伊敏三號露天礦疏干防的排水設計

1、16露天采礦技術2014年第11期DOI：1013235／jcnki1tcm201411006伊敏三號露天礦疏干防排水設計楊麗萍(中煤科工集團沈陽覆計研究院有限公司，遼寧沈陽110015)摘要：為了保障采礦工作的安全順利進行，并且可以給電廠用水提供穩(wěn)定水源，通過類比等方法估算出三號礦地下水賦存情況，并對與一號礦交叉開采時的防排水提出了建議。關鍵詞：疏干；地下涌水量；地面防排水；交叉開采中圖分類號：TD745文獻標志碼：B文章編號：167

2、1—9816(2014)11—0016—04DewateringanddrainagedesigninYiminNo3openpitmineYANGLiping(ChinaCoalTechnologyandEngineeringGroupShenyangDesign＆ResearchInstitute，Shenyang110015China)Abstract：Inordertoensuresafetyandsmoothofminingw

3、orkandprovidestablewatersourceforelectricplant，thearticlefiguredouttheOCCUlTeHceconditionofgroundwaterinNo3mineandpresentedsuggestionondrainageofcrossminingwithNo1mineKeywords：dewatering；undergroundwaterinflow；grounddrai

4、nage；crossmining1概述伊敏煤田露天區(qū)水文地質分區(qū)，在構造作用下形成3個單向階梯式斷塊，根據(jù)其構造性質，自然狀態(tài)下地下水特征以及地層水文地質性質的差異，分別構成3個獨立的水文地質分區(qū)，由南向北分別為南露天區(qū)、一露天區(qū)和露天接續(xù)區(qū)，每個露天區(qū)水文地質特征差異較大。本次工作重點在露天接續(xù)區(qū)I1】。區(qū)內主采煤層15上、16下煤層，15E煤的直接充水含水層為15E煤及頂板砂礫巖含水層組，16一F煤的直接充水含水層為16下煤及頂板砂

5、礫巖含水層巖組，其它含水巖組為主采煤層的間接充水含水層，由于隔水層分布的不連續(xù)性，本區(qū)含水層之間的補給關系較復雜。本區(qū)第四系砂層裸露，利于大氣降水入滲，同時地處在伊敏河沖積平原之上。從本區(qū)剖面上看伊敏組各含水層與第四系含水層層位相連通，由此可見，各直接充水含水層和間接充水含水層受伊敏河影響較大。第四系主要的補給來源為大氣降水，大氣降水沿第四系砂層裸露區(qū)人滲補給第四系砂礫石層，一部分地下水以蒸發(fā)的方式排泄，一部分以入滲的收稿日期：2014

6、—06—16作者簡介：楊麗萍(1981一)，女，遼寧沈陽人，工程師，碩士，畢業(yè)于遼寧工程技術大學，現(xiàn)在中煤科工集團沈陽設計研究院有限公司工作。方式排泄于下部煤系地層。煤系含水層的補給來源：一是大氣降水通過煤系地層露頭的直接人滲補給；二是由第四系含水層越流補給或通過斷層補給，在含水層中徑流排泄于下游區(qū)。直接充水含水層和間接充水含水層地下水的補給來源：①本區(qū)地層的側向補給；②各含水層之間的天窗和斷層的導通；③煤系地層露頭接受大氣降水的直接補

7、給；④徑流方式為順層徑流，排于下游地區(qū)或疏干區(qū)。在未來礦床開采時的強烈的疏干條件下，地下水的補給、徑流條件會發(fā)生很大變化，隔水層之間的天窗和斷層將會成為礦床開采中的主要涌水部位和層段，從而導致礦床水文地質條件發(fā)生改變，趨于復雜。綜上所述，勘查區(qū)內以孔隙含水層礦床為主，主要可采煤層15E、16下煤層含水層，1～14煤層及頂板砂巖含水層補給條件不好，但q20L／sm且地下水不易疏干。依據(jù)中華人民共和國國家標準《礦區(qū)水文地質工程地質勘查規(guī)范)

8、GB12719—91將勘查區(qū)的水文地質勘探類型劃分為水文地質條件復雜的充水礦床，即一類三型。2采掘場疏干工程設計21地下涌水量計算方法依據(jù)各含水層的水力性質及進入礦坑形式，選擇地下水動力學法(“大井”法)計算公式，對揭露的18露天采礦技術2014年第11期根據(jù)采礦設計達產(chǎn)時期，將w排及N排降水孔接入沿采掘場西端幫及北幫(非工作幫)布設的一號疏干排水管路；E排及s排降水孔接入沿采掘場東幫和南幫(工作幫)布設的二號疏干排水管路，S。排疏干排

9、水管路接入二號疏干排水管路，二號疏干排水管路最終與一號疏干排水管路并排接至采掘場東北側的泵站，由泵站布設管路最終排至伊敏一號露天煤礦疏干排水供水泵站，作為生活及工業(yè)用水。疏干排水管路埋設深度為管頂以上埋深180m【。3采掘場排水設計采用正常降雨匯水和暴雨匯水合并排除方式，在坑底設移動式排水泵站，用潛水電泵排水方式。31排水布置達產(chǎn)時采掘場坑底最低位置位于采掘場坑底東南部，在采掘場坑底最低處設置2個排水泵站，分別匯集地下涌水及大氣降雨，采

10、用潛水電泵排水，由排水泵站向東側端幫敷設1條正常降雨排水管路和2條暴雨排水管路，分別將水排坑內排水處理站和采掘場非工作幫以北的柴達敏湖自然排放。其中正常降雨排水管路用于排放地下涌水，暴雨排水管路用于排放大氣降雨，因為暴雨發(fā)生概率不高，為造成不必要的浪費，因此，本次設計擬采用2條相同管徑的排水管路，在非暴雨期，可使用1條管路工作，1條備用；在暴雨期，2條管路同時工作，這樣既保證了生產(chǎn)的安全，也更加經(jīng)濟合理。32排水量計算采掘場匯水量包括降

11、雨徑流量和地下水涌水量。降雨徑流量按達產(chǎn)時采掘場面積計算。按多年雨季月平均降雨量計算采掘場正常降雨量，根據(jù)氣象資料可知，雨季為6～9月，各月多年平均降雨量非別為505、923、769、418mm，則雨季平均月降雨量為65375mm【2J。就暴雨排水時間的問題跟現(xiàn)場專家討論過，專家認為該礦山坑底可以部分淹沒而開采上部臺階的煤，也可以滿足供煤要求，這一意見雖跟國內規(guī)范不一致【4，但對于當?shù)貤l件來說也不無道理，是可以接受的，所以坑底暴雨量采用

12、7日暴雨14日排除。達產(chǎn)時期的采掘場匯水量計算結果見表4。4地面防排水系統(tǒng)41自然概況礦區(qū)位于大興安嶺西坡呼倫貝爾草原中部，海表4達產(chǎn)時采掘場匯水量表正常降雨時期徑流量，(Inh)暴雨徑流量／m3地下涌水／(mh)達產(chǎn)時期247342164410597472120545084839拉爾盆地東部，伊敏河中下游西側，盆地外圍以低山丘陵為主，最高75830m，最低66494m。盆地內為沖積平原，海拔一般671～673in，相對高差9336m。

13、勘查區(qū)周邊原有地表水體都已被露天煤礦排干，僅剩哈薩廷不拉格水體，為季節(jié)性積水。本區(qū)屬中溫帶大陸性季風氣候，冬季寒冷漫長，夏季溫涼短促，春秋兩季氣溫變化急促，且春溫高于秋溫。秋雨多于春雨，無霜期短。年均氣溫一19。C，極端最高氣溫373。C，極端最低氣溫一399。C；最小降水量2277mm，最大降水量4044mm；最小蒸發(fā)量10532mm，最大蒸發(fā)量13183mm；無霜期119d，凍冰期9月下旬到翌年4月下旬，平均結冰日數(shù)2452d，平均

14、結冰深度324m，平均積雪日數(shù)1416d，平均積雪厚度1O24em。42地面防排水系統(tǒng)首采區(qū)北側和西側地勢較高，東側為自然匯水排泄區(qū)，自然匯水根據(jù)地形由西向東排泄，會對采掘場造成影響。本次可研在確定地面防排水系統(tǒng)布置時，以攔截為主，疏截結合的原則建立地面防排水系統(tǒng)。充分利用地形、工程位置和采掘推進階段的時空關系，建立1防洪壩，沿西側臺地底部布置，用于攔截上游匯水，防止積水進入采掘場，1防洪壩最終接至伊敏一號礦西排土場，與排土場共同攔截匯

15、水，在一號礦西排土場南側即為已有的南幫排水溝，匯水可順地勢直接流人，順溝排走。在靠近疏干管路一側修建1防洪堤，用于攔截1防洪堤以東匯水，并修筑2防洪堤泵站，將匯水沿防洪堤排水管路引至1防洪堤以西，順地勢排棄。5結語1)伊敏三號露天礦緊鄰一號露天礦，在開采境界上存在交叉部分，當一號露天礦轉向完成向前推進必然與三號露天礦開采范圍重疊，這就存在疏干管線布置的問題。當一號礦首先經(jīng)過此區(qū)域的時候，必定先剝離掉部分疏干井，從范圍看，大概13個左右，