害防治措施，避免損失提供依據(jù)。
(5)老的露天煤礦開采已幾十年，造成的環(huán)境地質(zhì)災(zāi)害已成事實(shí)的情況下，防治對策建議遵循兩條原則：一是避讓原則。不要在災(zāi)害區(qū)內(nèi)布置工程建設(shè)和居民建筑，已有的盡量考慮搬遷?二是針對性治理原則，對不宜搬遷的重要設(shè)置和建筑，采取針對性治理措施，如加固、屏蔽、采礦回填、邊坡壓腳等。宣進(jìn)行幾個方案的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，要綜合考慮技術(shù)可行性、經(jīng)濟(jì)臺理性和安壘風(fēng)險性。
(6)對于新建露天煤礦，決策者、管理者，采礦者應(yīng)站在保護(hù)生態(tài)環(huán)境和可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略高度，主動的通過采礦工程活動改善和重建周邊地區(qū)的環(huán)境。如平朔安太堡露天煤礦就做出了有益可喜的成績。通過開露天采礦、修水庫、改河道、改變地形和地層層位、調(diào)整土壤結(jié)構(gòu)、防止水土流失、復(fù)墾種植等，不但避免了環(huán)境的惡化，而且通過露天煤礦開采，建設(shè)生態(tài)環(huán)境更好的新礦區(qū)。
4 結(jié)語
露天煤礦開采所誘發(fā)的種種環(huán)境問題產(chǎn)生的影響是直接的、深遠(yuǎn)的，尤其是對生態(tài)環(huán)境的影響，而對這些環(huán)境問題的防治也是一項(xiàng)復(fù)雜的、綜合的、龐大的系統(tǒng)工程。要應(yīng)用環(huán)境地質(zhì)學(xué)、環(huán)境科學(xué)、采礦學(xué)、水土保持學(xué)、系統(tǒng)工程、工程經(jīng)濟(jì)學(xué)等學(xué)科的原理和思路研究防治對策，追求最優(yōu)的經(jīng)濟(jì)效益、社會效益和環(huán)境效益。實(shí)現(xiàn)煤炭開采與環(huán)境保護(hù)協(xié)調(diào)發(fā)展，實(shí)現(xiàn)礦區(qū)的可持續(xù)發(fā)展。
參考文獻(xiàn)：
[1]周偉，白中科，袁春，付慧，東露天煤礦區(qū)采礦對土地利用和土壤侵蝕的影響預(yù)測，農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)2007(3)：55
[2]劉志斌，大型露天煤礦閉坑后的生態(tài)環(huán)境問題及其對策，露天采礦技術(shù)2003(3)
[3]孫立勤我國露天煤礦開采環(huán)境問題及防治對策研究，煤炭技術(shù)2007(11)
一、露天煤礦開采引發(fā)的環(huán)境問題
1、露天煤礦開采對土地的破壞
露天煤礦區(qū)對土地資源的破壞主要表現(xiàn)在露天采場的直接挖損、外排土場壓占土地和工業(yè)廣場的占用等。挖損是對原地表形態(tài)、淺部地層、生物種群的直接摧毀，致使原土地不復(fù)存在，壓占是挖損過程中產(chǎn)生的廢棄巖土堆置于外排土場上造成原地貌功能的喪失一挖損和壓占等工程活動直接破壞了表層的植被，導(dǎo)致這一區(qū)域原先處于相對穩(wěn)定的系統(tǒng)受到干擾，使區(qū)域內(nèi)的土地利用、植被覆蓋、地貌、保水力等生態(tài)因子發(fā)生巨大的變化，占用使原有的土地利用類型變?yōu)槿菁{廠房、選煤場、運(yùn)煤鐵路、排土道路、供電線路以及排水管道等工礦用地。
據(jù)不全完統(tǒng)計(jì)，我國露天開采平均每萬噸煤破壞土地0.24 hm2，其中采場挖損破壞0.08hm2，外排土場壓占0.16hm2。尤其是傾斜煤層的凹陷露天礦因不能內(nèi)排或內(nèi)排量較小，剝采區(qū)不可能在開采閉坑時恢復(fù)為原始地形，剝離廢石外排占用土地量更為巨大。
如撫順西露天礦形成的礦坑?xùn)|西長6.6km，南北寬2.1km，面積達(dá)10.87km2，3個廢棄矸石排土場面積達(dá)20.2km2；阜新海州露天礦長4km，寬2km，深350m，面積達(dá)8km2，排土場面積達(dá)14.7km2。露天開采活動在如此廣大的范圍內(nèi)延續(xù)幾十年至近百年，對生態(tài)地質(zhì)環(huán)境的影響之大、危害之多、治理之難可想而知。
2、地表水和地下水污染問題
露天煤礦閉坑后，對地表水和地下水污染最嚴(yán)重的是露天煤礦排土場淋溶水。排土場的煤矸石中富含堿金屬、堿土金屬和硫等，大氣降水淋溶了煤矸石中的無機(jī)鹽類，含無機(jī)鹽類的淋溶水流入地表水體會對地表永體造成污染，滲入地下含水層，也會污染地下永體。阜新新邱露天煤礦排土場附近于家溝地區(qū)的地下水體就是由于露天煤礦排土場淋溶水滲入地下使其受到了嚴(yán)重的污染而導(dǎo)致不能飲用的。
此外，露天煤礦閉坑后，采場周圍水體和大氣降水匯入采場礦坑，也會由于礦坑積水浸潤采場的殘煤露頭，而使煤層中的硫和重金屬等污染物質(zhì)溶入水體而使地下水受到污染。
3、大氣染污問題
露天煤礦排土場污染最嚴(yán)重的因子為剝采區(qū)、排土區(qū)和運(yùn)輸?shù)缆穬蓚?cè)一定范圍內(nèi)的粉塵（TSP）。另外含有因少量煤矸石和殘煤在大氣中慢慢被氧化而可能發(fā)生自燃，產(chǎn)生一定量的CO、SO2、和NOx等有毒有害氣體，對大氣造成，污染。
對某露天礦區(qū)的現(xiàn)場監(jiān)測結(jié)果顯示：大氣污染物主要是總懸浮顆粒物（TsP）、一氧化碳（CO）、二氧化硫（SO2）和氮氧化物（NOx）。研究表明；TSP的含量遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出二級國家環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，因此為主要污染物。在每年春夏之交和秋冬之交兩個時期會出現(xiàn)兩個污染高峰期，表現(xiàn)出明顯的季節(jié)特征，與氣象條件緊密相關(guān)；氣體污染物高峰期均處在冬季前后，在每年的夏季濃度最低，CO、SO2的濃度與煙霧出現(xiàn)次數(shù)呈正比關(guān)系，主要是由于殘煤自燃引起的。
此外，我國露天煤礦排土場大多沒有土地復(fù)墾和再植被，每個露天煤礦的外排土場都會形成一個幾百到幾千公頃的人為荒漠化土地，春秋時節(jié)，荒漠化的排土場所產(chǎn)生的揚(yáng)塵等亦會使周圍大氣造成嚴(yán)重的TSP污染。
4、露天礦閉坑后地質(zhì)環(huán)境的變化與環(huán)境地質(zhì)災(zāi)變發(fā)展趨勢
露天礦閉坑后地質(zhì)環(huán)境將發(fā)生改變，環(huán)境地質(zhì)災(zāi)變有進(jìn)一步發(fā)展的趨勢，主要體現(xiàn)在水文地質(zhì)環(huán)境的變化。露天礦閉坑前為維持正常生產(chǎn)與邊坡安全的全套疏干排水系統(tǒng)，在采礦結(jié)束后不可長久維持，一旦停止，則地表水、地下水將向礦坑匯集，原來的疏干邊坡（簡稱為干邊坡或干坑）將逐漸充水成為濕邊坡，使邊坡巖體含水量增大，強(qiáng)度大幅下降，地下水水位上升，邊坡穩(wěn)定性下降，從而發(fā)生滑坡、塌陷等地質(zhì)災(zāi)害。
許多露天開采的礦山，下部曾由地下開采過，巖體受到擾動、破壞發(fā)生沉陷，再在露天開采與地下開采的復(fù)合作用下，邊坡巖體被切割、再度破壞與擾動，隨著終采閉坑，邊坡將加陡至最終幫坡角，這樣脆弱的邊坡在自然與人工營力如暴雨。地震或礦震等作用下更易發(fā)生滑坡、塌陷。
所以，如不能提前采取合理的治理措施，則露天礦閉坑后地質(zhì)環(huán)境必然惡化，環(huán)境地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生的危險性也必然增大。
二、露天煤礦開采引發(fā)環(huán)境問題的原因
我國露天煤礦開采環(huán)境問題復(fù)雜、多樣、特殊、敏感，由于特定歷史因素對礦業(yè)城市地質(zhì)環(huán)境和生態(tài)環(huán)境的影響和破壞非常巨大。隨著國家環(huán)保意識增強(qiáng)，80年代以來建的新礦區(qū)環(huán)境狀況有所改善，有的礦區(qū)達(dá)到了較好水平，如神華集團(tuán)神東公司的馬家塔露天礦就比較好地解決了露天開采中環(huán)境恢復(fù)和治理問題。因此總結(jié)這方面的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)意義是重大的，對搞好露天煤礦開采環(huán)境問題的防治是非常必要的。
在計(jì)劃經(jīng)濟(jì)時期，煤礦企業(yè)利潤都上繳國家而很少投人由開采造成的環(huán)境問題治理經(jīng)費(fèi)。如撫順西露天礦、阜新海州露天礦這樣的國有大型礦山企業(yè)，所產(chǎn)煤炭、所創(chuàng)利潤和效益基本上均上繳國家，而幾十年來開采帶來的嚴(yán)重的環(huán)境危害卻留給了地方，露天煤礦開采初期和中期環(huán)境危害的范圍均較小，沒有引起決策者、管理者和采礦者的注意。加上環(huán)保意識薄弱而使環(huán)境隱患越積越多，幾十年后造成了環(huán)境的惡化和災(zāi)害的發(fā)生。無法回避的是，歷史沉淀這些環(huán)境問題。只有依靠各級政府加大投入或積極組織才能逐步地治理和恢復(fù)。
露天煤礦開采環(huán)境問題根本上說是人類采礦工程活動使環(huán)境發(fā)生變化或惡化。這就需要決策者、管理者、生產(chǎn)者有戰(zhàn)略眼光和戰(zhàn)略胸懷，不僅僅關(guān)注自身的、近期的經(jīng)濟(jì)效益和繁榮，還應(yīng)從保持社會經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展、愛護(hù)_人類居住的家園的高度去從事露天煤礦開采，主動地、積極地利用開采工程改善、美化周邊環(huán)境，變有害為無害。變不利為有利，實(shí)現(xiàn)資源開發(fā)和環(huán)境保護(hù)的協(xié)調(diào)發(fā)展。
三、露天煤礦開采環(huán)境問題的治理對策
1、區(qū)分環(huán)境問題歷史舊賬和新賬，從而明確環(huán)境恢復(fù)治理的主體和責(zé)任人。要由目前的礦山企業(yè)來承擔(dān)歷史遺留的環(huán)境問題的治理顯然是不現(xiàn)實(shí)的。因此盡早區(qū)分歷史舊賬和新賬，是明確環(huán)境恢復(fù)治理責(zé)任、內(nèi)容、資金來源和實(shí)施主體的重要前提。
2、完善、修改的制定包括露天煤礦開采在內(nèi)的有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范，使礦山開采的環(huán)境管理和治理具有可操作性、規(guī)范，使礦山環(huán)境管理和治理具有可操作性、針對性和科學(xué)性。實(shí)現(xiàn)露天煤礦開采從勘查、建設(shè)、生產(chǎn)、閉坑全過程的管理和監(jiān)督有法可依。實(shí)現(xiàn)露天煤礦開采環(huán)境的改變―破壞一恢復(fù)―重建的良陛循環(huán)。促進(jìn)可持續(xù)發(fā)展。這就從源頭避免、減少了環(huán)境問題的危害和地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生。
3、露天煤礦建設(shè)開采的規(guī)劃要充分考慮開采至最終境界可能帶來的環(huán)境問題和災(zāi)變。規(guī)劃和設(shè)計(jì)中要充分考慮不要在可能的環(huán)境災(zāi)變區(qū)設(shè)計(jì)民用與工業(yè)建筑。這一條對新建露天煤礦是必要的。
4、在地質(zhì)環(huán)境問題較嚴(yán)重的露天礦，建立環(huán)境地質(zhì)監(jiān)測網(wǎng)站和地質(zhì)災(zāi)害預(yù)警系統(tǒng)。主要針對已經(jīng)建設(shè)和正在生產(chǎn)的露天煤礦且環(huán)境災(zāi)變問題已經(jīng)存在并影響、危害地面建筑和人民生命財(cái)產(chǎn)安全情況下建立。如撫順發(fā)電廠及地面興平路等均建有地面變形監(jiān)測線網(wǎng)，實(shí)時監(jiān)測并預(yù)測變形趨勢，為及時采取災(zāi)害防治措施，避免損失提供依據(jù)。
5、老的露天煤礦開采已幾十年，造成的環(huán)境地質(zhì)災(zāi)害已成事實(shí)的情況下，防治對策建議遵循兩條原則：一是避讓原則。不要在災(zāi)害區(qū)內(nèi)布置工程建設(shè)和居民建筑，已有的盡量考慮搬遷？二是針對性治理原則，對不宜搬遷的重要設(shè)置和建筑，采取針對性治理措施，如加固、屏蔽、采礦回填、邊坡壓腳等。宣進(jìn)行幾個方案的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，要綜合考慮技術(shù)可行性、經(jīng)濟(jì)臺理性和安壘風(fēng)險性。
[關(guān)鍵詞]露天煤礦；電氣系統(tǒng)；事故隱患；安全防護(hù)
中圖分類號：TD608 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-914X（2017）13-0222-01
1 引言
煤礦開采中的危險系數(shù)非常高，因?yàn)樵趯?shí)施過程中所處的環(huán)境非常的惡劣，使開采過程很容易受到外在因素的影響，從而引發(fā)各種安全事故發(fā)生，所以，降低安全事故的發(fā)生機(jī)率是露天煤礦建設(shè)與管理中重點(diǎn)關(guān)注的問題，其中更不可忽視電氣系統(tǒng)在露天煤礦中所存在的不安全因素，因?yàn)?，?jù)不完全統(tǒng)計(jì)，露天煤礦在生產(chǎn)作業(yè)中所發(fā)生的安全事故，一半以上都是由于電氣系統(tǒng)設(shè)備故障造成的。這樣不僅給煤礦開采進(jìn)度帶來影響，最重要的是對操作人員的生命安全造成威脅。
2 露天煤礦電氣系統(tǒng)存在的事故隱患
導(dǎo)致煤礦事故隱患發(fā)生的原因有很多方面，其中最為突出且主要的原因則是電氣系統(tǒng)等設(shè)備及設(shè)施不合理造成的，在一定程度上增加了電氣事故的發(fā)生幾率，以下是做了具體的分析：
2.1 斷路器及開關(guān)遮斷容量不足
如果在露天煤礦開采過程中斷路器及開關(guān)遮斷容量不達(dá)標(biāo)，那么就會影響到分段短路的電流能力，從而引發(fā)由于短路故障增大熱量而發(fā)生的設(shè)備及電纜燃燒現(xiàn)象，輕則導(dǎo)致一些礦區(qū)停電停產(chǎn)，耽誤工程進(jìn)展速度，重則造成財(cái)產(chǎn)巨大損失以及人員的傷亡。
2.2 雷擊過電壓問題
煤礦開采過程中經(jīng)常遇到各種雷雨天氣，其中雷電災(zāi)害作為重大災(zāi)害之一，給煤礦開采帶去的危害至關(guān)重大，當(dāng)云層的電荷與其他物體或云層發(fā)生閃電或雷擊時，云層中的負(fù)電荷就會快速消失，電容效應(yīng)也隨之不見，那么聚集在物體表面的正電荷也立即流向大地，由于電流較大，會在流動的路徑上由于電阻的原因產(chǎn)生很大的電壓。如果由于雷擊過電壓、電流產(chǎn)生火花或是擊穿電纜設(shè)備，出現(xiàn)短路問題，電流產(chǎn)生的火花甚至短路問題帶來的火源再將油污、電纜等易燃物品點(diǎn)燃，會直接引起火災(zāi)，這時配電室內(nèi)沒有充足的滅火設(shè)備或是沒有及時安裝通風(fēng)排煙設(shè)備，會導(dǎo)致火災(zāi)很難控制，甚至可能引起事故范圍不斷擴(kuò)大，停電、停產(chǎn)、人員傷及在所難免。
2.3 電源線路強(qiáng)度及主變壓器容量不足問題
目前，很多的露天煤礦在生產(chǎn)運(yùn)營過程中所面對的一個頭疼的問題就是主變壓器容量匱缺引起變壓器供電能力不足而引發(fā)的事故。另外，由于電源線路的強(qiáng)度不足，一旦遇到各種惡劣天氣就會很容易發(fā)生電源線率斷掉或塔桿倒下等問題，不得不將開采工作暫停，不然容易給露天煤礦的施工人員帶來生命危險，造成人身財(cái)產(chǎn)安全惡劣后果。
2.4 電氣設(shè)備缺乏完善性引起的火花事故
從近幾年我國各煤礦實(shí)際的發(fā)展情況了解后發(fā)現(xiàn)，露天煤礦中頻發(fā)火花事故，其主因是電氣設(shè)備缺乏完善性導(dǎo)致的。通常引發(fā)火花事故的原因分為：其一，電氣設(shè)備在維修及安裝過程中不符合標(biāo)準(zhǔn)要求，造成開關(guān)觸點(diǎn)分合時出現(xiàn)電火花，從而引發(fā)安全隱患；其二，露天煤礦帶電電纜由于外力原因拉脫、破損、電纜絕緣下降容易造成系統(tǒng)短路、接地，引發(fā)電氣火花；其三，露天煤礦電氣設(shè)備保護(hù)失靈，當(dāng)出現(xiàn)過流、短路、接地等電氣事故時拒動，使設(shè)備、電纜過載、過熱印發(fā)電氣火花。
3 露天煤礦電氣系統(tǒng)存在事故隱患的解決措施
3.1 定期檢查，對不足進(jìn)行及時的修復(fù)
電氣設(shè)備在經(jīng)歷了長時間使用之后肯定會有這樣那樣的問題存在，為了不影響整體的運(yùn)行需要定期進(jìn)行檢查。針對于開關(guān)遮斷容量不足的問題并不是不能夠解決，如：更換滅弧介質(zhì)，重合容量不足的開關(guān)停止重合閘的使用，經(jīng)過調(diào)整降低系統(tǒng)短路的電流，滿足開關(guān)的滅弧能力或更換全新的開關(guān)。而容量嚴(yán)重不足時，應(yīng)改為“非自動”，作為負(fù)荷開關(guān)或隔離開關(guān)使用。
3.2 提高對防雷工作的重視度
這就需要露天煤礦在運(yùn)營過程中結(jié)合國家及地方的相關(guān)規(guī)定及要求配置有效的防雷裝置，這一過程中還應(yīng)結(jié)合地勢環(huán)境、土壤、氣候、地理位置等因素進(jìn)行，以此達(dá)到安全可靠、經(jīng)濟(jì)合理以及技術(shù)先進(jìn)等目標(biāo)；另外，建議換成組合式過電壓保護(hù)器，換成相吻合的避雷器；也可以進(jìn)行二次繼電保護(hù)工作，在繼電保護(hù)調(diào)試中模擬煤礦電站短路情況，可以靠近電站的過留速斷跳開，因其對保護(hù)斷電系統(tǒng)具有可靠性，而且在輸電線路時，降低了雷電對段桿塔的襲擊，提高了雷擊桿塔的抗雷作用。
3.3 安裝有效的視頻監(jiān)控系統(tǒng)
在當(dāng)前科技快速發(fā)展的局面下，越來越高科技的監(jiān)控系統(tǒng)也接連形成，可以在露天煤礦中安裝相應(yīng)的視頻監(jiān)控系統(tǒng)，為開采作業(yè)順利進(jìn)行樹立良好的保障，同時還能夠促進(jìn)煤礦產(chǎn)量、效益及安全性的提升。因此，安裝電氣系統(tǒng)的監(jiān)控設(shè)備越來越成為露天煤礦管理中的一項(xiàng)重要內(nèi)容，對露天煤礦電氣系統(tǒng)的安全作業(yè)提供保障，為露天煤礦開采提供有效的指導(dǎo)，同時還可以在事故中發(fā)揮及其重要的作用。
3.4 對電氣設(shè)備的維修模式不斷創(chuàng)新
傳統(tǒng)的維修模式已經(jīng)無法適應(yīng)于全新的時代需求，為了能夠及時的發(fā)現(xiàn)電氣設(shè)備中的故障問題，不影響生產(chǎn)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，那么露天煤礦就應(yīng)該對電氣設(shè)備維修模式全面創(chuàng)新，并明確做出規(guī)定，定期對電氣設(shè)備進(jìn)行檢修，合理安排檢修時間、檢修負(fù)責(zé)人以及檢修機(jī)器數(shù)量等。一些陳舊的機(jī)器設(shè)備，性能較低，出現(xiàn)故障率較高，因此，可以成立管理檢修小組，進(jìn)行深入分析其運(yùn)行狀態(tài)，對設(shè)備進(jìn)行實(shí)時控制，加大檢修力度，確保降低成本的同時，提高機(jī)器設(shè)備的安全性。
3.5 加大對作業(yè)人員的培訓(xùn)力度
當(dāng)前，很多煤礦所具備的電氣系統(tǒng)負(fù)責(zé)人員不管是在綜合素質(zhì)還是專業(yè)能力上都有所欠缺，種種原因也使得電氣設(shè)備容易出現(xiàn)隱患。所以 應(yīng)針對崗位人員定期進(jìn)行培訓(xùn)，不斷強(qiáng)化他們專業(yè)能力及綜合素質(zhì)，增強(qiáng)工作人員的安全意識，調(diào)動工作的積極性。依照不同崗位進(jìn)行相應(yīng)的培訓(xùn)，通過對技能知識的講解與技能實(shí)際操作，全面提高工作人員的專業(yè)素質(zhì)，為培養(yǎng)全能型的技術(shù)人才。
4 結(jié)束語
總之，與其他工程相比較，煤礦開采工程的危險系數(shù)相對較高，尤其是露天煤礦中的電氣系統(tǒng)故障隱患，如果得不到有效的防護(hù)將造成無法彌補(bǔ)的后果，因此受到了社會大眾廣泛的關(guān)注?；诖?，露天煤礦應(yīng)積極應(yīng)對電氣系統(tǒng)的安全問題加大改革力度和各方面的投入力度，結(jié)合現(xiàn)實(shí)狀況不斷改善，促進(jìn)我國露天煤礦事業(yè)的健康發(fā)展。
參考文獻(xiàn)
[1] 楊廣義.淺析露天煤礦開采中如何防治事故隱患[J].中國科技縱橫，2014（20）：177.
關(guān)鍵詞：水土保持 水土流失 防治責(zé)任范圍
中圖分類號：TD167 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-3791（2014）01（c）-0195-02
水土流失是礦山開發(fā)建設(shè)活動中最為常見的生態(tài)問題之一，露天煤礦開發(fā)活動中水土流失現(xiàn)象尤為顯著。大面積的原生地表的剝離，造成自然植被的毀滅性破壞，地表土壤松散，遇大風(fēng)大雨的氣象條件，除會發(fā)生嚴(yán)重水土流失現(xiàn)象外，還易引發(fā)地質(zhì)災(zāi)害。因此，露天煤礦的水土保持工作非常重要。
本文以哈密吉郎德露天煤礦（3Mt/a）為工程實(shí)例，對其開發(fā)建設(shè)過程造成的水土流失進(jìn)行預(yù)測了分析，并提出有針對性的露天煤礦水土保持措施，以減輕在礦山開發(fā)過程中的水土流失，達(dá)到露天煤礦水土保持方案提出的水土保持目標(biāo)。
1 項(xiàng)目區(qū)水土流失現(xiàn)狀及特點(diǎn)
1.1 水土流失“三區(qū)劃分”及水土流失防治等級
哈密巴里坤礦區(qū)吉郎德露天煤礦屬大型工礦建設(shè)項(xiàng)目，根據(jù)《新疆維吾爾自治區(qū)人民政府關(guān)于全疆水土流失重點(diǎn)預(yù)防保護(hù)區(qū)、重點(diǎn)監(jiān)督區(qū)、重點(diǎn)治理區(qū)劃分的公告》，本工程項(xiàng)目屬自治區(qū)級水土流失重點(diǎn)監(jiān)督區(qū)。根據(jù)《開發(fā)建設(shè)項(xiàng)目水土流失防治標(biāo)準(zhǔn)》，執(zhí)行建設(shè)生產(chǎn)類項(xiàng)目水土流失防治二級標(biāo)準(zhǔn)。
1.2 水土流失現(xiàn)狀
該露天礦田位于哈密科克塞爾克山與紙房盆地的交接處，地形總體趨勢南西高、北東低，呈戈壁殘丘地貌；海拔1407 m～1546 m，相對高差139 m。礦田區(qū)無常年流動的地表水流。項(xiàng)目區(qū)為平原地貌，風(fēng)蝕地貌明顯，該區(qū)全年多大風(fēng)，現(xiàn)狀水土流失較輕。原地貌土壤侵蝕模數(shù)為1500 t/（km2?a）；土壤容許流失量為1500 t/（km2?a）。
2 工程占地及土石方平衡
2.1 工程占地
該工程總占地面積為471.86 hm2，其中工程永久性占地面積為467.32 hm2，包括工業(yè)場地27.27 hm2、排土場最終占地332.0 hm2、采掘場最終占地95.0 hm2、礦山道路9.05 hm2、外包用地4.0 hm2，占用的地類主要為未利用土地（戈壁殘丘）。
2.2 土石方平衡
露天礦開采的前20年剝離物主要是外排，排棄總量為396.5 Mm3，均在外排土場堆存。建設(shè)期的挖方量為11.6萬 m3，其填方量為13.05萬 m3，挖方可全部用于項(xiàng)目建設(shè)的填方使用，不足土方量可利用剝離物進(jìn)行填棄。
3 水土流失環(huán)節(jié)分析
3.1 建設(shè)期水土流失因素分析
（1）挖填方引起水土流失。
（2）工程擾動地表及推土堆存引起水土流失。
3.2 運(yùn)行期水土流失因素分析
礦田生產(chǎn)活動主要從以下幾方面促使形成新增水土流失。
（1）原有植被受到擾動和破壞。
（2）土壤表層松散性加大。
（3）排土場排土量增多。
4 水土流失防治責(zé)任范圍
本工程水土流失防治責(zé)任范圍為513.93 hm2，其中項(xiàng)目建設(shè)區(qū)471.86 hm2，直接影響區(qū)42.07 hm2。
本方案將工程分為7個水土流失二級防治分區(qū)：采掘場防治區(qū)、外排土場防治區(qū)、工業(yè)場地防治區(qū)、外包駐地區(qū)、場外公路防治區(qū)、供水管線防治區(qū)、輸電線路防治區(qū)。
5 水土流失預(yù)測和影響分析
5.1 預(yù)測時段
吉郎德煤礦水土流失預(yù)測時段劃分為兩個階段，即建設(shè)期和生產(chǎn)運(yùn)行期。
5.2 預(yù)測結(jié)果
根據(jù)各預(yù)測單元擾動地貌植被面積、施工擾動前后土壤侵蝕模數(shù)、預(yù)測時段，進(jìn)行水土流失預(yù)測，預(yù)測結(jié)果見表1。
本工程在建設(shè)期可能造成的水土流失總量為34421.5 t，其中原地貌水土流失量7427.47 t，新增水土流失量26994.03 t。
6 水土保持措施
6.1 水土流失防治目標(biāo)
該礦田的防治標(biāo)準(zhǔn)為建設(shè)生產(chǎn)類項(xiàng)目二級標(biāo)準(zhǔn)，具體防治標(biāo)準(zhǔn)見表2和3。
6.2 防治措施工程量
（1）建設(shè)期的水土保持防治措施
（2）生產(chǎn)運(yùn)行期的水土保持防治措施
生產(chǎn)運(yùn)行過程中水土流失環(huán)節(jié)提出了預(yù)防保護(hù)措施和補(bǔ)充設(shè)計(jì)臨時措施，具體見表5。
7 結(jié)論
根據(jù)以上項(xiàng)目實(shí)例分析可以看出，露天煤礦的開發(fā)對區(qū)域水土流失的影響程度是顯著的，其采掘場的開挖、排土場的建設(shè)等活動會引起較強(qiáng)烈的水土流失變化，如何在建設(shè)及生產(chǎn)過程中采取適當(dāng)措施控制水土流失強(qiáng)度，是露天煤礦水土保持方案要解決的最重要的問題。
參考文獻(xiàn)
一、露天煤礦開采環(huán)境問題的治理對策
1選擇合理開采工藝與機(jī)械設(shè)備露天開采工藝與設(shè)備的選擇是露天礦設(shè)計(jì)中的重要環(huán)節(jié)，它的合理與否直接影響露天礦的投資成本，露天礦的初期建設(shè)以及露天礦的經(jīng)濟(jì)效益。而電能是清潔、環(huán)保、廉價的能源，并且目前大型的露天煤礦企業(yè)都已經(jīng)與發(fā)電企業(yè)進(jìn)行合并，形成了煤電聯(lián)合企業(yè)，露天煤礦的一些大型設(shè)備，如電鏟、吊斗鏟、輪斗挖掘機(jī)、膠帶、排土機(jī)等都是以電作為能源。因此，在露天煤礦設(shè)計(jì)和生產(chǎn)過程中，盡量使用用電設(shè)備代替用油設(shè)備，優(yōu)先考慮采用半連續(xù)工藝、連續(xù)工藝、倒堆工藝等，取代單斗電鏟—汽車運(yùn)輸?shù)拈g斷工藝，從而達(dá)到降低原油消耗，提高礦山經(jīng)濟(jì)效益，減少汽車尾氣對礦區(qū)空氣的影響。
2最大化的回收煤炭資源煤炭作為一種不可再生的資源，如何最大化的回采它是實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)高效綠色礦山所要解決的問題。為了減少煤炭損失，提高回采率，露天煤礦應(yīng)采用合理的采煤方法。對于近水平及緩傾斜煤層，應(yīng)采用頂板拉溝向底板推進(jìn)的開采方式，并使用傾斜分層，同時配以輔助設(shè)備清掃浮煤。對于傾斜和急傾斜煤層，除了采用頂板露煤和水平分層外，還要使用前裝機(jī)或者推土機(jī)回采三角煤，從而減少煤炭自燃對礦區(qū)空氣的影響。
3優(yōu)化露天礦運(yùn)輸系統(tǒng)運(yùn)輸系統(tǒng)作為露天礦核心環(huán)節(jié)起到了紐帶的作用，通過露天礦的運(yùn)輸系統(tǒng)可以將采場、排土場、儲煤場聯(lián)系起來。運(yùn)輸系統(tǒng)的優(yōu)化是將露天礦運(yùn)輸距離合理化、最小化，從而減少露天礦的運(yùn)輸費(fèi)用，提高運(yùn)輸效率，降低運(yùn)輸過程中對露天礦環(huán)境的影響。露天礦運(yùn)輸系統(tǒng)優(yōu)化應(yīng)按照礦、巖的流向，從運(yùn)輸系統(tǒng)的總體目標(biāo)出發(fā)，合理選擇運(yùn)輸線路和運(yùn)輸工具，綜合考慮運(yùn)距、運(yùn)輸方式、運(yùn)輸時間和運(yùn)輸費(fèi)用，以最短的路徑、最少的環(huán)節(jié)、最快速度和最少的費(fèi)用組織好礦、巖運(yùn)輸活動，提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。
4資源綜合利用在露天煤礦開采的過程中產(chǎn)生了許多廢棄的物料，這些廢棄的物料如果不進(jìn)行合理的利用和處理，將嚴(yán)重的影響礦山的環(huán)境，因此我們應(yīng)該把露天開采工程中伴隨產(chǎn)生的廢氣、污水、煤矸石、煤灰等看作資源，發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)，形成相關(guān)產(chǎn)業(yè)，變廢為寶。通過資源的合理利用和相關(guān)循環(huán)產(chǎn)業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，從而降低露天煤礦開采的成本，減輕露天開采對生態(tài)環(huán)境的影響與破壞，實(shí)現(xiàn)真正的綠色開采，使礦山產(chǎn)業(yè)可持續(xù)化、綠色化。
二、結(jié)語
關(guān)鍵詞：露天煤礦；電氣系統(tǒng)；事故隱患；安全防護(hù)；管理
眾所周知，露天煤礦施工環(huán)境十分惡劣且復(fù)雜，在開采過程中受到氣溫、降水等外界因素影響很大，而且容易發(fā)生各種安全事故，因此，露天煤礦的管理建設(shè)工作的重點(diǎn)應(yīng)全力放在降低安全事故發(fā)生率上，更不可忽視電氣系統(tǒng)在露天煤礦中所存在的不安全因素，因?yàn)椋瑩?jù)不完全統(tǒng)計(jì)，露天煤礦在生產(chǎn)作業(yè)中所發(fā)生的安全事故，百分之六十都是由于電氣系統(tǒng)設(shè)備故障造成的。這樣不僅給煤礦開采進(jìn)度帶來影響，最重要的是對操作人員的生命安全造成威脅。
1 露天煤礦電氣系統(tǒng)存在的事故隱患
由于電氣系統(tǒng)的選型不合適、電纜超載、分?jǐn)嗄芰Σ蛔愕仍O(shè)備或是設(shè)施的問題，十分容易引起電氣事故，具體表現(xiàn)在以下方面：
1.1 斷路器、開關(guān)遮斷容量不足
斷路器是指能夠關(guān)合、承載和開斷正?；芈窏l件下的電流并能關(guān)合、在規(guī)定的時間內(nèi)承載和開斷異?；芈窏l件下的電流的開關(guān)裝置。如果斷路器、開關(guān)遮斷容量較小時，分段短路電流能力差，可造成因瞬間短路故障增大熱量而使設(shè)備或電纜燃燒，發(fā)生火災(zāi)，輕則導(dǎo)致一些礦區(qū)停電停產(chǎn)[1]，耽誤工程進(jìn)展速度，重則造成財(cái)產(chǎn)巨大損失以及人員的傷亡。
1.2 雷擊過電壓帶來的事故隱患
雷擊過電壓是指，當(dāng)帶有負(fù)電荷的云層在物體上空時，由于電容效應(yīng)，地面物體朝向云層的表面將聚集相應(yīng)的異性電荷。當(dāng)云層的電荷與其他物體或云層發(fā)生閃電或雷擊后，云層內(nèi)負(fù)電荷迅速消失，電容效應(yīng)也立即消失，聚集在物體表面的正電荷也立即流向大地，由于電流較大，會在流動的路徑上由于電阻的原因產(chǎn)生很大的電壓。雷電災(zāi)害作為大自然災(zāi)害的重要組成部分[2]，其危害無可厚非，特別是夏季，雷雨交加季節(jié)，如果由于雷擊過電壓、電流產(chǎn)生火花或是擊穿電纜設(shè)備，出現(xiàn)短路問題，電流產(chǎn)生的火花甚至短路問題帶來的火源再將油污、電纜等易燃物品點(diǎn)燃，會直接引起火災(zāi)，這時配電室內(nèi)沒有充足的滅火設(shè)備或是沒有及時安裝通風(fēng)排煙設(shè)備，會導(dǎo)致火災(zāi)很難控制，甚至可能引起事故范圍不斷擴(kuò)大，停電、停產(chǎn)、人員傷及在所難免。
1.3 主變壓器容量不足，電源線路強(qiáng)度不夠
露天煤礦存在一個非常嚴(yán)重的問題，主變壓器容量不夠，事故一旦發(fā)起，直接導(dǎo)致其他的變壓器供電能力大大減弱。而且電源線路缺少強(qiáng)度保證，導(dǎo)致電源線路一旦遇到大雪、大風(fēng)、冰雹等惡劣天氣的影響，很容易造成塔桿倒下、電源線路斷掉，最終停止開采工作，容易給露天煤礦的施工人員帶來生命危險，造成人身財(cái)產(chǎn)安全惡劣后果。
1.4 機(jī)電保護(hù)設(shè)備質(zhì)量不過關(guān)
由于露天煤礦疏于管理，采購人員在采購時由于各種原因，采買一些不合格淘汰產(chǎn)品，如果繼電保護(hù)裝置存在缺陷[3]，常出現(xiàn)閘口越級跳閘、無故停電，進(jìn)而事故范圍與影響力不斷擴(kuò)大。
1.5 露天煤礦電氣設(shè)備不完善，造成火花事故
近年來，露天煤礦由于電氣設(shè)備不完善，頻頻發(fā)生火花事故，據(jù)調(diào)查得知，引起火花事故的原因有以下幾點(diǎn)：
首先，露天煤礦的電氣設(shè)備安裝、維修不當(dāng)[4]，導(dǎo)致在開關(guān)觸點(diǎn)分-合時產(chǎn)生電火花，直接帶來安全隱患問題。
其次，露天煤礦帶電電纜由于外力原因拉脫、破損、電纜絕緣下降容易造成系統(tǒng)短路、接地，引發(fā)電氣火花。
最后，露天煤礦電氣設(shè)備保護(hù)失靈，當(dāng)出現(xiàn)過流、短路、接地等電氣事故時拒動，使設(shè)備、電纜過載、過熱印發(fā)電氣火花。
1.6 開關(guān)柜閉鎖帶來的事故
煤礦開關(guān)柜閉鎖忘記安裝或失靈的情況下，操作人員會進(jìn)行錯誤操作，工人在帶電狀態(tài)下進(jìn)入開關(guān)內(nèi)部，后果不堪設(shè)想，人員會發(fā)生觸電，造成人員的傷亡。
1.7 露天煤礦電氣系統(tǒng)大范圍停電事故
第一，在安裝電纜時，不小心出現(xiàn)磨損、破皮等問題，雷雨天地面潮濕，容易引起失火現(xiàn)象，最終可造成電氣系統(tǒng)大范圍停電；第二，由于電纜、電氣系統(tǒng)短路，在操作時電氣裝置不受用，可造成越級跳閘[5]，引起大范圍停電事故；第三，不該用單回路供電設(shè)備時用了單回路供電。
2 露天煤礦電氣系統(tǒng)實(shí)際管理現(xiàn)狀
新形勢下，煤礦安全事故一方面給施工作業(yè)進(jìn)度帶來影響，另一方面，給人身財(cái)產(chǎn)安全帶來威脅，因此，露天開采單位必須要加強(qiáng)對開采現(xiàn)場電氣設(shè)備的有效管理、科學(xué)使用，進(jìn)而提高開采效率，保證生產(chǎn)安全，提高國家、社會的經(jīng)濟(jì)利益。
2.1 露天煤礦電氣設(shè)備的購買受資金等因素的制約性較大
露天煤礦主要依靠機(jī)械的全面自動化生產(chǎn)，多年以來已經(jīng)形成了主要趨勢，很多大型電氣設(shè)備也得到了廣泛使用，從而極大的提高開采效率。但是，人們加大對電氣設(shè)備所帶來的經(jīng)濟(jì)效益的同時，很多露天煤礦受到資金的限制[6]，購買回來的電氣設(shè)備一般都存在購買價格低、質(zhì)量不合格等問題，這在一定程度上十分容易引起電纜失火等問題的發(fā)生。
2.2 露天煤礦電氣設(shè)備質(zhì)量較差
電氣設(shè)備在露天煤礦作業(yè)中占有重要地位，由于露天煤礦開采環(huán)境的復(fù)雜性，對電氣設(shè)備的質(zhì)量要求非常嚴(yán)格，但受到經(jīng)濟(jì)利益影響較大，國內(nèi)很多煤礦企業(yè)中所使用的電氣設(shè)備存在價格低廉、質(zhì)量差等問題。同時由于露天煤礦沒有配備相關(guān)的檢測設(shè)備，在安全性能上沒有太多的保障，電氣設(shè)備在運(yùn)行中，本應(yīng)配備一些大型設(shè)備和監(jiān)控設(shè)備，但由于長期缺乏管理，導(dǎo)致配備不齊全，在一些安全保護(hù)裝置上也存在相應(yīng)的問題[7]，大部分設(shè)備處于一種“病態(tài)”，最終使得電氣設(shè)備在運(yùn)行中漏洞百出，安全事故隱患也蘊(yùn)藏于此。
2.3 露天煤礦電氣設(shè)備缺乏維修養(yǎng)護(hù)意識
有的煤礦企業(yè)單純追求經(jīng)濟(jì)利益，過分的注重眼前的產(chǎn)量，嚴(yán)重缺乏對電氣設(shè)備的維修養(yǎng)護(hù)意識，沒有專門管理部門的管理，單方面存在一種機(jī)器壞的時候再去維修的思想，只能等到機(jī)器設(shè)備不能用時才去報(bào)修，很多機(jī)器設(shè)備由于常年不進(jìn)行維修護(hù)理，在出現(xiàn)問題的時候，進(jìn)行維修工作是有難度的，有的甚至不能進(jìn)行二次使用，需要更換新機(jī)器設(shè)備，這樣極大影響工作進(jìn)程，阻礙相關(guān)管理制度的完善，甚至造成的損失都無法挽回。
2.4 露天煤礦電氣設(shè)備管理人員專業(yè)素質(zhì)低
露天煤礦電氣設(shè)備的管理工作繁雜，需要有專業(yè)人員的有效管理方可有所建樹，對管理人員的職業(yè)素養(yǎng)要求較高，但是目前情況來看[8]，我國露天煤礦電氣設(shè)備管理人員幾乎沒有專業(yè)的學(xué)習(xí)、培訓(xùn)，實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)更是少之又少。煤礦開采作業(yè)環(huán)境差，危險指數(shù)高，在機(jī)器投放使用上，很多電氣設(shè)備都在超負(fù)荷作業(yè)，出現(xiàn)機(jī)械故障的情況時有發(fā)生，并且使用的機(jī)器設(shè)備種類繁多，因此，管理人員的管理范圍較廣泛，這就更要求管理者全面提高自身的專業(yè)素養(yǎng)，繼續(xù)忽視管理工作的進(jìn)行，生產(chǎn)作業(yè)中出現(xiàn)的問題也會隨之增多。
2.5 露天煤礦電氣設(shè)備管理機(jī)構(gòu)不完善
露天煤礦企業(yè)的電氣設(shè)備管理機(jī)構(gòu)不完善，缺乏合理的管理體系。例如在日常工作中，電氣設(shè)備的維修與養(yǎng)護(hù)工作只是依賴電工負(fù)責(zé)，而在實(shí)際操作過程中，電工的主要精力都放在生產(chǎn)上，幾乎忽視了電氣設(shè)備的管理工作。而且，露天煤礦企業(yè)的領(lǐng)導(dǎo)者對電氣設(shè)備的管理也不太重視，沒有完善的電氣設(shè)備專業(yè)的管理組織，管理工作思想極為落后，有的甚至是供電系統(tǒng)都沒有按照設(shè)計(jì)進(jìn)行相應(yīng)的施工，只是依靠電工工作者僅有的工作經(jīng)驗(yàn)而進(jìn)行工作[9]，也沒有依照要求檢測電氣設(shè)備的性能與儀器儀表等。總之，露天煤礦電氣系統(tǒng)設(shè)備的管理機(jī)構(gòu)存在著很大的問題，急需解決。
3 露天煤礦電氣系統(tǒng)存在事故隱患的解決措施
露天煤礦電氣系統(tǒng)存在的安全隱患雖然得到一定的改善，但很多現(xiàn)實(shí)問題仍得不到解決，如果不及時制止煤礦電氣事故的發(fā)生，給國家、給社會帶來的財(cái)產(chǎn)、人員傷亡不可設(shè)想，通過調(diào)查研究，給出以下改善事故發(fā)生的方法：（1）開關(guān)遮斷容量不足，有的是可以修復(fù)的，例如：更換新的滅弧介質(zhì)。重合容量不足的開關(guān)應(yīng)停用重合閘，可以通過調(diào)整運(yùn)行方式，降低系統(tǒng)的短路電流，滿足開關(guān)的滅弧能力，或是更換新的開關(guān)。這段容量嚴(yán)重不足時，應(yīng)改為“非自動”，作為負(fù)荷開關(guān)或隔離開關(guān)使用。（2）露天煤礦防雷工作必不可少，首先，露天煤礦企業(yè)要嚴(yán)格按照國家、地方法律法規(guī)以及防雷技術(shù)規(guī)范要求，認(rèn)真排查地理、地質(zhì)、氣候、環(huán)境、土壤等開采條件和雷電活動規(guī)律，然后根據(jù)露天煤礦特點(diǎn)設(shè)計(jì)安裝相匹配的防雷裝置，達(dá)到安全可靠、經(jīng)濟(jì)合理以及技術(shù)先進(jìn)等目標(biāo)；其次，建議換成組合式過電壓保護(hù)器，換成相吻合的避雷器；最后，可以進(jìn)行二次繼電保護(hù)工作，在繼電保護(hù)調(diào)試中模擬煤礦電站短路情況，可以靠近電站的過留速斷跳開[10]，因其對保護(hù)斷電系統(tǒng)具有可靠性，而且在輸電線路時，降低了雷電對段桿塔的襲擊，提高了雷擊桿塔的抗雷作用。（3）每年要全面加強(qiáng)統(tǒng)計(jì)用電負(fù)荷，跟進(jìn)系統(tǒng)追蹤，一旦發(fā)生變化時，要及時計(jì)算短路電流，找到繼電保護(hù)的核算、實(shí)驗(yàn)所要的科學(xué)準(zhǔn)確的依據(jù)。增大容量負(fù)荷的使用時，要重新整改，并反復(fù)試驗(yàn)。（4）露天煤礦電纜在連接固定時，一定要仔細(xì)多遍做好固定措施，并經(jīng)常進(jìn)行檢測、試驗(yàn)、完善檢查制度。對電氣系統(tǒng)設(shè)備加大絕緣性能的測試，及時更換破損、掉皮的電纜線源，一旦發(fā)現(xiàn)其損壞現(xiàn)象，要及時停止使用，進(jìn)行檢修，防止出現(xiàn)漏電而產(chǎn)生火花事故。（5）露天煤礦企業(yè)應(yīng)該依據(jù)自身實(shí)際狀況，及時制定出完善的、合理的、可實(shí)施性的安全管理制度。如電氣設(shè)備的采買標(biāo)準(zhǔn)制度、電氣設(shè)備的安檢與維修制度、電氣設(shè)備進(jìn)庫出庫的管理制度等，積極落實(shí)執(zhí)行國家以及上級頒布的規(guī)章制度。（6）露天煤礦企業(yè)要不斷完善電氣供電系統(tǒng)反送電的規(guī)章制度和方法，減少反送電所帶來的觸電事故。對供電設(shè)備、開關(guān)柜號碼給予明確標(biāo)記[11]，防止操作人員錯誤操作。同時，做好地面輸入電路電纜、變電系統(tǒng)的防雷裝置的安裝工作，在雨季來臨前，全面仔細(xì)的進(jìn)行檢查測試，不能遺落每個細(xì)節(jié)。（7）露天煤礦企業(yè)要定期測試電網(wǎng)電容量的標(biāo)準(zhǔn)，如有超標(biāo)現(xiàn)象要及時采取限制電容量的措施，防止全礦停電、停產(chǎn)。（8）加大露天煤礦視頻監(jiān)控系統(tǒng)的安裝。隨著科技的飛速發(fā)展，視頻監(jiān)控水平的進(jìn)步，可以采取有效的安裝視頻監(jiān)控系統(tǒng)來提高開采作業(yè)，特別是在露天煤礦中，安裝監(jiān)控系統(tǒng)是對煤礦高效益、高產(chǎn)量、高安全性能的重要保障[12]，因此，安裝電氣系統(tǒng)的監(jiān)控設(shè)備越來越成為露天煤礦管理中的一項(xiàng)重要內(nèi)容，對露天煤礦電氣系統(tǒng)的安全作業(yè)提供保障，為露天煤礦開采提供有效的指導(dǎo)，同時還可以在事故中發(fā)揮及其重要的作用。（9）努力創(chuàng)新電氣設(shè)備維修模式。在過去的電氣設(shè)備管理中，機(jī)器設(shè)備只有在出現(xiàn)大故障時才可以報(bào)修，耽誤生產(chǎn)進(jìn)度，但是在新形勢下，想要提高電氣設(shè)備管理水平就必須改掉傳統(tǒng)的管理模式，創(chuàng)新維修模式，做出規(guī)定，定期對電氣設(shè)備進(jìn)行檢修，合理安排檢修時間、檢修負(fù)責(zé)人以及檢修機(jī)器數(shù)量等。一些陳舊的機(jī)器設(shè)備[13]，性能較低，出現(xiàn)故障率較高，因此，可以成立管理檢修小組，進(jìn)行深入分析其運(yùn)行狀態(tài)，對設(shè)備進(jìn)行實(shí)時控制，加大檢修力度，確保降低成本的同時，提高機(jī)器設(shè)備的安全性。（10）加強(qiáng)人才培養(yǎng)，加大培訓(xùn)力度。目前，露天煤礦電氣系統(tǒng)設(shè)備管理人才隊(duì)伍薄弱，普遍存在管理人員專業(yè)素養(yǎng)不高的問題，針對在崗人員應(yīng)該進(jìn)行定期的培訓(xùn)，從而提高管理人員的專業(yè)素養(yǎng)，或是通過技術(shù)比練和崗位競爭等方式，增強(qiáng)工作人員的安全意識，調(diào)動工作的積極性。依照不同崗位進(jìn)行相應(yīng)的培訓(xùn)，通過對技能知識的講解與技能實(shí)際操作，全面提高工作人員的專業(yè)素質(zhì)[14]，為培養(yǎng)全能型的技術(shù)人才。（11）加大外委單位的監(jiān)督管理。我國很多露天煤礦在維修電氣設(shè)備時都采取外委維修模式，為了提高設(shè)備維修質(zhì)量，應(yīng)加大外委單位監(jiān)督管理。
4 結(jié)束語
露天煤礦開采工程越來越受到全社會的廣泛關(guān)注，煤礦電氣系統(tǒng)的安全問題在改革中不斷進(jìn)步，加強(qiáng)注重人力、物力的投入時，更要針對發(fā)展現(xiàn)狀，努力改善煤礦開采中存在的問題，全面推動電氣設(shè)備管理工作進(jìn)程，從而提高管理水平，促進(jìn)我國露天煤礦事業(yè)的發(fā)展。
參考文獻(xiàn)
[1]陳志新，周宗強(qiáng).露天煤礦電氣系統(tǒng)事故隱患及安全措施研究[J].中國科技縱橫，2016（4）：172.
[2]楊廣義.淺析露天煤礦開采中如何防治事故隱患[J].中國科技縱橫，2014（20）：177.
[3]李志遠(yuǎn).露天煤礦開采中的事故隱患與防治措施[J].科技與生活，2012（6）：164.
[4]魯明春.露天煤礦開采中防治事故隱患的措施[J].民營科技，2011（4）：139-145.
[5]張志強(qiáng).露天煤礦開采中防治事故隱患的措施分析[J].農(nóng)家科技（下旬刊），2013（4）：135.
[6]盧大勇，劉巖.露天煤礦開采中防治事故隱患的措施探討[J].企業(yè)導(dǎo)報(bào)，2015（24）：146-147.
[7]肖剛.淺談露天煤礦開采中的事故隱患與防治措施[J].黑龍江科技信息，2010（30）：52-62.
[8]楊平安.煤礦電氣系統(tǒng)事故隱患及安全對策措施[J].科技與生活，2011（14）：151-165.
[9]曾憲榮，劉洪才.關(guān)于建設(shè)內(nèi)蒙古露天煤礦應(yīng)急救援體系的探討[J].內(nèi)蒙古煤炭經(jīng)濟(jì)，2013（5）：144-145.
[10]鄭權(quán).淺談露天煤礦安全管理工作[J].房地產(chǎn)導(dǎo)刊，2015（32）：386-394.
[11]高天鵬.淺論露天煤礦安全用電技術(shù)的管理及措施[J].大科技，2015（33）：185-186.
[12]馬風(fēng)虎.淺談露天煤礦安全管理措施[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2016（6）：97-101.
關(guān)鍵詞:紅沙泉露天煤礦;地形圖;防洪渠;水力計(jì)算;方案對比
煤炭是我國的主體能源，是國民經(jīng)濟(jì)健康穩(wěn)定發(fā)展的重要基石［1］。煤炭生產(chǎn)往往面臨水害的威脅，其是與瓦斯、煤塵、火和頂板災(zāi)害并列的五大災(zāi)害之一，將長期伴隨煤礦建設(shè)和生產(chǎn)活動，水害防治工作任重而道遠(yuǎn)［2］。露天煤礦受自然條件影響較大，尤其是夏季連續(xù)降大雨、暴雨而引發(fā)的洪水，給露天礦的安全和生產(chǎn)都會造成重大影響［3］。洪水災(zāi)害作為露天礦主要災(zāi)害之一，我們必須引起高度重視。防水和排水是露天礦山的輔助生產(chǎn)工作，但它卻是保證礦山安全和正常生產(chǎn)的先決條件［4］。露天礦堅(jiān)持地面水地上排，通過修建攔截水溝把水排到采區(qū)外，地面防排水主要是防、堵、疏、排、截的綜合治理［5］。如果將截排的地表水、露天礦坑內(nèi)積水與地下水進(jìn)行綜合利用，實(shí)現(xiàn)變害為寶、變廢為寶，這樣會帶來顯著的經(jīng)濟(jì)效益與社會效益［6］。本文以紅沙泉露天煤礦北側(cè)局部防治水為例，充分利用現(xiàn)代測量設(shè)備和計(jì)算機(jī)軟件，通過方案對比與概略經(jīng)濟(jì)評價，最后確定防洪渠參數(shù)和修建位置，實(shí)現(xiàn)變害為寶。
1礦區(qū)水文地質(zhì)
1．1地形地貌
紅沙泉露天煤礦處于準(zhǔn)噶爾盆地東部腹地，南為天山、北為克拉麥里山。由于南部天山強(qiáng)烈的上升作用，在山前堆積了巨厚的沖－洪積物，組成了沿山麓向聚煤盆地內(nèi)部傾斜的傾斜平原，形成了較好的儲水構(gòu)造，成為潛水和自流水分布區(qū)。潛水埋深由天山山麓向盆地中心逐漸變淺，徑流條件變差，水質(zhì)變壞;地下水依靠蒸發(fā)與蒸騰而排泄，鹽分大量集中形成鹽堿地。區(qū)域地勢總體呈向南緩傾的斜坡，但地勢東、南高，北、西低;地貌形態(tài)為殘丘狀的剝蝕平原，海拔657～753m，最大高差96m，相對高差一般在30m左右。接近盆地邊緣地帶，徑流非常微弱，基本屬于垂直交替帶。
1．2氣象
本地區(qū)屬大陸干旱荒漠氣候，年溫差和晝夜溫差較大，6～8月份為夏季，氣候炎熱，白天氣溫常在40℃以上，絕對最高氣溫達(dá)43．2℃(2004．7．13);11月～次年2月份為冬季，氣候嚴(yán)寒，絕對最低氣溫達(dá)－49．8℃(1969．1．26)。年平均降水量106mm，年蒸發(fā)量1202～2382mm，全年日照3053h，8月份偶有雷陣雨，冬季積雪稀少。礦田內(nèi)常年多風(fēng)，多以西北風(fēng)為主，風(fēng)力一般4～5級，經(jīng)常有7～8級大風(fēng)，最大可達(dá)10級以上并伴有強(qiáng)大的沙塵暴天氣。
1．3水文
礦田內(nèi)大多數(shù)地段地表無常年水流。在露天礦南緣著名的紅沙泉是唯一的泉水點(diǎn)。以泉水為源頭，形成徑流，流向北，流出約200m后徑流下滲或蒸發(fā)終結(jié)。暫時性水流主要由夏季偶降暴雨形成的地表水，順自然沖溝流向古河床，從礦區(qū)西北方向流出，或向低洼地段匯集、滯留。低洼處滯留的地表水在原地下滲或就地蒸發(fā)，最終形成淤積泥板地(俗稱白板地)或鹽漬化砂土。
2紅沙泉露天礦北部狀況
2．1水害概況
紅沙泉露天煤礦北部總體地勢北高、南低，面臨的主要洪水威脅來自北部山丘地表匯水。隨著基建的進(jìn)行，新修鐵路運(yùn)輸環(huán)線破壞了原有北部擋水壩，短時強(qiáng)降雨過后，地勢低洼處產(chǎn)生大面積積水，鐵路路基被積水浸泡，給鐵路運(yùn)輸帶來了安全隱患，同時也威脅到外排土場邊坡。
2．2防排水系統(tǒng)分析
對紅沙泉露天煤礦北部和鐵路環(huán)線進(jìn)行實(shí)地踏勘，經(jīng)過分析研究可知:鐵路路基被浸泡的主要原因是北部匯水面積過大，暴雨洪峰流量已超越了東側(cè)地面鐵路沿線防洪渠的排水能力。因防洪渠距離國信電廠運(yùn)煤皮帶轉(zhuǎn)運(yùn)點(diǎn)太近，無法進(jìn)行加寬加高，所以決定在紅沙泉露天礦北部山坡上修建一條南北走向防洪渠，最大限度地?cái)r截北部山坡匯水，減輕東側(cè)鐵路沿線防洪渠的排水壓力，確保運(yùn)煤鐵路安全。
3防洪渠設(shè)計(jì)與研究
3．1繪制地形圖
地形測繪是設(shè)計(jì)防洪渠的前提，利用3D激光掃描儀－RIEGLVZ－2000i對紅沙泉露天煤礦北部地形進(jìn)行掃描，提取高程點(diǎn)與坐標(biāo)數(shù)據(jù)，減少野外工作時間和體力勞動。利用南方CASS軟件繪制地形圖，本次選用比例尺為1∶2000，等高距為1m的地形圖。
3．2初步修建位置
參考自然水流路徑，根據(jù)山脊線和山谷線的位置、走向，避開等高線密集處和劇烈彎曲地段，最大限度地?cái)r截北部地表水，保持防洪渠平直，利用自然地形，減弱地表匯水對防洪渠的沖刷，與現(xiàn)有防洪工程相連。初步確定防洪渠修建位置如圖1與圖2所示，形成兩個方案。方案1:建a－d段防洪渠，匯水從a點(diǎn)流向d點(diǎn)，最后匯入1號防洪渠，全長1550m。利用RTK進(jìn)行放線，繪制防洪渠地表斷面圖如圖3所示，由圖3可以看出，從a點(diǎn)到d點(diǎn)高程逐漸下降，局部地段落差最大值為0．53m。優(yōu)點(diǎn):充分利用現(xiàn)有防洪系統(tǒng)，匯水直接流入1號防洪渠，最后進(jìn)入古河床。缺點(diǎn):防洪渠較長，破壞備用運(yùn)煤砂石路，給礦區(qū)運(yùn)輸帶來了麻煩。方案2:建a－c段防洪渠，匯水從a點(diǎn)流向c點(diǎn)，利用自然水流路徑，匯水通過鐵路排水溝排水口流入礦區(qū)主干道路旁樹林帶，全長1000m，匯水可用于綠化灌溉。優(yōu)點(diǎn):防洪渠短，與現(xiàn)有防洪系統(tǒng)結(jié)合，充分利用了地表水資源。缺點(diǎn):暴雨時，匯水量大，鐵路環(huán)線排水溝排水壓力大。
3．3工程水力計(jì)算
3．3．1匯水面積由于雨水是沿山脊線向兩側(cè)山坡分流，所以匯水面積的邊界線是由一系列的山脊線連接而成的。為了更準(zhǔn)確圈定匯水面積，選擇在等高距為0．4m的1∶2000地形圖上進(jìn)行圈定如圖4所示，方案1的匯水面積為794949m2，方案2的匯水面積為407403m2。3．3．2暴雨徑流量計(jì)算紅沙泉露天煤礦年產(chǎn)800萬t原煤，服務(wù)年限超過50a，屬于大型露天煤礦，采用50a一遇、Ti日最大降雨量的地面防水工程的防洪標(biāo)準(zhǔn)。依據(jù)《全國分區(qū)經(jīng)驗(yàn)公式成果表》和該防洪標(biāo)準(zhǔn)，先按暴雨頻率2%計(jì)算洪峰流量，再按暴雨頻率1%進(jìn)行校核。暴雨頻率2%的洪峰流量:Q2=K×Fn1(1)式中:F—匯水面積，km2;查表K=0．54～1;因F＜3，K取值為0．55，n1取值為0．75;按1%暴雨頻率校驗(yàn)，查表得Q1÷Q2=1．09，則暴雨頻率1%的洪峰流量:Q1=1．09Q2(2)將F、K、n1數(shù)據(jù)代入公式(1)，并按公式(2)計(jì)算防洪渠的洪峰流量，詳見表1。3．3．3防洪渠設(shè)計(jì)露天開采的特點(diǎn)使礦區(qū)不可能建造永久性構(gòu)筑物來防范洪水，除排土場和兩側(cè)端幫的設(shè)施使用時間稍微長久以外，其余地區(qū)的設(shè)施都會在很短的時間內(nèi)完成它的使命，所以防治設(shè)施必須以經(jīng)濟(jì)實(shí)用為原則。且本次防洪渠在礦區(qū)外修建，因此建成倒梯形無鋪砌導(dǎo)流明渠。采用日立ZX360K－5A挖掘機(jī)修建防洪渠，考慮到設(shè)備鏟斗參數(shù)和水力上最經(jīng)濟(jì)的梯形斷面尺寸，因此溝的邊坡取1∶0．5，導(dǎo)流明渠底寬b為1m。無鋪砌倒梯形導(dǎo)流明渠溝內(nèi)水深計(jì)算:Q1=wv=(bh+mh2)v(3)式中:v—水在沙礫土中的流速為1．2m/s;將Q1、v、m、b數(shù)據(jù)代入公式(3)中，解一元二次方程，則得出排水溝設(shè)計(jì)水深h，再加0．3m安全高度為防洪渠全深，具體見表2。
3．4經(jīng)濟(jì)性評價
3．4．1工程量經(jīng)水力工程計(jì)算，由表2可以看出，方案1防洪渠長度雖然只比方案2長了550m，但方案1工程量卻是方案2的2倍，方案2修建成本明顯低于方案1。3．4．2水資源利用因防洪渠直接攔截，方案1匯水直接排入礦區(qū)西北古河床。方案2利用自然水流路徑和自然沖溝，可收集方案1全部匯水，因綠化帶為抗堿性榆樹，地表匯水可直接用來綠化灌溉。
4方案選擇
對比兩個方案，在保證安全前提下，綜合考慮其經(jīng)濟(jì)性，充分利用水資源，最后決定選擇方案2。防洪渠修建采用原地開挖方式，利用排棄巖土修建擋水墻，擋水墻與防洪渠結(jié)合，攔截漫過防洪渠的洪水。擋水墻為正梯形，位于防洪渠南側(cè)邊緣0．5m處，防洪渠及擋水墻斷面如圖5所示。圖5防洪渠及擋水墻斷面圖5結(jié)語防洪渠在保證安全生產(chǎn)前提下進(jìn)行合理的設(shè)計(jì)與經(jīng)濟(jì)性評價。尤其像紅沙泉露天煤礦這種“富煤貧水”的西北干旱地區(qū)，水資源顯得更寶貴，修建防洪渠更應(yīng)該充分利用水資源。干旱地區(qū)地表水資源的再利用，可緩解嚴(yán)重缺水的現(xiàn)象，實(shí)現(xiàn)露天煤礦經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展，也是防洪設(shè)計(jì)必須參考的重要依據(jù)之一。
參考文獻(xiàn):
［1］靳德武，喬偉，，等．煤礦防治水智能化技術(shù)與裝備研究現(xiàn)狀及展望［J］．煤炭科學(xué)技術(shù)，2019，47(03):10－17．
［2］董書寧，王皓，周振方．我國煤礦水害防治工作現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢［J］．勞動保護(hù)，2020(08):58－60．
［3］武強(qiáng)，劉正林，董書寧，等．煤礦防治水細(xì)則解讀［M］．北京:煤炭工業(yè)出版社，2018．
［4］高永濤，吳順川，王青，等．露天采礦學(xué)［M］．長沙:中南大學(xué)出版社，2010．
［5］中國煤炭工業(yè)協(xié)會．煤礦作業(yè)規(guī)程技術(shù)手冊［M］．徐州:中國礦業(yè)大學(xué)出版社，2015．
