淺議裂隙充水礦床相關(guān)問(wèn)題

周來(lái)遜

摘要：裂隙充水礦床在我國(guó)分布相當(dāng)廣泛，許多黑色、有色金屬礦床均與此有關(guān)。例如，前震旦系變質(zhì)巖層中的鐵礦，板溪群變質(zhì)巖層中的鎢、銻、金礦，震旦系硅質(zhì)巖層中的錳礦，第三系紅色砂巖層中的銅礦，火成巖體周邊接觸帶中的多金屬礦等。本文裂隙充水礦床主要特點(diǎn)及水源進(jìn)行了分析，并提出了改善裂隙充水礦床工作的措施。

關(guān)鍵詞：裂隙充水礦床特點(diǎn)措施

前言

我國(guó)礦山淹井事故之多，數(shù)量之大，可謂世界之最，因此提高勘探與預(yù)測(cè)水平，始終是礦床水文地質(zhì)工作追求的目標(biāo)。長(zhǎng)期的勘探與開(kāi)采實(shí)踐表明，相似水文地質(zhì)條件的礦床，具有基本類(lèi)同的充水條件與接近的礦坑涌水量及采后主要水文地質(zhì)工程地質(zhì)問(wèn)題。隨著資料和經(jīng)驗(yàn)的積累，逐漸揭示了礦床所處的內(nèi)外環(huán)境與充水條件，充水強(qiáng)度之間的內(nèi)在聯(lián)系，為在理論上分類(lèi)奠定了基礎(chǔ)。分類(lèi)既要對(duì)我國(guó)復(fù)雜多變的礦床充水條件具有高度的概括，又應(yīng)明確多類(lèi)型的基本水文地質(zhì)特征，同時(shí)不同類(lèi)型之間的界線清楚便于掌握應(yīng)用。

一、裂隙充水礦床及其主要特點(diǎn)

指碎屑巖、巖漿巖、變質(zhì)巖等堅(jiān)硬巖層中的煤和各種金屬非金屬礦。最大特點(diǎn)是礦坑涌水量小。大多分布于山區(qū)，以降雨補(bǔ)給為主，地形有利于自然排泄，地表入滲條件差；除沉積礦床外，多數(shù)分布面積小，以數(shù)～數(shù)十km2為最多見(jiàn)；充水含水蹭是各種脆性巖層的裂隙含水層（帶），富水性較弱。其中對(duì)礦床充水影響較大的有：層狀礦床的脆性巖層中由區(qū)域性構(gòu)造裂隙組成的層狀裂隙含水層；有玄武巖內(nèi)的裂隙——孔洞組成的裂隙——孔隙含水層，以河北土縣張北煤礦最典型，礦坑涌水量2*104m3/d；脈狀礦床的構(gòu)造破碎和巖脈裂隙組成的裂隙含水帶。

裂隙充水礦床礦坑水具明顯的不均勻性，一般沿一定方向的構(gòu)造線成點(diǎn)集中滲入或涌入，而其他方向或地段常常是干的；涌水量與裂隙寬度直接相關(guān)，其中90%較大涌水量均與斷裂破碎帶有關(guān)，若與地表水無(wú)聯(lián)系，均與消耗儲(chǔ)存量為主，來(lái)勢(shì)猛、消失快；礦坑涌水量很小，一般為數(shù)～數(shù)十m3/d，超過(guò)5000 m3/d的不多，且隨埋深減弱和隨季節(jié)而變化，絕大多數(shù)礦床為水文地質(zhì)條件的弱充水礦床。只有當(dāng)?shù)V區(qū)充水?dāng)嗔哑扑閹贤ǖ乇硭畷r(shí)，才會(huì)發(fā)生大量涌水。

研究層狀裂隙含水層的區(qū)域性構(gòu)造裂隙密集帶與寬大裂隙帶的分布發(fā)育規(guī)律及其與巖性、厚度、構(gòu)造部位的關(guān)系；②研究成礦巖脈下礦體與圍巖的裂隙特征、分布規(guī)律；③查明構(gòu)造破碎帶的規(guī)模、分布、力學(xué)性質(zhì)、裂隙與充填狀況及補(bǔ)給條件。

二、礦床的充水水源分析

礦床充水水探包括自然的大氣降水、地表水、地下水及人為的老窯水等，

若礦床充水水抓以大氣降水為主，則其礦坑涌水動(dòng)態(tài)與當(dāng)?shù)亟邓淖兓^(guò)程相一致.具明顯的季節(jié)性和多年周期性變化規(guī)律，這類(lèi)礦床只要掌握了該區(qū)氣候特征.分析其礦坑涌水級(jí)最大時(shí)期，就可以進(jìn)免或減少經(jīng)濟(jì)攝失。

若查明是地表水作為礦并涌水水源，那么就要著地表水體的性質(zhì)和規(guī)模及地表水體與礦體之間巖層的透水性能，礦體距地面水體的水平和垂直距離等。如果涌水水源為常年性大水體，則礦坑涌水孟大而穩(wěn)定；如果是季節(jié)性水體則涌水量隨季節(jié)變化，如果地表水體與礦體之間巖層的透水性不強(qiáng)。則礦坑涌水最大，反之則小；如果礦體距地表水體愈近、垂距越小，則礦井涌水最愈大。反之則小.同時(shí)，采礦方法的影響也必須考慮，以免造成突水事故.查明了這些水文地質(zhì)條件，在考慮排水設(shè)備和投資時(shí)就要予以酌情增減.

如果是貯存于巖層中的地下水進(jìn)人采礦巷道，成為礦并涌水的主要水源，那就要視其含水層的空隙性質(zhì)及富水程度決定礦坑涌水且。若是受裂隙充水的礦床，充水強(qiáng)度就小于孔陳水和巖溶水充水礦床；充水層厚且分布面積廣

者，涌水蚤大，反之則小；當(dāng)涌水是以消耗儲(chǔ)存最為主時(shí)，則排水初期涌水最大，之后水傲逐漸減少，易于疏干，其對(duì)礦井威脅不大；如果以補(bǔ)給童為主，則隨降落漏斗的形成漸趨德定，可成為礦坑涌水的主要威脅。

老窯水鄉(xiāng)屬于酸性的強(qiáng)腐蝕水。能破壞礦山設(shè)備，且這種水突水特點(diǎn)是短時(shí)間內(nèi)大盆涌人礦井，具有很大危害性，遇到以這種水為充水水源，則成本就要提高。

三、裂隙充水礦床工作方法

1、工程地質(zhì)測(cè)繪

（1）確定地災(zāi)發(fā)生的位置、規(guī)模、性質(zhì)及其影響因數(shù)

（2）根據(jù)區(qū)內(nèi)地層巖體物性和各巖體中節(jié)理、裂隙發(fā)育狀況劃分巖體工程類(lèi)別，并繪制各調(diào)查點(diǎn)節(jié)理玫瑰花圖或具控制性構(gòu)造的極射赤平投影圖

2、鉆孔工程地質(zhì)編錄：確定第四系厚度，劃分基巖風(fēng)化層和深部巖體的完整程度，為工程施工設(shè)計(jì)提供依據(jù)

3、坑道工程地質(zhì)編錄：根據(jù)坑道中巖體的堅(jiān)硬程度和完整程度劃分工程地質(zhì)類(lèi)別。提出安全預(yù)防措施。

4、巖體堅(jiān)硬度的劃分：從鉆孔或坑道礦層上下盤(pán)圍巖取樣，飽和單軸抗壓強(qiáng)度小于5KP為及軟巖，5—15KP為軟巖，15-30KP為較軟巖，30—60KP為較堅(jiān)硬，60KP以上為堅(jiān)硬。

四、裂隙充水礦床改進(jìn)措施

從裂隙充水礦床的水文地質(zhì)特征、施工突水的原因及特點(diǎn)和過(guò)于工作的經(jīng)驗(yàn)來(lái)看，該類(lèi)礦山施工突水除增加排水量外，其最大的危害就是進(jìn)一步惡化了突水段的工程地質(zhì)條件，給后續(xù)施工帶來(lái)了極大的不便，影響工程進(jìn)度。為盡可能避免因此產(chǎn)生的損失，應(yīng)吸取以往工作的經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn)，做好以下幾方面的工作：

1、重視裂隙充水礦產(chǎn)地水文地質(zhì)工作，設(shè)計(jì)施工前，對(duì)工程將穿越的地帶應(yīng)有水文工程地質(zhì)剖面控制，對(duì)富水帶的空間位置和不給來(lái)源應(yīng)心中有數(shù)，使主控工程盡量避開(kāi)上述富水帶，更應(yīng)避免開(kāi)溝通地表水體和區(qū)域強(qiáng)含水層的構(gòu)造。

2、如果避免以上情況時(shí)，在相對(duì)富水部位附近施工時(shí)，應(yīng)進(jìn)行超前探水工作，并做好突然涌水后的各項(xiàng)強(qiáng)排水設(shè)備。強(qiáng)排水后應(yīng)及時(shí)教官，避免坑道長(zhǎng)時(shí)間浸泡，以免進(jìn)一步惡化工程地質(zhì)條件。

3、發(fā)生充水后，要及時(shí)分析查找突水的原因。對(duì)于地表水體的穩(wěn)定流量較大或溝通區(qū)域強(qiáng)含水層的突水情況，不適宜采取強(qiáng)制措施，應(yīng)采用在來(lái)水方向采用局部排水、疏干工程攔截進(jìn)入主控工程的地下水流或局部注漿等措施，從而改善主控工程的施工條件。

參考文獻(xiàn)

[1]周彥章；山東夏甸金礦床礦井涌水機(jī)理構(gòu)造控制模式研究[D]；吉林大學(xué)；2007年

[2]張忠永，趙國(guó)強(qiáng)，郭建軍；金翅嶺金礦礦床涌水來(lái)源分析[J]；遼寧工程技術(shù)大學(xué)學(xué)報(bào)；2003年S1期