時(shí)間：2023-09-28 09:24:47
序論：在您撰寫露天煤礦災(zāi)害防治時(shí)，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(duì)環(huán)境的影響主要表現(xiàn)在對(duì)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(duì)環(huán)境特別是對(duì)土地資源的占用和污染將日趨嚴(yán)重。
同時(shí)，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(duì)土地的破壞
露天煤礦區(qū)對(duì)土地資源的破壞主要表現(xiàn)在露天采場(chǎng)的直接挖損、外排土場(chǎng)壓占土地和工業(yè)廣場(chǎng)的占用等。挖損是對(duì)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(chǎng)上造成原地貌功能的喪失一挖損和壓占等工程活動(dòng)直接破壞了表層的植被，導(dǎo)致這一區(qū)域原先處于相對(duì)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(chǎng)、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(chǎng)挖損破壞0.08hm2，外排土場(chǎng)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(shí)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(zhǎng)6.6km，南北寬2.1km，面積達(dá)10.87km2，3個(gè)廢棄矸石排土場(chǎng)面積達(dá)20.2km2；阜新海州露天礦長(zhǎng)4km，寬2km，深350m，面積達(dá)8km2，排土場(chǎng)面積達(dá)14.7km2。露天開采活動(dòng)在如此廣大的范圍內(nèi)延續(xù)幾十年至近百年，對(duì)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(duì)地表水和地下水污染最嚴(yán)重的是露天煤礦排土場(chǎng)淋溶水。排土場(chǎng)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(huì)對(duì)地表永體造成污染，滲入地下含水層，也會(huì)污染地下永體。阜新新邱露天煤礦排土場(chǎng)附近于家溝地區(qū)的地下水體就是由于露天煤礦排土場(chǎng)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(chǎng)周圍水體和大氣降水匯入采場(chǎng)礦坑，也會(huì)由于礦坑積水浸潤(rùn)采場(chǎng)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(chǎng)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(duì)大氣造成，污染。
對(duì)某露天礦區(qū)的現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)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(jí)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(gè)時(shí)期會(huì)出現(xiàn)兩個(gè)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(chǎng)大多沒有土地復(fù)墾和再植被，每個(gè)露天煤礦的外排土場(chǎng)都會(huì)形成一個(gè)幾百到幾千公頃的人為荒漠化土地，春秋時(shí)節(jié)，荒漠化的排土場(chǎng)所產(chǎn)生的揚(yáng)塵等亦會(huì)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(gè)方面：
(1)露天采礦形成的礦坑邊坡及排土場(chǎng)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(dòng)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(chǎng)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(chǎng)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(zhǎng)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(shí)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(shì)
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(shì)，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(zhǎng)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(jiǎn)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(dòng)、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(dòng)，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(xiǎn)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(duì)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(shí)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(duì)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(shí)期，煤礦企業(yè)利潤(rùn)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(rùn)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(shí)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(jí)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(píng)價(jià)、預(yù)測(cè)、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(zhǎng)遠(yuǎn)的經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)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(dòng)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(huì)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(dòng)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(duì)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(duì)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(chǎng)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(duì)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(duì)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(cè)網(wǎng)站和地質(zhì)災(zāi)害預(yù)警系統(tǒng)。主要針對(duì)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(cè)線網(wǎng)，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)并預(yù)測(cè)變形趨勢(shì)，為及時(shí)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(duì)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(duì)性治理原則，對(duì)不宜搬遷的重要設(shè)置和建筑，采取針對(duì)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(gè)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(tái)理性和安壘風(fēng)險(xiǎn)性。
(6)對(duì)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(dòng)的通過采礦工程活動(dòng)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(jī)。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(duì)生態(tài)環(huán)境的影響，而對(duì)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(duì)策，追求最優(yōu)的經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)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(duì)土地利用和土壤侵蝕的影響預(yù)測(cè)，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(duì)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(duì)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(duì)土地的破壞
露天煤礦區(qū)對(duì)土地資源的破壞主要表現(xiàn)在露天采場(chǎng)的直接挖損、外排土場(chǎng)壓占土地和工業(yè)廣場(chǎng)的占用等。挖損是對(duì)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(chǎng)上造成原地貌功能的喪失一挖損和壓占等工程活動(dòng)直接破壞了表層的植被，導(dǎo)致這一區(qū)域原先處于相對(duì)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(chǎng)、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(chǎng)挖損破壞0.08hm2，外排土場(chǎng)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(shí)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(zhǎng)6.6km，南北寬2.1km，面積達(dá)10.87km2，3個(gè)廢棄矸石排土場(chǎng)面積達(dá)20.2km2；阜新海州露天礦長(zhǎng)4km，寬2km，深350m，面積達(dá)8km2，排土場(chǎng)面積達(dá)14.7km2。露天開采活動(dòng)在如此廣大的范圍內(nèi)延續(xù)幾十年至近百年，對(duì)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(duì)地表水和地下水污染最嚴(yán)重的是露天煤礦排土場(chǎng)淋溶水。排土場(chǎng)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(huì)對(duì)地表永體造成污染，滲入地下含水層，也會(huì)污染地下永體。阜新新邱露天煤礦排土場(chǎng)附近于家溝地區(qū)的地下水體就是由于露天煤礦排土場(chǎng)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(chǎng)周圍水體和大氣降水匯入采場(chǎng)礦坑，也會(huì)由于礦坑積水浸潤(rùn)采場(chǎng)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(chǎng)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(duì)大氣造成，污染。
對(duì)某露天礦區(qū)的現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)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(jí)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(gè)時(shí)期會(huì)出現(xiàn)兩個(gè)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(chǎng)大多沒有土地復(fù)墾和再植被，每個(gè)露天煤礦的外排土場(chǎng)都會(huì)形成一個(gè)幾百到幾千公頃的人為荒漠化土地，春秋時(shí)節(jié)，荒漠化的排土場(chǎng)所產(chǎn)生的揚(yáng)塵等亦會(huì)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(shì)
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(shì)，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(zhǎng)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(jiǎn)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(dòng)、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(dòng)，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(xiǎn)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(duì)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(shí)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(duì)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(shí)期，煤礦企業(yè)利潤(rùn)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(rùn)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(shí)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(jí)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(dòng)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(huì)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(dòng)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(duì)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(duì)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(duì)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(cè)網(wǎng)站和地質(zhì)災(zāi)害預(yù)警系統(tǒng)。主要針對(duì)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(cè)線網(wǎng)，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)并預(yù)測(cè)變形趨勢(shì)，為及時(shí)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(duì)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(duì)性治理原則，對(duì)不宜搬遷的重要設(shè)置和建筑，采取針對(duì)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(gè)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(tái)理性和安壘風(fēng)險(xiǎn)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(hào)：TD608 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-914X（2017）13-0222-01
1 引言
煤礦開采中的危險(xiǎn)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)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，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(duì)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(huì)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?jiǎn)栴}
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(shí)，云層中的負(fù)電荷就會(huì)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(huì)在流動(dòng)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(huì)直接引起火災(zāi)，這時(shí)配電室內(nèi)沒有充足的滅火設(shè)備或是沒有及時(shí)安裝通風(fēng)排煙設(shè)備，會(huì)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(duì)的一個(gè)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(huì)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(xiǎn)，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(shí)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(shí)拒動(dòng)，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(duì)不足進(jìn)行及時(shí)的修復(fù)
電氣設(shè)備在經(jīng)歷了長(zhǎng)時(shí)間使用之后肯定會(huì)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(duì)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(shí)，應(yīng)改為“非自動(dòng)”，作為負(fù)荷開關(guān)或隔離開關(guān)使用。
3.2 提高對(duì)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(shì)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(duì)保護(hù)斷電系統(tǒng)具有可靠性，而且在輸電線路時(shí)，降低了雷電對(duì)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(shí)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(duì)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(shí)還可以在事故中發(fā)揮及其重要的作用。
3.4 對(duì)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(shí)代需求，為了能夠及時(shí)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(duì)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(duì)電氣設(shè)備進(jìn)行檢修，合理安排檢修時(shí)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(duì)設(shè)備進(jìn)行實(shí)時(shí)控制，加大檢修力度，確保降低成本的同時(shí)，提高機(jī)器設(shè)備的安全性。
3.5 加大對(duì)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(duì)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(shí)，調(diào)動(dòng)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(duì)技能知識(shí)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(xiǎn)系數(shù)相對(duì)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(huì)大眾廣泛的關(guān)注。基于此，露天煤礦應(yīng)積極應(yīng)對(duì)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(hào)：TD167 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2014）01（c）-0195-02
水土流失是礦山開發(fā)建設(shè)活動(dòng)中最為常見的生態(tài)問題之一，露天煤礦開發(fā)活動(dòng)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(huì)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(duì)其開發(fā)建設(shè)過程造成的水土流失進(jìn)行預(yù)測(cè)了分析，并提出有針對(duì)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(jí)
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(jí)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(jí)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(shì)南西高、北東低，呈戈壁殘丘地貌；海拔1407 m～1546 m，相對(duì)高差139 m。礦田區(qū)無常年流動(dòng)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(chǎng)地27.27 hm2、排土場(chǎng)最終占地332.0 hm2、采掘場(chǎng)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(chǎng)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(dòng)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(dòng)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(dòng)和破壞。
（2）土壤表層松散性加大。
（3）排土場(chǎng)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(gè)水土流失二級(jí)防治分區(qū)：采掘場(chǎng)防治區(qū)、外排土場(chǎng)防治區(qū)、工業(yè)場(chǎng)地防治區(qū)、外包駐地區(qū)、場(chǎng)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(cè)和影響分析
5.1 預(yù)測(cè)時(shí)段
吉郎德煤礦水土流失預(yù)測(cè)時(shí)段劃分為兩個(gè)階段，即建設(shè)期和生產(chǎn)運(yùn)行期。
5.2 預(yù)測(cè)結(jié)果
根據(jù)各預(yù)測(cè)單元擾動(dòng)地貌植被面積、施工擾動(dòng)前后土壤侵蝕模數(shù)、預(yù)測(cè)時(shí)段，進(jìn)行水土流失預(yù)測(cè)，預(yù)測(cè)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(jí)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(shí)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(duì)區(qū)域水土流失的影響程度是顯著的，其采掘場(chǎng)的開挖、排土場(chǎng)的建設(shè)等活動(dòng)會(huì)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(duì)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(jià)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(duì)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(duì)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(shí)配以輔助設(shè)備清掃浮煤。對(duì)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(duì)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(chǎng)、排土場(chǎng)、儲(chǔ)煤場(chǎng)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(duì)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(shí)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(dòng)，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(duì)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)?，?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(duì)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、承載和開斷正常回路條件下的電流并能關(guān)合、在規(guī)定的時(shí)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(shí)，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(shí)，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(huì)在流動(dòng)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(huì)直接引起火災(zāi)，這時(shí)配電室內(nèi)沒有充足的滅火設(shè)備或是沒有及時(shí)安裝通風(fēng)排煙設(shè)備，會(huì)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(gè)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(xiǎn)，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(shí)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(jí)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(shí)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(shí)拒動(dòng)，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(huì)進(jìn)行錯(cuò)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(huì)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(shí)，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(shí)電氣裝置不受用，可造成越級(jí)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(shí)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(shì)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(duì)開采現(xiàn)場(chǎng)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(huì)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(dòng)化生產(chǎn)，多年以來已經(jīng)形成了主要趨勢(shì)，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(duì)電氣設(shè)備所帶來的經(jīng)濟(jì)效益的同時(shí)，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(jià)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(duì)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(jià)格低廉、質(zhì)量差等問題。同時(shí)由于露天煤礦沒有配備相關(guān)的檢測(cè)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(zhǎng)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(shí)
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(duì)電氣設(shè)備的維修養(yǎng)護(hù)意識(shí)，沒有專門管理部門的管理，單方面存在一種機(jī)器壞的時(shí)候再去維修的思想，只能等到機(jī)器設(shè)備不能用時(shí)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(shí)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(duì)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(xiǎn)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(shí)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(huì)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(duì)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(cè)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(shí)制止煤礦電氣事故的發(fā)生，給國家、給社會(huì)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(shí)，應(yīng)改為“非自動(dòng)”，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(dòng)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(duì)保護(hù)斷電系統(tǒng)具有可靠性，而且在輸電線路時(shí)，降低了雷電對(duì)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(shí)，要及時(shí)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(shí)，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(shí)，一定要仔細(xì)多遍做好固定措施，并經(jīng)常進(jìn)行檢測(cè)、試驗(yàn)、完善檢查制度。對(duì)電氣系統(tǒng)設(shè)備加大絕緣性能的測(cè)試，及時(shí)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(shí)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(shí)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(jí)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(duì)供電設(shè)備、開關(guān)柜號(hào)碼給予明確標(biāo)記[11]，防止操作人員錯(cuò)誤操作。同時(shí)，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(cè)試，不能遺落每個(gè)細(xì)節(jié)。（7）露天煤礦企業(yè)要定期測(cè)試電網(wǎng)電容量的標(biāo)準(zhǔn)，如有超標(biāo)現(xiàn)象要及時(shí)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(duì)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(duì)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(shí)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(shí)才可以報(bào)修，耽誤生產(chǎn)進(jìn)度，但是在新形勢(shì)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(duì)電氣設(shè)備進(jìn)行檢修，合理安排檢修時(shí)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(duì)設(shè)備進(jìn)行實(shí)時(shí)控制，加大檢修力度，確保降低成本的同時(shí)，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(duì)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(jìng)爭(zhēng)等方式，增強(qiáng)工作人員的安全意識(shí)，調(diào)動(dòng)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(duì)技能知識(shí)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(shí)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(huì)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(shí)，更要針對(duì)發(fā)展現(xiàn)狀，努力改善煤礦開采中存在的問題，全面推動(dòng)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。
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[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(duì)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(zhǎng)期伴隨煤礦建設(shè)和生產(chǎn)活動(dòng)，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(huì)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(huì)帶來顯著的經(jīng)濟(jì)效益與社會(huì)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(cè)量設(shè)備和計(jì)算機(jī)軟件，通過方案對(duì)比與概略經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)，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?jī)A斜的傾斜平原，形成了較好的儲(chǔ)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(shì)總體呈向南緩傾的斜坡，但地勢(shì)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(duì)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(duì)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(duì)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(jí)，經(jīng)常有7～8級(jí)大風(fēng)，最大可達(dá)10級(jí)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(shí)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(shì)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(shí)強(qiáng)降雨過后，地勢(shì)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(shí)也威脅到外排土場(chǎng)邊坡。
2．2防排水系統(tǒng)分析
對(duì)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(cè)繪是設(shè)計(jì)防洪渠的前提，利用3D激光掃描儀－RIEGLVZ－2000i對(duì)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(shí)間和體力勞動(dòng)。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(duì)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(gè)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(hào)防洪渠，全長(zhǎng)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(hào)防洪渠，最后進(jìn)入古河床。缺點(diǎn):防洪渠較長(zhǎng)，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(zhǎng)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(shí)，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(chǎng)和兩側(cè)端幫的設(shè)施使用時(shí)間稍微長(zhǎng)久以外，其余地區(qū)的設(shè)施都會(huì)在很短的時(shí)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(píng)價(jià)
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(zhǎng)度雖然只比方案2長(zhǎng)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(duì)比兩個(gè)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(píng)價(jià)。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。
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