截水帷幕技术在元宝山露天煤矿的应用与效果评价

高 胜，李国志，郭英杰，田增林，邵东梅，朱宏军

(1.中煤科工集团西安研究院有限公司，陕西 西安 710077；2.内蒙古平庄煤业(集团)有限责任公司，内蒙古 赤峰 024050)

煤炭是我国主要能源之一，据2018 年统计数据，我国正在生产的露天煤矿249 处，产能达6.36 亿t/a，占全国煤矿总产能的18%[1]。由于露天煤矿多处于强富水的砂卵石层河道区域附近，地层渗透系数大，地表水和地下水的侧向补给能力强，在剥采过程中通常采用疏排降水的方法保证矿坑内的安全生产，长期大量疏排降水往往会造成矿区周边地下水位下降、土地荒漠化、生物多样性退减等生态环境问题[2-5]。截水帷幕技术作为一种截流防渗的有效措施，为露天煤矿解决周边生态环境问题，降低疏排水成本，实现露天煤矿绿色可持续发展提供了重要保障[6]。

截水帷幕是用以阻隔或减少地下水通过基坑侧壁与坑底流入基坑和控制基坑外地下水位下降的幕墙状竖向截水体[7]。截水帷幕技术在露天矿山的应用最早出现在国外[8]，由于国内露天煤矿工程地质和水文地质条件复杂、帷幕施工工艺不成熟、截渗减排机制研究不充分，很长一段时间该技术并未应用到我国露天煤矿防治水领域[9]。近年来，国内众多学者对截水帷幕技术和施工工艺开展了深入研究与优化[10-12]，曹海东等[13]通过对混凝土配合比与抗渗机理的研究，研发出一种低强度(8～10 MPa)抗渗(P6 级)混凝土作为帷幕墙体浇筑材料；张雁等[14-15]提出帷幕截水是露天煤矿防治水工作新方法，利用数值模拟分析了渗透系数对截水效果的影响，提出截水帷幕渗透系数的设计依据；……