水文地質(zhì)對(duì)礦區(qū)安全影響及防治方法研究

■趙玉翔　楊　芳（青海省柴達(dá)木綜合地質(zhì)礦產(chǎn)勘查院青海格爾木816000）

水文地質(zhì)對(duì)礦區(qū)安全影響及防治方法研究

■趙玉翔楊芳
（青海省柴達(dá)木綜合地質(zhì)礦產(chǎn)勘查院青海格爾木816000）

水文地質(zhì)勘探能夠利用先進(jìn)的勘探技術(shù)及設(shè)備來(lái)認(rèn)識(shí)和掌握勘探地區(qū)的地下水的分布及變化規(guī)律，以便于運(yùn)用針對(duì)性的有效措施來(lái)對(duì)發(fā)現(xiàn)的地質(zhì)問(wèn)題進(jìn)行及時(shí)的解決與處理對(duì)于礦區(qū)水文地質(zhì)災(zāi)害的預(yù)防，有著舉足輕重的重要意義。

水文地質(zhì)勘探技術(shù)

1　礦區(qū)水文地質(zhì)勘探

礦區(qū)水文地質(zhì)勘探是以勘探區(qū)的水文地質(zhì)勘探類型及相實(shí)際自然地理?xiàng)l件為重要依據(jù)來(lái)針對(duì)性的選擇有效的勘探技術(shù)，以對(duì)勘探區(qū)水文地質(zhì)條件進(jìn)行研究的一項(xiàng)重要手段。從勘探工作的基本任務(wù)來(lái)看，其主要工作內(nèi)容包括以下幾個(gè)方面。其一，查明礦區(qū)水文地質(zhì)條件和礦床充水的因素，對(duì)礦坑涌水量進(jìn)行科學(xué)預(yù)測(cè)，并在此基礎(chǔ)上，客觀評(píng)價(jià)礦床水資源的利用，指明供水水源方向。其二，在查明礦區(qū)工程地質(zhì)條件的前提下，對(duì)露天采礦場(chǎng)巖體邊坡的穩(wěn)定性以及巖體的質(zhì)量進(jìn)行科學(xué)、客觀的評(píng)價(jià)，有效預(yù)測(cè)出工程可能會(huì)發(fā)生的質(zhì)量問(wèn)題，以便于工程問(wèn)題的及時(shí)發(fā)現(xiàn)與解決。

2　水文地質(zhì)環(huán)境對(duì)礦區(qū)安全的影響分析

2.1造成地面坍塌、礦坑突水現(xiàn)象

水文地質(zhì)環(huán)境同礦區(qū)安全聯(lián)系緊密，如果不做好此項(xiàng)工作，可能導(dǎo)致地面坍塌。一般來(lái)說(shuō)，傳統(tǒng)礦區(qū)采礦對(duì)地下水以疏導(dǎo)為主，以可溶性巖石為主的淺覆蓋區(qū)便會(huì)由于地下水的作用，使松散土層的土顆粒發(fā)生轉(zhuǎn)移，時(shí)間久后，就形成了隱伏的土洞，土洞不斷下沉，于是造成地面坍塌現(xiàn)象，給礦區(qū)正常的工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，人民生活，環(huán)境衛(wèi)生甚至經(jīng)濟(jì)發(fā)展和生態(tài)平衡等方面帶來(lái)嚴(yán)重的破壞。因此，礦區(qū)要認(rèn)真對(duì)地下水資源進(jìn)行勘察，掌握其動(dòng)態(tài)和發(fā)展趨勢(shì)，以疏堵結(jié)合的方式代替?zhèn)鹘y(tǒng)的全面疏干法，從而減少礦坑排水量，保護(hù)地下水資源。

2.2影響設(shè)備使用、降低穩(wěn)定性

巖石的產(chǎn)狀和褶皺，斷層等構(gòu)造直接影響著地下水的儲(chǔ)量以及地表與地下水間的水力狀況，進(jìn)而影響礦床的構(gòu)造，勘察稍有不慎，可能引發(fā)礦山的地下積水、涌水等現(xiàn)象，造成安全事故。水文地質(zhì)狀況可能影響到設(shè)備的使用壽命，例如挖掘機(jī)，它在有水工作面上工作的工作時(shí)間僅為正常挖掘機(jī)的二分之一到三分之一。

3　水文地質(zhì)環(huán)境防治措施

3.1地面防水

（1）防滲堵漏。采礦活動(dòng)引起的塌陷坑和裂隙，基巖露頭區(qū)的裂隙、溶洞及巖溶塌陷坑，廢棄鉆孔及老空區(qū)等，經(jīng)查明與井下構(gòu)成水力聯(lián)系時(shí)，可用粘土、水泥、鋼筋混凝土等將其填堵。

圖1　塌陷坑填充示意圖

圖2　整鋪河床示意圖

大的塌陷坑和裂隙，可下部充以礫石、上部覆以粘土，分層夯實(shí)，并使其略高于地表。填堵巖溶塌陷時(shí)，混凝土蓋板應(yīng)澆注在塌陷洞口附近的基巖面上，并安裝排氣孔（管），以防潛蝕或真空負(fù)壓作用引起復(fù)塌。當(dāng)河流（或渠道、沖溝）通過(guò)礦區(qū)，并沿河床或溝底的裂隙滲入礦井時(shí)，可在漏失地段用粘土及料石或水泥鋪砌不透水的人工河床，以阻止或減少河水漏失。

（2）河道改流。當(dāng)?shù)V區(qū)內(nèi)有河流通過(guò)，對(duì)礦坑充水有嚴(yán)重影響時(shí)，可對(duì)河流進(jìn)行改道。即在河流流入礦區(qū)的上游地段筑壩，攔截河水，同時(shí)修筑人工河床將水引出礦區(qū)。在山區(qū)，也可采用排水平硐來(lái)代替人工河道。如重慶市南桐礦業(yè)公司紅巖煤礦就是通過(guò)排水平硐對(duì)叢林河進(jìn)行改道的。修改河道一般工程量大，投資多，不宜輕易采用，應(yīng)通過(guò)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較后再進(jìn)行設(shè)計(jì)施工。

3.2疏干排水

為了采礦安全，降低成本，對(duì)威脅采礦的各種充水水源采取的疏排、控制和隔離等工程措施，統(tǒng)稱礦床疏干。

疏干指通過(guò)一定的積水構(gòu)筑物及相應(yīng)的排水設(shè)施，對(duì)可能造成礦床直接充水的含水層進(jìn)行積極、主動(dòng)的排水，使地下水位降低至開采段以下的排水方法和過(guò)程。疏水降壓指對(duì)礦床間接充水的含水層，通過(guò)排水將其水頭降低至某一安全高度。

3.3注漿堵水

用具有一定壓力和濃度的漿液（水泥漿、化學(xué)漿液等）通過(guò)鉆孔注入含水層的孔隙或通道中，使其擴(kuò)散、凝固，形成地下帷幕，堵塞進(jìn)水途徑，切斷礦坑充水水源，達(dá)到防治水的目的。

4　結(jié)語(yǔ)

隨著礦業(yè)活動(dòng)的不斷深入、礦區(qū)水文地質(zhì)勘探工作的重要性與繁瑣性日漸突出，為此，提升礦山企業(yè)的水文地質(zhì)勘探工作的效率迫在眉睫。相關(guān)企業(yè)與部門應(yīng)充分認(rèn)識(shí)到礦區(qū)水文地質(zhì)勘探工作的重要性，并在適當(dāng)引進(jìn)、應(yīng)用先進(jìn)勘探技術(shù)的基礎(chǔ)上，加大對(duì)勘探技術(shù)的學(xué)習(xí)和創(chuàng)新力度，在嚴(yán)格遵循技術(shù)要求的前提條件下，運(yùn)用勘探技術(shù)將礦區(qū)水文地質(zhì)勘探中存在的問(wèn)題進(jìn)行有效處理，從而促進(jìn)礦山企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益的有效提升。

[1]劉可心.如何實(shí)現(xiàn)礦區(qū)水文地質(zhì)勘察的技術(shù)應(yīng)用[J].科學(xué)中國(guó)人,2015,(8).

[2]薛濤.礦區(qū)水文地質(zhì)勘探內(nèi)容與技術(shù)手段研究[J].地球,2015,(5).

[3]任成廣,馬宏巖,李曉東.礦區(qū)水文地質(zhì)勘探的技術(shù)要求[J].硅谷,2014,(23).

P641.4+3[文獻(xiàn)碼]B

1000-405X（2016）-1-345-1