知道疏干排水吗？可可托海技术，领先世界40多年
老严国学思想2020-10-31 19:15
只要是向下开采的矿山，不管是露天开采还是井下开采，都会遇到一个难题：到了一定深度之后，地下水就涌进来了，影响开采。排除地下水的过程，叫疏干排水。而今，世界上真正掌握疏干排水技术的国家不多，而领先的是我国。
我国的疏干排水技术，是在上世纪70年代，在可可托海3号矿脉开采过程中形成的。
3号矿脉位于库额尔齐斯河南岸，河流有5条基岩强透水裂隙带直达矿床。2号竖井下涌水量高达1万立方米/昼夜，严重影响露天矿的正常作业和深部开采。1955年进行露天开采设计时，并没有全面地下水文资料，仅根据测定地下涌水量为250立方米/昼夜的标准，在采场设计容积为55立方米集水池，随着采矿场的延伸，每隔15米移动1次。 利用扬程为112米的3台SSM- 200型级离心泵排水。当露天矿场下降到1186水平以下，水量不大时，利用2号竖井1136水平坑排水，以简化上部排水疏干工程设施。
1956年，新疆有色七〇一地质队开始对3号矿脉进行地下水文勘探。1958年，北京有色冶金设计总院对3号脉进行露天开采设计。1959年3月， 该院提交了露天采场排水疏干单项工程设计。该设计说明了矿床水文地质情况，排水方案选择，以及露天排水可能达到的深度，设备选择，防止天然降雨流入现场措施，排水工程投资等。并提出4个排水疏干方案：露天集水池排水、利用2号竖井及坑道排水、采用大直径钻孔及深井泵排水、开采上部矿体时用移动式水泵排水，开采下部矿体时利用2号竖井坑道排水或其他更合理的排水方案。1956-1958年、1960-1961年、1962-1965年先后3次对3号矿脉进行水文地质勘探与补充勘探，提交了最终水文地质报告，为正确决定排水疏干方案提供了科学依据。
1964年后，在历次开采设计讨论中相继提出帷幕灌浆、额尔齐斯河改道、利用2号竖井坑道与冲积层泄水井排水疏干等多个方案，但最终都没有定案。随后由北京有色冶金设计总院、新疆有色管理局、可可托海矿务局组织6名技术人员到我国12个有关厂矿进行排水疏干工程考察，矿务局技术人员在考察后提出深孔排水预先疏干等方案，得到有关部门的认同。1970年3月23日，新疆有色金属工业管理局根据冶金工业部向新疆有色冶金设计研究所和可可托海矿务局下达《3号矿脉排水疏干任务书》，要求在10月份前完成砂砾层疏干浅水孔6眼钻孔任务，并于年底前完成2号竖井排水系统的恢复和管道安装工程。后因忙于“87-66” 机选厂建设，推迟了此项工程的施工，到1971年4月才开工。
1974年4月冶金工业部在北京召开了可可托海3号矿脉地下水排水疏干方案审查会议。会议期间，可可托海技术人员宁重华无意中看到了西德矿业杂志上发表的一篇关于疏干排水的文章。文章本来对3号矿坑的排水没有借鉴作用，但是宁重华忽然灵光闪现，他想到了另外一条路。如果先行打井，井底低于开采平面，这样地下水就会汇聚到井里。把井水排出来，应该可以实现正常开采作业。在保证可操作性的前提下，宁重华联合几位同行，依据新的思路对3号矿脉排水方案进行了充分设计。方案完善后，各路专家再次会聚，又一次给3号矿脉地下水进行了综合性会诊。专家们对北京有色冶金设计总院提出的《2号竖井坑道与冲积层沱水井排水疏干方案》和以宁重华为首的可可托海现场技术人员提出的《深孔排水预先疏干方案》进行了详细论证和对比，最后选定了《深孔排水预先疏干方案》。
接下来进入实际操作阶段。同年9月可可托海矿务局组建了140多人的排水疏千专业队伍，开始在3号矿脉周围进行钻孔抽水试验和地质构造裂隙勘探。
可可托海矿务局抽调各方面人才组建队伍。抽调任队长的宋恩涛是位有非常丰富的基层工作经验、群众口碑比较好的领导，党支部书记胡久孝政治涵养，以身作则、宽以待人，善于做群众思想政治工作。副队长马洪图是一位实干家，是坐不住办公室的人，几乎每天上班都穿梭在各机台、生产班组里，哪里有困难，就现身在哪里，与群众促膝相谈，及时解决工作中出现的问题。技术负责人宁重华，是疏干排水工程的主要设计师，整个工程运行的核心人物，实施工程的主心骨。在整个疏干排水设计和实施过程中，他为工程顺利完成耗费了全部的心血。水文组技术员石美权，不仅是顶尖的专业工程技术人员，也是对马列主义、毛泽东思想理论研究颇深的人，大伙称他是“政治理论家”，他常说：“我们不能不争气不值当，因为我们是可可托海人。我们是国家的主人，我们更要做疏干工程的主人。”他的这些话，在那个年代大大激发了职工们的主人翁意识。
在矿务局领导的大力支持下，不断吸收新员工加入，很大一部分是少数民族职工。1974年9月起，疏干队开始在3号矿脉周围进行初步的钻孔抽水试验和地质构造裂隙带的勘探。前期在地质人员的测量下，矿体水文勘探资料比较充足，但地质构造裂隙带的原始资料一无所有，这意味所有的一切都要从零开始。完成工程硬件构成及打孔成井等艰巨的任务，落在由新组建的由汉族、维吾尔族、回族、哈萨克族、俄罗斯族、塔塔尔族等基层各民族职工组成的钻进机台组的肩上。
基层职工们都没有涉及过疏干排水工作，需要由技术人员向他们讲解。党支部书记胡久孝组织全队职工召开了“实施工程动员大会”。会上首先让总工程师宁重华讲清工程结构，对工程的重要性、必要性、复杂性和艰巨性做了全面的交代。重要性主要指这个工程是全国首创项目。必要性主要指再不解决地下水涌进矿坑问题，3号矿脉将面临无法开采困境，将影响全矿务局职工生存。复杂性主要指“打孔成井”主要分布在3号矿体周围未知的含水地质构造裂隙带，钻探工作将面临前所未有的困难。艰巨性在于国家迫切需要3号矿脉矿产，时间不等人，国防建设不等人。
疏干排水队通过13次疏干孔的观测和抽水试验，共收集地下水位升降及流量变化数据30多万个，校正了地下水垂直下渗运动的计算参数。同时运用地下水动力学分析法，找到了隐伏在第四纪厚覆盖层下的5条基岩强透水裂隙带和强裂隙下渗补给地段。
1975年7月，排水疏千专业队根据设计施工图进行排水工程建设，历经4个月的紧张施工，至1979年12月初，先后完成裂隙构造勘探孔10.5个，有效进尺1398.75米，完成水文地质观测孔18个，建成疏干孔12个，有效进尺1478米：安装各种型号的潜孔水泵14台，建成潜水泵房11座，建成电力中央控制室一座，铺设各种工程口径的铜管、铸铁管576米；架设高、低压输电线和遥控线24条，安装低压配电盘12个。至1979年12月初， 建成了一个完善的深孔排水疏干配套系统， 形成18300- 21200立方米/昼夜总排水能力。排水能力为3号矿脉地下标准预算涌水量12760立方米/昼夜的143%-166%，为3号矿脉的长期安全生产提供了有力的保证。
最终，计划八年完成的3号矿脉疏干排水工程四年便完成了，而且为全国同类矿山的排水疏干工程提供了系统的经验和技术，开全国深孔排水预先疏干工程成功实施之先河。疏干排水队逐渐成长为一支专业力量，在喀拉通克铜镍矿建设的时候，他们还承担了矿区打井的工作。
到今天，可可托海的疏干排水技术依然没有被超越。
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