伊敏露天矿采区防治水分析

伊敏露天矿采区防治水分析

魏金发;宋成顺;李希耀

【摘要】根据伊敏露天矿防治水现状和多年的治理经验,对采场水治理进行分析、研究,进一步掌控地下水赋存情况,以及今后的发展趋势;通过合理布设疏排措施,形成一套完整的防治水系统,为采场进一步疏排、降深、防治水提供依据.

【期刊名称】《露天采矿技术》

【年(卷),期】2015(000)009

【总页数】3页(P35-37)

【关键词】防治水;趋势;分析;依据

【作者】魏金发;宋成顺;李希耀

【作者单位】华能伊敏煤电有限责任公司露天矿,内蒙古呼伦贝尔021134;华能伊敏煤电有限责任公司露天矿,内蒙古呼伦贝尔021134;华能伊敏煤电有限责任公司露天矿,内蒙古呼伦贝尔021134

【正文语种】中文

【中图分类】TD745

伊敏露天矿东端帮剥离一台阶东部已推进至21勘探线，根据现有地质资料，东端帮煤层露头区为伊敏河古河道，露头区内第四系砂层与16#煤层呈不整合接触，东端帮四系层水通过露头区不整合带，侧向补给露天采区；同时伊敏露天矿西端帮16#煤层底板位置位于向斜构造轴部区域，处于向斜最低点，因此西端帮16#煤底板位置是全区汇水位置，降深难度大，随着采区向前推进，西端帮底板向下倾斜幅

度较大，采场推进所需的最低采掘标高与降深幅度存在差异，因此西端帮16#煤

层底板水要通过超降井大幅度超降，来满足采矿要求。2009—2014年，随着采

区向北推进，采区东端帮及北帮剥离台阶四系层涌水量明显增加，西端帮超降井疏排能力、降深力度增加，16#煤层东部底板区域性涌水增加，严重影响了露天矿的安全生产，制约采掘推进。

伊敏露天矿通过总结近几年端帮渗水治理经验，逐渐形成了系统的采场防治水工作思路：即拦截、疏干、明排［1］。

1）拦截。伊敏露天矿修建南帮排水沟拦截西南台地大气降水地表径流，排至伊敏河；西端帮西北侧设置四号排水沟、北帮防洪坝等拦截西北方向的大气降水地表径流，防止水流倒灌采场；环绕采场的疏干排水管路坝体不同程度的拦截地表水，起到很好的防范作用。疏干降水孔拦截，即在东端帮地表采界外供电疏干部北侧至

F5断层之间布置169口四系层降水孔，拦截四系层水，减缓采场降深压力；2014年施工的10口疏干井疏排接续区地下水，防止地下水向采区补给，影响采区转向后西端帮边坡稳定。

2）疏干。根据采场地下水赋存情况，布设降深疏干井，补充疏干能力，满足采矿要求。目前采场运行的57口疏干井为采场降深的主力井。

3）明排。东端帮各渗水台阶设置导水渠，超降坑，集中排出坑外，即设置东端帮明排水系统；并在坑下西端帮设置超降坑与防洪坑，把底板残余水和大气降水通过管路排出坑外，即建立西端帮明排水系统。

虽然露天矿采取了一系列措施，但由于东端帮揭露面积增大，四系层水补给量增加，东端帮露头区地质条件复杂，端帮涌水未得到彻底治理，给露天矿安全生产造成了极大的困难。

2.1 涌水对生产的影响

1）生产效率下降，端帮推进相对滞后。由于东端帮台阶涌水，在开采中经常造成

陷车、陷铲、粘车、粘斗等情况，电铲以及卡车满斗率下降近50%，设备效率难以发挥，尤其是冬季冻粘情况更为严重，不定期清理勺、斗，增加作业时间，影响车、铲、人员效率，致使东端帮推进相对滞后。

2）垫货量增加。目前，伊敏露天矿正处在采区转向的关键阶段，为加快东端帮台阶推进，确保煤炭生产接续，伊敏露天矿集中安排20 m3以上电铲等大型主体设备进行东端帮剥离作业。由于东端帮渗水，各台阶基本处于饱和状态，开采涌水工作面时需先用大量泥岩铺垫工作面。按目前情况估算，2014年预计发生垫货量270万m3，二次剥离造成生产成本增加929万元。

3）煤质降低。由于东端帮第四系砂层与16#煤层露头直接接触，部分涌水进入16#煤层，增大了煤炭含水量，影响煤质。同时湿度较大的露头煤使得输煤系统在冬季冻粘加剧，容易产生漏煤斗堵塞情况。

4）日常维护成本增加。一是位于东端帮涌水台阶的采掘设备行走机构长期浸泡在淤泥中，故障率增加；二是为保证东端帮推进，在涌水工作平盘开挖截水沟、集水坑，投入了大量的水泵及电缆，目前排水系统占用电缆约6 km、水泵22台套，铺设明排及过道管路近7 km，生产费用增加。

2.2 涌水给边坡稳定带来风险

因台阶涌水携带大量粉细砂，导致东端帮地表出现沉降，并发生缓慢变形。2011—2012年，采区推进16、17勘探线附近时，东端帮局部台阶出现位移，通过端帮卸载、疏排四系层水、端帮压脚等工程措施进行控制，东端帮变形区最终进入稳定阶段，没有发生滑坡。如东端帮变形区进一步扩大，将对东端帮变形区范围内的供电线路、运输道路、建筑以及变形区下部的端帮胶带、破碎站、设施、设备等构成威胁，影响生产安全［2］。

3.1 东端帮水来源分析

为查清东端帮剥离台阶渗水来源，2011年露天矿在采区东侧布设15口四系层水

位观测井，根据观测结果绘制第四系地下水等水位线图，确定露头区四系层水对采场的补给关系。第三系和第四系地层成不整合接触，并且局部存在剥蚀沙带，第四系地层水可以进入到第三系含水层，因此第三台阶渗水可以认为是第三系砂砾岩残余水和部分第四系地下水［3］。

3.2 底板水来源分析

1）采场底板水。根据近几年供电疏干部核定的单井实际排量数据分析，以采区F8断层为界，断层西侧单井涌水量水量在30～80 m3/h，断层东侧单井涌水量在90～140 m3/h，因此排水量较大的疏干井基本在采区推进方向上。由于伊敏露天矿年度煤炭产量增加，地表推进速度增加，在开采境界内，压位的主力疏干井陆续报废，致使采场北侧推进方向至煤层露头区几乎没有疏干井，目前采区疏干井又基本布设在F8断层西侧，因此采场水位下降缓慢。

2）东端帮第三系、第四系地层渗水。东端帮治理区域第三系、部分第四系地下水人为引致煤层露头；东北侧、北侧第三系、第四系地下水沿16#煤层露头区进入

采场，汇入采区低洼处。

3）西侧三采区地下水补给。根据《伊敏煤田一露天综合地质报告》和伊敏露天矿16#煤层底板等高线图得知，三采区F5、F8之间地下水通过F8断层歼灭端及延

伸方向，向采场补给。

4）16#煤层底板涌水。16#煤层底板东侧局部砂岩地层缺失，煤层与下部含水层

直接接触，通过煤层深入采场西侧。当东侧底板煤采出后底板水直接涌出，通过半连续南侧排水沟引入西侧超降井，排出坑外。

1）地面防治水。在汛期来临之前生产部对南帮排水沟、四号排水沟进行清淤，加固坝体。在北帮年界外修筑1条防洪坝，防止雨水倒灌采场，影响采掘安全。边

坡地段有变形和裂缝处，做好标识，并在地表来水方向做导水槽，用泥岩好防渗措施。对裂缝进行封堵，防止因雨水的渗入，致使边坡失稳。干线、半干线公路排水，