礦區(qū)水文地質(zhì)特征及防治水措施研究

王 斌

（甘肅省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開(kāi)發(fā)局第四地質(zhì)礦產(chǎn)勘查院，甘肅 酒泉 735000）

本文結(jié)合某礦區(qū)的實(shí)際情況，從礦山水文地質(zhì)特征、地質(zhì)災(zāi)害成因、礦水害防治對(duì)策、地表塌陷的防治技術(shù)等方面進(jìn)行分析。

1 礦山水文地質(zhì)特征

結(jié)合礦區(qū)的近年來(lái)的水文地質(zhì)情況以及工作區(qū)域的實(shí)際勘查，發(fā)現(xiàn)該礦床以巖溶含水層充水為主要特征[1]：

巖溶情況與地下水有著重要的影響，由于巖溶發(fā)育程度以及裂隙特征和巖性結(jié)構(gòu)等因素的影響，導(dǎo)致地下水賦存情況存在很大差異，礦層和巖溶之間有著明顯的層位劃分，所以巖溶富水情況和其充水水位受其影響比較明顯。區(qū)內(nèi)的構(gòu)造以及規(guī)模大小對(duì)卡礦床賦存地帶的構(gòu)造以及富水青箬和巖溶發(fā)育情況等有著重要的影響。地下水的補(bǔ)給主要通過(guò)大氣降水量進(jìn)行補(bǔ)給，垂直運(yùn)動(dòng)是巖溶裂隙上部地下水的主要運(yùn)動(dòng)形式，這些地下水在花崗巖位置上金滲透之時(shí)，運(yùn)動(dòng)情況才表現(xiàn)為水平特征，花崗巖的形態(tài)對(duì)其流動(dòng)方向起著明顯的控制作用。花崗巖體在存在幾個(gè)相對(duì)突出的情況下，形成該區(qū)局部位置的分水嶺，這些巖溶含水系統(tǒng)形成之后，在塊短之間呈現(xiàn)獨(dú)立特征[2]。地下水在區(qū)內(nèi)很多礦床大量的賦存于水文地質(zhì)單元之內(nèi)，所以礦井涌水量在其中非常突出，造成礦區(qū)內(nèi)存在非常多的突水事故，難以準(zhǔn)確地對(duì)區(qū)內(nèi)突水情況進(jìn)行預(yù)測(cè)，開(kāi)采過(guò)程中良好疏水措施非常復(fù)雜。礦區(qū)內(nèi)形成的一些自然斷裂帶以及人為采礦形成的裂隙與導(dǎo)水陷落柱等為礦井涌水提供了通道作用，同時(shí)人為勘探鉆孔以及一些巖溶塌陷，也成為區(qū)內(nèi)礦井涌水的主要通道。礦山的地層情況以及地貌情況，對(duì)該區(qū)地下水起著重要的控制作用，尤其地下水資源，受區(qū)內(nèi)斷裂構(gòu)造以及溶洞暗河控制非常明顯，依照地層控制情況進(jìn)行分析，地下水主要富集在花崗巖接觸帶的層位之上，特別是這些巖石出現(xiàn)傾覆或者凹陷、凹槽等區(qū)域更利于地下水的富集。巖溶洼地之上存在松散的第四系覆蓋，這邊會(huì)影響大氣降水的滲漏。而巖溶裂隙比較發(fā)育的裸露型巖溶區(qū)，大氣降水可以通過(guò)這些裂隙快速的進(jìn)行下滲，巖溶裂隙溶洞之內(nèi)，地下水的運(yùn)動(dòng)方式主要為垂直特點(diǎn)，由隱伏花崗巖體存在時(shí)，地下水則呈現(xiàn)橫向運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)分布于接觸帶的位置上，同時(shí)，其水流特點(diǎn)呈現(xiàn)管狀特征。

2 地質(zhì)災(zāi)害成因

地裂縫：區(qū)內(nèi)基巖頂面，在強(qiáng)烈的溶蝕作用下，表現(xiàn)為非常起伏的特點(diǎn)，以至于在結(jié)構(gòu)上上覆土層呈現(xiàn)非常不均勻性的特點(diǎn)，拱起的基巖面土層逐漸變薄，尤其是粉質(zhì)粘土以及軟塑狀的粘土這厚度會(huì)更薄，同時(shí)還存在尖滅現(xiàn)象。由于不同厚薄的土層，其沉降情況也存在很大不同，向上拱起的基巖面，一般沒(méi)有較大沉降，所以在這些位置，便會(huì)有拉張應(yīng)力出現(xiàn)，從而造成土層發(fā)生分裂，發(fā)育成裂隙。

地面塌陷：裂隙巖溶水在灰?guī)r中，受礦山排水作用的影響，其水位不斷下降，致使壓密沉降特征在溶洞充填物上非常突出，有空腔形成于溶洞上側(cè)，如此一來(lái)，分布于這些區(qū)域的土層，原來(lái)的支撐作用便會(huì)消失，同時(shí)還有其他物質(zhì)在裂隙形成過(guò)程中在其中進(jìn)行充填，也有一部分真空狀態(tài)存在于空腔之中，能夠真空吸蝕分布于這一區(qū)域的土層。而且因裂隙巖溶水，有著水位下降速度快的特點(diǎn)，而土層滲透性對(duì)空隙水滲透影響較大，以至于在上覆土層中呈現(xiàn)較慢的水位下降速度，這便有水頭差存在于其中，引發(fā)滲透坡降，同時(shí)潛蝕作用也對(duì)分布于此區(qū)域的土層造成一定影響，由于對(duì)這些土層造成突出的擾動(dòng)作用，其土層支撐力下降，溶洞內(nèi)便不斷有土顆粒流入發(fā)展成土洞。由于地下水位的不斷降低，土洞便慢慢的發(fā)展向上，土層厚度越來(lái)越薄，由于自重應(yīng)力等多種因素影響，極易導(dǎo)致地面塌陷，所以巖溶塌陷是區(qū)內(nèi)的主要塌陷特征。

3 礦水害防治對(duì)策

（1）地表水防治。①對(duì)于地表水體進(jìn)行定期開(kāi)展詳細(xì)調(diào)查，同時(shí)分析區(qū)內(nèi)河流情況，以及回采過(guò)程中引發(fā)的塌陷問(wèn)題，廢棄井與河床裂縫等，在多雨時(shí)節(jié)來(lái)臨之前，對(duì)裂縫進(jìn)行充填，避免地下水的入滲。②針對(duì)地下水情況設(shè)置有效的防治方案與技術(shù)規(guī)范，針對(duì)地下水情況設(shè)置有效的防治方案與技術(shù)規(guī)范，工程師應(yīng)當(dāng)對(duì)防治水方案進(jìn)行嚴(yán)格把關(guān)，同時(shí)上報(bào)集團(tuán)公司，得到批準(zhǔn)后才可具體應(yīng)用。③礦區(qū)開(kāi)采過(guò)程中，應(yīng)當(dāng)對(duì)《年度雨季“三防”計(jì)劃》進(jìn)行嚴(yán)格遵守，科學(xué)合理地進(jìn)行護(hù)坡加固和清理水溝，做好防滲和防洪工作。

（2）開(kāi)礦點(diǎn)水防治。①和周邊的一些采礦點(diǎn)進(jìn)行定期圖紙交換，對(duì)開(kāi)礦點(diǎn)的具體情況進(jìn)行實(shí)際測(cè)量，對(duì)鄰近礦點(diǎn)涌水問(wèn)題進(jìn)行結(jié)合分析。②針對(duì)于一些存在較大隱患礦點(diǎn)開(kāi)采過(guò)程中，應(yīng)當(dāng)針對(duì)水患問(wèn)題制定科學(xué)合理的水情報(bào)互通制度，并針對(duì)水患問(wèn)題制定相應(yīng)的防止措施。③有效監(jiān)管礦界防水柱，依照臨近礦井水文地質(zhì)情況以及圍巖特征與開(kāi)采技術(shù)手段礦層賦存情況的進(jìn)行充分綜合分析，充分的保留防水柱。④對(duì)實(shí)際了解到的采掘情況進(jìn)行充分分析，同時(shí)也不能放過(guò)有關(guān)人員在此方面提出的一些看法和認(rèn)識(shí)，并在采礦工程采掘平面圖中進(jìn)行標(biāo)注。⑤加強(qiáng)采礦工作人員的培訓(xùn)工作，使其能夠更好的判斷透水預(yù)兆。

（3）承壓水防治。①堅(jiān)持技術(shù)管理法：不僅要抓宣傳工作，還要更好地落實(shí)培訓(xùn)工作，對(duì)組織結(jié)構(gòu)進(jìn)行不斷完善，加強(qiáng)技術(shù)管理，做好承壓水防治。②并和科研院所建立緊密的聯(lián)系，通過(guò)先進(jìn)的水文地質(zhì)勘查手段，充分調(diào)查區(qū)內(nèi)的水文地質(zhì)情況以及承壓水情況，特別要針對(duì)一些導(dǎo)水構(gòu)造以及奧灰?guī)r巖溶水水源分布情況，開(kāi)展詳細(xì)的調(diào)查研究工作。③加強(qiáng)觀測(cè)奧灰水動(dòng)態(tài)情況，通過(guò)地面聯(lián)合抽水試驗(yàn)，詳細(xì)調(diào)查奧灰含水層的分布特征，對(duì)其變化情況進(jìn)行嚴(yán)密監(jiān)控。

4 地表塌陷的防治技術(shù)

巖溶塌陷是地表塌陷的一種重要類型，對(duì)礦區(qū)采礦作業(yè)影響較大，為了更好的防治巖溶塌陷，首先可以采用回填密封的手段進(jìn)行防治，如果有塌陷坑出現(xiàn)，可以通過(guò)粘土或者水泥砂漿等，對(duì)這些塌陷坑進(jìn)行回填，避免地下水的過(guò)多滲入。其次，可以通過(guò)排水措施進(jìn)行防止，有巖溶塌陷形成之后，可以通過(guò)排水措施，迅速的將塌陷坑的中的積水排除掉，確保塌陷坑內(nèi)處于疏干狀態(tài)，避免造成嚴(yán)重的侵蝕現(xiàn)象。再者，可以通過(guò)圍堤修筑，來(lái)防治巖溶塌陷，避免地表水流入礦井。還有充氣法在防治巖溶塌陷中發(fā)揮著重要作用，尤其是一些塌陷主要是由于真空吸蝕作用所導(dǎo)致，便可利用該方法進(jìn)行防治。最后，為了更好的保證巖溶塌陷的防治效果，應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)相應(yīng)的預(yù)測(cè)和管理工作，對(duì)塌陷產(chǎn)生的時(shí)間，地點(diǎn)以及規(guī)模等進(jìn)行充分的觀察記錄，針對(duì)塌陷實(shí)際開(kāi)展相應(yīng)的防治工作。

5 結(jié)語(yǔ)

礦山開(kāi)采是一個(gè)非常系統(tǒng)的復(fù)雜工程，涉及很多方面，為了保證礦山開(kāi)采順利進(jìn)行，必須要充分重視勘探工作，有效控制和預(yù)防地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生，有問(wèn)題發(fā)現(xiàn)時(shí)，積極采取有效措施進(jìn)行應(yīng)對(duì)，避免損失的進(jìn)一步擴(kuò)大，最好預(yù)防和檢測(cè)才能保證整個(gè)開(kāi)采過(guò)程的安全及效率。