露天采矿场总涌水量计算

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

0.4

0.4

0.55

降雨量(mm) 降雨汇水总量(m3) 实测地表迳流量地表迳流系数()

55 107 30 14.7 44000

26000

8250

140

18940

13800

2480

110

0.43

0.53

0.30

0.785

表3 凹山、东山露天铁矿1980～1982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

222.3 222.3 112.8 991458

55575

57960

16000

7000

8200

0.16

0.13

0.14

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。

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

71.1 103.4 71.5 59.3 39.4 51.3 121.0 50.0 60.7 78.8 68.9 61.9 89.8

70246

102159

7064

58588

39124

50684

19584

49400

59972

77854

68300

64477

84919

15540

30475

20825

1889

12170

12200

26910

9095

21175

19970

14035

23750

33265

0.22

0.3

0.29

0.32

0.31

0.24

0.45

0.18

0.35

0.26

0.21

0.37

0.39

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。

岩土类别地表迳流系数(φ)

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

0.9 0.8～0.9 0.6～0.8 0.6～0.7 0.2～0.5 0～0.2 0～0.4 0.2～0.4 0～0.2

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0.1～0.2。

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0.1～0.2，中等裂隙减去0.2，裂隙发育时减去0.3～0.4。

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0.1～0.2。

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10～15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2～3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。

降雨量(mm) ≥10≥25≥50

降雨天数(d) 157 36 2

降雨总量(mm) 3006.8 1268.6 117.7

平均值(mm) 19.2 35.2 58.9

出现机率(次/年) 8 2 (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。