試論礦山地下水防治措施

摘要：本文通過介紹幾種較為可行的礦山地下水防治措施，論述現代社會存在的新方法、新科技、新手段。希望通過本文的論述能夠給其他礦山地下水防治工程提供一些參考。

關鍵詞：礦山；地下水；防治；措施

一、礦山地下水災害的主要表現形式

礦山地下水災害的表現形式主要有以下幾種：

（一）礦井突水。礦井突水是因井巷、工作面與含水層溶洞、溶穴、陷落柱、構造破碎帶等接近或溝通而突然產生的出水事故。礦井在掘進或工作面回采過程中，破壞了巖層天然平衡，周圍水體在靜水壓力和礦山壓力作用下，通過斷層、隔水層和巖層的薄弱處進入采掘工作面，形成礦井突水。礦井突水這一現象的發生與發展有一個逐漸變化的過程，有的表現很快一、二天，有的表現較慢采掘后半個月或數日，這與工作面具體位置、采場地質情況、水壓力、礦井壓力大小有關。在采礦過程中，由于地下水大量涌入礦山坑道，往往使施工復雜化和采礦成本增高，嚴重時甚至威脅礦山工程和人身安全。由于其發生突然和出水量大的特點常常影響生產或淹井，而且突水后還要負擔巨大排水費用，采礦和礦井安全都受到嚴重威脅，有時候甚至會造成直接的礦區報廢，不能繼續開采，給經濟和資源利用方面造成嚴重的損失。

（二）地面塌陷。巖溶礦床疏干排水后，地表往往產生塌陷，煤炭、金屬、化工及核工業等礦山都存在這樣的例單個塌陷的空間體積最大達5萬m3，塌陷影響范圍大者可達數十平方公里；塌陷點數量一般在數百個以上，多者可達數千個。塌陷對礦山建設及周圍環境的危害極大，塌陷發展到水域區，會增加礦井地下水的補給，影響采礦作業正常、安全進行；塌陷還會造成大面積范圍內的工民用建筑、交通、農田、水利設施和區域環境破壞，并呈日趨嚴重之勢。水口山鉛鋅礦、凡口礦、銅錄山礦、安慶銅礦、新橋硫鐵礦大廣山鐵礦等均遭受過塌陷之苦。

（三）破壞水資源。疏干排水為礦山主要防治水手段時，礦坑即成為所處地下水單元的最低排泄區，從而改變了天然地下水流場，不僅補給區的地下水不斷補給礦坑，而且排泄區的地下水或地表水又反向補給礦坑。同時，通過地下水分水嶺外移及地面塌陷等又產生新的補給源，當礦坑排水量大于地下水單元的補給量時，礦區地下水流場平衡關系即被打破，導致地下水位不斷下降，甚至水資源枯竭（停采后也很難恢復）。其后果是地貌景觀改變，泉、河斷流，礦區工農業生活用水得不到保證。如濟南鐵礦疏干奧灰水，曾使泉城的趵突泉斷流；王鳳煤礦對奧灰水進行大口徑群孔抽水，造成礦區缺水，居民用水十分緊張。

（四）井下泥石流。礦床疏干或巷道揭露破碎帶時，常伴有泥砂隨水涌入礦井，發生泥石流事故，它不僅摧毀設備甚至可能造成人身事故。如煤炭壩礦多次發生泥砂沖潰現象，最大一次泥砂量達8000m3；高峰錫礦、三山島金礦也因巷道直接揭露斷裂破碎帶而發生流砂潰入礦井事故。大水孔隙礦床也易發生流砂沖潰，如姑山鐵礦在一次突水管涌以后，曾產生流量達300m3/h的泥石流。

（五）其它水害形式。

1、滑坡。露天采礦時，由于流砂、淤泥層、斷裂等軟弱結構面的存在，在地下水滲流潛蝕作用下，易導致邊坡不穩，產生滑坡。如姑山鐵礦、石錄銅礦均發生過滑坡事故。

2、片幫、崩落。巷道、采場遇含水的松散巖體或有軟弱結構面的巖體時，在地下水的動水壓力作用下，巷道側幫、頂板易發生片幫、崩落事故。

3、海水入侵。海邊采礦時，在含水構造的導通下，易發生海水入侵現象，從而破壞水源地。如三山島金礦總涌水量中，海水即占60%以上。其它如酸水、熱水涌入礦井導致的水害，也應引起高度重視。

二、礦山地下水害的防治措施

由于礦山地下水害已經給人們的生產生活造成了極大的損失，所以近年來相關科研人員致力于提供更良好的防治措施、提供更有效的疏導辦法等。近年來越來越多的新技術新方法出現，已經讓礦山地下水害的防治工作有了突破性進展。

（一）疏干技術控制：這項技術是在能夠保證礦山正常施工的情況下，將不排、少排、晚排地下水，因為地下水的排出會造成地下水壓力變化、地下水位變化、土壤含水量變化等一些列危險變化，這些變化相互作用時，極易造成突水淹井、地表塌陷等問題。所以通過對疏干技術的控制，進行降壓疏干、控制疏干等可以有效降低水害對礦井的危害。

（二）拋碴注漿治理淹井技術：此項技術適用于已經發生突水淹井危害的礦井，通過在礦井底部拋入石塊并且注漿進行隔離，使礦井與水源隔離開，然后對礦井內的水進行排出處理。對于水平礦井可采用鉆孔后拋渣注漿的方法來實現礦井與水源隔離的目的。進而恢復礦井的施工和開挖工程。

（三）深井高壓涌水注漿技術：由于礦井深度較大，一般水壓會超過淺井幾倍，這是往往常用的注漿技術難以取得很好的效果。此時，通過誘導鉆孔方式先進行泄壓，然后在鉆孔處再進行高壓灌漿進行封堵，可以很好的實現深井中出現的水害問題。

（四）帷幕注漿截流技術：對于大型礦山、大產量礦山等，可采用此項技術，因為此項技術的投資較高，另外封堵率較低、針對性不強等缺點造成此項技術在現在的礦山建筑事業中無法取得立足之地。

（五）井下頂板帷幕注漿技術：此項技術是對帷幕注漿截流技術的改進和增強，通過相關技術材料和相關技術指標的改進，能有效的節約在施工過程中的資金問題。讓更多中小型礦業有能力引進這項技術，來治理涌入水量較大的礦井。當然此項技術也存在著諸多問題。例如，施工相關人員素質要求高，施工相關機械造價高、施工相關技術重點難點多等問題。

（六）地面塌陷防治技術：地面塌陷問題是疏干過后，礦山地面極易出現的地質情況。然而對于地面塌陷的防治技術一直以來沒有一個比較良好的手段。對于有能力的礦山企業，可以在采用帷幕灌漿技術的同時，充分回填廢石、廢渣來控制地面的塌陷，但是對于相對中小型企業，難以負擔這些費用。對于不能采用帷幕灌漿法的礦井，要在進行水害防治的過程中通過控制各方面技術來達到預防地面塌陷的目的。例如，控制水流速度、優化開采設計方案等方法。

（七）井下泥石流防治技術：在礦井這種狹小空間內，如果突然發生泥石流，極易出現重大事故。所以對井下泥石流防治，也是礦山地下水害治理的重要部分。對于泥石流防治，主要采用預判預施工法和工程治理法。

三、礦山地下水害防治方式的選擇要點

上文敘述了礦山地下水害的主要表現形式以及部分比較有代表性的礦山地下水害防治技術。對于部分礦山來說如何選擇更好的技術來治理礦山地下水害，下文將進行要點分析。

首先，相關工作人員應該根據礦山規模進行選擇。礦山地下水害的治理技術不是所有礦山都適用，部分礦山由于礦井生產能力有限，無法負擔高昂的防治費用，那么就有些本末倒置了。

其次，相關工作人員應該根據地域不同來選擇適合的地下水害防治措施。對于某些地域，地下水來源比較少，但是地下水儲量較為穩定。

再次，相關工作人員應該根據地下水害類型來選擇防治措施。當然對于某些所有礦山礦井都共有的水害形式，可不在此項考慮。

總之，在礦山地下水害的防治過程中，優秀的防治方式是必要的。但是，在對于水害分析上，相關工作人員應該多下功夫，因地制宜、因礦制宜、因果制宜，才是正確選擇礦山礦井地下水害防治措施的方法。