某地下大水礦山防治水方案

王京合

(浙江巨化化工礦業(yè)有限公司， 浙江 龍游縣 324403)

某地下大水礦山防治水方案

王京合

(浙江巨化化工礦業(yè)有限公司， 浙江 龍游縣 324403)

針對某地下大水礦山水文地質(zhì)條件，采用地表截洪溝、錯動帶內(nèi)排入加入隔水粘土的廢石等防治水措施，結(jié)合井下采準(zhǔn)巷道在最低開采水平-520 m中段施工放水硐室、叢狀放水孔等礦坑地下水疏干措施，確保了井下開采安全。

大水礦山；防治水；放水硐室；放水孔

某鐵礦礦體埋藏深度為500～650 m，礦體賦存較深。礦山以裂隙-孔洞充水為主，屬中等復(fù)雜礦床。經(jīng)估算，開采最低水平-520 m中段礦坑最大涌水量可達(dá)47097 m3/d。這對礦山安全生產(chǎn)造成了極大威脅，必須采用地表防治水結(jié)合地下疏干對礦山涌水進(jìn)行控制。

1 礦區(qū)水文地質(zhì)條件

礦區(qū)地處丘陵地帶，屬丘陵崗地地形，海拔一般+10～+50 m，南部與低山丘陵連接。區(qū)內(nèi)地勢波狀起伏，總體上較為平坦，與北部沖積平原連接。區(qū)內(nèi)最低地表排水基準(zhǔn)面標(biāo)高為+8.5 m。

區(qū)內(nèi)雨量充沛，地表水體不發(fā)育，主要為零星池塘及谷地沖溝。

1.1 主要含水、隔水巖組

(1) 松散巖類孔隙含水巖組(Qedl+pl)。由第四系全新統(tǒng)殘坡積、洪積成因的粘土、亞粘土組成，普遍有碎石。分布于礦區(qū)的北部平坦地帶和山間谷地。含孔隙水，水量微弱，泉流量0.014 L/s。

(2) 火山碎屑巖、熔巖類孔洞-裂隙含水巖組(J3l2-J3l1)。主要由龍門院組上、下段角閃粗安巖、凝灰?guī)r、凝灰質(zhì)粉砂巖組成，厚度大、分布廣。巖芯破碎，沿裂隙面斷續(xù)發(fā)育孔洞，洞徑0.2～0.5 cm。該巖組富水性較強(qiáng)，為礦坑主要充水含水層。

(3) 碳酸鹽巖類巖溶-裂隙含水巖組(J2l23a-J2l23b)。主要由羅嶺組泥質(zhì)粉砂巖、灰?guī)r、磁鐵礦等組成。該層為含礦層位，巖芯斷續(xù)破碎，呈塊狀、碎塊狀，局部呈粉砂狀。裂隙不發(fā)育，孔洞零星發(fā)育。

(4) 其它巖漿巖類隔水組(ξ、Qξ)。由正長巖和石英正長巖組成。該層富水性極弱，為礦體底板相對隔水層。

1.2 礦區(qū)地下水補(bǔ)徑排條件

礦區(qū)處于區(qū)域地下水排泄區(qū)或徑流、排泄過渡地帶，且基巖含水層傾角較緩，在南部山區(qū)和礦區(qū)北部均有基巖出露地表，因此礦區(qū)地下水主要受南部山區(qū)大氣降水入滲后的徑流補(bǔ)給及北部基巖裸露區(qū)大氣降水入滲補(bǔ)給。

天然狀況下，地下水流主要受地形控制，自南向北徑流，以泉形式排泄到第四系松散層、地表，并隨地表水排出礦區(qū)。礦區(qū)水文地質(zhì)條件屬以裂隙-孔洞充水為主的中等復(fù)雜類型。

1.3 礦坑地下水涌水量預(yù)測

依據(jù)礦區(qū)水文地質(zhì)概化模型及相關(guān)水文地質(zhì)參數(shù)，采用地下水動力學(xué)“大井法”估算最低開采水平-520 m中段礦坑地下水正常涌水量；雖然礦體埋藏較深，礦體上伏巖層厚大，但礦山采用崩落法采礦，故仍在采礦崩落范圍內(nèi)估算20年一遇最大24 h暴雨入滲量。經(jīng)估算：

(1) -520 m中段地下水正常涌水量為29380.1 m3/d；

(2) -520 m中段以上采礦錯動范圍內(nèi)20年一遇最大24 h暴雨入滲量為17716.9 m3/d。-520 m中段礦坑最大涌水量為正常涌水量與暴雨入滲量之和，即47097.0 m3/d。

2 地表防治水措施

地表錯動范圍內(nèi)僅有幾個孤立小水塘，礦區(qū)西面山體綿延，其匯水對錯動帶有較大影響，設(shè)計沿礦區(qū)西南面設(shè)置一條截洪溝，將上游山體雨水排往小溪流。

在錯動帶內(nèi)，地表未破壞情況下，大氣降水由于地形條件會以徑流方式自流外排?？紤]到擬采用無底柱崩落法采礦工藝，未來生產(chǎn)中將會引發(fā)地表局部塌陷、產(chǎn)生裂縫，致使暴雨地表水、泥沙灌入地下采場，故在生產(chǎn)期間，必須加強(qiáng)錯動帶的安全管理，當(dāng)出現(xiàn)較大陷坑或裂縫時，應(yīng)待其穩(wěn)定后填拋坑內(nèi)排至地表的廢石，并加入適當(dāng)?shù)母羲惩?，防止或減少地表降水的下滲。

3 礦床地下防治水措施

3.1 礦床疏干的必要性

礦床埋藏較深，礦坑地下水涌水量較大，為防止井下突水、改善井下采掘作業(yè)條件，有必要事先采取疏干措施，對礦床地下水進(jìn)行預(yù)疏干。

3.2 疏干方式的確定

根據(jù)礦床埋藏條件、含(隔)水層特征及礦床充水因素等水文地質(zhì)條件，礦床不宜采用地表疏干方式，宜采用地下疏干方式進(jìn)行預(yù)疏干。結(jié)合井下采準(zhǔn)巷道采用放水硐室、叢狀放水孔進(jìn)行礦坑地下水疏干。

3.3 疏干工程布置

-520 m中段為最低開采水平，布置有水泵房、水倉，地下水匯集水倉，經(jīng)水泵排至地表。疏干工程布置選擇-520 m中段，結(jié)合-520 m中段采礦環(huán)行運輸開拓巷道，沿環(huán)行運輸巷道每隔50～80 m，在其兩側(cè)布置一個放水硐室，每個硐室規(guī)格為：4.5 m×2.5 m×2.5 m，每個硐室施工3個放水孔，其中1個水平放水孔、1個與水平成30°角的斜孔和1個垂直放水孔，其開孔直徑為110 mm，終孔直徑為76 mm，平均孔長為90 m。視坑道放水水量及水位情況，暫布置15個放水硐室。被叢狀放水孔放出的礦坑地下水將通過放水巷道、采礦運輸巷道流入-520 m中段水倉，最終由水泵揚送至地表，供生產(chǎn)用水。

另外，在礦區(qū)范圍內(nèi)還布置了5個地表觀測孔，對礦坑地下水水位進(jìn)行監(jiān)測，其開孔直徑為135 mm，終孔直徑為90 mm，平均孔深345 m。

4 結(jié) 語

礦山應(yīng)加強(qiáng)礦區(qū)生產(chǎn)水文地質(zhì)工作，堅持“預(yù)測預(yù)報、有疑必探、先探后掘、先治后采”的原則。井下開拓時，應(yīng)堅持超前探水，防止井下突水，并在井下重要設(shè)施通道上修建防水閘門，確保井下開采安全。

地下疏干方式優(yōu)點為可結(jié)合開拓和采準(zhǔn)巷道布置疏干、放水巷道，適應(yīng)性強(qiáng)，疏干強(qiáng)度大，疏干效果好，并可大大節(jié)省疏干工程投資。其缺點為：井下巷道施工時一定程度上受到地下水的潛在威脅，施工勞動條件較差。

[1]張富民，等.采礦設(shè)計手冊(礦產(chǎn)地質(zhì)卷下冊)[M].北京：中國建筑工業(yè)出版社,1988.

[2]GBl6423—2006.金屬非金屬礦山安全規(guī)程[S].

[3]解世俊，等.金屬礦床地下開采[M].北京：冶金工業(yè)出版社,1984.

[4]李迎春，楊 森.關(guān)于馬坑鐵礦礦床疏干的探討[J].地下水，2012,34(2):27.

[5]鄭翠敏,馬艷思,王瑞霞,等.大水礦山基建進(jìn)程中水文地質(zhì)條件再分析[J].采礦技術(shù),2016,16(05):85￣86，95.

[6]葉 綠.深部大水磷礦床地下水超前探測實踐[J].化工礦物與加工,2015(10):56￣57.

[7]李 飛,徐 磊.淺談某大水鐵礦突水治理經(jīng)驗[J].采礦技術(shù),2015,15(05):45￣46,66.

[8]徐 磊,李 飛,辛小毛.近礦體帷幕注漿在某大水礦山的應(yīng)用[J].礦業(yè)研究與開發(fā),2015,35(03):68￣71.

[9]劉新富,王 軍,賈云喜,等.上行式注漿在司家營大水礦床的治水實踐[J].現(xiàn)代礦業(yè),2014(09):150￣152，165.

[10]辛小毛,王 亮.大水金屬礦山防治水綜合技術(shù)方法的研究[J].礦業(yè)研究與開發(fā),2009,29(02):78￣81.

[11]葉粵文,孟中華.復(fù)雜大水礦床安全開采技術(shù)研究[J].金屬礦山,2006(12):7￣9，17.

2016￣02￣17)