普阳煤矿一号排土场水综合治理方案

卢玉

（文山州煤业有限责任公司普阳煤矿，云南文山663000）

普阳煤矿一号排土场水综合治理方案

卢玉

（文山州煤业有限责任公司普阳煤矿，云南文山663000）

通过对普阳煤矿一号排土场地表水、地下水治理，提高一号排土场的稳定性，为普阳煤矿一号排土场的继续使用奠定基础，消除排土场存在的安全隐患，确保普阳煤矿的安全生产。

排土场；地表水；地下水；治理

普阳煤矿建矿以来，一号排土场曾经发生过2次少量滑坡，虽然得到有效治理，但排土场自身工程地质，水文地质及地形地貌条件较为复杂。排土场采用分台阶、分水平堆填方式后，现状基本稳定[1]。建设初期，由于各种原因，对排土场地质情况不了解，860 m水平以下地下水未能全面疏干，可见地下水以及泉水散流的形式渗出，影响边坡坡面土体力学性质，降低排土场的稳定性[2]。

1 一号排土场概况

1.1 排土场现状

2015年排弃剥离物有工作面及垮方区域清理的泥灰岩30万m3及少量的矸石。截止2015年12月排土场共排弃剥离物4 629万m3。从1989年至今，一号排土场已排弃至1 030 m水平，形成815~ 1 030 m水平共20个排土台阶，台阶高度10~15 m。台阶坡面角为30°，帮坡角15°。

1.2 排土场地质条件

普阳矿区地质构造以北西—南北向为主体，最大的断层为普阳盆地北缘断裂。排土场位于普阳煤盆地南侧，总体上说基地灰岩是一个倾向北北东的单斜构造，同时存在着北西向的次级断裂和褶皱，场地内基岩，特别是泥岩产状零乱，但不见完整的向斜或背斜构造[3]。一号排土场潜在不稳定边坡主要是开挖形成的边坡，虽按开挖设计实施，但在运营过程中受外部因素影响，即地下水、地表水渗入、车辆振动、爆破振动等的影响，可能形成边坡失稳，对矿区及周边群众造成危害。

1.3 水文地质概况

普阳地区地层分为寒武系龙哈组，其上有上寒武系、奥陶系、泥盆系、石炭系、二叠系、三叠系、第四系表土层为主，夹植物生碎屑岩。就含水性而言，除石炭系、二叠系为岩溶强含水之外其它均为中等岩溶裂隙水。一号外排土场北端主要含水层有排弃物人工填土层和基岩泥质条带灰岩。隔水层为粉质黏土层，淤泥质土，砾岩，粉砂质黏土、岩土。其间还存在一个透水层：钙化层[4]。

2 排土场已完成的处理措施

根据相关地质资料、勘探报告确定一号排土场治理方案为地质环境治理工程措施、疏干排水措施、植被措施相结合的治理方案[5]。经过多年的努力，普阳煤矿排土场已完成以下各项处理措施。

2.1 工程措施

2.1.1 防洪工程

为防止周边地表水汇入排土场内，普阳煤矿在排土场边界四周修筑了防洪沟、临时排水沟、宽约1.5 m，深约1.0～1.2 m，全长1 524.4 m，排泄四周地表水；排土场830~1 030 m水平暗涵，其断面面积为0.62 m2，全长1 479.763 m；2009年因排土场的扩宽又对该段暗涵进行了延伸，断面面积为0.62 m2，延长暗涵全长245.79 m；同时在900 m水平修建平盘排水沟，全长155.896 m，822 m水平台阶坡底线处修建复试沟，平盘排水沟全长511.269 m。

2.1.2 挡护工程

排土场下部建设挡土坝，长约60 m、断面上宽2 m、下宽7.7 m、挡土坝高8.4 m；在排土场808 m水平建设一排抗滑桩，桩尺寸1.4 m×1.5 m，抗滑桩总长度422.92 m，桩深71.6 m，共计18棵。挡护工程是降低排土场蠕动速度，保持排土场水土结构的重要措施。通过最近几年的边坡监测情况分析，边坡挡护起到了有效的支挡作用。

2.2 植物措施

为加固土壤，确保排土场水土流失和空气污染，普阳煤矿对一号排土场810~990 m水平台阶坡面及平盘进行植树绿化。截至2015年，普阳煤矿共完成绿化面积82.2 hm2。

2.3 边坡监测措施

普阳煤矿生产技术部采用GPS-RTK灵锐86T对监测点三维坐标数据进行采集。一号排土场边坡监测点布设于810~1 000 m水平，共计66个。数据采集周期为1个月，雨季增加边坡巡视频率。

一号排土场现有4个水位观测孔，分布于815 ~845 m水平。现3个水位观测孔正常使用，1个水位观测孔已堵塞。

3 防排水治理方案

排土场隐患的根源主要是排土场基底涌水，只要对排土场基底涌水进行疏干，才能标本兼治[6]。因此，解决平盘排水问题主要采用平盘排水沟，开挖临时土沟，开挖排水廊道，将地表水排出平盘以外。建议以下几项工程处理措施：

3.1 地表水治理

3.1.1 覆土压实

覆土压实能够减少地表水的渗透，降低地表沉降，对排土场边坡稳定性有一定的作用。排土场排弃物岩性复杂，压实后无法达到更好的防渗水效果，因此，用第四系表土覆土后压实能达到更好的防渗水效果。台阶覆土压实形成反坡的同时也将整个台阶平盘划分成东西两边分水岭，反坡坡度达到自然流水坡度3‰。西面各台阶汇水流入西侧防洪沟、自然沟或新开挖的三面沟后汇入普阳河，东面各台阶汇水经过挡水坝汇入路边坡脚新开挖的排水土沟及道路侧沟后汇入普阳河。

3.1.2 排土场周边排水沟的开挖及自然沟的清理

排土场890~940 m水平西面无汇集各台阶的水沟，需沿南向北开挖一条排水沟，排水沟为三面光沟，其沟宽0.6 m，沟深0.5 m，全长202.29 m。其余修建参数和所需材料参照900 m水平已修建好的三面光沟为标准，其余周边自然排水沟因长期未进行清理，导致排水沟排水不畅，建议对其进行疏通清理，保证排土场在雨季期间地表汇水能顺利排出排土场外，自然排水沟全长约500 m。

3.1.3 平盘排水沟的布设

根据一号排土场现在的平盘排水沟、复式沟的实际情况验证，能有效的拦截、汇集地表及上部台阶渗水，对疏干地表水起到显著的作用。从近几年监测数据与日常巡查记录并结合现场实际情况，排土场830、860 m已经基本稳定，在雨季期间汇水形成较大的径流，为拦截地表汇水，建议在830、860 m台阶修建平盘排水沟，其沟宽0.6 m，沟深0.5 m，全长分别为425.558、292.040 m。排水沟呈东西向布设，东面集水经排水沟流入下部自然沟，西面集水经排水沟汇入西面防洪沟。

3.2 地下水治理

3.2.1 暗涵疏通修补

830 m水平暗涵疏通修补工作于2016年3月底开始动工，由于暗涵斜井及周围底板破损且突出比较严重，在对斜井及暗涵稳定不明的情况下，为确保施工人员的安全，暗涵疏通工作被迫暂缓。雨季来临，一号排土场暗涵疏通工作刻不容缓，在接下来的工作中应尽快联系相关有资质的单位来疏通修补830 m水平的暗涵，更全面的了解暗涵、斜井等地下水的情况。830暗涵疏通情况在第4部分有详细的说明。

3.2.2 开挖排水廊道

根据一号排土场工程地质剖面图和地质地形条件，并结合排土场现场实际情况，在排土场底部至南向北开挖一条排水廊道，排水廊道设计基底埋深高程介于800～805 m水平，相对位于地下水集中区域。廊道平面布置大致呈南北走向，南端起点位于现排土场860 m水平平台中部即水塘位置，在排土场基底博菜田组白云质灰岩内向北延伸，经排土场原挡墙，穿过公路底部接原排水自然沟。排水廊道全长373.49 m，断面为1.8 m×2.4 m。

根据地形条件，廊道设计排水方式为自流，廊道设计南高北低，排水可自流汇入普阳河道；其中：位于现排土场内穿越灰岩含水层段（K0+000～K0+ 268.6），为加速地下水的排泄，设计纵向坡度为1.0%；位于现排土场第四系地层段（K0+268.6～K0+373.49），设计纵向坡度0.2%，出口位于排土场公路下部的自然沟内，出口高程约797.5 m。

考虑到廊道的滤水排水功能，根据廊道穿越的地层，采取不同的支护衬砌形式，对于穿越博菜田组白云质灰岩段（K0+000～K0+268.6），参考场地岩土特性，初步判断隧洞廊道围岩等级为Ⅲ类[7]，具体围岩分级须根据施工勘察揭露判定情况分析；为保证廊道洞壁良好的渗透性，廊道支护采用间隔采用门架式钢轨架支撑或门架式钢筋混凝土格构梁支撑，铺设混凝土底板，并做好底板的防渗堵漏措施；当揭露围岩条件较好时，可采用简单支护或者不喷锚、不支护。

4 830m水平暗涵疏通清理情况

4.1 疏通清理情况

830 m水平暗涵口至斜井口总长187.664 m。其中，暗涵断面为0.980 m×1.155 m的暗涵长度为119.819 m，暗涵断面为1.200 m×1.155 m的暗涵长度为67.845 m。暗涵口高程为827.67 m，斜井口高程为828.49 m，流水坡度为4.36‰，流量为3.852 m3/h。斜井已清理长度为9.133 m，斜井口高程为828.49 m，斜井底高程为825.95 m，高差2.54 m。4.2抽水情况

斜井抽水水泵型号为QY65-21，55 kW，平均65 m3/h，抽水最低水位为822 m水平。但通过观察，不抽水时3～5 min水位上升约0.2 m。水位上升至825.9 m时，水位稳定，且不溢出斜井口。

5 施工项目

2016年3月初昆明煤炭设计院的专家就一号排土场进行实地踏勘和查阅资料，认为一号排土场完全可以继续使用。但需开展以下4个步骤的工作及提高边坡动态监测手段：①对一号排土场进行专项设计；②对一号排土场重新进行边坡工程地质勘察；③根据新的《一号排土场边坡工程地质勘察报告》进行边坡稳定性分析，保证排土场稳定的同时，分析计算继续增容的可能性；④报审。施工以及报审需1年左右。

6 结语

普阳煤矿一号排土场防排水治理是一项系统工程，它涉及面广、专业性强、复杂性。治理方案既要能够实施，又要安全可靠，还要经济合理，更要达到治理目的。因此必须精心组织、精心设计、统筹安排，确保排土场防排水治理工程一步实施到位，排土场防排水治理是十分必要的，通过排土场防排水处理，消除了排土场存在的安全隐患，确保了普阳煤矿的安全生产。

［1］昆明煤炭设计研究院.普阳露天煤矿五期改建工程初步设计［R］.昆明：昆明煤炭设计研究院，2009：21-26.

［2］云南地质工程勘察设计研究院.文山州煤业有限责任公司普阳煤矿Ⅰ号排土场845 m水平以下边坡工程地质勘察报告［R］.红河：云南地质工程勘察设计研究院红河分院，2011：1.

［3］云南省地质工程勘察设计研究院红河分院.云南省富宁县普阳煤矿补充勘探报告［R］.红河：云南省地质工程勘察设计研究院红河分院，2009：113-114.

［4］云南省地质矿产局第二地质大队云南省富宁县普阳褐煤矿区精查地质报告［R］.文山：云南省地质矿产局第二地质大队，1986：13-16.

［5］普阳露天煤矿排土场疏干排水工程初步设计［R］.昆明：中国有色金属工业昆明勘察设计研究院，2012：25.

［6］宋景辉，王建华，侯娇龙，等.云南先锋露天煤矿排土场防排水工程设计［J］.露天采矿技术，2014（6）：11.

［7］中国有色金属工业昆明勘察设计研究院.普阳露天煤矿排土场860 m水平以下疏干排水工程［R］.昆明：昆明勘察设计研究院，2010：6-7.

【责任编辑：张东旭】

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

卢玉.普阳煤矿一号排土场水综合治理方案［J］.露天采矿技术，2017，32（2）：18-20.

2016-08-17

卢玉（1989—），女，云南砚山人，助理工程师，现任文山州煤业有限责任公司普阳煤矿生产技术部经理助理，主要从事边坡管理工作。