贵州喀斯特地貌岩溶裂隙水利用研究报告

蒋亭

摘要：新田煤矿自2008年开始矿井建设，经多次观测，现矿井水主要来源为主斜井600～920m段底板水、副斜井与回风斜井联络巷岩溶裂隙水，且主斜井底板水和回风斜井底板水水质清澈，水量充足，有再利用的可能。因此，计划将主斜井和回风斜井底板水引到地面，作为矿井用水的备用水源。

一、矿井水现状

1、主斜井井筒水

2009年5月份主斜井施工至750m时在工作面揭露一断层，断层裂隙带水涌入巷道，水质发黄，有泥沙，水量逐渐增大，最大涌水量212m3/h，48小时后水量维持在120m3/h，涌水量与地表水力联系密切，随大气降水，涌水量明显增大，通过帷幕注浆堵水成功治理了出水，现该位置水量较小。井筒施工至915m位置后巷道右帮靠近底板位置揭露一裂隙，裂隙宽0.5m，内充填黄泥，并有少量水流出，水量约2m3/h，通过放炮震动以及流水冲刷，黄泥逐渐被冲开，该位置水量逐渐增大，但水量一直保持在20-45m3/h，对生产影响不大，没有进行封堵。

2010～2015年测水情况：

主斜井主要出水点在915m位置，在雨季其他出水点有少量淋水，旱季水量基本稳定在20m3/h，雨季水量为35m3/h，最大水量为45m3/h，地表连续降雨48h后水量增大。

2、副、风斜井井筒水

副斜井在630-830m有少量临水及底板出水，只有在雨季出现，水量约2m3/h，副斜井现阶段主要出水来自副、回联络巷，为回风斜井出水通过副、风联络巷流入副斜井。

回风斜井在498m位置通过施工探孔出水，后又施工了6个探水孔，探明工作面前方4-5m以外发育了一不规则的溶洞，内充填黄泥及鹅卵石松散体，推断为地下暗河，水量最大在30m3/h通过帷幕注浆封堵后该段水量较小，稳定在1m3/h；井筒施工至871m位置后巷道左帮揭露一裂隙，旱季水量稳定在5m3/h，雨季水量为25m3/h，地表连续降雨后水量增大。

2010～2015年测水情况：

副、风斜井出水通过副斜井流入井底车场水沟，旱季水量基本稳定在15m3/h，雨季水量为40m3/h，最大水量为50m3/h，地表连续降雨48h后水量增大。

二、项目推广应用意义

新田煤矿高位水池主要通过龙潭河水源进行供水，该项目通过对井筒出水水质进行化验，达到饮用水标准，并与龙潭河水源进行水质对比，水质比龙潭河水源更好，并通过水源分析，储水、排水、供水方案研究，优化了供水管路，保证了矿井生活用水供应。

该项目应用在矿井所属玉龙山灰岩岩溶裂隙水进行水利用，井筒水不再流入井底水仓，减少了水泵房开泵时间，同时减少了龙潭河水量（原供水点）供应，对供排水系统更加优化。

该项目所采取的分析方法以及利用方案符合实际，对贵州岩溶裂隙水利用工作有极大的指导意义。

三、 方案确定

1、水源稳定性：

井筒中出水来源主要为玉龙山灰岩强含水层，根据以上内容分析，玉龙山灰岩含水层较稳定，F3断层附近玉龙山灰岩强含水层水头标高为1101m，在雨季、旱季有升降，通过2010～2015年对三井筒水量观测，出水较稳定，主斜井旱季水量约为20m3/h，雨季水量约为35m3/h；副、风斜井旱季水量约为15m3/h，雨季水量约为40m3/h。旱季总涌水量约为35m3/h，雨季总涌水量约为75m3/h。在雨季地表持续性降雨后水量会有增大。

2、井筒水与龙潭河水质对比

井筒水菌落总数比龙潭河饮用水低22（个/ml），且在国家标准范围内，井筒水总大肠杆菌群不超标，而龙潭河饮用水总大肠杆菌群超过规定的限量值。两化验结果其他项均不超标。

四、利用方案：

（一）施工储水仓

1、储水仓位置

主斜井1030m位置与回风斜井有一联络巷，联络巷宽2.8m，长65.2m，能够将主斜井、回风斜井井筒中出水汇集其中，作为井下临时储水仓。

2、储水仓施工

储水仓靠近主斜井3m位置施工一挡水墙，挡水墙高1.5m，厚0.5m，挡水墙至主斜井3m范围底板施工0.3m底座，用来安装排水泵，排水管路固定在挡水墙底板向上0.5m位置，并在挡水墙左、右两底脚各施工一个排污孔。储水仓中淤泥、杂物清理干净后铺底厚0.2m，抹墙0.1m。（见下图）

（二） 导水方案

主斜井出水点在915m位置，从巷道右帮用风镐将水沟壁、浆皮挖开，露出出水裂隙，将4吋软管固定在巷道帮部，将水引流至主风联络巷（见图三）。

为保证水管不影响猴车运行，在915m底板施工一拦截导水沟，将软管埋在导水沟中，并盖上盖板，导水管路从主斜井皮带里帮铺设。

在回风斜井825m（主风联络巷向上5m）位置施工一拦截沟，拦截沟高0.3m，将4吋软管一端固定在拦截水沟中，另一端固定在主风联络巷靠近回风斜井密闭墙上，将水引流至主风联络巷。

（三） 水利用方案

1、 水泵选型

①流量

根据2010-2015年水量观测分析，主、风斜井总水量最大约75 m3/h，选择流量为46m3/h水泵三台，一台使用，一台备用，一台检修；

②扬程

主风联络巷标高为+978m，地面高位水池标高为+1290m，高差为312m，选择水泵扬程在350m以上；

综上，选择在主风联络巷安装三台型号为MD46-50×8矿用排水泵，该排水泵流量为46m3/h，扬程为400m，能够满足生活用水排水需求。排水泵安装在主风联络巷距离主斜井3m范围内（横向铺设），在该位置底板施工底座，底座高0.3m，长3m，宽2m。

2、 排水管

水泵流量为46m3/h，选择4吋排水管路能够满足要求。

3、 水利用方案

（1）高位水池利用

高位水池不再供应矿井生产用水，井筒出水直接排至高位水池（水源池），利用高位水池水处理器以及加药间对该水进行处理，作为矿井生活用水，生产用水由矿井水处理站供水。

（2）排水管路

从主风联络巷至主斜井井口安装一趟4吋排水管路，长1030m，利用高位水池至主井口一趟供水管路作为排水管（该管路经救护大队），在主井口及救护大队安装闸阀，将主风联络巷水直接排至现高位水池水源池（高位水池总容积为1000m3，500m3/個）。

五、结论

通过对三井筒水量、水源补给情况分析，井筒出水较稳定；通过对井筒中水质化验结果分析，能够满足饮用水标准；拟定井筒水利用方案可行，且每年能够节省投入约20万元，故井筒水能够利用为矿井生活用水，为贵州其他煤矿岩溶裂隙水利用提供数据分析及经验。