关于聚乎更一露天煤矿防排水问题的讨论
一、矿山概况
聚乎更一露天煤矿位于青海省海西州天峻县木里镇,海拔高度4200m,常年平均气温零下4℃,为多年冻土区。矿井于2003年4月开工建设,3880水平以上为露天开采,3880水平以下为井工开采,目前对首采区露天部分进行开采,采区东西长约1.35km,南北宽度为1.24km,地势西北高,东南低趋势,生产能力达到500万t/a,采用单斗—汽车开采工艺,公路开拓方式。所采煤种为1/3焦煤,1/2中焦煤和弱粘煤,首采区露天可采储量4668万t。
(一)水文气象
矿区海拔高,气候严寒,气温最高19.5℃,最低-35.9℃,年平均气温0℃以下,为多年冻结区。年降雨量最大579.1㎜,最小453.2㎜,平均515.9㎜。蒸发量最大1252.7㎜,最小1075.7㎜,平均1189.6㎜。 6月、7月、8月为多雨季节,日平均降雨量3.08㎜/d,(百年一遇)一日(24h)取当地最大暴雨量H24=54㎜。下哆嗦河从露天矿东端流过,但从露天钻孔未发现融区,流量小,故不考虑流入采场内。根据以上分析本矿区坑下积水主要靠大气降水形成的地表水补给。
(二)水文地质
地下水:三个含水带与下1、下2煤层无良好的隔水层,并有断裂沟通,开采时地下水可突破薄弱隔水层或通过断裂带流入采矿场。当揭露隔水层时,便可直接流入采矿场。
地表水:下哆嗦河从露天东端流过,被纵断层切割,应是采矿床充水因素之一。但从露天所有钻孔、槽井探未发现融区这一点看,其影响不会很大。只有河床融区且与断层沟通时,其影响才是很大的。本区融区零星分布,只有流量较大的木里河床下发现了融区。下哆嗦河流量较小,融区存在的可能性不大哆嗦河流量为~m 3/昼夜,一般4~ 5万 m3/昼夜,是季节性河流,冬季冻结无水。
大气降水:在采矿场范围内,大气降水直接发降入,在露天矿分水岭范围内大气降水通过活动层,以径流方式流入采矿场。
多年冻土内的冰—固体水:多年冻土内,含有不均匀的冰,开采进将融化成水而流入采矿场。
二、露天采掘场现状及防排水系统现状
根据露煤情况和采剥比设计安排,目前首采区已形成地表南北宽约1.4㎞,东西长约1.6㎞的地表边界,并形成南、北翼2个采区,地表标高最高标高为4055m,位于采掘场西北侧,采深最底标高为3905m,位于首采区南翼矿坑积水坑处。
采掘场防、排水系统分两部分组成,第一部分由西端帮上部和北边帮上部原始地貌汇水流入西北角4005平盘蓄水池。第二部分由采掘场汇水由西高东低的排水沟流入至3905平盘蓄水池。
三、防排水设计原则
(一)以防为主,以排为辅,分段截流,逐级滞流,保证周边汇水不进入采掘场,减少排水量。
(二)不影响进一步的延伸及露煤工作。
四、总体方案
按照分段截流、明沟疏干的原则,现将本矿的汇水区划为4个汇水单元,即周边原始地貌汇水区和采场汇水区,并对其单独计算汇水量,单独设计、防范。
(一)西端帮上部原始地貌汇水
主要来自大气降水,根据西端帮上部地表西高东低的趋势,在4055平盘上部地表挖掘南北走向的截水沟,建设自流排水系统,截水沟铺设防渗膜。将大部分汇水截流至南部低洼处(变电所南侧沉淀池,用于工业用水)。少部分汇水截流至本矿北侧原始地貌(排至哆嗦河)。
(二)北边帮上部原始地貌汇水、北生活区及北排土场汇水
根据北部地表北高南低的趋势,在北边帮与排土场之间挖掘西高东低的截水沟,建设自流排水系统,截水沟铺设防渗膜。将从北边帮上部、北生活区及北排土场汇集的水排至东部的小哆嗦河。
(三)南排土场汇水
南排土场北部边坡坡底挖掘西高东低的截水沟,建设自流排水系统,截水沟铺设防渗膜。将从南排土场汇集的水排至东部的小哆嗦河。
(四)露天采场底部排水系统
根据露煤情况及采剥比设计安排,将露天矿采场底部标高设计成西高东低,并设计的设临时水仓和水泵,使进入到采场里的水全部汇集到底部水仓里,再由水泵经排水管排至地表。
五、结论
根据防排水措施分析,认为聚乎更一露天煤矿建议按照分段截流、明沟疏干的原则,即周边原始地貌汇水区和采场汇水区单独计算,单独设计、防范,使用“自然流方式”,水往低处流入河道、沉淀坑和集水坑,减少抽排费用,对整个矿区防排水工作起到了很好的效果。同时,提高水的利用率,沉淀池汇集的水回收利用与洒水降尘,这对冬天水源不太充足的高原地区来说,综合效益是很高的,意义重大。