某地下大水礦山防治水方案

王京合

(浙江巨化化工礦業有限公司， 浙江 龍游縣 324403)

某地下大水礦山防治水方案

王京合

(浙江巨化化工礦業有限公司， 浙江 龍游縣 324403)

針對某地下大水礦山水文地質條件，采用地表截洪溝、錯動帶內排入加入隔水粘土的廢石等防治水措施，結合井下采準巷道在最低開采水平-520 m中段施工放水硐室、叢狀放水孔等礦坑地下水疏干措施，確保了井下開采安全。

大水礦山；防治水；放水硐室；放水孔

某鐵礦礦體埋藏深度為500～650 m，礦體賦存較深。礦山以裂隙-孔洞充水為主，屬中等復雜礦床。經估算，開采最低水平-520 m中段礦坑最大涌水量可達47097 m3/d。這對礦山安全生產造成了極大威脅，必須采用地表防治水結合地下疏干對礦山涌水進行控制。

1 礦區水文地質條件

礦區地處丘陵地帶，屬丘陵崗地地形，海拔一般+10～+50 m，南部與低山丘陵連接。區內地勢波狀起伏，總體上較為平坦，與北部沖積平原連接。區內最低地表排水基準面標高為+8.5 m。

區內雨量充沛，地表水體不發育，主要為零星池塘及谷地沖溝。

1.1 主要含水、隔水巖組

(1) 松散巖類孔隙含水巖組(Qedl+pl)。由第四系全新統殘坡積、洪積成因的粘土、亞粘土組成，普遍有碎石。分布于礦區的北部平坦地帶和山間谷地。含孔隙水，水量微弱，泉流量0.014 L/s。

(2) 火山碎屑巖、熔巖類孔洞-裂隙含水巖組(J3l2-J3l1)。主要由龍門院組上、下段角閃粗安巖、凝灰巖、凝灰質粉砂巖組成，厚度大、分布廣。巖芯破碎，沿裂隙面斷續發育孔洞，洞徑0.2～0.5 cm。該巖組富水性較強，為礦坑主要充水含水層。

(3) 碳酸鹽巖類巖溶-裂隙含水巖組(J2l23a-J2l23b)。主要由羅嶺組泥質粉砂巖、灰巖、磁鐵礦等組成。該層為含礦層位，巖芯斷續破碎，呈塊狀、碎塊狀，局部呈粉砂狀。裂隙不發育，孔洞零星發育。

(4) 其它巖漿巖類隔水組(ξ、Qξ)。由正長巖和石英正長巖組成。該層富水性極弱，為礦體底板相對隔水層。

1.2 礦區地下水補徑排條件

礦區處于區域地下水排泄區或徑流、排泄過渡地帶，且基巖含水層傾角較緩，在南部山區和礦區北部均有基巖出露地表，因此礦區地下水主要受南部山區大氣降水入滲后的徑流補給及北部基巖裸露區大氣降水入滲補給。

天然狀況下，地下水流主要受地形控制，自南向北徑流，以泉形式排泄到第四系松散層、地表，并隨地表水排出礦區。礦區水文地質條件屬以裂隙-孔洞充水為主的中等復雜類型。

1.3 礦坑地下水涌水量預測

依據礦區水文地質概化模型及相關水文地質參數，采用地下水動力學“大井法”估算最低開采水平-520 m中段礦坑地下水正常涌水量；雖然礦體埋藏較深，礦體上伏巖層厚大，但礦山采用崩落法采礦，故仍在采礦崩落范圍內估算20年一遇最大24 h暴雨入滲量。經估算：

(1) -520 m中段地下水正常涌水量為29380.1 m3/d；

(2) -520 m中段以上采礦錯動范圍內20年一遇最大24 h暴雨入滲量為17716.9 m3/d。-520 m中段礦坑最大涌水量為正常涌水量與暴雨入滲量之和，即47097.0 m3/d。

2 地表防治水措施

地表錯動范圍內僅有幾個孤立小水塘，礦區西面山體綿延，其匯水對錯動帶有較大影響，設計沿礦區西南面設置一條截洪溝，將上游山體雨水排往小溪流。

在錯動帶內，地表未破壞情況下，大氣降水由于地形條件會以徑流方式自流外排。考慮到擬采用無底柱崩落法采礦工藝，未來生產中將會引發地表局部塌陷、產生裂縫，致使暴雨地表水、泥沙灌入地下采場，故在生產期間，必須加強錯動帶的安全管理，當出現較大陷坑或裂縫時，應待其穩定后填拋坑內排至地表的廢石，并加入適當的隔水粘土，防止或減少地表降水的下滲。

3 礦床地下防治水措施

3.1 礦床疏干的必要性

礦床埋藏較深，礦坑地下水涌水量較大，為防止井下突水、改善井下采掘作業條件，有必要事先采取疏干措施，對礦床地下水進行預疏干。

3.2 疏干方式的確定

根據礦床埋藏條件、含(隔)水層特征及礦床充水因素等水文地質條件，礦床不宜采用地表疏干方式，宜采用地下疏干方式進行預疏干。結合井下采準巷道采用放水硐室、叢狀放水孔進行礦坑地下水疏干。

3.3 疏干工程布置

-520 m中段為最低開采水平，布置有水泵房、水倉，地下水匯集水倉，經水泵排至地表。疏干工程布置選擇-520 m中段，結合-520 m中段采礦環行運輸開拓巷道，沿環行運輸巷道每隔50～80 m，在其兩側布置一個放水硐室，每個硐室規格為：4.5 m×2.5 m×2.5 m，每個硐室施工3個放水孔，其中1個水平放水孔、1個與水平成30°角的斜孔和1個垂直放水孔，其開孔直徑為110 mm，終孔直徑為76 mm，平均孔長為90 m。視坑道放水水量及水位情況，暫布置15個放水硐室。被叢狀放水孔放出的礦坑地下水將通過放水巷道、采礦運輸巷道流入-520 m中段水倉，最終由水泵揚送至地表，供生產用水。

另外，在礦區范圍內還布置了5個地表觀測孔，對礦坑地下水水位進行監測，其開孔直徑為135 mm，終孔直徑為90 mm，平均孔深345 m。

4 結 語

礦山應加強礦區生產水文地質工作，堅持“預測預報、有疑必探、先探后掘、先治后采”的原則。井下開拓時，應堅持超前探水，防止井下突水，并在井下重要設施通道上修建防水閘門，確保井下開采安全。

地下疏干方式優點為可結合開拓和采準巷道布置疏干、放水巷道，適應性強，疏干強度大，疏干效果好，并可大大節省疏干工程投資。其缺點為：井下巷道施工時一定程度上受到地下水的潛在威脅，施工勞動條件較差。

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