礦區(qū)水文地質(zhì)特征及防治水措施

杜獻

摘 要：地下水對礦山開采有著重要的影響作用，做好礦區(qū)施工中的地質(zhì)勘探就顯得非常必要。加強對礦山水文地質(zhì)及水綜合防治工程不僅有利于實現(xiàn)防治水的效果，也有利于整個礦區(qū)施工的安全。該文針對礦區(qū)水文地質(zhì)特征及防治水措施進行深入探析，通過近些年的水文地質(zhì)情況報告和礦區(qū)的實地勘察數(shù)據(jù)，將礦區(qū)水文地質(zhì)的具體特征，進行統(tǒng)一整理與歸納;剖析了地質(zhì)災害原因的各種因素并結(jié)合工作經(jīng)驗與相關(guān)文獻，提出地表水的、開礦水、承壓水等防治措施，筆者希望該文能夠為提升礦山安全生產(chǎn)提供幫助。

關(guān)鍵詞：水文地質(zhì)特征;防治水措施; 沙土液化現(xiàn)象

中圖分類號：P641? ? ? 文獻標志碼：A

0 引言

該文結(jié)合某礦區(qū)實際開采情況，從礦區(qū)水文地質(zhì)、地表塌陷、礦區(qū)防治水措施等多方面進行分析。

1 礦區(qū)水文地質(zhì)特征

根據(jù)礦區(qū)近些年的水文地質(zhì)情況和對實地勘察，筆者發(fā)現(xiàn)該礦區(qū)的主要特征是巖溶含水層充水;因地下水和礦床巖溶含水層有著緊密的聯(lián)系，礦床受巖溶層發(fā)育狀態(tài)、巖溶縫隙特點及巖溶特性結(jié)構(gòu)等因素的影響，會導致礦床地下水賦存情況存有明顯差異，再加上礦山的礦層與巖溶之間，也有著不同的層次區(qū)分，導致巖溶富水情況和其充水水位受其影響十分顯著。礦區(qū)內(nèi)構(gòu)造情況和礦山規(guī)模決定著礦床賦存地帶和青箬與巖溶成長的狀態(tài)等都有著關(guān)鍵性的影響。礦區(qū)地下水的補給工作，主要是以大氣降水量的方式進行，礦區(qū)巖層豎直運動是巖溶縫隙上方地下水運動方式，礦區(qū)地下水在花崗巖上進行滲透時，其運動狀態(tài)才呈現(xiàn)為水平特征。花崗巖因為其本身特別堅硬，所以其形態(tài)會對地下水流動，有著控制作用?；◢弾r存在存在多個相比較突出的情況下，形成此區(qū)域局部某位置的分水嶺，在這情況下巖溶含水層系統(tǒng)整體形成后，會在各個板塊之間出現(xiàn)獨立的特征。礦區(qū)的地下水存在于大多數(shù)礦床賦存的水文地質(zhì)單元內(nèi)，礦區(qū)礦井涌水量的突出特性，會引發(fā)突水事故，很難準確對該礦區(qū)內(nèi)突水事故進行預測，再加上礦區(qū)的開采疏水方式，較為煩瑣復雜。礦區(qū)天然形成的斷裂帶、人為開采造成的裂痕與導水陷落柱等因素，使礦井涌水起到疏通作用。與此同時，人為的勘探打鉆孔以及部分巖溶脫落，也可以為礦井中涌水提供重要作用。

礦區(qū)巖溶洼地上方會存在第四系覆蓋，這些覆蓋會極大地影響大氣降水對其進行滲透。然而礦區(qū)中巖溶裂痕出比較突出的裸露部分，大氣的降水可以通過這些裂痕進行滲透。巖溶裂痕溶洞之中，地下水的滲透方式主要是垂直滲透，由花崗巖存在時，地下水則呈現(xiàn)橫向運動分布在各個接觸帶位置，同時，其滲透下的水流特點是管狀特點。

2 造成地質(zhì)災害的水文地質(zhì)因素

導致地質(zhì)災害中水文地質(zhì)的成因有4種。

2.1 礦區(qū)地下礦物層穩(wěn)定性失調(diào)

由于我國地域幅員遼闊，每個地域地質(zhì)結(jié)構(gòu)以及水文條件都各不相同。當水流匯集到一起之后，水流速度逐漸加大，水流動力也會逐漸增加，當水流動力達到一定值，就會導致水平衡失效現(xiàn)象發(fā)生。

2.2 沙土液化現(xiàn)象導致地質(zhì)災害發(fā)生

沙土液化現(xiàn)象就是沙土緊密程度有所變化，從原本固體狀態(tài)變?yōu)樗缮⒌臓顟B(tài)。導致沙土液化的原因有多種，其中水文因素是導致沙土液化的主要成因。大自然中地震的破壞力是有目共睹的，所以在地震過后地質(zhì)結(jié)構(gòu)中會有諸多含水量較高的沙粒和粉末狀物質(zhì)相互參合，進而導致沙土液化現(xiàn)象。松散的土粉與一些含水量高的物質(zhì)參合在一起后，就會形成類似洪流不斷地向下流淌，不斷地沖刷礦區(qū)地下礦物質(zhì)最后形成空洞，而且空洞還會逐漸的變大，這樣就極易導致塌陷發(fā)生。

2.3 水文因素造成地面沉降

人們的過渡開采，是地質(zhì)災害發(fā)生的重要原因之一，我國地下水資源并非取之不盡，用之不竭。由于部分開發(fā)商對地下水的過度開發(fā)，會使礦區(qū)地下水位出現(xiàn)下降的現(xiàn)象，為礦區(qū)安全生產(chǎn)埋下隱患，地下礦層空間的壓力變小，情節(jié)嚴重就容易出現(xiàn)礦區(qū)塌陷的情況。

2.4 地基變形因素

地基是保障礦區(qū)安全及生產(chǎn)的重要基礎設施，地基的變形多是受水文因素的影響，導致建筑穩(wěn)定性能大打折扣。因此，礦區(qū)的地基經(jīng)常會選擇軟土建造，雖然軟土的硬度不足，穩(wěn)定性方面也遠比不上其他材料，但其侵蝕防護能力較強，手地下水影響較低。雖然礦區(qū)地基軟土有良好的抗水壓力，但小孔中仍然存在水壓力，影響地基的穩(wěn)定性。

3 礦區(qū)治水對策

做好礦區(qū)治水是一項綜合性的工作，要想實現(xiàn)科學合理的治水，必須要充分結(jié)合現(xiàn)有的技術(shù)條件、礦井的水文地質(zhì)條件等，通過對各種因素實現(xiàn)綜合考慮和分析，結(jié)合工程的實際情況，以預防為主防治結(jié)合為主的原則進行治水。

3.1 地面防治水措施

為了更好地做好預防礦井水災工作，地面防治水是重要的防線，也是第一道防線。礦區(qū)地表水系主要是通過大氣的降水實現(xiàn)補給，因此，要充分掌握地表水的性質(zhì)特點以及相應的變化規(guī)律，充分結(jié)合礦區(qū)實際的地形地貌自然條件、氣候條件等因素，結(jié)合工程的實際情況制定科學合理的防治水措施。在采用井下機械強制排水時，還應該注意一些問題，包括防止井口灌水、地表滲水、地面積水以及充分做好雨季前的防汛安排工作。

3.1.1 做好礦井水文地質(zhì)工作

做好礦井水文地質(zhì)工作是礦井生產(chǎn)和建設安全進行的重要保障，應該不斷掌握詳細的水文地質(zhì)資料，以資料為根據(jù)制定詳細的礦山防治水措施。

3.1.2 做好水文觀測工作

為了更好地達到礦區(qū)防治水的目的，做好水文觀測是重要的工作，也是必要的手段，水文觀測常見的措施有3個。1）做好水文觀測，首先要掌握科學詳細的水文地質(zhì)資料，充分考慮到氣象、降水量分布和補給排泄等影響因素，考慮分析洪水泛濫的形成及影響因素。2）在礦區(qū)內(nèi)部，利用先進的技術(shù)設置水文觀測孔，對水壓、水位以及水量的變化進行嚴密的監(jiān)測和觀察，總結(jié)變化的規(guī)律，明確礦區(qū)內(nèi)部多種水的來源以及相互關(guān)系。3）礦井涌水量也是觀測的要點，要重點監(jiān)測并總結(jié)季節(jié)變化的規(guī)律。

3.2 井下探水

井下探水是做好礦區(qū)治水工作的重要舉措。應該在堅持有疑必探、先探后掘的原則下進行，充分做好安全評估工作并采取相應的安全措施。重視平時的日常演練和積累，建立健全處理井下探水突發(fā)事故的應急預案并加強演練，提升處理應急突發(fā)事故的綜合素質(zhì)能力，一旦發(fā)生重大事故能做到及時有效的處置，將危害程度降低到最低。井下探水的風險比較高，在施工前應該充分考慮到多種綜合因素的影響，啟動周全的應急預案，將風險降低到最低。

3.3 井筒掘進防治水措施

由于此工程第四系地層中砂礫石含水層厚度較大，含水豐富，凡是穿過第四系的礦井施工，應打工程孔驗證第四系地層厚度及含水情況，采用凍結(jié)法施工，第四系地層全程凍結(jié)。

4 結(jié)論

礦區(qū)防治水是一項綜合性的工作，涉及的內(nèi)容廣泛，需要充分考慮到各個環(huán)節(jié)才能將工作落實到位。根據(jù)上述防治水的分析，得出如下結(jié)論。1）目前某礦床開拓至-570 m礦坑平均涌水量為9 904 m3/d，最大涌水量為10 828 m3/d;北金召北礦床開拓至-430 m 礦坑平均涌水量為4 504 m3/d，最大涌水量為5 188 m3/d。2）加強基建和生產(chǎn)期的水文地質(zhì)工作，對礦區(qū)水文地質(zhì)條件不清地段，必須堅持“超前疏干排水”的原則。3）礦山應繼續(xù)加強對礦坑排水的監(jiān)測，對資料隨時整理，發(fā)現(xiàn)異常，及時采取應對措施，以防意外事故發(fā)生。4）礦山在巷道開拓過程中，要盡量避免鉆孔問題，防止涌水事故的發(fā)生，如果不能避免，要充分考慮好多種因素，建立健全應急預案，將風險降低。

總之，礦區(qū)水文地質(zhì)有著自身獨特的特征，為了更好地做好防治水工作，在實踐的過程中一定要充分結(jié)合工程的實際情況，包括施工前、施工現(xiàn)場、施工后的勘察，認真分析造成地質(zhì)災害的水文地質(zhì)因素，并及時采取有效措施，切實保證防治水工作落到實處。

參考文獻

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