礦山水文地質(zhì)綜合防治技術(shù)

摘 要：礦山水文地質(zhì)工作的關(guān)鍵是要做好防治水工作，在生產(chǎn)過程中，各種防治水方法相互配合使用，并結(jié)合礦井具體情況有所側(cè)重。使用各種防排水措施時(shí)，要對礦井水源、水路和水量有正確的了解和認(rèn)識。

關(guān)鍵詞：礦山;礦井;排水;

首先要根據(jù)礦井水文地質(zhì)條件是否可能，其次要考慮經(jīng)濟(jì)上是否合理，還要考慮這些措施的后果和影響，只有全面綜合利用，才能達(dá)到預(yù)期的最好效果。國外堵水截流方法也有很大發(fā)展，建造地下帷幕方法越來越受到重視。為充分利用隔水厚度，減少排水量，國外正在對隔水層的隔水機(jī)理、突水量與構(gòu)造裂隙的關(guān)系、高水壓作業(yè)下的突水機(jī)理以及隔水層穩(wěn)定性與臨界水力阻力的綜合作用等進(jìn)行研究。

因此，我們應(yīng)加大力度做好以下工作：

1 地下水防治技術(shù)

1.1對于豎井工程，必須嚴(yán)格按照制定的施工、 驗(yàn)收規(guī)范進(jìn)行工程的勘探，同時(shí)還要認(rèn)真掌握井筒的地質(zhì)條件，科學(xué)地對井筒的含水構(gòu)造和涌水量的賦存部位。合理留設(shè)防水煤巖柱;此方法是指在采煤時(shí)合理設(shè)置煤層安全開采的上下限，預(yù)先設(shè)置防水煤巖柱，使煤層開采過后產(chǎn)生的導(dǎo)水裂隙帶高度不至于對上覆的含水層產(chǎn)生影響。防水煤巖柱尺寸的計(jì)算方法有很多種，可根據(jù)礦山實(shí)際進(jìn)行合理選擇。此處介紹《煤礦防治水規(guī)定》中，對留設(shè)的防水煤巖柱的高度進(jìn)行設(shè)置的原則一般是預(yù)先設(shè)置保護(hù)層和煤巖柱，并保證開采層位距上覆含水層的距離不小于導(dǎo)水裂隙帶高度與預(yù)留保護(hù)層的厚度之和。

1.2對于主體井巷，在施工前，應(yīng)首先編制的水文地質(zhì)的剖面圖和預(yù)測圖，做好建井地區(qū)的情況說明書。在井巷施工期間，仍需對井區(qū)的水文地質(zhì)進(jìn)行勘測，發(fā)現(xiàn)問題應(yīng)及時(shí)對預(yù)測圖進(jìn)行修改。加強(qiáng)礦區(qū)水文地質(zhì)勘察工作，并深入研究礦區(qū)水文地質(zhì)條件。針對礦井邊界的不同水文地質(zhì)條件，開展帷幕注漿工程。帷幕注漿是通過地質(zhì)探孔和注漿孔，將在水中能固化的漿液通過注漿孔壓入含水巖層中（裂隙、孔隙、洞穴），經(jīng)過充塞、壓密、固化過程后，在主要過水?dāng)嗝嫔闲纬梢粭l類似帷幕狀的相對隔水帶，以減少涌水量的一種技術(shù)。它可以將地下水與礦體、坑道系統(tǒng)隔離，防治地下水進(jìn)入礦坑，治水效果好，避免了發(fā)生負(fù)面環(huán)境影響，可保護(hù)水資源。帷幕注漿有多種分類，如按底式帷幕，懸掛式帷幕等，對于開采深度較大的礦井，其影響到的含水層埋深也較大，較適合的注漿方式為井下注漿帷幕，即造漿、壓漿和注漿孔鉆進(jìn)均在井下巷道硐室中進(jìn)行。這種方式的鉆孔有效進(jìn)尺率高，揭露含水層快而準(zhǔn)，注漿效果直觀的特點(diǎn)。

1.3含水層的保護(hù);對于了解情況的含水層或者導(dǎo)水構(gòu)造，在揭露之前應(yīng)通過超前探水孔對含水層或者導(dǎo)水構(gòu)造的位置和深度進(jìn)行探明。地下水是一種可再生資源，若在礦山開采區(qū)域含水層的結(jié)構(gòu)并未發(fā)生徹底破壞，且區(qū)域的地下水源匯項(xiàng)未發(fā)生太大變化，絕大多數(shù)礦山區(qū)域被疏干的含水層可以在一定時(shí)期內(nèi)可自然恢復(fù)。礦山的開采僅在小范圍內(nèi)對第四系松散巖類孔隙水產(chǎn)生影響，且地下的承壓含水層水量也較小，含水層結(jié)構(gòu)雖由于礦山的開采發(fā)生了改變，但是仍屬于可以在時(shí)間內(nèi)恢復(fù)的類型，

2 礦井防突水防治技術(shù)

礦山通常具有較厚的含水層并導(dǎo)致礦山涌水量巨大，為保證礦山安全開采，在礦山基建初期需要預(yù)先對礦床進(jìn)行疏水排水措施，這將人為的改變礦山天然地下水系統(tǒng)。同時(shí)隨著礦山生產(chǎn)的進(jìn)行，采掘作業(yè)破壞圍巖改變巖層應(yīng)力、發(fā)生應(yīng)變等作用，使得地下水含水介質(zhì)特性發(fā)生變化，進(jìn)一步擾動(dòng)礦山地下水系統(tǒng)。礦山地下水系統(tǒng)經(jīng)歷了由天然地下水系統(tǒng)演變?yōu)樘烊?人工親合的復(fù)雜系統(tǒng)的過程。因此在釆礦作用下，礦山地下水系統(tǒng)實(shí)際上是一個(gè)既遭受人為擾動(dòng)，也不斷進(jìn)行自我調(diào)整的復(fù)雜系統(tǒng)。多樣性、負(fù)責(zé)性特點(diǎn)，以及采礦技術(shù)和設(shè)備條件，總結(jié)出一套從簡單到復(fù)雜，從被動(dòng)到主動(dòng)的礦井水防治方法。這些方法歸納為抽排法、堵截法和疏降法等三種。每一種方法都需要一定得工程量和防治水設(shè)施。

2.1抽排法

抽排法是在礦井中建立起可靠的排水系統(tǒng)，把涌入礦井的地下水，匯集于井底水倉，用水泵抽排至地表。由于采掘活動(dòng)使水涌入礦井，影響生產(chǎn)，甚至威脅礦井安全。為了保證礦井正常生產(chǎn)，必須把礦井水用水泵抽排至礦井以外。通常，采用的排水方法有直接排水和接力排水兩種。選用哪種方式排水，要根據(jù)礦井涌水量大小、采掘深度和抽排水設(shè)備能力來確定。這種防治水的方法較簡單，可單獨(dú)使用，一般適用于水壓和水量不大的礦井中。應(yīng)用抽排法要具備下列三個(gè)條件：（1）涌水量預(yù)計(jì)較準(zhǔn)確;（2）礦井排水能力較強(qiáng)，井中設(shè)有大排量設(shè)備;（3）礦區(qū)水文地質(zhì)條件和礦井充水條件簡單。

防治水的抽排水方法，雖然簡單，但行之有效，往往把這一方法與其他防治水方法配合使用。

2.2堵截法

堵截法主要是利用自然或人造的相對隔水層，來分隔開煤層和含水體之間水力聯(lián)系，達(dá)到礦井少排水及安全作業(yè)的目的。它分為地表防治（堵洞防漏）和井下防治（探水、截流）。堵截防治方法，一般應(yīng)用于水量大且進(jìn)水口很窄的礦井。采用的先決條件是要查清構(gòu)造及隔水層特征，從而避開斷層、裂隙密集帶等富水地段，并沿?cái)嗔褞Я粼O(shè)防水煤柱，以及在井巷中裝置水閘門。堵截防治水方法，不要求較高的機(jī)械設(shè)備，可節(jié)約費(fèi)用。

2.3疏降法

疏降法又稱礦床疏降。它是以降低水位、調(diào)節(jié)水量控制漏斗的方式，達(dá)到安全采煤的目的。當(dāng)?shù)V層與直接充水含水層直接接觸或隔水層較薄時(shí)，往往采用這種防治水方法。根據(jù)含水層的富水性、導(dǎo)水性和埋藏條件，在井下可采用巷道防水或是巷道配合鉆孔防水方式，統(tǒng)稱井下放水;在地表打大孔徑鉆孔，設(shè)地面泵站將含水層中的水通過鉆孔抽到地表，達(dá)到疏降目的，稱為強(qiáng)排深降。井下放水或強(qiáng)排深降等方式排水，都是使地下水位下降，讓礦層處于水位之上或安全水壓之下，工作時(shí)安全可靠。這種方法要求較多的機(jī)械設(shè)備，需花費(fèi)巨大的排水費(fèi)用，它適用于含水層水壓大、水量大的礦井和露天礦中。通常，井下放水方式是用于富水性較弱、埋藏又深的含水層;強(qiáng)排深降方式適用于富水性較強(qiáng)、埋藏較淺的含水層。疏降方法一般要與其他防治法配合使用，以減輕地下水對礦井的威脅，同時(shí)減少排水費(fèi)用。

參考文獻(xiàn)：

[1]林松，王薇，鄧小虎，查雁鴻，周紅偉，程邈.三峽庫區(qū)典型滑坡地質(zhì)與地球物理電性特征[J].吉林大學(xué)學(xué)報(bào)（地球科學(xué)版），2020，50（01）：273-284.

[2]沈浩.試論滑坡地質(zhì)災(zāi)害勘查及防治方法[J].綠色環(huán)保建材，2020（01）：39+41.

[3]牛洪濤.陜南地區(qū)土巖接觸帶滑坡地質(zhì)災(zāi)害預(yù)測研究[J].災(zāi)害學(xué)，2020，35（01）：125-130.

[4]韋建發(fā).分析滑坡地質(zhì)災(zāi)害治理工程中抗滑樁的運(yùn)用[J].世界有色金屬，2019（22）：287+289.

作者簡介：

李勝男 （1987-），女，河北保定人，太原理工大學(xué)，資質(zhì)勘查工程