矿山涌水量计算总结.doc

露天采矿场总涌水量计算 露天采矿场总涌水量是由地下水涌水量和降雨迳流量两部分组成。一、地下水涌水量的计算 露天采矿场地下涌水量与地下开采矿坑地下水涌水量计算方法基本相同。二、降雨迳流量计算 露天采矿场降雨迳流量，应按正常降雨迳流量和设计频率暴雨迳流量分别计算。 （一）计算方法 1、正常降雨迳流量（Qz）计算公式Qz=FH 式中 F泵站担负的最大汇水面积，m2； H正常降雨量，m；正常地表迳流系数，%。 2、设计频率暴雨迳流量（Qp）计算公式Qp=FHp 式中 Hp设计频率暴雨量，m；暴雨地表迳流系数，%； 其它符号同前。 （二）计算参数的选取 1、汇水面积（F）的圈定 根据排水方式确定的排水泵站担负的最大汇水面积进行圈定。应包括露天境界内和境界外的地形分水岭或地表截水沟范围以内的汇水面积。 2、地表迳流系数的确定 地表迳流系数的选取，可根据采矿场岩石性质、裂隙发育程度和降雨强度大小等因素确定。 对于扩建或改建矿山，在具备实测地表迳流系数的矿山，应尽可能采用实测值。对于不具备实测条件的新建矿山，当有类似生产矿山资料时，应选用类似生产矿山的实测值。对缺乏上述资料的矿山，可选用地表迳流系数经验值。 1）生产矿山实测地表径流系数 国内部分生产露天采矿场地表径流系数实测值，见表1、表2、表3、表4。 2）地表径流系数经验值 当无实测资料可按表5选取地表迳流系数经验值。表1 抚顺西露天煤矿1960年地表迳流系数实测值降雨量(mm)岩性裂隙发育程度迳流系数()365(4天降雨量)煤层油页岩玄武岩中等发育中等0.40.40.55表2 田庄露天铝土矿19641965年地表迳流系数实测值降雨量(mm)降雨汇水总量(m3)实测地表迳流量地表迳流系数()551073014.744000260008250140189401380024801100.430.530.300.785表3 凹山、东山露天铁矿19801982年地表迳流系数实测值降雨量(mm)降雨汇水总量(m3)实测地表迳流量地表迳流系数()岩性222.3222.3112.8991458555755796016000700082000.160.130.14安山岩凝灰岩粗面岩闪长斑岩 注：由于爆破人为地扩大了原岩的裂隙和破碎程度，岩石破碎、裂隙发育，整个采场约有90%地段属松散、松软和半坚硬的岩石。表4 大冶东露天铁矿19741978年地表迳流系数实测值降雨量(mm)降雨汇水总量(m3)实测地表迳流量地表迳流系数()岩性71.1103.471.559.339.451.3121.050.060.778.868.961.989.8702461021597064585883912450684195844940059972778546830064477849191554030475208251889121701220026910909521175199701403523750332650.220.30.290.320.310.240.450.180.350.260.210.370.39 矿体上盘闪长岩，下盘大理岩 注：大冶铁矿采用井巷排水、地表迳流通过集水巷流入水仓。表5 地表径流系数经验值岩土类别地表迳流系数()重粘土、页岩轻粘土、凝灰岩、砂页岩、玄武岩、花岗岩表土、砂岩、石灰岩、黄土、亚粘土亚粘土、大孔性黄土粉砂细砂、中砂粗砂、砾石坑内排土场，以土壤为主者坑内排土场，以岩石为主者0.90.80.90.60.80.60.70.20.500.200.40.20.400.2 注：1、本表内数值适用于暴雨径流量计算，对正常降雨量计算应将表中数值减去0.10.2。 2、表土指腐植土，表中未包括的岩土则按类似岩土性质采用。 3、当岩石有少量裂隙时，表中数值减去0.10.2，中等裂隙减去0.2，裂隙发育时减去0.30.4。 4、当表土、粘性土壤中含砂时，按其含量适当将表中地表迳流系数减去0.10.2。 3、正常降雨量的选择 一般矿区可按雨季平均降雨量作为正常降雨量，而对非雨季节经常出现较大降雨地区的露天矿，可选用控制雨量进行设计。 1）雨季平均降雨量的推求 收集历年（一般要有1015年）雨季各月降雨量及降雨天数，用下式求得。 式中 H历年雨季日平均降雨量，m； N历年降雨系列资料中某一年的雨季天数，d； Hi历年降雨系列资料中某一年的雨季总降雨量，m；n降雨系列资料统计年数。 2）控制雨量的推求 在我国一些地区的露夭矿，在非雨季节经常出现较大降雨时，用雨季平均降雨量来计算正常排水量很可能偏小，为保证露天矿在非雨季节正常生产，可采用控制雨量进行设计。 控制雨量确定方法如下： 收集历年非雨季节的降雨量，并按lOmm, 20mm、25mm、30mm、35mm、40mm、50mm等分组统计降雨天数，然后把各组降雨量之和被各组的降雨天数除，得各分姐平均降雨量，再拿各组平均降雨量与实际降雨量对比，选择每年出现机率为23次的雨量值，作为控制雨量。 例：大孤山铁矿19年内非雨季节控制雨量的计算，见表6。表6 非雨季控制雨量统计计算降雨量(mm)102550降雨天数(d)157362降雨总量(mm)3006.81268.6117.7平均值(mm)19.235.258.9出现机率(次/年)82(19年2次) 选35.2m为非雨季节控制雨量，作为计算正常降雨迳流量的依据。 4、设计频率暴雨量的计算 1）设计频率的选取 露天矿排水设计频率标准，目前尚无统一规定。对一般矿山设计，可根据矿山规模按设计暴雨常用频率选用（见表7）。对有特殊条件或要求的露天矿，可根据矿山具体情况，通过对不同频率的排水工程基建投资和淹没经济损失等主要因素，进行技术经济分析，以确定适合该矿山的设计暴雨频率标准。表7 设计暴雨频率常用标准矿山规模设计暴雨频率(%)特大型和大型5中 型10小 型20 2）设计频率暴雨量的计算 （1）短历时（24h）暴雨量 不同频率24h的暴雨量及暴雨计算所需各种参数，均可由地区水文手册直接查得，在这种情况下，一般只需要进行设计频率的不同历时的暴雨量计算。 当缺乏上述资料时，可收集矿山附近气象台（站）的降雨和暴雨参数资料，按下述方法进行计算。 频率为P的24h暴雨量H24P计算公式： 式中 Kp模比系数。24历年24h最大暴雨量均值，mm；各地最大24h暴雨量比最大日暴雨量大10%左右，故采用24=1.1； 频率为P的暴雨雨力Sp采用下式计算：SP=H24P/t1-n 式中 n暴雨递减指数，由地区n值等值线图查得； 其余符号同前。 频率为P的不同历时暴雨量Htp按下式计算：Htp=Spt1-n 式中 t暴雨历时，min； 所有符号同前。 偏差系数Cs一般根据当地Cs与C关系确定，无该资料是可按下式计算： 变差系数C，利用地区C24等值线图查得，当无该资料时，可利用下式计算： 式中 K变率，； N统计年数； H统计系列资料中某年日最大暴雨量，mm。 为了确定变率K值和计算Cs与C值，需将收集到的矿山附近气象台（站）的历年日最大暴雨量，按由大到小的顺序排列成表8，并将求得的历年变率列入表中，然后进行计算。 （2）长历时（24h）暴雨量 历时为T、频率为P的暴雨量HTP采用下式计算：HTP=H24PTm1 式中 T暴雨历时，设计取与允许淹没天数相同的时间，h； m1地区暴雨参数，由地区m1等值线图查得； 其余符号同前。表8 历年日最大暴雨统计资料系列项次年份H(mm)KK-1(K-1)2(K-1)311972172.51.820.820.67240.551321969160.51.700.700.49000.343031953125.11.320.320.10240.032741962124.01.310.310.09610.029751954116.51.230.230.05290.012161961113.51.200.200.04000.008071968111.41.180.180.03240.005881956102.31.080.080.00640.00059196498.70.95-0.050.0025-0.000110196595.41.010.010.00010.000111196088.40.93-0.070.0049-0.000312197182.40.87-0.130.0169-0.002113195773.90.78-0.220.0484-0.010614197071.80.76-0.240.0576-0.013815196770.70.75-0.250.0625-0.015616195865.70.69-0.310.0961-0.029717196364.50.68-0.320.1024-0.032718196663.70.67-0.330.1089-03035919196553.70.57-0.430.1849-03079520195947.90.51-0.490.2401-0.11761893.72.41790.6452 当设计矿山需要对暴雨频率选择时，则应按上述方法计算不同频率、不同历时的暴雨量，以便计算不同频率、不同历时的暴雨迳流量，为进行技术经济分析提供基础资料。三、贮排平衡计算 为选择最优排水设备数量和贮水调节容积，以及确定合理的排除积水时间（即允许淹没时间）和淹没深度，一般均需进行贮排平衡计算求得解决。 （一）贮排平衡曲线的绘制与分析 贮排平衡曲线是由按露天采矿场排水方式设置的泵站（包括露天排水方式的坑底移动或半固定泵站、露天台阶上设置的分段截流泵站和井巷排水方式的井下泵站）计算的设计频率不同历时的暴雨迳流量（见表9-10）和水泵排水量制出的曲线。表9 某泵站设计频率（P=10%）不同历时的暴雨迳流量计算结果（一）降雨历时(h)1234569暴雨迳流量(m3)43800468405142054940578356031066205表10 某泵站设计频率（P=10%