昌吉硫磺溝煤礦90萬(wàn)t/a改擴(kuò)建項(xiàng)目水資源論證研究

李 波

（新疆水利水電科學(xué)研究院 新疆烏魯木齊 830049)

1 建設(shè)項(xiàng)目概況

昌吉硫磺溝礦區(qū)位于烏魯木齊市西南頭屯河中游地區(qū)的頭屯河?xùn)|西兩岸，硫磺溝煤礦屬于硫磺溝礦區(qū)規(guī)劃的 4個(gè)上規(guī)模礦井中的三號(hào)井田，位于頭屯河以西，建設(shè)依托條件良好，礦井目前生產(chǎn)能力為30萬(wàn)t/a。為了滿足日益增長(zhǎng)的煤炭市場(chǎng)銷售需求，對(duì)礦井進(jìn)行改造擴(kuò)建，使其達(dá)到90萬(wàn)t/a的生產(chǎn)能力，凈增生產(chǎn)能力60萬(wàn)t/a，主要環(huán)節(jié)預(yù)留150萬(wàn)t/a能力。改擴(kuò)建工程始于 2008年，目前已建成達(dá)產(chǎn)，進(jìn)入竣工驗(yàn)收階段。

2 工程取用水及退水方案

礦區(qū)用水取自場(chǎng)地西南部約1.2km處的頭屯河河床地下水，取水方式為“滲管匯水→集水井→水泵提升→管道輸送→高位水池→靜壓供水”。目前礦區(qū)取用新水量為 564.3 m3/d，年取水量18.6萬(wàn)m3/a；利用礦井水992.0m3/d，年用水量 32.7萬(wàn) m3/a。項(xiàng)目改擴(kuò)建后，設(shè)計(jì)取用新水量617.3m3/d，年取水量20.4萬(wàn)m3/a；利用礦井水1000 m3/d，年用水量33.0萬(wàn)m3/a。礦區(qū)退水主要為生活排污水及礦井排水，生活污水經(jīng)處理后全部回用于礦區(qū)綠化及澆灑道路，礦井水經(jīng)處理后一部分回用于井下消防灑水及防火灌漿，其余達(dá)標(biāo)排入場(chǎng)地西側(cè)山坡后的沖溝，用于澆灌天然植被及自然蒸發(fā)。

3 取用水合理性分析

3.1 取水合理性分析

硫磺溝礦區(qū)煤炭?jī)?chǔ)量豐富，煤種主要為不粘煤和長(zhǎng)焰煤，煤炭以煙少、灰分低、發(fā)熱量高為特點(diǎn)，煤質(zhì)優(yōu)良。建設(shè)項(xiàng)目井田尺寸面積約6.28km2，井田內(nèi)有可采煤層 3層，可采煤層批準(zhǔn)的資源/儲(chǔ)量為116.687Mt，礦井設(shè)計(jì)資源/儲(chǔ)量為90.883Mt。硫磺溝礦區(qū)三號(hào)井作為自治區(qū)基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)“十五”計(jì)劃的重點(diǎn)項(xiàng)目，也是瑪納斯火電廠三期2×30萬(wàn) KW擴(kuò)建工程的配套項(xiàng)目，項(xiàng)目建設(shè)符合國(guó)家產(chǎn)業(yè)政策，符合西部大開(kāi)發(fā)、自治區(qū)國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展的需求。2009年公司經(jīng)流域管理處批準(zhǔn)，已取得該項(xiàng)目在頭屯河通過(guò)泵提年取用地下水量15萬(wàn)m3的取水許可證，因此項(xiàng)目取水符合流域水資源管理及配置的要求。

3.2 用水合理性分析

建設(shè)項(xiàng)目噸煤用水量合計(jì)為0.37m3，全部利用礦井水，滿足節(jié)水要求；噸煤新鮮水耗水量為0.23m3，小于《新疆維吾爾自治區(qū)生活用水定額》規(guī)定的采煤業(yè)噸耗新水量為 0.31m3/t的要求；重復(fù)水利用率為79.1%，高于《節(jié)水型企業(yè)（單位)目標(biāo)導(dǎo)則》（城建 [1997]45號(hào))中北方開(kāi)采60%的要求。礦區(qū)人均生活用水量410L/(人.d),高于《城市綜合用水量標(biāo)準(zhǔn)》（SL367-2006)中西北諸河區(qū)小城市人口綜合用水指標(biāo) 130～210L/（人.d)，用水不合理，經(jīng)節(jié)水措施及節(jié)水潛力分析，礦區(qū)生活用水量核定為136.4 m3/d，人均生活用水量調(diào)整為189L/d。核定后，項(xiàng)目年取用新水量合計(jì)為 15.5萬(wàn) m3，噸煤消耗新水量調(diào)整為0.17m3，重復(fù)水利用率調(diào)整為80.4%，符合相關(guān)節(jié)水標(biāo)準(zhǔn)及要求。

4 地下水取水水源論證

4.1 取水水源論證范圍

根據(jù)水域管理要求，建設(shè)項(xiàng)目所在河段按Ⅱ類區(qū)劃執(zhí)行，涉及水功能保護(hù)區(qū)，因此項(xiàng)目水資源論證等級(jí)為一級(jí)。水資源論證范圍綜合確定為頭屯河水庫(kù)集水范圍及供水范圍。

4.2 地下水資源量分析

4.2.1 地下水的補(bǔ)給

井田地處區(qū)域水文地質(zhì)徑流段，由于區(qū)域發(fā)育有數(shù)條近東西的斷裂、褶皺阻隔，使區(qū)域地下水徑流在進(jìn)礦井前已形成斷流，井田內(nèi)的地下水補(bǔ)給只能依靠大氣降水以及頭屯河水的側(cè)向補(bǔ)給。井田內(nèi)分布有五個(gè)含水層組，各含水層組與地下水的補(bǔ)給又各有差異：第四系現(xiàn)代河床砂礫石含水層(Ⅰ1)主要分布在河床中，地下水的補(bǔ)給以河水為主，大氣降水次之；井田東部靠近頭屯河處，煤系地層含水層(Ⅳ)的補(bǔ)給來(lái)源于河水及河床潛水含水層(I1-1)的直接補(bǔ)給；其余各含水層主要接受大氣降水、融冰、融雪水以及其形成的暫時(shí)性地表水直接補(bǔ)給或依靠透水含水層間接補(bǔ)給地下水，地下水補(bǔ)給量甚微。

4.2.2 地下水的徑流、排泄

井田內(nèi)各層組地下水徑流各有所不同，第四系河床礫石地下水(Ⅰ1)徑流基本與頭屯河河水徑流方向一致，有時(shí)因與地表互補(bǔ)關(guān)系轉(zhuǎn)換，地下水產(chǎn)生橫向徑流。此層地下水以泉水、蒸發(fā)、人工排泄為排泄方式，在井田內(nèi)該層地下水的補(bǔ)給、徑流、排泄基本混為一體。侏羅系西山窯組含水層組(Ⅲ、Ⅳ)受區(qū)域構(gòu)造的影響流向勘探區(qū)外的阿克德向斜軸部，通過(guò)鉆孔中水位觀測(cè)，發(fā)現(xiàn)勘探線上運(yùn)移方向由南到北，地下水在運(yùn)移途中，礦井疏干排水成為主要的地下水排泄方式。

4.2.3 地下水資源量

建設(shè)項(xiàng)目位于頭屯河流域的上游，河床潛流豐富，潛流至頭屯河水庫(kù)被截流，作為中下游區(qū)地表水的一部分。本項(xiàng)目為改擴(kuò)建項(xiàng)目，繼續(xù)利用煤礦原供水方案，即取用頭屯河地下潛水作為水源。根據(jù)區(qū)域地下水分析，頭屯河流域中下游區(qū)地下水資源總補(bǔ)給量為6683萬(wàn)m3（不含兵團(tuán))，地下水可開(kāi)采量為4473.7萬(wàn)m3。

4.3 礦井涌水量分析

根據(jù)建設(shè)項(xiàng)目文件地質(zhì)報(bào)告分析，設(shè)計(jì)利用大井法預(yù)測(cè)+800m水平以上礦井正常涌水量約1576m3/d，最大涌水量 2365m3/d；預(yù)測(cè)+650m水平以上礦井正常涌水量約2755m3/d，最大涌水量4133m3/d。建設(shè)項(xiàng)目設(shè)計(jì)礦井地面灌漿及井下灑水全部利用礦井排水量。

4.4 用水量及平衡分析

礦井以頭屯河河床地下潛水為水源，經(jīng)論證分析，核定建設(shè)項(xiàng)目年取用新鮮水量為 15.5萬(wàn)m3，僅占頭屯河流域中下游區(qū)地下水總補(bǔ)給量的0.23%，河床潛水比較穩(wěn)定，取水量是有保證的。礦區(qū)井下消防灑水及黃泥灌漿年利用礦井水量33.0萬(wàn) m3，占礦井+800m水平正常涌水量（含+650m水平的水量)的 36.3%，其用水量也是有保證的。

4.5 水質(zhì)評(píng)價(jià)

礦區(qū)生產(chǎn)、生活用水以頭屯河河床地下潛水作為水源，水質(zhì)符合《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》（GB5749-2006)水質(zhì)要求；水質(zhì)硬度不符合《工業(yè)鍋爐水質(zhì)》（GB1576－2008)要求，礦區(qū)設(shè)鍋爐水軟化處理系統(tǒng)對(duì)其處理；井下消防及黃泥灌漿利用礦坑排水，礦區(qū)設(shè)礦井水處理系統(tǒng)對(duì)礦坑排水凈化處理，滿足其用水水質(zhì)要求。

5 取退水影響分析

5.1 取水對(duì)區(qū)域水資源及其它取水戶的影響

項(xiàng)目取水影響論證范圍為頭屯河水庫(kù)庫(kù)區(qū)和硫磺溝煤礦礦區(qū)。項(xiàng)目年取水量為15.5萬(wàn)m3，取自頭屯河河床第四系潛水，該水量主要由河床地表水轉(zhuǎn)化及大氣降水補(bǔ)給，頭屯河多年平均徑流量為2.47億 m3，項(xiàng)目取水量占頭屯河年徑流量的0.06%，占頭屯河流域中下游區(qū)地下水總補(bǔ)給量 6683萬(wàn) m3的 0.23%，故項(xiàng)目取水對(duì)區(qū)域水資源及其它取水戶的影響可忽略不計(jì)。礦井+800m水平正常涌水量為 2755m3/d（含+650m水平的水量)，年排水量約91萬(wàn)m3，占頭屯河流域中下游區(qū)地下水總補(bǔ)給量的1.4%，其中礦區(qū)利用量為 33萬(wàn) m3，占礦井年排水量的 36.2%，故礦井排水及礦區(qū)利用量對(duì)區(qū)域地下水資源有一定的影響。

5.2 退水影響分析

項(xiàng)目退水影響論證范圍為頭屯河水庫(kù)下游頭屯河渠首站以下河段及供水范圍。核定生活區(qū)排水量為 300m3/d，經(jīng)生活污水處理站處理后排放量為 113m3/d，處理后的生活污水全部回用于場(chǎng)地綠化和澆灑道路。項(xiàng)目礦井排水量為2755m3/d，經(jīng)處理達(dá)標(biāo)后，其中1630m3/d回用于場(chǎng)地綠化、道路澆灑、防火澆灌、井下防塵和井下消防灑水，剩余 1125m3/d目前排入場(chǎng)地西側(cè)山坡后的沖溝，考慮項(xiàng)目位于頭屯河流域上游區(qū)，涉及水功能保護(hù)區(qū)，建議礦井排水由管線輸送至頭屯河水庫(kù)下游頭屯河渠首站以下的Ⅲ類水域，以保證頭屯河水庫(kù)各業(yè)用水水質(zhì)要求。

6 結(jié)論與建議

6.1 結(jié)論

經(jīng)分析論證認(rèn)為，本項(xiàng)目取水量較小，取用水合理，用水水平先進(jìn)，取水口設(shè)置合理，取水可靠且可行；建設(shè)項(xiàng)目水資源論證的重點(diǎn)是退水影響，只要退水處理措施得當(dāng)，取用水對(duì)區(qū)域水環(huán)境及其它用水戶的影響輕微。

6.2 建議

因建設(shè)項(xiàng)目所在區(qū)域涉及水功能保護(hù)區(qū)，建議應(yīng)加強(qiáng)項(xiàng)目排污口監(jiān)管力度，建立污水（礦井排水)監(jiān)測(cè)制度，以保護(hù)區(qū)域水環(huán)境安全；建議加強(qiáng)廠區(qū)生產(chǎn)及生活節(jié)約用水管理，提倡節(jié)約用水。