布沼坝露天矿新邓耳排土场泉眼出水处理措施 4页

·22·露天采矿技术2014年第9期DOh10．13235~．cnki．Item．2014．09．007布沼坝露天矿新邓耳排土场泉眼出水处理措施宋景辉，王建华，侯娇龙，李雄(昆明煤炭设计研究院，云南昆明650011)摘要：新邓耳排土场为小龙潭矿务局布沼坝露天矿五期扩建后新增的外排土场，自2009年开工建设以来使用状况良好，目前遇到的主要问题是雨季s3泉眼点涌水量突增，泉水突出地表造成大面积积水，严重威胁到排土场整体稳定。为了能排除这一安全隐患，结合新邓耳排土场的水文地质条件，泉点分布及测流成果，进行泉水来源及处理分析，经多方面的技术经济比选，最终提出针对新邓耳S3泉眼点出水状况的处理措施。关键词：新邓耳排土场；S3泉；管涵；排水措施中图分类号：TD724文献标志码：B文章编号：1671—9816(2014)09—0022—04SpringyieldingwatertreatmentmeasuresatXindengerdumpinBuzhaobaopen-pitmineSONGJinghui，WANGJianhua，HOUJiaolong，LIXiongKunmingCoal~,ian&ResearchInstitute，Kunming650011，China)Abstract：XindengerdumpisanadditionalexternaldumpafterBuzhaobaopen-pitmineextending．Thedumphasbeeningoodconditionsince2009，atpresent，anditsmainproblemsareS3springwaterinflowincreasinginrainyseason．Springoverflowcausedalargeareaofstagnantwaterandseriouslythreatenedthewhole,stabilityofdump．Inordertoexcludethepotentials【yhazard，thearticleanalyzesspringsoureeandtreatmentcombininghydrogeologicalconditions，springdistributionandtestflowresults．Throughmanyaspectstechnicalandeconomicselection．thearticlefinallypresentstreatmentmeasuresaimingatS3springyieldingwaterconditioninXindenger．Keywords：Xindengerdump；S3spring；pipeculvert；drainageme~ure我国南方露天矿大多水文地质情况比较复杂，部为石灰岩基底，基岩边坡稳定，堆土容量大，离采外排土场受地形限制一般选择在沟谷间，而沟谷地场距离较近，位于小龙潭盆地南部沟谷中，占地形由于其特殊性，一般泉眼出露比较多，其产生的水346．17hm，底部境界距离现采场地表境界约3．0对边坡的稳定性影响甚大。如果泉眼出水处理不得km。该排土场于2009年开工建设，上部建有东西2当，直接对排土场的边坡带来极大的隐患。小龙潭矿段防洪沟，底部建有暗涵和挡土坝，各类防排水措务局布沼坝露天矿新邓耳排土场泉眼众多，且各泉施、引水措施较为完善。眼随着排土场的升段，其位置和流量均可能发生较1．1水文地质条件大变化，其中S3泉在2013年暴雨中突出地表造成小龙潭盆地周围山区，灰岩裸露，利于大气降水淹水。在分析S3泉来源的基础上，针对S3泉的疏水补给，岩溶地下水从四周向盆中汇集，在西南盆边及处理提出管涵、暗涵、隧洞3个处理方案，为相似的南盘江2个排泄带以溢出泉形式出露，具有山区岩南方露天矿的排土场泉眼处理提供借鉴作用。溶水的显著特点。即山区为潜水补给区，山间盆地为承压迳流区，盆地边缘及河谷为地下迳流排泄带。1新邓耳排土场概述新邓耳排土场处于西南盆边地下水迳流排泄新邓耳排土场主要利用南洞沟谷进行排土，大区，地下水由上城一清水塘潜水补给区(ⅡA3)及南洞一白打潜水补给区(IIA4)补给[1-Z]。2个排泄带及高收稿日期：2014—05—23作者简介：宋景辉(1970一)，女，内蒙古赤峰人，高级工程低水文区示意图如图1。师，1991年毕业于中国矿业大学采矿系，任昆明煤炭设计研汇水区范围内泉点据实地调查共有17个泉水究院露采副总工程师、露天所副所长兼主任工程师。点出流。\n露天采矿技术2014-~-g9期·23·仅能猜测分析其泉水补给如下：图例1)地表径流补给。S3泉点分布于该落水洞东侧囤高水位区约600m处，其标高较落水洞口标高低约71m，由囤低水位区于S3泉点与落水洞之间为一山脊地形，地层倾向南隔水层西。由于该区分布的岩性为(T2g1)，岩溶少量发育，F；-I泉水及编号地下水的流向主要与地层倾向一致，即地下水的流F=-I地下水流向向为南东向北西迳流。地表水由南部山区一带涌入地下后，由南向北迳流，迳流过程中，一部分在泉S4一S13一带排泄；一部分则于泉S3一带排泄。即根据滇南地质队和科技处技术人员分析：S3泉是由地表径流补给的。分析结论：可得出S3泉为季节性泉点，主要受大气降水影响，新邓耳落水洞处于S3泉点的补给域之外，不构成S3泉点的补给水源，无直接的补给关图12个排泄带及高低水文区示意图系。因此，堵截新邓耳落水洞的水流，对减小s3泉点流量无直接关系。1．2S3泉概况2)地表汇水及落水洞补给。布沼坝矿技术人员新邓耳排土场处于溶蚀构造中山区，冲沟发育，同滇南地质队技术人员分组对S3泉眼及新邓耳村雨季汇集地表水流沿南洞沟排泄至盆地中。流域内落水洞附近区域进行调查，了解到的情况如下：①走泉水点出露较多，目前主要威胁排土场安全的是S3访当地村民得知，每年新邓耳村落水洞附近秧田放泉眼点。水时，S3泉眼区域(1360—1380水平)就有泉水涌出，S3泉点位于新邓耳村东侧(新邓耳排土场南西村民于此区域种植水稻；②新邓耳村落水洞很深，长角)，距新邓耳落水洞约600m，坐标为东经103~0907”，期有泉水流入。据当地村民介绍，此落水洞无论洪水北纬23。4556”，泉眼实测坐标：N=30010．146，E=再大，都未见洪水漫洞灌入地表成灾，从而得出结17161．59，高程1361．713m，为一季节性泉点。该泉论：落水洞有流水出口。点发育于(T2g1)地层中，其北西侧地层为下第三系分析结论：《云南省小龙潭矿务局新邓耳排土场(N)岩性，地层倾向南西；南东侧地层为(T2g1)岩汇水区水文地质调查报告》认为新邓耳落水洞仅补性，地层倾向南西，倾角35。，含风化网状基岩裂隙给上城龙潭(S18)。通过调查分析认为，新邓耳落水水，富水性弱，为相对隔水层。北东侧岩性为(T2g1)洞下渗的水应该与s3泉的出露存在必然联系，准确薄板状泥质灰岩、钙质泥岩、泥岩，呈互层状产出，中关系目前难以判定；新邓耳落水洞与S3泉间的地层下部为细砂岩及生物灰岩，地层倾向南西，倾角58oT2gl均匀性差，但也可能存在一定的管道流。左右，含裂隙岩溶水，赋水性及均匀性差，多呈裂隙综合上述分析不仅有地表汇水及新邓耳落水洞流及管道流，富水性总体为弱一中等。2008年地质的补给可能，且存在东南方(T2gl地层)白打一南洞报告中，实测雨季流量0．02L／s。2013年8月31日，补给的可能。s3泉涌水在排土场内部形成，且存在泉水突出地表导致排土场大面积积水。已建排土场一定的静水压力，需及时处理，保证排土场的安全。盲沟无法及时排除积水，威胁到排土场整体稳定性2．2洪峰流量计算及生产安全。2013年8月31日，泉水突出地表导致排土场大面积积水，淹积水面积约为7．00万m，积水深2s3泉处理方案分析0．50m，总计积水量为3．5O万m，排除积水天数按2．1S3泉泉水来源3d计，则及时排除来水且不造成积水，增加的排水针对s3泉泉水来源，滇南地质队及布沼坝煤矿流量为0．135m3／s。考虑到S3泉不断涌水，涌水量估技术人员曾从多个角度进行调查，由于很难准确查算约为40L／s，此流量非最大流量，且S3泉眼上方明S3泉的补给情况及其与地下管道流的连通情况，沟谷还存在S6、S8等泉眼点，泉水处理排水量适当\n·24·露天采矿技术2014~g9期l雷固留有余地，选取排水量大于40L／s。综上所述，为及时径选取0．5m，空间高度按0．2m计，n取0．014，设排除S3泉等涌水，按增加洪峰流量0．14m3／s取值。计通过流量0．21m／s，满足设计流量要求。圆形断面2．3排水方案形式最终直径选取0．5m管涵。其中DN500mm钢考虑提出管涵、暗涵、隧洞3个排水方案】。各筋混凝土管不计人结构受力计算，仅作模板使用。根个方案平面位置示意图如图2。据覆土深度，计算得到管壁厚0．20—0．30m，估算投资为145．99万元。2)方案2：沟暗涵方案。平面走线及长度均与方案一相同，参考无压流的排水管(或隧洞)，在通气良好的条件下，对于稳定流充满高度不应大于85％，且空间高度不小于0．2m，拆模最小净空按0．8m计；矩形断面形式：底宽取0．6m，深取0。8m，／／,取O．015，空间高度按0．2m计，纵坡按0．8％计，设计通过流量0．734m3／s，满足设计流量要求。矩形断面形式最终选取：净断面底宽取0．6m，高取0．8m。根据受力计算，盖板、沟帮及沟底厚平均取0．4m；估算图4S3泉各处理方案线路平面示意图投资为263．80万元。1)方案1：管暗涵方案。平面走线沿西部山坡边3)方案3：隧洞方案。隧洞方案，平面定线为西缘。选用D500mm钢筋混凝土圆管涵，上游起点高侧冲沟以直线连接泉s3，长度最短，纵坡0．5％程1361．00m，纵坡取1．0％，长为1300m，下游出1．00％计，按最(经济)小净断面5．0mz计，凡取0．015，口高程1348．00nl。参考无压流的排水管(或隧洞)，通过流量>14．39m／s，远大于流量要求；隧洞长约在通气良好的条件下，对于稳定流充满高度不应大690．0m，估算投资为800万元。于85％，且空问高度不小于0．2m，圆形断面形式：2．4方案比选直径选取0．4m，空间高度按0．2m计，n取0．014，各方案比选详见表1。设计通过流量0．086m3／s，不满足设计流量要求，直1)管涵方案的优点为：投资少，可兼顾排土场内表1方案比选表部积水的排除，施工工作面宽大，可加快施工进度。的大，通过流量较隧洞的小，不可检修。缺点为：基础变形较隧洞的大，通过流量较隧洞的3)隧洞方案的优点：通过流量大，基础变形小，小，不可检修。可检修。缺点：投资大，不可兼顾排土场内部积水的2)沟暗涵方案优点：投资较隧洞的少，可兼顾排排除，施工进度慢，出口处需新征用地。土场内部积水的排除，施工工作面宽大，可加快施工通过上述方案，经过优缺点比较后，推荐方案为进度，通过流量较管涵的大。缺点：基础变形较隧洞(下转第27页)\nl雷固露天采矿技术2014~9期·27·内采用连续耦合装药，保证单孔装药量，避免管道效术上是可行的，经济上是合理的，在现场施工方面比应的发生。较容易操作。水孔的填塞要求缓慢均匀，避免使用水沙孔吹2)在有含水层区域采用PVC管护孔技术可以实出的物料填孑L，要求使用干燥的表土填塞，同时要用现良好的成孑L率，同时能够保证孔内高质量的连续木质炮杆捣实，排除炮孔中填塞区域的水。保证填塞装药结构和设计装药量，达到我们的预期爆破效果。长度和质量，防止爆炸气体过早泄出，提高爆炸能量3)加强松动爆破可以充分破坏岩体的原始结构，的利用率。使隔水层解体破坏。爆破后岩体内的张性裂隙延伸和增加的效果比较好，能够使原来地表和含水层中3爆破和采装效果的水分散以及渗入爆破量中，从而实现了爆破降水。1)爆破后，从地表看爆破裂隙均匀，爆破效果良4)爆破区域降水明显，爆破后能够正常采装，采好，原来爆破区周边的水全部渗入地下，爆破量中含装设备效率大幅度提高，从而保证了采矿工程的正水量较小，能够满足采装施工要求。常进行。2)采用加强松动爆破后，使原来含水层的原始5)爆破降低水位的方法同时能够解决区域性的结构充分破坏，含水层中的水全部渗入硬质泥岩中。含水层出水的现场排水问题。3)采装工作能够高效地正常进行，工作面未出参考文献：水，保证了工程位置的正常延深，此次爆破达到了降[1]汪旭光．爆破设计与施m[M]．北京：冶金工业出版社，2011．水的目的。[2]汪旭光．爆破手册[M]．北京：冶金工业出版社，2010．4)本次降低水位爆破采用了PVC管进行护孔，[3]王德胜，龚敏．露天矿山台阶中深孔爆破开采技术[M]．同时为了达到预期降水目的，相应的缩小了孔网参北京：冶金工业出版社，2007．数，适当增加了单孔装药量，爆破施工采用的相关技[4]戴俊．岩石动力学特性与爆破理论[M]．北京：冶金工术措施使爆破成本有所增加，爆破的完全成本6．5业出版社，2002．元／m，左右。实现了降低水位保证了采装工作的正常[5]李翼祺，马素贞．爆炸力学[M]．北京：科学出版社，高效地进行，在经济上是合理的。1992．4结论[6]杨善元．岩石爆破动力学基础[M]．北京：煤炭工业出版社，1993．1)在有含水层区域采用爆破的方法降低水位技(上接第24页)致的安全隐患及排土场稳定领域积累了宝贵经验。管暗涵方案。理由如下：在满足各项要求的情况下，参考文献：其投资最少，施工最容易，进度最快。[1]云南地质工程勘察设计研究院．云南省小龙潭矿务局五期扩建工程布沼坝露天矿新邓耳排土场汇水区水3结论文地质调查报告[R]．昆明：云南地质工程勘察设计研究院。2008．新邓耳排土场水文地质条件复杂，各泉眼随着[2]中国有色金属工业昆明勘察设计研究院．云南省小龙排土场的升段，其位置和流量均可能发生较大变化，潭煤矿新邓耳排土场水文地质调查填图说明[R]．昆明：S3泉就是一个很好的证明。S3泉在下游地层被覆中国有色金属工业昆明勘察设计研究院，2003．盖，出水通道被堵的情况下，遇长时段多雨条件下，[3]李善，傅达聪．煤炭工业企业总平面设计手册[M]．北导致出水量增加。针对S3泉与周围岩溶的水力联系京：煤炭工业出版社，1992．无法彻底查清的情况下，仅能考虑最不利的情况进行[4]张雯．线路工程[M]．成都：西南交通大学出版社，2005．处理，且一定要留出排水通道。提出的解决方案可以[5]交通部第二公路勘察设计院．公路设计手册路基(第取得良好的排水效果，为其它类似矿山排土场积水导二稿)[M]一匕京：人民交通出版社，1997．