翟京召

（河南天龙检测有限公司，河南 南阳 473000）

1 工程情况及水文地质

目前，中国水资源开发利用政策是坚持传统与非传统水源开发相结合的原则，合理开发地表水、严格控制地下水，鼓励使用再生水、矿坑涌水。某项目于2017年建成，用水水源为矿区疏干井排水以及矿坑涌水。项目区所处的水文地质单元总体上向斜构造盆地，大体呈近东西向展布，东起潭州断层、岸上断层（截止龙涧泉至庙头一线），北以方山、扣门山分水岭为界，南以南涧河南岸为界，西至黑虎山、鹿抬头分水岭，面积约为760 km2（截止铁门镇）。

向斜盆地构造灰岩浅埋区，地下水补给及径流条件良好，地下水易于富集，易形成岩溶水强径流带，地下水丰富。构造条件对地层分布和岩溶水的储存和运移起着明显的控制作用，褶皱转折端构造带，以及构造裂隙密集带地下水丰富。富水性具有水平分带性和垂直分带性。地下水补给区富水性差，盆地内部灰岩深埋隐伏区富水性差；强径流区和接近排泄区浅埋隐伏区富水性强。

2 矿坑充水水源

矿坑充水来源主要是地下水、老窑水。

2.1 地下水充水水源

地下充水水源主要来自寒武—奥陶系（∈—O）灰岩岩溶裂隙含水层、石炭—二叠系（C2t-P）灰岩、砂岩岩溶裂隙含水组。（∈—O）灰岩含水层位于铝土矿层下面，二者之间有（C2b1）铁质页岩隔水层存在，从整体上看，该含水层应属间接充水含水层。但是由于（C2b1）铁质页岩隔水厚度变化大，有些地段较薄，局部甚至缺失，不具整体隔水性能，再加上断裂带的影响，未来开矿时，这个含水层中的水将会在（C2b1）隔水性能薄弱地段进入矿坑，对开采造成威胁。（C2t-P）灰岩、砂岩含水组位居铝土矿层之上，其间虽有（C2b3）页岩隔水层存在，但因它太薄，又不稳定，故不具隔水性能，未来开矿时，这个含水层中的水可直接进入矿坑，是直接充水含水组。

（Qal）砂卵石含水层主要分布在雷沟矿段和北涧河河谷地段，它与下伏基岩层间普遍发育有厚6 m 左右的泥卵石（又称泥包石），这层泥卵石弱透水，起到隔水作用。在自然状态上，该含水层与下伏 含水层无水力联系，当未来开矿时其地下水也不会直接进入矿坑。

2.2 老窑充水水源

项目区民采铝土矿及煤矿井较多，有些地段相当密集，个别矿井已揭露了（∈—O）灰岩层。由于它们的存在，不但因它破坏了自然状中的隔水层，使各含水层接通，而且会在适当地段产生积水，当未来开矿时，它可直接进入矿坑，对开采造成威胁。

3 水源方案比选与合理性分析

3.1 矿坑涌水

某项目所处区域寒武-奥陶系灰岩含水层厚度大、岩溶裂隙发育和富水性较强，为保证井巷施工和开采的安全，需对地下水进行疏排；同时在开采过程中会产生部分矿坑涌水，含有粉尘等轻度污染。“矿产资源开采、地下工程建设疏干排水应当优先利用，无法利用的应当达标排放”。因此，论证优先考虑将矿井排水作为项目生产生活取水水源。

3.2 地表水水源

①北涧河一般流量0.30～0.50 m3/s，一般洪峰流量10～18 m3/s（2004 年洪峰流量10～15m3/s），历年最大洪峰流量可达100 m3/s（1982年7月31日），2004年7月20日最大洪流量35 m3/s，最小流量为0 m3/s（2004 年3 月15-6 月20 日）。河床坡降1.50%～2.00%，勘查区之外河床最低标高344 m（尖山寺东）。其汇水面积102.70 km2（截止下洪阳）。②石河全长约15 km，流向大致南北，于义马市千秋处汇入南涧河，汇水面积约50 km2（截止南坻坞）。河床宽80～200 m，坡降2%以上，发育有一级阶地，二级阶地少而零碎。据收集资料，河流一般流量0.03～0.07 m3/s，最大洪峰流量为8.84 m3/s（1983 年8 月11 日），旱季断流。③建设项目区主要河流是南涧河、北涧河和石河。南涧河（涧河）全长约43 km，向东流经新安县，于洛阳市区注入洛河。该河流量一般为8×10-3～70.10 m3/s，最大洪峰流量可达400 m3/s（1982年7月30日），旱季干枯。

因此，区域内的河流均为季节性河流，项目生产及生活用水均采用矿井排水。

4 矿坑涌水水源及取水可靠性分析

4.1 矿坑涌水水源分析

4.1.1 矿坑涌水可供水量

根据预测，建设项目正常涌水量为11 490 m3/d（419.40 万m3/a），最大涌水量为16 722 m3/d（610.40 万m3/a），扣除约10%的矿井水处理损失后，矿坑涌水正常可利用量为10 341 m3/d（377.40万m3/a），最大可利用量为15 050 m3/d（549.30万m3/a）。

4.1.2 矿坑涌水处理工艺

4.1.2.1 矿井水处理站

矿井水处理站处理能力620 m3/h，采用调节→混凝→沉淀→过滤处理工艺，出水水质满足《污水综合排放标准》一级要求，处理后用于坑内生产及杂用水，剩余部分用于附近农田灌溉，回用不完的排至项目区东侧建设的净水厂，经处理达标后全部由具备回收资质的企业回收利用，不外排。

2#、3#罐笼井工业场地分别建设了容积800 m3和500 m3的平流沉淀池处理矿井水；1号工业场地建设一座100 m3的矿井水蓄水池，用于场地洒水降尘和生产用水。根据矿井水处理站出水检测结果，出水水质符合《地下水质量标准》Ⅲ类标准要求。

4.1.2.2 净水厂

净水厂于2017年7月建成并试车运行，净水厂处理能力为600 m3/h。原水由水泵提升，随后进入管道混合器，加药装置的计量泵将配制好的混凝剂、助凝剂加入管道混合器的投药口，水与混凝剂在混合器中进行瞬时混合，混合率达到90%～95%，为后续的反应沉淀等工艺创造了良好条件。混合液进入一体化净水器的反应池部分，经过反应，使混凝剂与水中的小颗粒悬浮物产生聚凝作用，并逐渐形成较大的絮凝体，聚凝后的水经沉淀池高效斜管沉淀，绝大部分的絮凝体即沉淀下来，微小絮凝体再经过滤池过滤，使出水水质悬浮物不大少3NTU，并经消毒处理后符合饮用水余氯标准后，由供水泵送至各饮用水点。根据检测结果，矿井涌水经净水厂处理后，出水水质各项指标均可以满足《生活饮用水卫生标准》及《地下水质量标准》Ⅲ类标准要求。具体净水厂水处理工艺流程见图1。

图1 净水厂水处理工艺流程图

4.2 取水可靠性分析

4.2.1 可靠性分析

结合建设项目区具体情况，按规范要求，分别采用水文地质比拟法、解析法（廊道法）、地下水数值模拟分别对井田矿坑涌水量进行了预算，并分析了基建期实测矿井涌水量变化趋势。地下水数值模拟采用GMS（Groundwater Modeling System）模型建立区域地下水数值模型，并进行验证校核后，对矿坑涌水量进行预测分析，其估算依据、过程及结果而言均较客观，可以作为项目运行期矿坑涌水量的参考依据。根据预测，段村矿区矿坑涌水正常可供水量10 341 m3/d（377.40 万m3/a），最大可供水量15 050 m3/d（549.30 万m3/a），满足项目生产生活取水要求，取水是有保证的。

矿坑涌水处理采用“混凝、沉淀、过滤”工艺流程，可以满足项目生产各系统用水水质要求；疏干井排水水质采用“软化+过滤+加ClO2消毒”处理工艺后可以满足生活用水水质要求。

4.2.2 可行性分析

项目在2#、3#罐笼井工业场地分别建设平流沉淀池，矿井排水排入平流沉淀池，沉淀过滤后，用管道输送至各个用水点，取水口位置设置合理，取水可行。

5 结语

某建设项目将自身矿坑涌水处理后用于生产和生活，取水是可靠的，也是可行的，取水是有保证的。