时间：2023-09-28 09:24:47
序论：在您撰写露天煤矿灾害防治时，参考他人的优秀作品可以开阔视野，小编为您整理的7篇范文，希望这些建议能够激发您的创作热情，引导您走向新的创作高度。
1 露天煤矿开采引发的环境问题
露天煤矿对环境的影响主要表现在对地表的破坏及其所造成的水土流失、水体污染和空气污染。随着露天煤矿数量的增加和生产规模的扩大，对环境特别是对土地资源的占用和污染将日趋严重。
同时，露天采煤形成的凹坑，由于地质构造、边坡岩体、地表水地下水作用等原因诱发滑坡、塌陷、水土流失、泥石流等一系列地质灾害，可能危及周边地区的工业企业和居民建筑的安全。既造成巨大的经济损失又破坏了原来的生态环境。
1.1 露天煤矿开采对土地的破坏
露天煤矿区对土地资源的破坏主要表现在露天采场的直接挖损、外排土场压占土地和工业广场的占用等。挖损是对原地表形态、浅部地层、生物种群的直接摧毁，致使原土地不复存在，压占是挖损过程中产生的废弃岩土堆置于外排土场上造成原地貌功能的丧失一挖损和压占等工程活动直接破坏了表层的植被，导致这一区域原先处于相对稳定的系统受到干扰，使区域内的土地利用、植被覆盖、地貌、保水力等生态因子发生巨大的变化，占用使原有的土地利用类型变为容纳厂房、选煤场、运煤铁路、排土道路、供电线路以及排水管道等工矿用地。
据不全完统计，我国露天开采平均每万吨煤破坏土地0.24 hm2，其中采场挖损破坏0.08hm2，外排土场压占0.16hm2。尤其是倾斜煤层的凹陷露天矿因不能内排或内排量较小，剥采区不可能在开采闭坑时恢复为原始地形，剥离废石外排占用土地量更为巨大。
如抚顺西露天矿形成的矿坑东西长6.6km，南北宽2.1km，面积达10.87km2，3个废弃矸石排土场面积达20.2km2；阜新海州露天矿长4km，宽2km，深350m，面积达8km2，排土场面积达14.7km2。露天开采活动在如此广大的范围内延续几十年至近百年，对生态地质环境的影响之大、危害之多、治理之难可想而知。
1.2 地表水和地下水污染问题
露天煤矿闭坑后，对地表水和地下水污染最严重的是露天煤矿排土场淋溶水。排土场的煤矸石中富含碱金属、碱土金属和硫等，大气降水淋溶了煤矸石中的无机盐类，含无机盐类的淋溶水流入地表水体会对地表永体造成污染，渗入地下含水层，也会污染地下永体。阜新新邱露天煤矿排土场附近于家沟地区的地下水体就是由于露天煤矿排土场淋溶水渗入地下使其受到了严重的污染而导致不能饮用的。
此外，露天煤矿闭坑后，采场周围水体和大气降水汇入采场矿坑，也会由于矿坑积水浸润采场的残煤露头，而使煤层中的硫和重金属等污染物质溶入水体而使地下水受到污染。
1.3 大气染污问题
露天煤矿排土场污染最严重的因子为剥采区、排土区和运输道路两侧一定范围内的粉尘(TSP)。另外含有因少量煤矸石和残煤在大气中慢慢被氧化而可能发生自燃，产生一定量的CO、SO2、和NOx等有毒有害气体，对大气造成，污染。
对某露天矿区的现场监测结果显示：大气污染物主要是总悬浮颗粒物(TsP)、一氧化碳(CO)、二氧化硫(SO2)和氮氧化物(NOx)。研究表明；TSP的含量远远超出二级国家环境空气质量标准，因此为主要污染物。在每年春夏之交和秋冬之交两个时期会出现两个污染高峰期，表现出明显的季节特征，与气象条件紧密相关；气体污染物高峰期均处在冬季前后，在每年的夏季浓度最低，CO、SO2的浓度与烟雾出现次数呈正比关系，主要是由于残煤自燃引起的。
此外，我国露天煤矿排土场大多没有土地复垦和再植被，每个露天煤矿的外排土场都会形成一个几百到几千公顷的人为荒漠化土地，春秋时节，荒漠化的排土场所产生的扬尘等亦会使周围大气造成严重的TSP污染。
1.4 露天矿闭坑前环境地质问题与灾害
我国露天煤矿开采至闭坑前环境地质问题与灾害主要表现在以下两个方面：
(1)露天采矿形成的矿坑边坡及排土场边坡，由于地质构造、边坡岩体、地表水及地下水作用、采矿工程活动等原因诱发一系列诸如滑坡、塌陷、泥石流等突发性或缓变性地质灾害，危及该地区周边工业企业与民居建筑的安全，造成人员伤亡及巨大的经济损失。如抚顺西露天矿，从20世纪50～80年代共发生滑坡、塌陷、泥石流等灾害达90次，并使周边石油一厂发电厂的厂房与重要设施受到破坏，损失超过数亿元。阜新海州露天矿从1953年投产1990年止，共发生滑坡等灾害75次，造成巨大的经济损失和人员伤亡；其它露天矿的滑坡也不少，而小规模的地质灾害更是屡见不鲜。
因此，滑坡、塌陷等地质灾害贯穿于露天矿开采的始终，并有可能延续到闭坑卮
(2)露天矿开采还引发许多生态环境恶化及缓变性的灾害。如矿坑的煤、可燃矿物，排土场排放的煤矸石等有可能造成局部区域自燃，引起温室效应影响小气候，有害气体污染地区大气环境。危害人们健康，排弃物中的有害元素通过地表水、地下水渗透，造成水质污染和周围农田盐渍化；矿坑、排土场的废岩土，经剥蚀风化，受风力作用产生大量粉尘及有害气体，危害人民健康等等。这些问题日积月累就变成了长期污染空气、水质、农田的缓变性灾害而影响人类生存环境，而且如不及时治理，则在露天矿闭坑后仍将继续产生影响。
1.5 露天矿闭坑后地质环境的变化与环境地质灾变发展趋势
露天矿闭坑后地质环境将发生改变，环境地质灾变有进一步发展的趋势，主要体现在水文地质环境的变化。露天矿闭坑前为维持正常生产与边坡安全的全套疏干排水系统，在采矿结束后不可长久维持，一旦停止，则地表水、地下水将向矿坑汇集，原来的疏干边坡(简称为干边坡或干坑)将逐渐充水成为湿边坡，使边坡岩体含水量增大，强度大幅下降，地下水水位上升，边坡稳定性下降，从而发生滑坡、塌陷等地质灾害。
许多露天开采的矿山，下部曾由地下开采过，岩体受到扰动、破坏发生沉陷，再在露天开采与地下开采的复合作用下，边坡岩体被切割、再度破坏与扰动，随着终采闭坑，边坡将加陡至最终帮坡角，这样脆弱的边坡在自然与人工营力如暴雨。地震或矿震等作用下更易发生滑坡、塌陷。
所以，如不能提前采取合理的治理措施，则露天矿闭坑后地质环境必然恶化，环境地质灾害发生的危险性也必然增大。
2 露天煤矿开采引发环境问题的原因
我国露天煤矿开采环境问题复杂、多样、特殊、敏感，由于特定历史因素对矿业城市地质环境和生态环境的影响和破坏非常巨大。随着国家环保意识增强，80年代以来建的新矿区环境
状况有所改善，有的矿区达到了较好水平，如神华集团神东公司的马家塔露天矿就比较好地解决了露天开采中环境恢复和治理问题。因此总结这方面的经验教训意义是重大的，对搞好露天煤矿开采环境问题的防治是非常必要的。
在计划经济时期，煤矿企业利润都上缴国家而很少投人由开采造成的环境问题治理经费。如抚顺西露天矿、阜新海州露天矿这样的国有大型矿山企业，所产煤炭、所创利润和效益基本上均上缴国家，而几十年来开采带来的严重的环境危害却留给了地方，露天煤矿开采初期和中期环境危害的范围均较小，没有引起决策者、管理者和采矿者的注意。加上环保意识薄弱而使环境隐患越积越多，几十年后造成了环境的恶化和灾害的发生。无法回避的是，历史沉淀这些环境问题。只有依靠各级政府加大投入或积极组织才能逐步地治理和恢复。
以往传统的地质、采矿、管理学科没有或很少将矿山环境勘查、评价、预测、管理、立法、执法与露天煤矿勘查、露天煤矿建设、设计、生产、闭坑有机地贯穿始终结合起来。各学科均有自己的侧重点，如露天采矿学就追求剥离最少、采煤最多，只要不滑坡，边坡越陡越好，很少考虑地面变形或闭坑后灾害，很少以综合的长远的经济效益、社会效益和环境效益作为本学科研究追求的出发点。
露天煤矿开采环境问题根本上说是人类采矿工程活动使环境发生变化或恶化。这就需要决策者、管理者、生产者有战略眼光和战略胸怀，不仅仅关注自身的、近期的经济效益和繁荣，还应从保持社会经济可持续发展、爱护_人类居住的家园的高度去从事露天煤矿开采，主动地、积极地利用开采工程改善、美化周边环境，变有害为无害。变不利为有利，实现资源开发和环境保护的协调发展。
3 露天煤矿开采环境问题的治理对策
(1)区分环境问题历史旧账和新账，从而明确环境恢复治理的主体和责任人。要由目前的矿山企业来承担历史遗留的环境问题的治理显然是不现实的。因此尽早区分历史旧账和新账，是明确环境恢复治理责任、内容、资金来源和实施主体的重要前提。
对于历史旧账，应主要由政府承担，主要依靠国家、省市政府投资、组织治理。而新账必须主要由企业承担，严格执行“谁破坏谁治理、谁负责”的原则。抚顺西露天矿、海州露天矿这样的老矿，由于历史原因造成的环境问题主要由国家、政府承担治理恢复，而进入市场经济后由于露天开采引发的新的环境问题则必须由企业承担，进入企业生产成本，负责治理恢复；而新建矿山则必须从勘察、立项、设计、建设、生产开始就从法制上、管理上明确责任人，并负责到矿山闭坑，确保环境得到恢复和改善。
(2)完善、修改的制定包括露天煤矿开采在内的有关标准、规范，使矿山开采的环境管理和治理具有可操作性、规范，使矿山环境管理和治理具有可操作性、针对性和科学性。实现露天煤矿开采从勘查、建设、生产、闭坑全过程的管理和监督有法可依。实现露天煤矿开采环境的改变―破坏一恢复―重建的良陛循环。促进可持续发展。这就从源头避免、减少了环境问题的危害和地质灾害的发生。
(3)露天煤矿建设开采的规划要充分考虑开采至最终境界可能带来的环境问题和灾变。规划和设计中要充分考虑不要在可能的环境灾变区设计民用与工业建筑。这一条对新建露天煤矿是必要的。
(4)在地质环境问题较严重的露天矿，建立环境地质监测网站和地质灾害预警系统。主要针对已经建设和正在生产的露天煤矿且环境灾变问题已经存在并影响、危害地面建筑和人民生命财产安全情况下建立。如抚顺发电厂及地面兴平路等均建有地面变形监测线网，实时监测并预测变形趋势，为及时采取灾害防治措施，避免损失提供依据。
(5)老的露天煤矿开采已几十年，造成的环境地质灾害已成事实的情况下，防治对策建议遵循两条原则：一是避让原则。不要在灾害区内布置工程建设和居民建筑，已有的尽量考虑搬迁・二是针对性治理原则，对不宜搬迁的重要设置和建筑，采取针对性治理措施，如加固、屏蔽、采矿回填、边坡压脚等。宣进行几个方案的技术经济比较，要综合考虑技术可行性、经济台理性和安垒风险性。
(6)对于新建露天煤矿，决策者、管理者，采矿者应站在保护生态环境和可持续发展的战略高度，主动的通过采矿工程活动改善和重建周边地区的环境。如平朔安太堡露天煤矿就做出了有益可喜的成绩。通过开露天采矿、修水库、改河道、改变地形和地层层位、调整土壤结构、防止水土流失、复垦种植等，不但避免了环境的恶化，而且通过露天煤矿开采，建设生态环境更好的新矿区。
4 结语
露天煤矿开采所诱发的种种环境问题产生的影响是直接的、深远的，尤其是对生态环境的影响，而对这些环境问题的防治也是一项复杂的、综合的、庞大的系统工程。要应用环境地质学、环境科学、采矿学、水土保持学、系统工程、工程经济学等学科的原理和思路研究防治对策，追求最优的经济效益、社会效益和环境效益。实现煤炭开采与环境保护协调发展，实现矿区的可持续发展。
参考文献：
[1]周伟，白中科，袁春，付慧，东露天煤矿区采矿对土地利用和土壤侵蚀的影响预测，农业工程学报2007(3)：55
[2]刘志斌，大型露天煤矿闭坑后的生态环境问题及其对策，露天采矿技术2003(3)
[3]孙立勤我国露天煤矿开采环境问题及防治对策研究，煤炭技术2007(11)
一、露天煤矿开采引发的环境问题
1、露天煤矿开采对土地的破坏
露天煤矿区对土地资源的破坏主要表现在露天采场的直接挖损、外排土场压占土地和工业广场的占用等。挖损是对原地表形态、浅部地层、生物种群的直接摧毁，致使原土地不复存在，压占是挖损过程中产生的废弃岩土堆置于外排土场上造成原地貌功能的丧失一挖损和压占等工程活动直接破坏了表层的植被，导致这一区域原先处于相对稳定的系统受到干扰，使区域内的土地利用、植被覆盖、地貌、保水力等生态因子发生巨大的变化，占用使原有的土地利用类型变为容纳厂房、选煤场、运煤铁路、排土道路、供电线路以及排水管道等工矿用地。
据不全完统计，我国露天开采平均每万吨煤破坏土地0.24 hm2，其中采场挖损破坏0.08hm2，外排土场压占0.16hm2。尤其是倾斜煤层的凹陷露天矿因不能内排或内排量较小，剥采区不可能在开采闭坑时恢复为原始地形，剥离废石外排占用土地量更为巨大。
如抚顺西露天矿形成的矿坑东西长6.6km，南北宽2.1km，面积达10.87km2，3个废弃矸石排土场面积达20.2km2；阜新海州露天矿长4km，宽2km，深350m，面积达8km2，排土场面积达14.7km2。露天开采活动在如此广大的范围内延续几十年至近百年，对生态地质环境的影响之大、危害之多、治理之难可想而知。
2、地表水和地下水污染问题
露天煤矿闭坑后，对地表水和地下水污染最严重的是露天煤矿排土场淋溶水。排土场的煤矸石中富含碱金属、碱土金属和硫等，大气降水淋溶了煤矸石中的无机盐类，含无机盐类的淋溶水流入地表水体会对地表永体造成污染，渗入地下含水层，也会污染地下永体。阜新新邱露天煤矿排土场附近于家沟地区的地下水体就是由于露天煤矿排土场淋溶水渗入地下使其受到了严重的污染而导致不能饮用的。
此外，露天煤矿闭坑后，采场周围水体和大气降水汇入采场矿坑，也会由于矿坑积水浸润采场的残煤露头，而使煤层中的硫和重金属等污染物质溶入水体而使地下水受到污染。
3、大气染污问题
露天煤矿排土场污染最严重的因子为剥采区、排土区和运输道路两侧一定范围内的粉尘（TSP）。另外含有因少量煤矸石和残煤在大气中慢慢被氧化而可能发生自燃，产生一定量的CO、SO2、和NOx等有毒有害气体，对大气造成，污染。
对某露天矿区的现场监测结果显示：大气污染物主要是总悬浮颗粒物（TsP）、一氧化碳（CO）、二氧化硫（SO2）和氮氧化物（NOx）。研究表明；TSP的含量远远超出二级国家环境空气质量标准，因此为主要污染物。在每年春夏之交和秋冬之交两个时期会出现两个污染高峰期，表现出明显的季节特征，与气象条件紧密相关；气体污染物高峰期均处在冬季前后，在每年的夏季浓度最低，CO、SO2的浓度与烟雾出现次数呈正比关系，主要是由于残煤自燃引起的。
此外，我国露天煤矿排土场大多没有土地复垦和再植被，每个露天煤矿的外排土场都会形成一个几百到几千公顷的人为荒漠化土地，春秋时节，荒漠化的排土场所产生的扬尘等亦会使周围大气造成严重的TSP污染。
4、露天矿闭坑后地质环境的变化与环境地质灾变发展趋势
露天矿闭坑后地质环境将发生改变，环境地质灾变有进一步发展的趋势，主要体现在水文地质环境的变化。露天矿闭坑前为维持正常生产与边坡安全的全套疏干排水系统，在采矿结束后不可长久维持，一旦停止，则地表水、地下水将向矿坑汇集，原来的疏干边坡（简称为干边坡或干坑）将逐渐充水成为湿边坡，使边坡岩体含水量增大，强度大幅下降，地下水水位上升，边坡稳定性下降，从而发生滑坡、塌陷等地质灾害。
许多露天开采的矿山，下部曾由地下开采过，岩体受到扰动、破坏发生沉陷，再在露天开采与地下开采的复合作用下，边坡岩体被切割、再度破坏与扰动，随着终采闭坑，边坡将加陡至最终帮坡角，这样脆弱的边坡在自然与人工营力如暴雨。地震或矿震等作用下更易发生滑坡、塌陷。
所以，如不能提前采取合理的治理措施，则露天矿闭坑后地质环境必然恶化，环境地质灾害发生的危险性也必然增大。
二、露天煤矿开采引发环境问题的原因
我国露天煤矿开采环境问题复杂、多样、特殊、敏感，由于特定历史因素对矿业城市地质环境和生态环境的影响和破坏非常巨大。随着国家环保意识增强，80年代以来建的新矿区环境状况有所改善，有的矿区达到了较好水平，如神华集团神东公司的马家塔露天矿就比较好地解决了露天开采中环境恢复和治理问题。因此总结这方面的经验教训意义是重大的，对搞好露天煤矿开采环境问题的防治是非常必要的。
在计划经济时期，煤矿企业利润都上缴国家而很少投人由开采造成的环境问题治理经费。如抚顺西露天矿、阜新海州露天矿这样的国有大型矿山企业，所产煤炭、所创利润和效益基本上均上缴国家，而几十年来开采带来的严重的环境危害却留给了地方，露天煤矿开采初期和中期环境危害的范围均较小，没有引起决策者、管理者和采矿者的注意。加上环保意识薄弱而使环境隐患越积越多，几十年后造成了环境的恶化和灾害的发生。无法回避的是，历史沉淀这些环境问题。只有依靠各级政府加大投入或积极组织才能逐步地治理和恢复。
露天煤矿开采环境问题根本上说是人类采矿工程活动使环境发生变化或恶化。这就需要决策者、管理者、生产者有战略眼光和战略胸怀，不仅仅关注自身的、近期的经济效益和繁荣，还应从保持社会经济可持续发展、爱护_人类居住的家园的高度去从事露天煤矿开采，主动地、积极地利用开采工程改善、美化周边环境，变有害为无害。变不利为有利，实现资源开发和环境保护的协调发展。
三、露天煤矿开采环境问题的治理对策
1、区分环境问题历史旧账和新账，从而明确环境恢复治理的主体和责任人。要由目前的矿山企业来承担历史遗留的环境问题的治理显然是不现实的。因此尽早区分历史旧账和新账，是明确环境恢复治理责任、内容、资金来源和实施主体的重要前提。
2、完善、修改的制定包括露天煤矿开采在内的有关标准、规范，使矿山开采的环境管理和治理具有可操作性、规范，使矿山环境管理和治理具有可操作性、针对性和科学性。实现露天煤矿开采从勘查、建设、生产、闭坑全过程的管理和监督有法可依。实现露天煤矿开采环境的改变―破坏一恢复―重建的良陛循环。促进可持续发展。这就从源头避免、减少了环境问题的危害和地质灾害的发生。
3、露天煤矿建设开采的规划要充分考虑开采至最终境界可能带来的环境问题和灾变。规划和设计中要充分考虑不要在可能的环境灾变区设计民用与工业建筑。这一条对新建露天煤矿是必要的。
4、在地质环境问题较严重的露天矿，建立环境地质监测网站和地质灾害预警系统。主要针对已经建设和正在生产的露天煤矿且环境灾变问题已经存在并影响、危害地面建筑和人民生命财产安全情况下建立。如抚顺发电厂及地面兴平路等均建有地面变形监测线网，实时监测并预测变形趋势，为及时采取灾害防治措施，避免损失提供依据。
5、老的露天煤矿开采已几十年，造成的环境地质灾害已成事实的情况下，防治对策建议遵循两条原则：一是避让原则。不要在灾害区内布置工程建设和居民建筑，已有的尽量考虑搬迁？二是针对性治理原则，对不宜搬迁的重要设置和建筑，采取针对性治理措施，如加固、屏蔽、采矿回填、边坡压脚等。宣进行几个方案的技术经济比较，要综合考虑技术可行性、经济台理性和安垒风险性。
[关键词]露天煤矿；电气系统；事故隐患；安全防护
中图分类号：TD608 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）13-0222-01
1 引言
煤矿开采中的危险系数非常高，因为在实施过程中所处的环境非常的恶劣，使开采过程很容易受到外在因素的影响，从而引发各种安全事故发生，所以，降低安全事故的发生机率是露天煤矿建设与管理中重点关注的问题，其中更不可忽视电气系统在露天煤矿中所存在的不安全因素，因为，据不完全统计，露天煤矿在生产作业中所发生的安全事故，一半以上都是由于电气系统设备故障造成的。这样不仅给煤矿开采进度带来影响，最重要的是对操作人员的生命安全造成威胁。
2 露天煤矿电气系统存在的事故隐患
导致煤矿事故隐患发生的原因有很多方面，其中最为突出且主要的原因则是电气系统等设备及设施不合理造成的，在一定程度上增加了电气事故的发生几率，以下是做了具体的分析：
2.1 断路器及开关遮断容量不足
如果在露天煤矿开采过程中断路器及开关遮断容量不达标，那么就会影响到分段短路的电流能力，从而引发由于短路故障增大热量而发生的设备及电缆燃烧现象，轻则导致一些矿区停电停产，耽误工程进展速度，重则造成财产巨大损失以及人员的伤亡。
2.2 雷击过电压问题
煤矿开采过程中经常遇到各种雷雨天气，其中雷电灾害作为重大灾害之一，给煤矿开采带去的危害至关重大，当云层的电荷与其他物体或云层发生闪电或雷击时，云层中的负电荷就会快速消失，电容效应也随之不见，那么聚集在物体表面的正电荷也立即流向大地，由于电流较大，会在流动的路径上由于电阻的原因产生很大的电压。如果由于雷击过电压、电流产生火花或是击穿电缆设备，出现短路问题，电流产生的火花甚至短路问题带来的火源再将油污、电缆等易燃物品点燃，会直接引起火灾，这时配电室内没有充足的灭火设备或是没有及时安装通风排烟设备，会导致火灾很难控制，甚至可能引起事故范围不断扩大，停电、停产、人员伤及在所难免。
2.3 电源线路强度及主变压器容量不足问题
目前，很多的露天煤矿在生产运营过程中所面对的一个头疼的问题就是主变压器容量匮缺引起变压器供电能力不足而引发的事故。另外，由于电源线路的强度不足，一旦遇到各种恶劣天气就会很容易发生电源线率断掉或塔杆倒下等问题，不得不将开采工作暂停，不然容易给露天煤矿的施工人员带来生命危险，造成人身财产安全恶劣后果。
2.4 电气设备缺乏完善性引起的火花事故
从近几年我国各煤矿实际的发展情况了解后发现，露天煤矿中频发火花事故，其主因是电气设备缺乏完善性导致的。通常引发火花事故的原因分为：其一，电气设备在维修及安装过程中不符合标准要求，造成开关触点分合时出现电火花，从而引发安全隐患；其二，露天煤矿带电电缆由于外力原因拉脱、破损、电缆绝缘下降容易造成系统短路、接地，引发电气火花；其三，露天煤矿电气设备保护失灵，当出现过流、短路、接地等电气事故时拒动，使设备、电缆过载、过热印发电气火花。
3 露天煤矿电气系统存在事故隐患的解决措施
3.1 定期检查，对不足进行及时的修复
电气设备在经历了长时间使用之后肯定会有这样那样的问题存在，为了不影响整体的运行需要定期进行检查。针对于开关遮断容量不足的问题并不是不能够解决，如：更换灭弧介质，重合容量不足的开关停止重合闸的使用，经过调整降低系统短路的电流，满足开关的灭弧能力或更换全新的开关。而容量严重不足时，应改为“非自动”，作为负荷开关或隔离开关使用。
3.2 提高对防雷工作的重视度
这就需要露天煤矿在运营过程中结合国家及地方的相关规定及要求配置有效的防雷装置，这一过程中还应结合地势环境、土壤、气候、地理位置等因素进行，以此达到安全可靠、经济合理以及技术先进等目标；另外，建议换成组合式过电压保护器，换成相吻合的避雷器；也可以进行二次继电保护工作，在继电保护调试中模拟煤矿电站短路情况，可以靠近电站的过留速断跳开，因其对保护断电系统具有可靠性，而且在输电线路时，降低了雷电对段杆塔的袭击，提高了雷击杆塔的抗雷作用。
3.3 安装有效的视频监控系统
在当前科技快速发展的局面下，越来越高科技的监控系统也接连形成，可以在露天煤矿中安装相应的视频监控系统，为开采作业顺利进行树立良好的保障，同时还能够促进煤矿产量、效益及安全性的提升。因此，安装电气系统的监控设备越来越成为露天煤矿管理中的一项重要内容，对露天煤矿电气系统的安全作业提供保障，为露天煤矿开采提供有效的指导，同时还可以在事故中发挥及其重要的作用。
3.4 对电气设备的维修模式不断创新
传统的维修模式已经无法适应于全新的时代需求，为了能够及时的发现电气设备中的故障问题，不影响生产的正常运转，那么露天煤矿就应该对电气设备维修模式全面创新，并明确做出规定，定期对电气设备进行检修，合理安排检修时间、检修负责人以及检修机器数量等。一些陈旧的机器设备，性能较低，出现故障率较高，因此，可以成立管理检修小组，进行深入分析其运行状态，对设备进行实时控制，加大检修力度，确保降低成本的同时，提高机器设备的安全性。
3.5 加大对作业人员的培训力度
当前，很多煤矿所具备的电气系统负责人员不管是在综合素质还是专业能力上都有所欠缺，种种原因也使得电气设备容易出现隐患。所以 应针对岗位人员定期进行培训，不断强化他们专业能力及综合素质，增强工作人员的安全意识，调动工作的积极性。依照不同岗位进行相应的培训，通过对技能知识的讲解与技能实际操作，全面提高工作人员的专业素质，为培养全能型的技术人才。
4 结束语
总之，与其他工程相比较，煤矿开采工程的危险系数相对较高，尤其是露天煤矿中的电气系统故障隐患，如果得不到有效的防护将造成无法弥补的后果，因此受到了社会大众广泛的关注。基于此，露天煤矿应积极应对电气系统的安全问题加大改革力度和各方面的投入力度，结合现实状况不断改善，促进我国露天煤矿事业的健康发展。
参考文献
[1] 杨广义.浅析露天煤矿开采中如何防治事故隐患[J].中国科技纵横，2014（20）：177.
关键词：水土保持 水土流失 防治责任范围
中图分类号：TD167 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2014）01（c）-0195-02
水土流失是矿山开发建设活动中最为常见的生态问题之一，露天煤矿开发活动中水土流失现象尤为显著。大面积的原生地表的剥离，造成自然植被的毁灭性破坏，地表土壤松散，遇大风大雨的气象条件，除会发生严重水土流失现象外，还易引发地质灾害。因此，露天煤矿的水土保持工作非常重要。
本文以哈密吉郎德露天煤矿（3Mt/a）为工程实例，对其开发建设过程造成的水土流失进行预测了分析，并提出有针对性的露天煤矿水土保持措施，以减轻在矿山开发过程中的水土流失，达到露天煤矿水土保持方案提出的水土保持目标。
1 项目区水土流失现状及特点
1.1 水土流失“三区划分”及水土流失防治等级
哈密巴里坤矿区吉郎德露天煤矿属大型工矿建设项目，根据《新疆维吾尔自治区人民政府关于全疆水土流失重点预防保护区、重点监督区、重点治理区划分的公告》，本工程项目属自治区级水土流失重点监督区。根据《开发建设项目水土流失防治标准》，执行建设生产类项目水土流失防治二级标准。
1.2 水土流失现状
该露天矿田位于哈密科克塞尔克山与纸房盆地的交接处，地形总体趋势南西高、北东低，呈戈壁残丘地貌；海拔1407 m～1546 m，相对高差139 m。矿田区无常年流动的地表水流。项目区为平原地貌，风蚀地貌明显，该区全年多大风，现状水土流失较轻。原地貌土壤侵蚀模数为1500 t/（km2・a）；土壤容许流失量为1500 t/（km2・a）。
2 工程占地及土石方平衡
2.1 工程占地
该工程总占地面积为471.86 hm2，其中工程永久性占地面积为467.32 hm2，包括工业场地27.27 hm2、排土场最终占地332.0 hm2、采掘场最终占地95.0 hm2、矿山道路9.05 hm2、外包用地4.0 hm2，占用的地类主要为未利用土地（戈壁残丘）。
2.2 土石方平衡
露天矿开采的前20年剥离物主要是外排，排弃总量为396.5 Mm3，均在外排土场堆存。建设期的挖方量为11.6万 m3，其填方量为13.05万 m3，挖方可全部用于项目建设的填方使用，不足土方量可利用剥离物进行填弃。
3 水土流失环节分析
3.1 建设期水土流失因素分析
（1）挖填方引起水土流失。
（2）工程扰动地表及推土堆存引起水土流失。
3.2 运行期水土流失因素分析
矿田生产活动主要从以下几方面促使形成新增水土流失。
（1）原有植被受到扰动和破坏。
（2）土壤表层松散性加大。
（3）排土场排土量增多。
4 水土流失防治责任范围
本工程水土流失防治责任范围为513.93 hm2，其中项目建设区471.86 hm2，直接影响区42.07 hm2。
本方案将工程分为7个水土流失二级防治分区：采掘场防治区、外排土场防治区、工业场地防治区、外包驻地区、场外公路防治区、供水管线防治区、输电线路防治区。
5 水土流失预测和影响分析
5.1 预测时段
吉郎德煤矿水土流失预测时段划分为两个阶段，即建设期和生产运行期。
5.2 预测结果
根据各预测单元扰动地貌植被面积、施工扰动前后土壤侵蚀模数、预测时段，进行水土流失预测，预测结果见表1。
本工程在建设期可能造成的水土流失总量为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 水土流失防治目标
该矿田的防治标准为建设生产类项目二级标准，具体防治标准见表2和3。
6.2 防治措施工程量
（1）建设期的水土保持防治措施
（2）生产运行期的水土保持防治措施
生产运行过程中水土流失环节提出了预防保护措施和补充设计临时措施，具体见表5。
7 结论
根据以上项目实例分析可以看出，露天煤矿的开发对区域水土流失的影响程度是显著的，其采掘场的开挖、排土场的建设等活动会引起较强烈的水土流失变化，如何在建设及生产过程中采取适当措施控制水土流失强度，是露天煤矿水土保持方案要解决的最重要的问题。
参考文献
一、露天煤矿开采环境问题的治理对策
1选择合理开采工艺与机械设备露天开采工艺与设备的选择是露天矿设计中的重要环节，它的合理与否直接影响露天矿的投资成本，露天矿的初期建设以及露天矿的经济效益。而电能是清洁、环保、廉价的能源，并且目前大型的露天煤矿企业都已经与发电企业进行合并，形成了煤电联合企业，露天煤矿的一些大型设备，如电铲、吊斗铲、轮斗挖掘机、胶带、排土机等都是以电作为能源。因此，在露天煤矿设计和生产过程中，尽量使用用电设备代替用油设备，优先考虑采用半连续工艺、连续工艺、倒堆工艺等，取代单斗电铲—汽车运输的间断工艺，从而达到降低原油消耗，提高矿山经济效益，减少汽车尾气对矿区空气的影响。
2最大化的回收煤炭资源煤炭作为一种不可再生的资源，如何最大化的回采它是实现高产高效绿色矿山所要解决的问题。为了减少煤炭损失，提高回采率，露天煤矿应采用合理的采煤方法。对于近水平及缓倾斜煤层，应采用顶板拉沟向底板推进的开采方式，并使用倾斜分层，同时配以辅助设备清扫浮煤。对于倾斜和急倾斜煤层，除了采用顶板露煤和水平分层外，还要使用前装机或者推土机回采三角煤，从而减少煤炭自燃对矿区空气的影响。
3优化露天矿运输系统运输系统作为露天矿核心环节起到了纽带的作用，通过露天矿的运输系统可以将采场、排土场、储煤场联系起来。运输系统的优化是将露天矿运输距离合理化、最小化，从而减少露天矿的运输费用，提高运输效率，降低运输过程中对露天矿环境的影响。露天矿运输系统优化应按照矿、岩的流向，从运输系统的总体目标出发，合理选择运输线路和运输工具，综合考虑运距、运输方式、运输时间和运输费用，以最短的路径、最少的环节、最快速度和最少的费用组织好矿、岩运输活动，提高企业的经济效益。
4资源综合利用在露天煤矿开采的过程中产生了许多废弃的物料，这些废弃的物料如果不进行合理的利用和处理，将严重的影响矿山的环境，因此我们应该把露天开采工程中伴随产生的废气、污水、煤矸石、煤灰等看作资源，发展循环经济，形成相关产业，变废为宝。通过资源的合理利用和相关循环产业的经济效益，从而降低露天煤矿开采的成本，减轻露天开采对生态环境的影响与破坏，实现真正的绿色开采，使矿山产业可持续化、绿色化。
二、结语
关键词：露天煤矿；电气系统；事故隐患；安全防护；管理
众所周知，露天煤矿施工环境十分恶劣且复杂，在开采过程中受到气温、降水等外界因素影响很大，而且容易发生各种安全事故，因此，露天煤矿的管理建设工作的重点应全力放在降低安全事故发生率上，更不可忽视电气系统在露天煤矿中所存在的不安全因素，因为，据不完全统计，露天煤矿在生产作业中所发生的安全事故，百分之六十都是由于电气系统设备故障造成的。这样不仅给煤矿开采进度带来影响，最重要的是对操作人员的生命安全造成威胁。
1 露天煤矿电气系统存在的事故隐患
由于电气系统的选型不合适、电缆超载、分断能力不足等设备或是设施的问题，十分容易引起电气事故，具体表现在以下方面：
1.1 断路器、开关遮断容量不足
断路器是指能够关合、承载和开断正常回路条件下的电流并能关合、在规定的时间内承载和开断异常回路条件下的电流的开关装置。如果断路器、开关遮断容量较小时，分段短路电流能力差，可造成因瞬间短路故障增大热量而使设备或电缆燃烧，发生火灾，轻则导致一些矿区停电停产[1]，耽误工程进展速度，重则造成财产巨大损失以及人员的伤亡。
1.2 雷击过电压带来的事故隐患
雷击过电压是指，当带有负电荷的云层在物体上空时，由于电容效应，地面物体朝向云层的表面将聚集相应的异性电荷。当云层的电荷与其他物体或云层发生闪电或雷击后，云层内负电荷迅速消失，电容效应也立即消失，聚集在物体表面的正电荷也立即流向大地，由于电流较大，会在流动的路径上由于电阻的原因产生很大的电压。雷电灾害作为大自然灾害的重要组成部分[2]，其危害无可厚非，特别是夏季，雷雨交加季节，如果由于雷击过电压、电流产生火花或是击穿电缆设备，出现短路问题，电流产生的火花甚至短路问题带来的火源再将油污、电缆等易燃物品点燃，会直接引起火灾，这时配电室内没有充足的灭火设备或是没有及时安装通风排烟设备，会导致火灾很难控制，甚至可能引起事故范围不断扩大，停电、停产、人员伤及在所难免。
1.3 主变压器容量不足，电源线路强度不够
露天煤矿存在一个非常严重的问题，主变压器容量不够，事故一旦发起，直接导致其他的变压器供电能力大大减弱。而且电源线路缺少强度保证，导致电源线路一旦遇到大雪、大风、冰雹等恶劣天气的影响，很容易造成塔杆倒下、电源线路断掉，最终停止开采工作，容易给露天煤矿的施工人员带来生命危险，造成人身财产安全恶劣后果。
1.4 机电保护设备质量不过关
由于露天煤矿疏于管理，采购人员在采购时由于各种原因，采买一些不合格淘汰产品，如果继电保护装置存在缺陷[3]，常出现闸口越级跳闸、无故停电，进而事故范围与影响力不断扩大。
1.5 露天煤矿电气设备不完善，造成火花事故
近年来，露天煤矿由于电气设备不完善，频频发生火花事故，据调查得知，引起火花事故的原因有以下几点：
首先，露天煤矿的电气设备安装、维修不当[4]，导致在开关触点分-合时产生电火花，直接带来安全隐患问题。
其次，露天煤矿带电电缆由于外力原因拉脱、破损、电缆绝缘下降容易造成系统短路、接地，引发电气火花。
最后，露天煤矿电气设备保护失灵，当出现过流、短路、接地等电气事故时拒动，使设备、电缆过载、过热印发电气火花。
1.6 开关柜闭锁带来的事故
煤矿开关柜闭锁忘记安装或失灵的情况下，操作人员会进行错误操作，工人在带电状态下进入开关内部，后果不堪设想，人员会发生触电，造成人员的伤亡。
1.7 露天煤矿电气系统大范围停电事故
第一，在安装电缆时，不小心出现磨损、破皮等问题，雷雨天地面潮湿，容易引起失火现象，最终可造成电气系统大范围停电；第二，由于电缆、电气系统短路，在操作时电气装置不受用，可造成越级跳闸[5]，引起大范围停电事故；第三，不该用单回路供电设备时用了单回路供电。
2 露天煤矿电气系统实际管理现状
新形势下，煤矿安全事故一方面给施工作业进度带来影响，另一方面，给人身财产安全带来威胁，因此，露天开采单位必须要加强对开采现场电气设备的有效管理、科学使用，进而提高开采效率，保证生产安全，提高国家、社会的经济利益。
2.1 露天煤矿电气设备的购买受资金等因素的制约性较大
露天煤矿主要依靠机械的全面自动化生产，多年以来已经形成了主要趋势，很多大型电气设备也得到了广泛使用，从而极大的提高开采效率。但是，人们加大对电气设备所带来的经济效益的同时，很多露天煤矿受到资金的限制[6]，购买回来的电气设备一般都存在购买价格低、质量不合格等问题，这在一定程度上十分容易引起电缆失火等问题的发生。
2.2 露天煤矿电气设备质量较差
电气设备在露天煤矿作业中占有重要地位，由于露天煤矿开采环境的复杂性，对电气设备的质量要求非常严格，但受到经济利益影响较大，国内很多煤矿企业中所使用的电气设备存在价格低廉、质量差等问题。同时由于露天煤矿没有配备相关的检测设备，在安全性能上没有太多的保障，电气设备在运行中，本应配备一些大型设备和监控设备，但由于长期缺乏管理，导致配备不齐全，在一些安全保护装置上也存在相应的问题[7]，大部分设备处于一种“病态”，最终使得电气设备在运行中漏洞百出，安全事故隐患也蕴藏于此。
2.3 露天煤矿电气设备缺乏维修养护意识
有的煤矿企业单纯追求经济利益，过分的注重眼前的产量，严重缺乏对电气设备的维修养护意识，没有专门管理部门的管理，单方面存在一种机器坏的时候再去维修的思想，只能等到机器设备不能用时才去报修，很多机器设备由于常年不进行维修护理，在出现问题的时候，进行维修工作是有难度的，有的甚至不能进行二次使用，需要更换新机器设备，这样极大影响工作进程，阻碍相关管理制度的完善，甚至造成的损失都无法挽回。
2.4 露天煤矿电气设备管理人员专业素质低
露天煤矿电气设备的管理工作繁杂，需要有专业人员的有效管理方可有所建树，对管理人员的职业素养要求较高，但是目前情况来看[8]，我国露天煤矿电气设备管理人员几乎没有专业的学习、培训，实践经验更是少之又少。煤矿开采作业环境差，危险指数高，在机器投放使用上，很多电气设备都在超负荷作业，出现机械故障的情况时有发生，并且使用的机器设备种类繁多，因此，管理人员的管理范围较广泛，这就更要求管理者全面提高自身的专业素养，继续忽视管理工作的进行，生产作业中出现的问题也会随之增多。
2.5 露天煤矿电气设备管理机构不完善
露天煤矿企业的电气设备管理机构不完善，缺乏合理的管理体系。例如在日常工作中，电气设备的维修与养护工作只是依赖电工负责，而在实际操作过程中，电工的主要精力都放在生产上，几乎忽视了电气设备的管理工作。而且，露天煤矿企业的领导者对电气设备的管理也不太重视，没有完善的电气设备专业的管理组织，管理工作思想极为落后，有的甚至是供电系统都没有按照设计进行相应的施工，只是依靠电工工作者仅有的工作经验而进行工作[9]，也没有依照要求检测电气设备的性能与仪器仪表等。总之，露天煤矿电气系统设备的管理机构存在着很大的问题，急需解决。
3 露天煤矿电气系统存在事故隐患的解决措施
露天煤矿电气系统存在的安全隐患虽然得到一定的改善，但很多现实问题仍得不到解决，如果不及时制止煤矿电气事故的发生，给国家、给社会带来的财产、人员伤亡不可设想，通过调查研究，给出以下改善事故发生的方法：（1）开关遮断容量不足，有的是可以修复的，例如：更换新的灭弧介质。重合容量不足的开关应停用重合闸，可以通过调整运行方式，降低系统的短路电流，满足开关的灭弧能力，或是更换新的开关。这段容量严重不足时，应改为“非自动”，作为负荷开关或隔离开关使用。（2）露天煤矿防雷工作必不可少，首先，露天煤矿企业要严格按照国家、地方法律法规以及防雷技术规范要求，认真排查地理、地质、气候、环境、土壤等开采条件和雷电活动规律，然后根据露天煤矿特点设计安装相匹配的防雷装置，达到安全可靠、经济合理以及技术先进等目标；其次，建议换成组合式过电压保护器，换成相吻合的避雷器；最后，可以进行二次继电保护工作，在继电保护调试中模拟煤矿电站短路情况，可以靠近电站的过留速断跳开[10]，因其对保护断电系统具有可靠性，而且在输电线路时，降低了雷电对段杆塔的袭击，提高了雷击杆塔的抗雷作用。（3）每年要全面加强统计用电负荷，跟进系统追踪，一旦发生变化时，要及时计算短路电流，找到继电保护的核算、实验所要的科学准确的依据。增大容量负荷的使用时，要重新整改，并反复试验。（4）露天煤矿电缆在连接固定时，一定要仔细多遍做好固定措施，并经常进行检测、试验、完善检查制度。对电气系统设备加大绝缘性能的测试，及时更换破损、掉皮的电缆线源，一旦发现其损坏现象，要及时停止使用，进行检修，防止出现漏电而产生火花事故。（5）露天煤矿企业应该依据自身实际状况，及时制定出完善的、合理的、可实施性的安全管理制度。如电气设备的采买标准制度、电气设备的安检与维修制度、电气设备进库出库的管理制度等，积极落实执行国家以及上级颁布的规章制度。（6）露天煤矿企业要不断完善电气供电系统反送电的规章制度和方法，减少反送电所带来的触电事故。对供电设备、开关柜号码给予明确标记[11]，防止操作人员错误操作。同时，做好地面输入电路电缆、变电系统的防雷装置的安装工作，在雨季来临前，全面仔细的进行检查测试，不能遗落每个细节。（7）露天煤矿企业要定期测试电网电容量的标准，如有超标现象要及时采取限制电容量的措施，防止全矿停电、停产。（8）加大露天煤矿视频监控系统的安装。随着科技的飞速发展，视频监控水平的进步，可以采取有效的安装视频监控系统来提高开采作业，特别是在露天煤矿中，安装监控系统是对煤矿高效益、高产量、高安全性能的重要保障[12]，因此，安装电气系统的监控设备越来越成为露天煤矿管理中的一项重要内容，对露天煤矿电气系统的安全作业提供保障，为露天煤矿开采提供有效的指导，同时还可以在事故中发挥及其重要的作用。（9）努力创新电气设备维修模式。在过去的电气设备管理中，机器设备只有在出现大故障时才可以报修，耽误生产进度，但是在新形势下，想要提高电气设备管理水平就必须改掉传统的管理模式，创新维修模式，做出规定，定期对电气设备进行检修，合理安排检修时间、检修负责人以及检修机器数量等。一些陈旧的机器设备[13]，性能较低，出现故障率较高，因此，可以成立管理检修小组，进行深入分析其运行状态，对设备进行实时控制，加大检修力度，确保降低成本的同时，提高机器设备的安全性。（10）加强人才培养，加大培训力度。目前，露天煤矿电气系统设备管理人才队伍薄弱，普遍存在管理人员专业素养不高的问题，针对在岗人员应该进行定期的培训，从而提高管理人员的专业素养，或是通过技术比练和岗位竞争等方式，增强工作人员的安全意识，调动工作的积极性。依照不同岗位进行相应的培训，通过对技能知识的讲解与技能实际操作，全面提高工作人员的专业素质[14]，为培养全能型的技术人才。（11）加大外委单位的监督管理。我国很多露天煤矿在维修电气设备时都采取外委维修模式，为了提高设备维修质量，应加大外委单位监督管理。
4 结束语
露天煤矿开采工程越来越受到全社会的广泛关注，煤矿电气系统的安全问题在改革中不断进步，加强注重人力、物力的投入时，更要针对发展现状，努力改善煤矿开采中存在的问题，全面推动电气设备管理工作进程，从而提高管理水平，促进我国露天煤矿事业的发展。
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关键词:红沙泉露天煤矿;地形图;防洪渠;水力计算;方案对比
煤炭是我国的主体能源，是国民经济健康稳定发展的重要基石［1］。煤炭生产往往面临水害的威胁，其是与瓦斯、煤尘、火和顶板灾害并列的五大灾害之一，将长期伴随煤矿建设和生产活动，水害防治工作任重而道远［2］。露天煤矿受自然条件影响较大，尤其是夏季连续降大雨、暴雨而引发的洪水，给露天矿的安全和生产都会造成重大影响［3］。洪水灾害作为露天矿主要灾害之一，我们必须引起高度重视。防水和排水是露天矿山的辅助生产工作，但它却是保证矿山安全和正常生产的先决条件［4］。露天矿坚持地面水地上排，通过修建拦截水沟把水排到采区外，地面防排水主要是防、堵、疏、排、截的综合治理［5］。如果将截排的地表水、露天矿坑内积水与地下水进行综合利用，实现变害为宝、变废为宝，这样会带来显著的经济效益与社会效益［6］。本文以红沙泉露天煤矿北侧局部防治水为例，充分利用现代测量设备和计算机软件，通过方案对比与概略经济评价，最后确定防洪渠参数和修建位置，实现变害为宝。
1矿区水文地质
1．1地形地貌
红沙泉露天煤矿处于准噶尔盆地东部腹地，南为天山、北为克拉麦里山。由于南部天山强烈的上升作用，在山前堆积了巨厚的冲－洪积物，组成了沿山麓向聚煤盆地内部倾斜的倾斜平原，形成了较好的储水构造，成为潜水和自流水分布区。潜水埋深由天山山麓向盆地中心逐渐变浅，径流条件变差，水质变坏;地下水依靠蒸发与蒸腾而排泄，盐分大量集中形成盐碱地。区域地势总体呈向南缓倾的斜坡，但地势东、南高，北、西低;地貌形态为残丘状的剥蚀平原，海拔657～753m，最大高差96m，相对高差一般在30m左右。接近盆地边缘地带，径流非常微弱，基本属于垂直交替带。
1．2气象
本地区属大陆干旱荒漠气候，年温差和昼夜温差较大，6～8月份为夏季，气候炎热，白天气温常在40℃以上，绝对最高气温达43．2℃(2004．7．13);11月～次年2月份为冬季，气候严寒，绝对最低气温达－49．8℃(1969．1．26)。年平均降水量106mm，年蒸发量1202～2382mm，全年日照3053h，8月份偶有雷阵雨，冬季积雪稀少。矿田内常年多风，多以西北风为主，风力一般4～5级，经常有7～8级大风，最大可达10级以上并伴有强大的沙尘暴天气。
1．3水文
矿田内大多数地段地表无常年水流。在露天矿南缘著名的红沙泉是唯一的泉水点。以泉水为源头，形成径流，流向北，流出约200m后径流下渗或蒸发终结。暂时性水流主要由夏季偶降暴雨形成的地表水，顺自然冲沟流向古河床，从矿区西北方向流出，或向低洼地段汇集、滞留。低洼处滞留的地表水在原地下渗或就地蒸发，最终形成淤积泥板地(俗称白板地)或盐渍化砂土。
2红沙泉露天矿北部状况
2．1水害概况
红沙泉露天煤矿北部总体地势北高、南低，面临的主要洪水威胁来自北部山丘地表汇水。随着基建的进行，新修铁路运输环线破坏了原有北部挡水坝，短时强降雨过后，地势低洼处产生大面积积水，铁路路基被积水浸泡，给铁路运输带来了安全隐患，同时也威胁到外排土场边坡。
2．2防排水系统分析
对红沙泉露天煤矿北部和铁路环线进行实地踏勘，经过分析研究可知:铁路路基被浸泡的主要原因是北部汇水面积过大，暴雨洪峰流量已超越了东侧地面铁路沿线防洪渠的排水能力。因防洪渠距离国信电厂运煤皮带转运点太近，无法进行加宽加高，所以决定在红沙泉露天矿北部山坡上修建一条南北走向防洪渠，最大限度地拦截北部山坡汇水，减轻东侧铁路沿线防洪渠的排水压力，确保运煤铁路安全。
3防洪渠设计与研究
3．1绘制地形图
地形测绘是设计防洪渠的前提，利用3D激光扫描仪－RIEGLVZ－2000i对红沙泉露天煤矿北部地形进行扫描，提取高程点与坐标数据，减少野外工作时间和体力劳动。利用南方CASS软件绘制地形图，本次选用比例尺为1∶2000，等高距为1m的地形图。
3．2初步修建位置
参考自然水流路径，根据山脊线和山谷线的位置、走向，避开等高线密集处和剧烈弯曲地段，最大限度地拦截北部地表水，保持防洪渠平直，利用自然地形，减弱地表汇水对防洪渠的冲刷，与现有防洪工程相连。初步确定防洪渠修建位置如图1与图2所示，形成两个方案。方案1:建a－d段防洪渠，汇水从a点流向d点，最后汇入1号防洪渠，全长1550m。利用RTK进行放线，绘制防洪渠地表断面图如图3所示，由图3可以看出，从a点到d点高程逐渐下降，局部地段落差最大值为0．53m。优点:充分利用现有防洪系统，汇水直接流入1号防洪渠，最后进入古河床。缺点:防洪渠较长，破坏备用运煤砂石路，给矿区运输带来了麻烦。方案2:建a－c段防洪渠，汇水从a点流向c点，利用自然水流路径，汇水通过铁路排水沟排水口流入矿区主干道路旁树林带，全长1000m，汇水可用于绿化灌溉。优点:防洪渠短，与现有防洪系统结合，充分利用了地表水资源。缺点:暴雨时，汇水量大，铁路环线排水沟排水压力大。
3．3工程水力计算
3．3．1汇水面积由于雨水是沿山脊线向两侧山坡分流，所以汇水面积的边界线是由一系列的山脊线连接而成的。为了更准确圈定汇水面积，选择在等高距为0．4m的1∶2000地形图上进行圈定如图4所示，方案1的汇水面积为794949m2，方案2的汇水面积为407403m2。3．3．2暴雨径流量计算红沙泉露天煤矿年产800万t原煤，服务年限超过50a，属于大型露天煤矿，采用50a一遇、Ti日最大降雨量的地面防水工程的防洪标准。依据《全国分区经验公式成果表》和该防洪标准，先按暴雨频率2%计算洪峰流量，再按暴雨频率1%进行校核。暴雨频率2%的洪峰流量:Q2=K×Fn1(1)式中:F—汇水面积，km2;查表K=0．54～1;因F＜3，K取值为0．55，n1取值为0．75;按1%暴雨频率校验，查表得Q1÷Q2=1．09，则暴雨频率1%的洪峰流量:Q1=1．09Q2(2)将F、K、n1数据代入公式(1)，并按公式(2)计算防洪渠的洪峰流量，详见表1。3．3．3防洪渠设计露天开采的特点使矿区不可能建造永久性构筑物来防范洪水，除排土场和两侧端帮的设施使用时间稍微长久以外，其余地区的设施都会在很短的时间内完成它的使命，所以防治设施必须以经济实用为原则。且本次防洪渠在矿区外修建，因此建成倒梯形无铺砌导流明渠。采用日立ZX360K－5A挖掘机修建防洪渠，考虑到设备铲斗参数和水力上最经济的梯形断面尺寸，因此沟的边坡取1∶0．5，导流明渠底宽b为1m。无铺砌倒梯形导流明渠沟内水深计算:Q1=wv=(bh+mh2)v(3)式中:v—水在沙砾土中的流速为1．2m/s;将Q1、v、m、b数据代入公式(3)中，解一元二次方程，则得出排水沟设计水深h，再加0．3m安全高度为防洪渠全深，具体见表2。
3．4经济性评价
3．4．1工程量经水力工程计算，由表2可以看出，方案1防洪渠长度虽然只比方案2长了550m，但方案1工程量却是方案2的2倍，方案2修建成本明显低于方案1。3．4．2水资源利用因防洪渠直接拦截，方案1汇水直接排入矿区西北古河床。方案2利用自然水流路径和自然冲沟，可收集方案1全部汇水，因绿化带为抗碱性榆树，地表汇水可直接用来绿化灌溉。
4方案选择
对比两个方案，在保证安全前提下，综合考虑其经济性，充分利用水资源，最后决定选择方案2。防洪渠修建采用原地开挖方式，利用排弃岩土修建挡水墙，挡水墙与防洪渠结合，拦截漫过防洪渠的洪水。挡水墙为正梯形，位于防洪渠南侧边缘0．5m处，防洪渠及挡水墙断面如图5所示。图5防洪渠及挡水墙断面图5结语防洪渠在保证安全生产前提下进行合理的设计与经济性评价。尤其像红沙泉露天煤矿这种“富煤贫水”的西北干旱地区，水资源显得更宝贵，修建防洪渠更应该充分利用水资源。干旱地区地表水资源的再利用，可缓解严重缺水的现象，实现露天煤矿经济的可持续发展，也是防洪设计必须参考的重要依据之一。
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