昌吉硫磺溝煤礦90萬t/a改擴建項目水資源論證研究

李 波

（新疆水利水電科學研究院 新疆烏魯木齊 830049)

1 建設項目概況

昌吉硫磺溝礦區(qū)位于烏魯木齊市西南頭屯河中游地區(qū)的頭屯河東西兩岸，硫磺溝煤礦屬于硫磺溝礦區(qū)規(guī)劃的 4個上規(guī)模礦井中的三號井田，位于頭屯河以西，建設依托條件良好，礦井目前生產(chǎn)能力為30萬t/a。為了滿足日益增長的煤炭市場銷售需求，對礦井進行改造擴建，使其達到90萬t/a的生產(chǎn)能力，凈增生產(chǎn)能力60萬t/a，主要環(huán)節(jié)預留150萬t/a能力。改擴建工程始于 2008年，目前已建成達產(chǎn)，進入竣工驗收階段。

2 工程取用水及退水方案

礦區(qū)用水取自場地西南部約1.2km處的頭屯河河床地下水，取水方式為“滲管匯水→集水井→水泵提升→管道輸送→高位水池→靜壓供水”。目前礦區(qū)取用新水量為 564.3 m3/d，年取水量18.6萬m3/a；利用礦井水992.0m3/d，年用水量 32.7萬 m3/a。項目改擴建后，設計取用新水量617.3m3/d，年取水量20.4萬m3/a；利用礦井水1000 m3/d，年用水量33.0萬m3/a。礦區(qū)退水主要為生活排污水及礦井排水，生活污水經(jīng)處理后全部回用于礦區(qū)綠化及澆灑道路，礦井水經(jīng)處理后一部分回用于井下消防灑水及防火灌漿，其余達標排入場地西側山坡后的沖溝，用于澆灌天然植被及自然蒸發(fā)。

3 取用水合理性分析

3.1 取水合理性分析

硫磺溝礦區(qū)煤炭儲量豐富，煤種主要為不粘煤和長焰煤，煤炭以煙少、灰分低、發(fā)熱量高為特點，煤質(zhì)優(yōu)良。建設項目井田尺寸面積約6.28km2，井田內(nèi)有可采煤層 3層，可采煤層批準的資源/儲量為116.687Mt，礦井設計資源/儲量為90.883Mt。硫磺溝礦區(qū)三號井作為自治區(qū)基礎產(chǎn)業(yè)“十五”計劃的重點項目，也是瑪納斯火電廠三期2×30萬 KW擴建工程的配套項目，項目建設符合國家產(chǎn)業(yè)政策，符合西部大開發(fā)、自治區(qū)國民經(jīng)濟和社會發(fā)展的需求。2009年公司經(jīng)流域管理處批準，已取得該項目在頭屯河通過泵提年取用地下水量15萬m3的取水許可證，因此項目取水符合流域水資源管理及配置的要求。

3.2 用水合理性分析

建設項目噸煤用水量合計為0.37m3，全部利用礦井水，滿足節(jié)水要求；噸煤新鮮水耗水量為0.23m3，小于《新疆維吾爾自治區(qū)生活用水定額》規(guī)定的采煤業(yè)噸耗新水量為 0.31m3/t的要求；重復水利用率為79.1%，高于《節(jié)水型企業(yè)（單位)目標導則》（城建 [1997]45號)中北方開采60%的要求。礦區(qū)人均生活用水量410L/(人.d),高于《城市綜合用水量標準》（SL367-2006)中西北諸河區(qū)小城市人口綜合用水指標 130～210L/（人.d)，用水不合理，經(jīng)節(jié)水措施及節(jié)水潛力分析，礦區(qū)生活用水量核定為136.4 m3/d，人均生活用水量調(diào)整為189L/d。核定后，項目年取用新水量合計為 15.5萬 m3，噸煤消耗新水量調(diào)整為0.17m3，重復水利用率調(diào)整為80.4%，符合相關節(jié)水標準及要求。

4 地下水取水水源論證

4.1 取水水源論證范圍

根據(jù)水域管理要求，建設項目所在河段按Ⅱ類區(qū)劃執(zhí)行，涉及水功能保護區(qū)，因此項目水資源論證等級為一級。水資源論證范圍綜合確定為頭屯河水庫集水范圍及供水范圍。

4.2 地下水資源量分析

4.2.1 地下水的補給

井田地處區(qū)域水文地質(zhì)徑流段，由于區(qū)域發(fā)育有數(shù)條近東西的斷裂、褶皺阻隔，使區(qū)域地下水徑流在進礦井前已形成斷流，井田內(nèi)的地下水補給只能依靠大氣降水以及頭屯河水的側向補給。井田內(nèi)分布有五個含水層組，各含水層組與地下水的補給又各有差異：第四系現(xiàn)代河床砂礫石含水層(Ⅰ1)主要分布在河床中，地下水的補給以河水為主，大氣降水次之；井田東部靠近頭屯河處，煤系地層含水層(Ⅳ)的補給來源于河水及河床潛水含水層(I1-1)的直接補給；其余各含水層主要接受大氣降水、融冰、融雪水以及其形成的暫時性地表水直接補給或依靠透水含水層間接補給地下水，地下水補給量甚微。

4.2.2 地下水的徑流、排泄

井田內(nèi)各層組地下水徑流各有所不同，第四系河床礫石地下水(Ⅰ1)徑流基本與頭屯河河水徑流方向一致，有時因與地表互補關系轉換，地下水產(chǎn)生橫向徑流。此層地下水以泉水、蒸發(fā)、人工排泄為排泄方式，在井田內(nèi)該層地下水的補給、徑流、排泄基本混為一體。侏羅系西山窯組含水層組(Ⅲ、Ⅳ)受區(qū)域構造的影響流向勘探區(qū)外的阿克德向斜軸部，通過鉆孔中水位觀測，發(fā)現(xiàn)勘探線上運移方向由南到北，地下水在運移途中，礦井疏干排水成為主要的地下水排泄方式。

4.2.3 地下水資源量

建設項目位于頭屯河流域的上游，河床潛流豐富，潛流至頭屯河水庫被截流，作為中下游區(qū)地表水的一部分。本項目為改擴建項目，繼續(xù)利用煤礦原供水方案，即取用頭屯河地下潛水作為水源。根據(jù)區(qū)域地下水分析，頭屯河流域中下游區(qū)地下水資源總補給量為6683萬m3（不含兵團)，地下水可開采量為4473.7萬m3。

4.3 礦井涌水量分析

根據(jù)建設項目文件地質(zhì)報告分析，設計利用大井法預測+800m水平以上礦井正常涌水量約1576m3/d，最大涌水量 2365m3/d；預測+650m水平以上礦井正常涌水量約2755m3/d，最大涌水量4133m3/d。建設項目設計礦井地面灌漿及井下灑水全部利用礦井排水量。

4.4 用水量及平衡分析

礦井以頭屯河河床地下潛水為水源，經(jīng)論證分析，核定建設項目年取用新鮮水量為 15.5萬m3，僅占頭屯河流域中下游區(qū)地下水總補給量的0.23%，河床潛水比較穩(wěn)定，取水量是有保證的。礦區(qū)井下消防灑水及黃泥灌漿年利用礦井水量33.0萬 m3，占礦井+800m水平正常涌水量（含+650m水平的水量)的 36.3%，其用水量也是有保證的。

4.5 水質(zhì)評價

礦區(qū)生產(chǎn)、生活用水以頭屯河河床地下潛水作為水源，水質(zhì)符合《生活飲用水衛(wèi)生標準》（GB5749-2006)水質(zhì)要求；水質(zhì)硬度不符合《工業(yè)鍋爐水質(zhì)》（GB1576－2008)要求，礦區(qū)設鍋爐水軟化處理系統(tǒng)對其處理；井下消防及黃泥灌漿利用礦坑排水，礦區(qū)設礦井水處理系統(tǒng)對礦坑排水凈化處理，滿足其用水水質(zhì)要求。

5 取退水影響分析

5.1 取水對區(qū)域水資源及其它取水戶的影響

項目取水影響論證范圍為頭屯河水庫庫區(qū)和硫磺溝煤礦礦區(qū)。項目年取水量為15.5萬m3，取自頭屯河河床第四系潛水，該水量主要由河床地表水轉化及大氣降水補給，頭屯河多年平均徑流量為2.47億 m3，項目取水量占頭屯河年徑流量的0.06%，占頭屯河流域中下游區(qū)地下水總補給量 6683萬 m3的 0.23%，故項目取水對區(qū)域水資源及其它取水戶的影響可忽略不計。礦井+800m水平正常涌水量為 2755m3/d（含+650m水平的水量)，年排水量約91萬m3，占頭屯河流域中下游區(qū)地下水總補給量的1.4%，其中礦區(qū)利用量為 33萬 m3，占礦井年排水量的 36.2%，故礦井排水及礦區(qū)利用量對區(qū)域地下水資源有一定的影響。

5.2 退水影響分析

項目退水影響論證范圍為頭屯河水庫下游頭屯河渠首站以下河段及供水范圍。核定生活區(qū)排水量為 300m3/d，經(jīng)生活污水處理站處理后排放量為 113m3/d，處理后的生活污水全部回用于場地綠化和澆灑道路。項目礦井排水量為2755m3/d，經(jīng)處理達標后，其中1630m3/d回用于場地綠化、道路澆灑、防火澆灌、井下防塵和井下消防灑水，剩余 1125m3/d目前排入場地西側山坡后的沖溝，考慮項目位于頭屯河流域上游區(qū)，涉及水功能保護區(qū)，建議礦井排水由管線輸送至頭屯河水庫下游頭屯河渠首站以下的Ⅲ類水域，以保證頭屯河水庫各業(yè)用水水質(zhì)要求。

6 結論與建議

6.1 結論

經(jīng)分析論證認為，本項目取水量較小，取用水合理，用水水平先進，取水口設置合理，取水可靠且可行；建設項目水資源論證的重點是退水影響，只要退水處理措施得當，取用水對區(qū)域水環(huán)境及其它用水戶的影響輕微。

6.2 建議

因建設項目所在區(qū)域涉及水功能保護區(qū)，建議應加強項目排污口監(jiān)管力度，建立污水（礦井排水)監(jiān)測制度，以保護區(qū)域水環(huán)境安全；建議加強廠區(qū)生產(chǎn)及生活節(jié)約用水管理，提倡節(jié)約用水。