談水文地質(zhì)礦產(chǎn)疏干與排供結(jié)合探索

魯曉威+梁文繼

摘 要：水文地質(zhì)礦產(chǎn)疏干與排供結(jié)合，是現(xiàn)代礦產(chǎn)資源開發(fā)過程中的重點(diǎn)和難點(diǎn)，需要具有極強(qiáng)的技術(shù)性和專業(yè)性。礦區(qū)的水文地質(zhì)條件通常極為復(fù)雜，在礦產(chǎn)開采作業(yè)的開始，就要結(jié)合水文地質(zhì)條件，選擇合適的疏干排供方法，從而在保證礦產(chǎn)開采作業(yè)安全性的同時(shí)，盡量減少對(duì)當(dāng)?shù)厮Y源平衡和生態(tài)環(huán)境的破壞，并提高水資源的利用率，從而獲得經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益、生態(tài)效益的均衡和最大化。該文對(duì)水文地質(zhì)礦產(chǎn)疏干方法進(jìn)行了簡(jiǎn)要的介紹和分析，并對(duì)礦床疏干與排供相結(jié)合的5個(gè)模式進(jìn)行了初步的探索。

關(guān)鍵詞：水文地質(zhì) 礦產(chǎn)疏干 排供

中圖分類號(hào)：P641.4 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2017）04（a）-0074-02

進(jìn)行礦床水文地質(zhì)的調(diào)查，有助于較為準(zhǔn)確地預(yù)測(cè)礦井的涌水量，了解開采過程中水文地質(zhì)的變化規(guī)律，從而為礦床疏干和保護(hù)礦區(qū)的環(huán)境提供有用的參考資料。水文地質(zhì)礦產(chǎn)疏干是指為了確保采礦的安全性，提高工作效率，以及降低成本，通過技術(shù)和經(jīng)濟(jì)上各種合理的工程措施，對(duì)危險(xiǎn)礦產(chǎn)開采的各種充水水源進(jìn)行的疏排、隔離與控制等各項(xiàng)科學(xué)的工程管理措施[1]。在水文地質(zhì)礦產(chǎn)疏干的過程中，地下供水水源會(huì)遭到一定程度的破壞，從而對(duì)當(dāng)?shù)厮Y源平衡造成破壞，導(dǎo)致水文地質(zhì)環(huán)境的惡化。因此，水文地質(zhì)礦產(chǎn)疏干對(duì)策的制定，要以礦井的安全生產(chǎn)作為首要任務(wù)，同時(shí)從技術(shù)、經(jīng)濟(jì)、社會(huì)等多層面進(jìn)行綜合權(quán)衡，在保護(hù)水文地質(zhì)環(huán)境的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)礦產(chǎn)開采、水文地質(zhì)礦產(chǎn)疏干、環(huán)境保護(hù)等多方效益的最大化。

在實(shí)際的采礦工作中，水文地質(zhì)礦產(chǎn)疏干與排供是緊密結(jié)合相輔相成的。排供結(jié)合技術(shù)的實(shí)現(xiàn)，既能滿足礦井的生產(chǎn)活動(dòng)順利進(jìn)行，又能夠?qū)Φ叵滤Y源進(jìn)行合理充分的利用，從而最大程度上實(shí)現(xiàn)對(duì)水文地質(zhì)環(huán)境的保護(hù)。

1 水文地質(zhì)礦產(chǎn)疏干的方法

通常而言，礦產(chǎn)所在地的水文地質(zhì)條件都極為復(fù)雜，而礦井水對(duì)礦產(chǎn)開采工作的順利進(jìn)行有著極大的影響作用。因此，需要采用專業(yè)的礦床疏干方法對(duì)礦井水進(jìn)行及時(shí)、合理的疏干，通過礦床疏干系統(tǒng)，將地表水和地下水進(jìn)行堵截并疏排至采區(qū)的范圍之外，從而確保經(jīng)濟(jì)有效且安全至上的礦產(chǎn)開采作業(yè)。

水文地質(zhì)礦產(chǎn)疏干是一把雙刃劍。一方面，為了在采礦過程中盡可能地防止礦井水，需要對(duì)進(jìn)入礦井和威脅開采的各種水源進(jìn)行徹底的疏排。然而，這種疏排行為必然會(huì)對(duì)當(dāng)?shù)氐纳鷳B(tài)化境造成嚴(yán)重破壞，使得供水量嚴(yán)重減少，水資源的平衡被擾亂甚至破壞。因此，在礦床疏干的過程中，采取科學(xué)合理的疏排方法，對(duì)礦產(chǎn)安全開采、保護(hù)生態(tài)環(huán)境、供水以及礦井水的合理利用，具有極其重大的意義和作用。常見的礦床疏干方法有防水法、疏水法、防滲法3種[2]。但是在實(shí)際的礦產(chǎn)開采作業(yè)中，往往需要根據(jù)礦區(qū)所處的水文地質(zhì)條件采用綜合的疏干方法，以獲得最佳的疏干效果。

1.1 防水法

防水法，顧名思義，以防為主。即通過一定的方法來防治地表水、潛水、降水進(jìn)入礦區(qū)，主要目的是減少進(jìn)入礦井的涌水量，根據(jù)礦井水的不同類型，所采取的具體的防水措施也不盡相同。

防治降水，主要是避免其在礦區(qū)范圍內(nèi)匯集并形成地表徑流，通常使用的防治方法是對(duì)的進(jìn)水通道進(jìn)行填堵，對(duì)匯集在礦區(qū)內(nèi)的原本就分布有的水體進(jìn)行并排處理。

防治地表水體，則一般使用隔離水體的方法，例如：鋪設(shè)排水管道或修筑水體的防滲層等，當(dāng)不允許水體的存在時(shí)，通常采用移河的措施。

防治潛水，則主要是通過修筑排水溝等排水工程，將淺部的潛水引出礦區(qū)。

1.2 疏水法

疏水法主要是采用疏干或降壓的方法，對(duì)充水水源進(jìn)行排除，從而確保礦產(chǎn)開采作業(yè)的安全。疏水法包括以下兩種。

（1）預(yù)先疏干法，適用于那些水文地質(zhì)條件比較復(fù)雜的大水礦床。有些礦井在挖的過程中，需要經(jīng)過具有大量含水層或者高壓含水層的地段，這時(shí)就可以采用預(yù)先疏干法，在地表上打深孔來預(yù)先疏干含水層或者降低高壓，等礦井挖通并且封閉了該含水層后，再停止疏干，使含水層重新恢復(fù)充水，或者恢復(fù)原來的水壓。

（2）并行疏干法，即在礦產(chǎn)開采的同時(shí)進(jìn)行疏干的工作，這種疏干方法使用在采礦作業(yè)開始之前，專業(yè)性比較強(qiáng)。

1.3 防滲法

所謂防滲法，即通過地下注漿的方式來形成不透水體，從而切斷礦井的進(jìn)水通道，隔絕涌水的水源，進(jìn)而大量減少礦井的涌水量。防滲法的工程投資多，工程量相對(duì)較大，且工程周期較長(zhǎng)，但在水文地質(zhì)條件允許的情況下，通常會(huì)起到很好的阻水作用，獲得良好的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。

2 礦床疏干與排供結(jié)合的方式探索

礦床疏干經(jīng)常會(huì)使得當(dāng)?shù)氐乃Y源平衡被破壞，從而導(dǎo)致嚴(yán)重的生態(tài)環(huán)境問題。因此，在礦床疏干的過程中，要通過排供結(jié)合的方式，使生態(tài)環(huán)境受到最小的破壞，實(shí)現(xiàn)水資源的充分利用，最終實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益與生態(tài)效益的共贏。

2.1 利用礦坑水的排供結(jié)合模式

在早期的礦產(chǎn)開采作業(yè)中通常不會(huì)考慮到排供的問題，從而使礦坑水受到各種不同程度的污染，利用率非常低。然而礦坑水也可以進(jìn)行合理的充分利用，如對(duì)水質(zhì)要求較低的農(nóng)業(yè)灌溉用水，或者是與礦產(chǎn)開發(fā)相關(guān)的發(fā)電、煉焦等行業(yè)，都可以直接使用礦坑水。但在用于居民用水或者對(duì)水質(zhì)要求較高的行業(yè)時(shí)，需要進(jìn)行凈化處理方可使用[3]。

2.2 預(yù)先疏干的排供結(jié)合模式

預(yù)先疏干法中的地表深井排水，是所有疏干方法中最理想的排供結(jié)合方法。不僅可以大量地減少礦井的涌水量，深井里的水還能滿足周邊的居民生活用水供給，真正實(shí)現(xiàn)有效的排供結(jié)合。同時(shí)，預(yù)先疏干的深井排水法，還能夠使疏干流場(chǎng)形成緩變的狀態(tài)，從而降低疏干對(duì)于生態(tài)環(huán)境的負(fù)面影響。

2.3 利用含水層雙層結(jié)構(gòu)的排供結(jié)合模式

在水文地質(zhì)條件中，還存在著一種上強(qiáng)下弱的雙層結(jié)構(gòu)含水層。這時(shí)可根據(jù)雙含水層的特點(diǎn)，對(duì)上層進(jìn)行供水，對(duì)下層進(jìn)行排供，從而實(shí)現(xiàn)上下分離的兩個(gè)降落漏斗[4]。

2.4 暗河引流的排供結(jié)合模式

這種方式適用于暗河管道充水礦床。此類型礦床周邊分布著較多的暗河，通過查明暗河的具體分布位置，對(duì)坑道上游的暗河水進(jìn)行開掘引流，不僅可以減少礦井的涌水量，還能將引流的水用于居民生活及灌溉用水等。

2.5 截流帷幕的排供結(jié)合模式

用帷幕灌漿進(jìn)行截流具有投資大和技術(shù)要求高兩個(gè)特點(diǎn)，因此，需要充分考慮是否符合礦山的經(jīng)濟(jì)效益情況，以及礦區(qū)所處的水文地質(zhì)條件是否可行[5]。

3 結(jié)語(yǔ)

水文地質(zhì)礦產(chǎn)疏干與排供結(jié)合是符合企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益以及經(jīng)濟(jì)效益三方共贏的系統(tǒng)工程。尤其是對(duì)于水資源特別短缺的地區(qū)，排供結(jié)合在實(shí)現(xiàn)礦產(chǎn)開采作業(yè)安全進(jìn)行的同時(shí)，減少了地下水資源的浪費(fèi)，提升了水資源的利用率，實(shí)現(xiàn)了各方利益的最大化，因而需要國(guó)家予政策上的支持和鼓勵(lì)。

參考文獻(xiàn)

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[5] 張立君.談水文地質(zhì)礦產(chǎn)疏干與排供結(jié)合[J].黑龍江科技信息，2012（19）：208.