基于礦山水文地質(zhì)特征研究水害的防治措施

樊 波

（昆明有色冶金設(shè)計(jì)研究院股份公司，云南 昆明 650000）

礦山安全問題始終是礦山公司管理層和廣大一線職工共同關(guān)注的焦點(diǎn)，近年來關(guān)于礦山突水事故的報(bào)道屢見不鮮，其中既有客觀方面原因，如地質(zhì)災(zāi)害等，更多的則是主管方面的原因，如預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)工作未及時(shí)開展、水害特征識(shí)別能力不強(qiáng)等。為了杜絕礦山水害事故的發(fā)生，最基礎(chǔ)的工作就是要結(jié)合礦區(qū)自然環(huán)境，開展水文地質(zhì)特征的調(diào)查與分析，查明可能引起水害的原因，進(jìn)而通過實(shí)際工作提高預(yù)防能力，一來是最大限度的降低水害發(fā)生，二來也能夠在發(fā)生水害事故后，采取有效應(yīng)對(duì)措施，將損失降到最低。

1 礦區(qū)水文地質(zhì)條件分析

（1）地表水。在基巖裸露區(qū)大氣降水可以直接補(bǔ)給基巖地下水，不過其補(bǔ)給量十分有限；大氣降水主要補(bǔ)給第四系孔隙潛水，然后再轉(zhuǎn)補(bǔ)給老空水或通過基巖風(fēng)化裂隙、冒裂裂隙滲入礦井淺部的采空區(qū)。礦井范圍無常年性地表水體，故地表水不是礦井充水水源。僅在洪峰期，地表洪流對(duì)淺部采巷有少量充水作用，但其時(shí)間短暫，充水量非常微少。

（2）地下水。奧陶系中統(tǒng)溶裂隙含水層(中等含水層)。礦區(qū)東部有出露，巖性主要為石灰?guī)r、角礫狀灰?guī)r、泥灰?guī)r等，巖溶裂隙發(fā)育程度隨埋深的增加而逐漸趨弱，一般淺埋區(qū)富水性強(qiáng)。區(qū)內(nèi)水力坡度為2.66‰，石炭系上統(tǒng)太原組砂巖裂隙及巖溶裂隙含水層(弱含水層)。裂隙發(fā)育相對(duì)成熟，為地下水滲透提供了良好條件，導(dǎo)致礦山地下水容易富集，是發(fā)生礦山水害的一方面重要原因。

（3）水文環(huán)境。礦山坡度較大，加上表面植被較為完好，因此一般降水會(huì)有大部分被地表植被留存，并轉(zhuǎn)化為地下水。同時(shí)，受到礦山巖層發(fā)育的影響，這部分地下水也容易滲漏導(dǎo)致礦坑涌水量增加，有明顯的季節(jié)性變化。另外在一些塌陷的礦坑中，也會(huì)因?yàn)榉e水留存而導(dǎo)致水害發(fā)生概率上升。

（4）水化學(xué)特征。根據(jù)取樣分析結(jié)果，礦區(qū)地表水礦化程度偏低，屬于中水；但是地下水的礦化程度則相對(duì)較高，并且從性質(zhì)上來說屬于硬水，含有較多的鎂離子、鈣離子等。從酸堿性上來看，礦區(qū)水呈弱酸性，PH值大約在5.5～6.5之間。

2 礦山水害因素分析

（1）自然降水。該礦山所在區(qū)域?yàn)榈湫偷募撅L(fēng)氣候，夏季雨水較為集中，在雨水較多的月份，地表水和地下水豐富，并且在一些塌陷區(qū)形成了積水。同時(shí)，結(jié)合前期地質(zhì)勘查結(jié)果可知，礦山位于斷裂構(gòu)造帶上，巖層裂隙發(fā)育成熟，這就為地表水及淺層地下水的滲透提供了條件，導(dǎo)致礦坑充水，不僅影響了礦山作業(yè)的順利開展，而且也帶來了嚴(yán)重的安全隱患。

（2）采空區(qū)積水。該礦山的開采年限較長，受到礦山地質(zhì)結(jié)構(gòu)等方面因素的限制，礦山內(nèi)部采空區(qū)數(shù)量較多，其中一些由于開采效率低下、效益不好已經(jīng)廢棄。目前仍在使用的一些采場(chǎng)，也存在排水系統(tǒng)不完善等問題，這些都會(huì)增加采空區(qū)積水的概率。例如，在廢棄的巷道中，受到地下水匯集作用，巷道中充滿了地下水。這些地下水由于長期無法排干，逐漸滲透進(jìn)入到其他的新巷道中，容易引發(fā)突水事故。

3 礦山水害的防治措施

（1）嚴(yán)格按照相關(guān)規(guī)范和原則開展水害防治?？紤]到礦山水害的突發(fā)性和嚴(yán)重危害性，要求管理部門必須要結(jié)合礦山實(shí)際情況和安全生產(chǎn)需要，制定完善的《礦山水文地質(zhì)規(guī)程》、《礦山防治水工作條例》，從而為現(xiàn)場(chǎng)水害的提前預(yù)防和應(yīng)急處理提供必要的指導(dǎo)。對(duì)于這些規(guī)范文件，還應(yīng)當(dāng)盡快落實(shí)下去，切實(shí)提高現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)人員的安全意識(shí)和應(yīng)對(duì)能力。例如要定期開展礦山水害模擬演練，通過這種方式切實(shí)提高礦山工作人員識(shí)別突水征兆、有效處置突水災(zāi)害的能力。

（2）加強(qiáng)組織領(lǐng)導(dǎo)，提高水害防控能力。礦山水害的預(yù)防和治理，不僅是一項(xiàng)技術(shù)性極強(qiáng)的工作，而且還離不開礦山管理人員的高度重視和組織領(lǐng)導(dǎo)，以確保水害防治工作能夠在統(tǒng)籌規(guī)劃下順利開展。要重點(diǎn)做到以下幾方面工作：首先，落實(shí)管理責(zé)任，實(shí)行“礦山水害防治第一責(zé)任人”機(jī)制，以礦長作為第一負(fù)責(zé)人，統(tǒng)籌做好礦山水害防治工作。同時(shí)，成立“礦長-中層管理-班長”三級(jí)管理體系，確保水害防治工作能夠有條不紊的開展下去。中層管理人員要負(fù)責(zé)對(duì)部門制定的一些條例、制度的落實(shí)情況，進(jìn)行定期的檢查和監(jiān)督。

（3）運(yùn)用現(xiàn)代技術(shù)手段做好預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)工作。礦山水害具有突發(fā)性的特征，因此做好提前的預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)就顯得十分必要。要重視現(xiàn)代技術(shù)手段的靈活運(yùn)用，例如安排專人定期對(duì)礦區(qū)的線路、設(shè)備等進(jìn)行檢查，以便于動(dòng)態(tài)掌握其工作情況，如果有安全隱患或質(zhì)量問題可以第一時(shí)間發(fā)現(xiàn)，確保了礦山各項(xiàng)作業(yè)活動(dòng)的安全開展。另外，要加強(qiáng)對(duì)礦井涌水量的檢測(cè)，一旦發(fā)現(xiàn)涌水量異常，需要立即查明原因，并實(shí)施應(yīng)對(duì)方案。建立水害自動(dòng)報(bào)警機(jī)制，可以第一時(shí)間識(shí)別異常情況并發(fā)出警報(bào)，一方面可以提醒一線職工盡快撤離，確保人員安全，另一方面也有利于技術(shù)人員排查水害隱患，將損失降到最低。

（4）根據(jù)水害類型做到針對(duì)性的防治。因?yàn)榈V山水文地質(zhì)的差異，導(dǎo)致礦山水害的類型也不盡相同，這就需要在落實(shí)水害防治工作時(shí)，也要堅(jiān)持針對(duì)性的原則，用更低的成本，取得最優(yōu)的水害防治效果。對(duì)于地表水，需要進(jìn)一步完善地面排水系統(tǒng)，根據(jù)礦山所在區(qū)域的氣候條件，提前在雨季到來之前，檢查一遍地面排水系統(tǒng)是否完好，如果有堵塞等問題，要提前進(jìn)行故障排除，以確保排水系統(tǒng)順利運(yùn)行。對(duì)于斷層問題引起的水害，需要結(jié)合前期勘查結(jié)果，在采掘過程中避開斷層。如果不能避開，也需要采取安全技術(shù)措施，保證礦山作業(yè)安全。

（5）帷幕注漿堵水。礦山防治水方法一般分為三種，即疏、堵、避，實(shí)際應(yīng)用中往往采用一種方法為主，其它方法輔助的綜合防治方案。近年來，巖溶金屬礦床防治水技術(shù)發(fā)展很快。地面帷幕注漿是在礦區(qū)主要進(jìn)水方向采用系列鉆孔注漿的方法，用一定的壓力將漿液材料壓到含水層的巖溶裂隙中，經(jīng)固結(jié)后減少裂隙的體積和過水?dāng)嗝?，以截?cái)嗟叵滤M(jìn)入礦坑的補(bǔ)給源。帷幕建成后，可攔截礦區(qū)側(cè)向徑流補(bǔ)給，預(yù)計(jì)能減少礦坑85%以上的涌水量，節(jié)省大量排水費(fèi)用。

4 結(jié)語

礦山開采中，做好水害的提前識(shí)別和有效防治，是保障現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)安全和維護(hù)公司效益的重要因素。礦山水害問題與礦山水文地質(zhì)特征有直接的聯(lián)系，這就要求相關(guān)工作人員要能夠提前通過地質(zhì)勘查工作，掌握礦山所在區(qū)域的水文地質(zhì)特征，制定水害預(yù)防和應(yīng)對(duì)方案，加強(qiáng)作業(yè)人員安全培訓(xùn)，做好水害的預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)工作，保障礦山安全生產(chǎn)。