普陽煤礦一號排土場水綜合治理方案

盧玉

（文山州煤業(yè)有限責(zé)任公司普陽煤礦，云南文山663000）

普陽煤礦一號排土場水綜合治理方案

盧玉

（文山州煤業(yè)有限責(zé)任公司普陽煤礦，云南文山663000）

通過對普陽煤礦一號排土場地表水、地下水治理，提高一號排土場的穩(wěn)定性，為普陽煤礦一號排土場的繼續(xù)使用奠定基礎(chǔ)，消除排土場存在的安全隱患，確保普陽煤礦的安全生產(chǎn)。

排土場；地表水；地下水；治理

普陽煤礦建礦以來，一號排土場曾經(jīng)發(fā)生過2次少量滑坡，雖然得到有效治理，但排土場自身工程地質(zhì)，水文地質(zhì)及地形地貌條件較為復(fù)雜。排土場采用分臺階、分水平堆填方式后，現(xiàn)狀基本穩(wěn)定[1]。建設(shè)初期，由于各種原因，對排土場地質(zhì)情況不了解，860 m水平以下地下水未能全面疏干，可見地下水以及泉水散流的形式滲出，影響邊坡坡面土體力學(xué)性質(zhì)，降低排土場的穩(wěn)定性[2]。

1 一號排土場概況

1.1 排土場現(xiàn)狀

2015年排棄剝離物有工作面及垮方區(qū)域清理的泥灰?guī)r30萬m3及少量的矸石。截止2015年12月排土場共排棄剝離物4 629萬m3。從1989年至今，一號排土場已排棄至1 030 m水平，形成815~ 1 030 m水平共20個排土臺階，臺階高度10~15 m。臺階坡面角為30°，幫坡角15°。

1.2 排土場地質(zhì)條件

普陽礦區(qū)地質(zhì)構(gòu)造以北西—南北向為主體，最大的斷層為普陽盆地北緣斷裂。排土場位于普陽煤盆地南側(cè)，總體上說基地灰?guī)r是一個傾向北北東的單斜構(gòu)造，同時存在著北西向的次級斷裂和褶皺，場地內(nèi)基巖，特別是泥巖產(chǎn)狀零亂，但不見完整的向斜或背斜構(gòu)造[3]。一號排土場潛在不穩(wěn)定邊坡主要是開挖形成的邊坡，雖按開挖設(shè)計實(shí)施，但在運(yùn)營過程中受外部因素影響，即地下水、地表水滲入、車輛振動、爆破振動等的影響，可能形成邊坡失穩(wěn)，對礦區(qū)及周邊群眾造成危害。

1.3 水文地質(zhì)概況

普陽地區(qū)地層分為寒武系龍哈組，其上有上寒武系、奧陶系、泥盆系、石炭系、二疊系、三疊系、第四系表土層為主，夾植物生碎屑巖。就含水性而言，除石炭系、二疊系為巖溶強(qiáng)含水之外其它均為中等巖溶裂隙水。一號外排土場北端主要含水層有排棄物人工填土層和基巖泥質(zhì)條帶灰?guī)r。隔水層為粉質(zhì)黏土層，淤泥質(zhì)土，礫巖，粉砂質(zhì)黏土、巖土。其間還存在一個透水層：鈣化層[4]。

2 排土場已完成的處理措施

根據(jù)相關(guān)地質(zhì)資料、勘探報告確定一號排土場治理方案為地質(zhì)環(huán)境治理工程措施、疏干排水措施、植被措施相結(jié)合的治理方案[5]。經(jīng)過多年的努力，普陽煤礦排土場已完成以下各項處理措施。

2.1 工程措施

2.1.1 防洪工程

為防止周邊地表水匯入排土場內(nèi)，普陽煤礦在排土場邊界四周修筑了防洪溝、臨時排水溝、寬約1.5 m，深約1.0～1.2 m，全長1 524.4 m，排泄四周地表水；排土場830~1 030 m水平暗涵，其斷面面積為0.62 m2，全長1 479.763 m；2009年因排土場的擴(kuò)寬又對該段暗涵進(jìn)行了延伸，斷面面積為0.62 m2，延長暗涵全長245.79 m；同時在900 m水平修建平盤排水溝，全長155.896 m，822 m水平臺階坡底線處修建復(fù)試溝，平盤排水溝全長511.269 m。

2.1.2 擋護(hù)工程

排土場下部建設(shè)擋土壩，長約60 m、斷面上寬2 m、下寬7.7 m、擋土壩高8.4 m；在排土場808 m水平建設(shè)一排抗滑樁，樁尺寸1.4 m×1.5 m，抗滑樁總長度422.92 m，樁深71.6 m，共計18棵。擋護(hù)工程是降低排土場蠕動速度，保持排土場水土結(jié)構(gòu)的重要措施。通過最近幾年的邊坡監(jiān)測情況分析，邊坡?lián)踝o(hù)起到了有效的支擋作用。

2.2 植物措施

為加固土壤，確保排土場水土流失和空氣污染，普陽煤礦對一號排土場810~990 m水平臺階坡面及平盤進(jìn)行植樹綠化。截至2015年，普陽煤礦共完成綠化面積82.2 hm2。

2.3 邊坡監(jiān)測措施

普陽煤礦生產(chǎn)技術(shù)部采用GPS-RTK靈銳86T對監(jiān)測點(diǎn)三維坐標(biāo)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集。一號排土場邊坡監(jiān)測點(diǎn)布設(shè)于810~1 000 m水平，共計66個。數(shù)據(jù)采集周期為1個月，雨季增加邊坡巡視頻率。

一號排土場現(xiàn)有4個水位觀測孔，分布于815 ~845 m水平?，F(xiàn)3個水位觀測孔正常使用，1個水位觀測孔已堵塞。

3 防排水治理方案

排土場隱患的根源主要是排土場基底涌水，只要對排土場基底涌水進(jìn)行疏干，才能標(biāo)本兼治[6]。因此，解決平盤排水問題主要采用平盤排水溝，開挖臨時土溝，開挖排水廊道，將地表水排出平盤以外。建議以下幾項工程處理措施：

3.1 地表水治理

3.1.1 覆土壓實(shí)

覆土壓實(shí)能夠減少地表水的滲透，降低地表沉降，對排土場邊坡穩(wěn)定性有一定的作用。排土場排棄物巖性復(fù)雜，壓實(shí)后無法達(dá)到更好的防滲水效果，因此，用第四系表土覆土后壓實(shí)能達(dá)到更好的防滲水效果。臺階覆土壓實(shí)形成反坡的同時也將整個臺階平盤劃分成東西兩邊分水嶺，反坡坡度達(dá)到自然流水坡度3‰。西面各臺階匯水流入西側(cè)防洪溝、自然溝或新開挖的三面溝后匯入普陽河，東面各臺階匯水經(jīng)過擋水壩匯入路邊坡腳新開挖的排水土溝及道路側(cè)溝后匯入普陽河。

3.1.2 排土場周邊排水溝的開挖及自然溝的清理

排土場890~940 m水平西面無匯集各臺階的水溝，需沿南向北開挖一條排水溝，排水溝為三面光溝，其溝寬0.6 m，溝深0.5 m，全長202.29 m。其余修建參數(shù)和所需材料參照900 m水平已修建好的三面光溝為標(biāo)準(zhǔn)，其余周邊自然排水溝因長期未進(jìn)行清理，導(dǎo)致排水溝排水不暢，建議對其進(jìn)行疏通清理，保證排土場在雨季期間地表匯水能順利排出排土場外，自然排水溝全長約500 m。

3.1.3 平盤排水溝的布設(shè)

根據(jù)一號排土場現(xiàn)在的平盤排水溝、復(fù)式溝的實(shí)際情況驗證，能有效的攔截、匯集地表及上部臺階滲水，對疏干地表水起到顯著的作用。從近幾年監(jiān)測數(shù)據(jù)與日常巡查記錄并結(jié)合現(xiàn)場實(shí)際情況，排土場830、860 m已經(jīng)基本穩(wěn)定，在雨季期間匯水形成較大的徑流，為攔截地表匯水，建議在830、860 m臺階修建平盤排水溝，其溝寬0.6 m，溝深0.5 m，全長分別為425.558、292.040 m。排水溝呈東西向布設(shè)，東面集水經(jīng)排水溝流入下部自然溝，西面集水經(jīng)排水溝匯入西面防洪溝。

3.2 地下水治理

3.2.1 暗涵疏通修補(bǔ)

830 m水平暗涵疏通修補(bǔ)工作于2016年3月底開始動工，由于暗涵斜井及周圍底板破損且突出比較嚴(yán)重，在對斜井及暗涵穩(wěn)定不明的情況下，為確保施工人員的安全，暗涵疏通工作被迫暫緩。雨季來臨，一號排土場暗涵疏通工作刻不容緩，在接下來的工作中應(yīng)盡快聯(lián)系相關(guān)有資質(zhì)的單位來疏通修補(bǔ)830 m水平的暗涵，更全面的了解暗涵、斜井等地下水的情況。830暗涵疏通情況在第4部分有詳細(xì)的說明。

3.2.2 開挖排水廊道

根據(jù)一號排土場工程地質(zhì)剖面圖和地質(zhì)地形條件，并結(jié)合排土場現(xiàn)場實(shí)際情況，在排土場底部至南向北開挖一條排水廊道，排水廊道設(shè)計基底埋深高程介于800～805 m水平，相對位于地下水集中區(qū)域。廊道平面布置大致呈南北走向，南端起點(diǎn)位于現(xiàn)排土場860 m水平平臺中部即水塘位置，在排土場基底博菜田組白云質(zhì)灰?guī)r內(nèi)向北延伸，經(jīng)排土場原擋墻，穿過公路底部接原排水自然溝。排水廊道全長373.49 m，斷面為1.8 m×2.4 m。

根據(jù)地形條件，廊道設(shè)計排水方式為自流，廊道設(shè)計南高北低，排水可自流匯入普陽河道；其中：位于現(xiàn)排土場內(nèi)穿越灰?guī)r含水層段（K0+000～K0+ 268.6），為加速地下水的排泄，設(shè)計縱向坡度為1.0%；位于現(xiàn)排土場第四系地層段（K0+268.6～K0+373.49），設(shè)計縱向坡度0.2%，出口位于排土場公路下部的自然溝內(nèi)，出口高程約797.5 m。

考慮到廊道的濾水排水功能，根據(jù)廊道穿越的地層，采取不同的支護(hù)襯砌形式，對于穿越博菜田組白云質(zhì)灰?guī)r段（K0+000～K0+268.6），參考場地巖土特性，初步判斷隧洞廊道圍巖等級為Ⅲ類[7]，具體圍巖分級須根據(jù)施工勘察揭露判定情況分析；為保證廊道洞壁良好的滲透性，廊道支護(hù)采用間隔采用門架式鋼軌架支撐或門架式鋼筋混凝土格構(gòu)梁支撐，鋪設(shè)混凝土底板，并做好底板的防滲堵漏措施；當(dāng)揭露圍巖條件較好時，可采用簡單支護(hù)或者不噴錨、不支護(hù)。

4 830m水平暗涵疏通清理情況

4.1 疏通清理情況

830 m水平暗涵口至斜井口總長187.664 m。其中，暗涵斷面為0.980 m×1.155 m的暗涵長度為119.819 m，暗涵斷面為1.200 m×1.155 m的暗涵長度為67.845 m。暗涵口高程為827.67 m，斜井口高程為828.49 m，流水坡度為4.36‰，流量為3.852 m3/h。斜井已清理長度為9.133 m，斜井口高程為828.49 m，斜井底高程為825.95 m，高差2.54 m。4.2抽水情況

斜井抽水水泵型號為QY65-21，55 kW，平均65 m3/h，抽水最低水位為822 m水平。但通過觀察，不抽水時3～5 min水位上升約0.2 m。水位上升至825.9 m時，水位穩(wěn)定，且不溢出斜井口。

5 施工項目

2016年3月初昆明煤炭設(shè)計院的專家就一號排土場進(jìn)行實(shí)地踏勘和查閱資料，認(rèn)為一號排土場完全可以繼續(xù)使用。但需開展以下4個步驟的工作及提高邊坡動態(tài)監(jiān)測手段：①對一號排土場進(jìn)行專項設(shè)計；②對一號排土場重新進(jìn)行邊坡工程地質(zhì)勘察；③根據(jù)新的《一號排土場邊坡工程地質(zhì)勘察報告》進(jìn)行邊坡穩(wěn)定性分析，保證排土場穩(wěn)定的同時，分析計算繼續(xù)增容的可能性；④報審。施工以及報審需1年左右。

6 結(jié)語

普陽煤礦一號排土場防排水治理是一項系統(tǒng)工程，它涉及面廣、專業(yè)性強(qiáng)、復(fù)雜性。治理方案既要能夠?qū)嵤?，又要安全可靠，還要經(jīng)濟(jì)合理，更要達(dá)到治理目的。因此必須精心組織、精心設(shè)計、統(tǒng)籌安排，確保排土場防排水治理工程一步實(shí)施到位，排土場防排水治理是十分必要的，通過排土場防排水處理，消除了排土場存在的安全隱患，確保了普陽煤礦的安全生產(chǎn)。

［1］昆明煤炭設(shè)計研究院.普陽露天煤礦五期改建工程初步設(shè)計［R］.昆明：昆明煤炭設(shè)計研究院，2009：21-26.

［2］云南地質(zhì)工程勘察設(shè)計研究院.文山州煤業(yè)有限責(zé)任公司普陽煤礦Ⅰ號排土場845 m水平以下邊坡工程地質(zhì)勘察報告［R］.紅河：云南地質(zhì)工程勘察設(shè)計研究院紅河分院，2011：1.

［3］云南省地質(zhì)工程勘察設(shè)計研究院紅河分院.云南省富寧縣普陽煤礦補(bǔ)充勘探報告［R］.紅河：云南省地質(zhì)工程勘察設(shè)計研究院紅河分院，2009：113-114.

［4］云南省地質(zhì)礦產(chǎn)局第二地質(zhì)大隊云南省富寧縣普陽褐煤礦區(qū)精查地質(zhì)報告［R］.文山：云南省地質(zhì)礦產(chǎn)局第二地質(zhì)大隊，1986：13-16.

［5］普陽露天煤礦排土場疏干排水工程初步設(shè)計［R］.昆明：中國有色金屬工業(yè)昆明勘察設(shè)計研究院，2012：25.

［6］宋景輝，王建華，侯嬌龍，等.云南先鋒露天煤礦排土場防排水工程設(shè)計［J］.露天采礦技術(shù)，2014（6）：11.

［7］中國有色金屬工業(yè)昆明勘察設(shè)計研究院.普陽露天煤礦排土場860 m水平以下疏干排水工程［R］.昆明：昆明勘察設(shè)計研究院，2010：6-7.

【責(zé)任編輯：張東旭】

Water comprehensive government plan in Puyang Coal Mine No.1 dump

LU Yu
(Puyang Open-pit Coal Mine,Wenshan Coal Mine Co.,Ltd.,Wenshan 663000,China)

By governing surface water,ground water of Puyang coal mine No.1 dump,the mine improved the dump stability,which laid the foundation for the continued use of dump and eliminated the safety risks of dump and ensured the safety production of Puyang coal mine.

dump;surface water;ground water;governmen

TD745

B

1671－9816（2017）02－0018－03

10.13235/j.cnki.ltcm.2017.02.005

盧玉.普陽煤礦一號排土場水綜合治理方案［J］.露天采礦技術(shù)，2017，32（2）：18-20.

2016-08-17

盧玉（1989—），女，云南硯山人，助理工程師，現(xiàn)任文山州煤業(yè)有限責(zé)任公司普陽煤礦生產(chǎn)技術(shù)部經(jīng)理助理，主要從事邊坡管理工作。