榆横规划样本.doc

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第十章 矿区给排水和供热
第一节 矿区给水排水与节水
一、 概况
(一) 规划供水对象及范围
榆横矿区( 南区) 二期地处靖边县城北部、 西部和横山县的西南部。矿区内规划有红墩界井田、 海则滩井田、 海测滩井田、 赵石畔井田、 黄蒿界井田、 塔湾井田、 毛团-梁镇勘查区、 石湾镇-韩岔勘查区、 红墩界选煤厂、 海则滩选煤厂、 海测滩选煤厂、 赵石畔选煤厂、 黄蒿界选煤厂、 塔湾选煤厂及矿区辅助附属企业及矿区行政、 附属设施等。矿区总体规划能力为39.0Mt/a。
矿区给水设计的主要对象为各工业场地的生产、 生活、 消防用水及井下消防洒水用水、 矿区附属企业及矿区行政、 附属设施的生产、 生活及消防用水等。
(二) 基础资料与规划依据
本设计基础资料和设计依据主要有:
1． 7月11日国家发展和改革委员会发改能源【 】1363号文《国家发展改革委关于陕西省榆横矿区南区总体规划的批复》;
2．陕西地矿局西安地质矿产勘查开发院 6月提供的《陕西省陕北侏罗纪煤田榆横矿区( 南区) 预留区及南部接续地段资源汇总报告》;
3．陕西省地矿局西安地质矿产勘查开发院 8月提供的《陕西省靖边县毛团—梁镇地区煤炭资源预测报告》;
4．《煤矿工业矿区总体设计规范》( MT5006-94 ) ;
5．《煤矿安全规程》( ) ;
6．《煤炭工业矿井设计规范》( GB 50215— ) ;
7．《煤炭工业给水排水设计规范》( MT/T5014—96) ;
8．《建筑设计防火规范》( GB50016- ) ;
9．《城市供水水质标准》( CJ/T206- ) ;
10．《室外给水设计规范》( GB50013- ) ;
11．《室外排水设计规范》( GB50014- ) ;
12．业主提供的有关水、 电、 路等其它基础性资料;
13．其它有关煤炭工业建设方面的技术、 经济政策和指令性文件。
二、 矿区水源
(一) 水源条件
1. 地表水
榆横( 南区) 总体规划( 二期) 矿区位于鄂尔多斯台向斜东缘, 陕北黄土高原与毛乌素沙漠的接壤地带, 东南部为沟谷发育的黄土梁峁地形, 北部及西南部为较平缓的沙漠滩地, 中部为低缓黄土梁岗地形, 全区则为一个南、 北部较高, 中部低洼, 向东开口的不对称的高原盆地地形。区域内主要水系为无定河, 其主要支流有芦河、 圪洞河及黑河等。
无定河为黄河一级支流, 发源于定边东南白于山的长春梁东麓, 在巴图湾以上称红柳河, 河谷切入白垩纪砂岩和砂页岩, 在榆林高梁镇流出区外。全长475.1km, 流域面积31409.36km2, 年径流总量3.02亿m3, 丰水期年均最大径流量28.1m3/s, 枯水期年均最小径流量15.9m3/s。
芦河发源于白玉山北麓, 有芦东、 芦西两大支沟, 北流汇于镇靖, 下流自新农村东折, 经杨桥畔、 于贾家湾纳慧桥沟入横山, 流域面积1670km2, 长102km。芦河年径流总量0.8亿m3, 丰水期年均最大径流量5.46m3/s, 枯水期年均最小径流量2.66m3/s。
圪洞河以南北方向穿越区内, 流入无定河, 流量为0.353m3/s。在圪洞河中, 建有6个水库, 最大容积32.59×104m3, 最小库容0.075×104m3, 总容积约45.86×104m3。
黑河为无定河支流, 集流于毛乌素沙带以北, 自打雁峁入横山, 流域面积为339km2, 沟长30km。
2. 地下水
根据区内地下水的赋存条件及水力特征, 将区内地下水划分为两种类型: 即第四系松散岩类孔隙及孔隙裂隙潜水、 碎屑岩类裂隙水。五个含水岩层( 组) : 全新统冲洪积层孔隙潜水、 第四系上更新统萨拉乌苏组孔隙潜水、 中更新统黄土孔隙裂隙潜水、 白垩系洛河组砂岩孔隙裂隙潜水, 侏罗系碎屑岩类裂隙承压水。
(1) 第四系全新统河谷冲积层孔隙潜水( Q4al+pl)
分布于区内无定河、 圪洞河、 黑河则的阶地和漫滩及其支流的沟谷底部。区内北部的无定河河床基岩出露, 其两侧漫滩和阶地堆积厚度一般均较薄, 厚约2～10m, 水位埋深1～6m。岩性为具二元结构的砂砾石层及砂质粘土等。由于含水层厚度薄, 分布面积较小, 泄水作用较强, 故富水性弱; 在区内圪洞河谷中, 建有多个水库, 沟底部较为宽阔, 岩性以粉细沙为主, 夹粉砂及亚粘土薄层, 厚3～10m, 富水性相对较好; 在东部沟谷, 由于沟底狭窄, 水流方向坡度较大, 储水条件差, 故富水性弱。
(2) 第四系上更新统萨拉乌苏组孔隙潜水
分布于区内主要河流( 圪洞河、 黑河则等) 两侧及东南角的涧地区。
① 沙漠滩地区冲湖积层孔隙潜水
分布于无定河以北地区。含水层主要为上更新统冲湖积层粉细砂, 局部为中细砂及粉砂质亚砂土, 其上多有第四系风积沙覆盖。在统万城以北地区, 含水层多为粉细砂、 细砂或中砂, 厚度相对稳定, 一般厚60～110m, 水位埋深15～20m, 补给条件较优, 富水性较好。水化学类型为SO4·HCO3–Na·Ca型水, 矿化度386.91mg/L; 在统万城以南的近河谷的沙滩地, 含水层岩性与前者基本一致, 但地下水排泄速度快, 水位埋藏加深, 含水层厚度变薄, 富水性亦相对较弱。
② 涧地区冲湖积层孔隙潜水
分布于区内西部圪洞河两侧及东南部二道河则北部的涧地区。因圪洞河两侧涧地区保存相对完整而切割较浅, 含水层遭受破坏程度不大, 故含水层具有一定的厚度, 含水层厚度一般厚20～40m, 水位埋深15～30m, 其补给储存条件优越, 富水性相对较好。水化学类型为HCO3·SO4 –Mg·Na型及HCO3·SO4 – Na·Mg型水, 矿化度383.55mg/L。
分布于资源汇总区东南角二道河则的北部涧地区, 由于河流切割强烈, 涧地较为破碎, 泄水作用加强, 储水条件受到破坏, 加之含水层泥质含量较高, 为黄土状亚砂土夹亚粘土、 粉细砂, 透水能力较差, 富水性较弱。
(3) 第四系中下更新统黄土孔隙裂隙潜水
基本全区分布, 含水层为中下更新统黄土夹薄层粉细砂。本区地貌为黄土梁岗区, 西部地形较平缓, 沟谷切割较浅, 含水层遭受的破坏程度不大, 富水性较弱; 区东部地形起伏相对较大, 沟谷切割较深, 局部地段基岩出露, 含水层受泄水作用而变薄, 其富水性亦变弱。水化学类型为HCO3·SO4 –Mg·Na型及HCO3·SO4 – Na·Mg型水, 矿化度270～534.73mg/L。
(4) 白垩系洛河砂岩孔隙裂隙潜水
区内均有分布, 其厚度由北东方向的105.25m 、 向南西方向逐渐增厚为179.55m、 254.63m, 至南西边界的302.19m, 平均厚度213.64m。含水层为发育大型交错层理的中细粒长石砂岩, 质地疏松, 孔隙度大, 补给条件优越, 地下水的赋存条件好。且上部多为第四系松散层潜水覆盖, 易于接受其下渗补给, 富水性中等至强。水化学类型为HCO3—Na·Mg及SO4·HCO3—Na·Mg型水, 矿化度一般在280～769.62mg/L, 水质较好。根据区域水文地质资料, 从资源汇总区西界向西南方向, 随着距离增大, 白垩系砂岩厚度亦随之增厚, 富水性愈强。
(5) 碎屑岩类裂隙承压水
全区分布, 为侏罗系各组段的含水岩组, 其中包括安定组、 直罗组及延安组等。由于各组段的地层岩性及储水条件均有一定的差异, 故其各组段的富水性亦略有不同, 分述如下:
① 安定组碎屑岩类裂隙承压水
全区分布, 厚度变化较大, 其厚度为62.75～218.55m, 平均119.89m。该段岩性上部为紫、 暗紫红色中、 细粒长石砂岩夹紫红、 灰绿色粉砂岩和泥岩韵律层, 顶部常夹有泥灰岩薄层。含水层是根据钻孔水文地质编录结合物探测井进行划分的, 厚度变化较大, 厚1.35～69.15m。平均厚32.78m。由于该段岩心完整, 构造裂隙不发育, 储水条件较差, 含水量贫乏, 富水性弱。水化学类型为SO4·HCO3－Ca·Na型及SO4·HCO3－Na水, 矿化度238.81～483.34mg/L。
② 直罗组碎屑岩类裂隙承压水
全区分布, 厚度73.12～212.05m, 平均122.50m。底部岩性为灰白色中厚层、 中—粗粒长石砂岩, 发育大型板状、 槽状、 楔状交错层理, 分布稳定( 七里镇砂岩) ; 中部为灰白色厚层状细—中粒长石砂岩, 灰色、 兰灰色厚层状泥岩及粉砂岩; 上部为黄绿色、 兰灰色薄至厚层状泥岩、 粉砂质泥岩、 泥质粉砂岩及褐黄色细粒长石石英砂岩, 富水性弱。水化学类型为SO4·HCO3- Na·Ca型及HCO3·SO4- Na水, 矿化度为416.52～1316.69mg/L。
③ 3号煤层顶板碎屑岩类裂隙承压水
指3号煤层至导水裂隙带内含水岩组, 它以3号煤层顶板的延安组第四段砂岩含水层为主, 局部地段还包括直罗组底砂岩。岩性为中、 粗粒长石砂岩, 厚21.20～60.45m, 富水性弱。水化学类型为SO4－Na型及SO4·HCO3 -Na型水, 矿化度922.01～2529.25mg/L。
④ 3号煤层下部碎屑岩类孔隙裂隙承压水
指3号煤层至延安组底界之间层段。岩性为浅灰色粉、 细砂岩与深灰色泥岩不等厚互层夹煤层, 因埋藏深, 岩石较完整, 裂隙不发育, 富水性弱。水化学类型为SO4－Na型水, 矿化度8972.08mg/L。
(二) 矿区水源选择
1. 地下水水源
区内主要含水层为白垩系洛河组砂岩, 富水性强, 次为第四系萨拉乌苏组松散沙层, 富水性弱至中等。其余煤层顶板富水性弱到极弱, 地下水补给条件较差。根据《矿区水文地质工程地质勘探规范》( GB12719—91) 及《煤、 泥炭地质汇总规范》( DZ/T0215- ) 中有关规定, 本区水文地质汇总类型应划为二类一型, 即以裂隙含水层充水为主的水文地质条件简单的矿床。由于该区域地下水的含水区域、 含水层厚度、 储量等资料不详细, 无法确定其可能具有的供水规模及是否满足榆横( 南区) 总体规划( 二期) 矿区所需的用水量。
2. 地表水源
(1) 王圪堵水库坝址位于横山县雷龙湾乡王圪堵村, 位于无定河的上游, 前年可供水量5000×104m3, 至 年供水量达到9600×104m3。
(2) 慧桥水库坝址在高家沟乡胶泥墩村, 距靖边县城40Km, 位于无定河支流芦河的上游, 大坝为水坠土坝, 控制流域面积144Km2。坝高79.73m, 坝顶宽8m, 坝顶长363.58m, 总库容6586×104m3。
(3) 金鸡沙水库位于东坑镇金鸡沙村, 位于红柳河的上游, 控制流域面积205Km2, 坝高55m, 坝顶长600m, 坝顶宽10m, 总库容10307×104m3。
本规划考虑赵石畔井田从无定河王圪堵水库取水, 需供水规模为1.25×104m3/d; 塔湾井田、 黄蒿界井田、 石湾镇-韩岔勘查区从慧桥水库取水, 需供水规模为1.0×104m3/d; 红墩界井田初期从圪洞河上水库取水, 后期从金鸡沙水库取水, 需供水规模为1.0×104m3/d; 海则滩井田、 海测滩井田、 毛团-梁镇勘查区从金鸡沙水库取水, 需供水规模为1.5×104m3/d。
3. 井下排水
为了节约水资源, 应考虑充分利用矿井的井下排水, 经处理后作为矿井的生产用水, 以减少矿区水源供水量。因本次设计基本为新规划矿井, 其井下涌水量不详, 因此可利用的水源中没有考虑这部分水量。
另外, 区内主河流无定河, 其上游金鸡沙水库、 王圪堵水库及其支流芦河上游的慧桥水库, 支流圪洞河中已建有的水库, 亦可作为本次规划煤矿生产供水水源之一。
(四) 存在问题和建议
1. 应尽快与当地政府落实矿区利用各水库的供水水源, 并签订水资源供水协议。
2. 需对矿区地下水进行较详细的水文地质勘探, 确定含水区域面积、 含水层厚度、 渗透系数等, 提供该含水区域内地下水可开采量, 为矿区发展提供可靠的水资源资料。
三、 矿区用水量
矿区用水量参照《煤炭工业矿区总体设计规范》, 并结合当地气候条件、 建筑标准、 井型及工效等因素估算如下:
榆横( 南区) 总体规划( 二期39.0Mt/a) 估算用水量为: 33702.5m3/d, 其中矿井用水量为20909.2m3/d; 选煤厂生产用水量为11818.3m3/d; 矿区机电维修厂用水量为780.0m3/d; 矿区设备租赁站为195.0m3/d。
用水量计算详见表10-1-1。
表10-1-1 榆横( 南区) 总体规划( 二期) 用水量表
序
号
矿 井 名 称
设计生产能力
(Mt/a)
用水定额
(m3/t)
日用水量
(m3/d)
备 注
一
矿井

1
红墩界井田
10.0
0.15
4545.5
红墩界水厂
2
海则滩井田
6.0
0.20
3636.4
金鸡沙水厂
3
海测滩井田
5.0
0.20
3030.3
金鸡沙水厂
4
赵石畔井田
8.0
0.15
3636.4
王圪堵水厂
5
黄蒿界井田
5.0
0.20
3030.3
王圪堵水厂
6
塔湾井田
5.0
0.20
3030.3
慧桥水厂
7
小计
39.0

20909.2

二
选煤厂

8
红墩界井田选煤厂
10.0
0.1
3030.3
红墩界水厂
9
海则滩井田选煤厂
6.0
0.1
1818.2
金鸡沙水厂
10
海测滩井田选煤厂
5.0
0.1
1515.2
金鸡沙水厂
11
赵石畔井田选煤厂
8.0
0.1
2424.2
王圪堵水厂
12
黄蒿界井田选煤厂
5.0
0.1
1515.2
王圪堵水厂
13
塔湾井田选煤厂
5.0
0.1
1515.2
慧桥水厂
14
小计
39.0

11818.3

三
矿区配套设施

15
矿区机电维修厂
39.0
0.2/10kt.d
780.0
靖边县工业园区管网
16
矿区设备租赁站
39.0
0.05/10kt.d
195.0
靖边县工业园区管网
17
小计

975.0

四
合 计

33702.5

四、 给水系统
根据矿区总体规划的各矿井、 选煤厂、 辅助附属企业分布位置及其建设顺序, 结合供水水源情况, 矿区供水系统采用分质供水系统。
(一) 地面生产、 生活给水系统:
在王圪堵水库取水口处设贮水池、 加压泵房, 敷设一条从王圪堵水库至王圪堵净水厂的原水输水管路, 将取自王圪堵水库的原水加压后经过输水管线输送至王圪堵净水厂, 经混凝、 沉淀、 过滤、 消毒处理后经过输水管线输送至矿区赵石畔井田、 黄蒿界井田工业场地。在净水厂至各工业场地间敷设输水管线, 将水供至沿途各用户。净水厂设于王圪堵水库附近, 水厂规模1.25×104m3/d, 输配水管线总长约40km, 管径为DN350。
在金鸡沙水库取水口处设贮水池、 加压泵房, 敷设一条从金鸡沙水库至金鸡沙净水厂的原水输水管路。将取自金鸡沙水库的原水加压后经过输水管线输送至金鸡沙净水厂, 经混凝、 沉淀、 过滤、 消毒处理后经过输水管线输送至矿区海则滩井田、 海测滩井田工业场地以及毛团-梁镇勘查区。在净水厂至各工业场地间敷设输水管线, 将水供至沿途各用户。净水厂设于金鸡沙水库附近, 水厂规模1.5×104m3/d, 输配水管线总长约60km, 管径为DN400。
在慧桥水库取水口处设贮水池、 加压泵房, 敷设一条从慧桥水库至慧桥净水厂的原水输水管路。将取自慧桥水库的原水加压后经过输水管线输送至慧桥净水厂, 经混凝、 沉淀、 过滤、 消毒处理后经过输水管线输送至矿区塔湾井田工业场地以及石湾镇-韩岔勘查区。在净水厂至各工业场地间敷设输水管线, 将水供至沿途各用户。净水厂设于慧桥水库附近, 水厂规模1.0×104m3/d, 输配水管线总长约25km, 管径为DN350。
在圪洞河水库取水口处设贮水池、 加压泵房, 敷设一条从圪洞河水库至红墩界净水厂的原水输水管路。经混凝、 沉淀、 过滤、 消毒处理后加压供矿区红墩界井田工业场地用水。净水厂设于红墩界煤矿工业场地, 水厂规模1.0×104m3/d, 输配水管线总长约10km, 管径为DN350。
矿区内输配水干管管材采用钢丝网骨架复合给水塑料管, 卡箍连接, 管道平均埋深1.80米。
(二) 复用水供水系统
各矿井的井下排水均需进行深度处理, 处理后的水经提升泵站输送至各自矿井的生产用水点, 如: 井下消防洒水、 生产系统的洒水除尘及选煤厂的补充用水、 矿区绿化、 道路浇洒等。
各矿井的生活污水进行生化处理及深度处理, 处理后的水经复用水泵提升至各选煤厂, 作为选煤厂循环用水的补充水、 绿化、 道路浇洒用水等。
五、 污水处理及其利用
规划区位于靖边县城北部、 西部和横山县的西南部, 生态脆弱, 区内水资源较为贫乏, 因此, 合理用水, 保护水资源和水的重复利用显得十分重要。按照环境保护的要求, 使用后的生产废水和生活污水必须进行相应的处理达标后方可排放, 并力求做到重复利用。因此, 设计考虑在矿区开发建设过程中, 根据建设时间的先后顺序, 在各自矿井的工业场地建污废水收集系统及污水处理站, 收集矿井的污废水, 并对生活污废水进行二级生化处理与深度处理, 处理后的水质满足《城市污水再生利用城市杂用水水质》( GB/T18920- ) 中城镇杂用水水质( 绿化用水) 标准, 用于矿区选煤厂补充用水及矿区绿化、 道路浇洒等用水。
生活污水处理工艺为: 污水来水-格栅-调节池-生化处理-净水器(混凝沉淀)-过滤-接触消毒池-复用。
对矿井的井下排水采用混凝沉淀、 气浮、 过滤、 消毒等处理工艺( 按照排水水质和复用水水质要求设计处理工艺) 进行处理, 处理后的水质达到满足《城市污水再生利用城市杂用水水质》( GB/T18920- ) 中城镇杂用水水质标准, 复用于各自矿井的生产用水、 井下消防洒水用水及选煤生产用水等, 使污废水的重复利用率达到70%以上, 减少取用水资源量, 保护生态环境。
处理后的水若排放, 应严格执行现行的有关污水综合排放标准。
第二节 矿区供热
一、 概况
1. 概述
矿区二期总体总规模为39.0Mt/a。供热规划范围涉及6个矿、 6个选煤厂及矿区辅助设施行政生产管理机构。
矿区二期总体总体规划各矿井及选煤厂热负荷估算详见矿区热负荷表10-2-1。
2．气象资料
冬季采暖室外计算温度: -15℃
冬季通风室外计算温度: -9℃
夏季通风室外计算温度: 27℃
极端最低温度平均值: -22.5℃
冬季平均风速: 1.7m/s
冬季主导风向: N
日平均温度≤5℃的天数: 149天
最大冻土深度: 1.03m
3. 设计依据
(1) 建设单位提供的设计要求
(2) 《陕西省榆神矿区( 南区) 总体规划图》
(3) 有关设计规范
二、 供热系统设计原则
1. 为了减少烟尘、 灰渣等对环境的污染, 提高锅炉热效率, 提高自动化程度及管理水平, 对矿井和选煤厂工业场地采用集中锅炉房的供热方式。
2．根据热用户的用热性质及要求, 合理确定热用户的用热热媒及参数。
3. 在满足安全、 技术要求的同时, 选择合理的敷设形式。
三、 采暖、 热水制备及井筒防冻
1．采暖
各矿井生产系统采暖热媒采用0.2MPa表压的饱和蒸汽, 矿井内行政福利、 辅助建筑物采用95/70℃低温热水。采暖热水在锅炉房内制备。热负荷见矿区热负荷表10-2-1。
2．热水制备
各矿井浴室洗澡水及洗衣用热水由集中供热锅炉房提供, 即在锅炉房内用0.3MPa表压的饱和蒸汽把10℃的自来水经换热设备换热成65℃热水后送至浴室热水箱中供洗浴用。
3．井筒防冻
设在矿井工业场地内的进风井口均设空气加热室, 热媒采用0.3MPa表压的饱和蒸汽。空气加热室均采用有风机, 冷热风在井筒混合的加热方式, 通风机均设在冷风侧。
四、 热源及供热方式
在榆神矿区( 南区) 各矿井工业场地内建集中供热锅炉房, 承担本矿井工业场地及选煤厂采暖、 洗浴、 井筒保温。锅炉均燃烧本矿原煤,
锅炉选型要与矿井煤质相对应。
由于矿区辅助设施行政生产管理机构规划在靖边县城工业园区内, 其全部热负荷均由该工业园区内热源承担。热负荷详见矿区辅助设施耗热量表10-2-2。
五、 热力网
各矿热力网均采用地沟敷设的方式。
采暖、 井筒防冻及常年用热管均专管供给。
管道保温: 除不通行地沟凝结水管道不保温外, 其它供热管道均要求保温, 保温材料为岩棉制品。
管网热补偿在敷设条件许可时采用自然补偿及方形补偿器, 当敷设困难时采用套筒补偿器或波纹补偿器。
表10-2-1 矿区热负荷表
序
号
名 称
设计生产能力(Mt/a)
耗 热 量( MW)
开拓方式
备 注
1
红墩界
10.0
60.0
立井
集中锅炉房供热
2
海则滩
6.0
36.0
立井
集中锅炉房供热
3
海测滩
5.0
30.0
立井
集中锅炉房供热
4
赵石畔
8.0
48.0
立井
集中锅炉房供热
5
黄蒿界
5.0
30.0
立井
集中锅炉房供热
6
塔 湾
5.0
30.0
立井
集中锅炉房供热
7
合 计

234.0

表10-2-2 矿区辅助设施行政生产管理机构耗热量表
序号
建筑物名称
建筑物
采暖面积( m2)×104
采暖单位
面积热指标(W/m2)
洗浴单位面积热指标(W/m2)
热负荷(kW)
备 注
采 暖
洗 浴
1
矿区机电设备修理厂
5.0
85
3
4250
150
设在靖边县城工业园区内
2
矿区机电设备租赁站
2.0
70
3
1400
60
3
矿区总器材库
3.3
70

2310

4
矿区中心试验站
0.45
65

293

5
矿山救护和消防设施
1.02
60
3
612
31
6
行政生产管理机构
1.18
50
15
590
177

合 计

9455
418