浅述矿山地下水防治措施

-精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 1 浅述矿山地下水防治措施 摘要：根据目前矿区水文地质勘 探工作很少能按 GB12719-91 规范严格 执行，致使不少地质报告的水文地质部 分难以满足矿山水文地质设计工作的需 要。本文基本上可以对一个矿山的水文 地质情况有所掌握，当然在设计过程中， 必须与采矿、地质、矿机等专业进行多 次结合才能做出适合矿区水文地质条件 的防治水方案。 中国论文网 /2/view-12908712.htm 关键词：矿山水文地质；采矿设 计；矿坑涌水量预测 Abstract：According to the strict implementation of the mine hydrology geological prospecting work rarely -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 2 according to GB12719-91 specification, resulting in many geological report on the hydrogeological section difficult to meet the needs of the mine hydrogeological design work. This article is basically a mine hydrogeological master, of course, in the design process, and mining, geology, mining machines and other specialized several times to combine in order to make a program of prevention and treatment of water for mine hydrogeological conditions. Key words: mining hydrogeology; mining design; MINE DISCHARGE forecast 中图分类号：X936 文献标识码： A 文章编号：2095-2104（2012） 1.对项目水文地质资料进行解析 解析水文地质资料应着重从以下 几方面着手： (1)矿体与当地侵蚀基准面的关系 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 3 若矿体位于当地侵蚀基准面之上， 地形有利于自然排水，则矿山地下水防 治设计内容比较简单，只需通过平硐将 地下水排出即可。若地形条件不利于自 然排水，则需考虑能否用工程措施将地 下水引往地势较低处自流排出。若矿体 位于当地侵蚀基准面以下且矿区水文地 质条件复杂，则地下水防治设计内容比 较多且复杂，需要考虑地下水的疏、堵、 突然涌水预防等问题。 (2)矿区含水层特征及地下水赋存 条件 矿区地下水主要赋存在含水层中， 含水层的富水性是评价一个含水层是否 富水的指标，含水层的富水性主要通过 抽水试验的单位涌水量 q 值来反映。在 熟悉此部分内容过程中，应当重点掌握： 含水层所处的地质年代、岩 l 生(是否 为岩溶地层)，地下水水位埋深；含、 隔水层的划分及平面分布、垂向展布情 况；断裂带平面分布、空间展布及透、 隔水性特征；地表水体的平面分布及 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 4 下伏含水层水文地质特征；岩溶地层 岩溶发育规律及溶洞充填隋况等。 在岩溶发育矿区，第四系地层的 岩性、厚度及平面分布也是防治水设计 中需要了解的内容。在第四系为松散土 层且厚度较厚的地区，地面由于疏干排 水引起的破坏相对严重；厚度较薄的地 区，地面破坏程 J 变相对较轻。在第四 系为粘性土层且厚度较厚的地区，地面 由于疏干排水引起的破坏程度相对较轻； 粘性土层厚度较薄的地区，地面破坏程 度则比较严重。这是预测疏干塌陷带分 布的重要原则之一。 (3)矿区地下水补给、迳流、排泄 条件 研究矿区地下水补给、迳流、排 泄条件应结合矿区的水文地质边界条件 进行分析，重点了解矿区是否处于独立 的水文地质单元中、矿区地下水与区域 地下水的水力联系、矿区地下水的迳流 条件、地下水排泄区是否会在矿区疏干 期间转化为补给区等方面内容。 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 5 若矿区存在老窿水对地下水的补 给，则需要了解老窿形成时间、分布标 高、规模、充水程度以及与矿体的相对 位置等内容。若老窿情况调查不清，则 需要在防治水设计中做出对老窿水的防 范措施。 若矿区所处区域内有河流、小溪、 水塘、水库等地表水体，则需要了解河 流、小溪的流量、最高洪水位，水塘、 水库的水体规模，地表水体与矿体的相 对位置，地表水体下伏地层的含、透水 性及下伏地层与矿区主要充水含水层的 水力联系，地表水体下伏断裂破碎带的 透水性及破碎带与矿区主要充水含水层 的水力联系等内容。 2.结合采矿设计进行矿坑涌水量 预测 矿山水文地质设计中矿坑涌水量 预测与地勘报告有较大差异。地勘报告 中该部分内容一般只计算含水层的地下 水补给量，计算范围包括所有矿体的分 布范围，一般不考虑开采对地表的破坏 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 6 程度引起的降雨入渗量。最大涌水量的 计算方法也有较大差异，地勘阶段最大 涌水量只考虑地下水位对地下水补给量 的影响，而矿山水文地质设计则要考虑 设计频率暴雨人渗量。 矿坑涌水量的预测工作与采矿设 计密切相关，坑采矿山的中段设置、采 矿方法、顶板保护措施以及露天矿山的 台阶设置、排产计划等都与矿坑涌水量 的预测有关。坑采矿山矿坑涌水量包括 大气降雨人渗量及地下水补给量两部分， 露天矿山坑内涌水量则包括大气降雨径 流量及地下水补给量两部分。 地下水补给量的计算在水文地质 学上有比拟法、解析法、数值法等。一 般金属矿山地下水涌水量计算方法中比 拟法和解析法应用比较多，数值法较少。 比拟法的应用条件是待比拟矿山 的水文地质条件与参与比拟的矿山水文 地质条件类似或相同，运用比拟法计算 矿坑地下水补给量比较方便且实用，这 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 7 需要设计人员在项目前期收集矿区附近 类似矿山的涌水量资料及水文地质资料。 多数解析法涌水量计算公式的假 设条件为含水层均匀、连续、各向同性、 天然地下水位接近水平。在运用解析法 进行矿坑地下水补给量的计算中，大井 法及廊道法的应用比较多。在实际计算 过程中，计算方法及参数主要参考地质 报告，但个别参数需要在专业人员对矿 区水文地质条件的认识基础上，结合采 矿设计进行调整，因此其计算结果与地 质报告会有所差异。 3.矿山地下水防治设计 对水文地质条件简单、无突然涌 水可能的矿山，水文地质设计工作的主 要内容就是预测矿坑涌水量。只有水文 地质条件中等或者复杂、矿区地下水或 降雨人渗水、地表水、老窿水等因开采 可能威胁矿山生产作业安全时，才需要 专门的防治水设计。 矿山地下水防治设计是在正确分 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 8 析矿山水文地质条件的基础上进行的， 尤其是对矿山水文地质边界条件的分析。 总的来说，矿山地下水防治有疏、堵两 个大的方面。 疏就是地下水疏干，将矿区地下 水排出矿区，一般分为全疏干及以疏干 为主、以堵为辅两种方法。全疏干方法 应用于矿坑地下水主要进水通道附近没 有很好的阻水岩体或构造、矿区范围内 都是含水层的条件。以疏干为主、以堵 为辅的方法则适用于矿区范围内分布有 大面积含水层，但在地下水主要进水通 道的局部区域分布有阻水岩体或阻水构 造的条件，在此位置构筑堵水构筑物能 减少相当一部分地下水进入矿坑。 地下水疏干可分为地表疏干、地 下疏干、联合疏干三种方式。地表疏干 又有地表抽水孔、吸水孔、水平疏干孔 等方法，地下疏干又分为巷道疏干、丛 状放水孔疏干、直通式放水孔疏干等方 法。地表疏干在空间布置和时间上安排 比较灵活，可以在矿山开拓前实施，容 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 9 易实现预先疏干。另外该方法与地下疏 干相比，施工工期短，施工条件好，相 对较安全。当被疏干含水层埋藏较浅时 可首选地表疏干，该方式比较常用的是 地表抽水孔疏干方法，但地表抽水孔容 易受采矿活动的影响。为保护井孔结构 不受破坏，疏干孔需布置至采矿错动范 围或者露天境界外 2050m。地下疏干 方式用于地下开采的矿山比较多，疏干 方法多样，相比地表疏干来讲疏干强度 大，效果显著。 在岩溶大水矿山，如果采取 疏干方式进行地下水防治，则应考虑疏 干排水对地表的影响。一般在岩溶地区， 如果第四系松散层发育，则随着疏干的 进行，地表一般会出现塌陷、开裂等不 良工程地质现象。若矿区内还存在地表 水体，则应做好防范地表水通过岩溶塌 洞进入矿坑的工程措施。另外，重要工 业设施要避免布置在岩溶塌陷区内。 堵就是在矿区范围内构筑堵水构 筑物将地下水大部分封堵在采矿范围以 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 10 外的方法，一般采用注浆帷幕的方式， 可分为全帷幕及以堵为主、以疏为辅两 种方法。全帷幕方法是在矿区范围内结 合阻水岩体或构造的分布，在采矿错动 范围外或露天最终边界线外一定距离构 筑注浆帷幕的方法。以堵为主、以疏为 辅是在矿区范围内矿坑主要进水方向上 设置注浆帷幕，阻挡主要进水方向上的 大部分地下水，在次要进水方向上采用 疏干方法。由于注浆帷幕只能堵住大部 分地下水，在矿山开采至一定标高时， 帷幕内外会形成较高水力坡度，帷幕外 地下水仍会有部分渗入幕内，因此还需 在帷幕线内设置一定数量的疏干孔进行 辅助疏干。 构筑注浆帷幕在造价及工期等方 面都比采用疏千方式多，但注浆帷幕一 般能堵住至少 60的地下水，若矿山矿 体埋藏较深，服务年限长，则可为矿山 节省大量的排水经营及维护费用。而且， 帷幕注浆更有利于减弱岩溶地区由于疏 干排水引起的地面塌陷、沉降、开裂等 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 11 不良工程、环境地质问题，进而减少由 于这些问题衍生出的水土流失、生态环 境破坏、矿农矛盾等新的环保、社会问 题。另外，构筑注浆帷幕后可大大减少 矿区地下水的抽取量，保护矿区周围地 下水资源，更符合目前国家正倡导的节 能减排政策。随着注浆技术的发展及帷 幕注浆堵水率的提高，国内越来越多的 大水矿山采用此种方式进行地下水的防 治。 4.问题及建议 由于各方面的原因，目前矿区水 文地质勘探工作很少能按 GB12719-91 规范严格执行，致使不少地质报告的水 文地质部分难以满足矿山水文地质设计 工作的需要。因此矿区水文地质设计者 应一一指出基础资料的不足部分，并提 出一些补救措施和进一步工作意见，对 可能造成安全隐患的问题应特别提醒， 主要有以下内容： (1)若矿区发育有断层破碎带，但 设计阶段勘