礦區水文地質特征及防治水措施

杜獻

摘 要：地下水對礦山開采有著重要的影響作用，做好礦區施工中的地質勘探就顯得非常必要。加強對礦山水文地質及水綜合防治工程不僅有利于實現防治水的效果，也有利于整個礦區施工的安全。該文針對礦區水文地質特征及防治水措施進行深入探析，通過近些年的水文地質情況報告和礦區的實地勘察數據，將礦區水文地質的具體特征，進行統一整理與歸納;剖析了地質災害原因的各種因素并結合工作經驗與相關文獻，提出地表水的、開礦水、承壓水等防治措施，筆者希望該文能夠為提升礦山安全生產提供幫助。

關鍵詞：水文地質特征;防治水措施; 沙土液化現象

中圖分類號：P641? ? ? 文獻標志碼：A

0 引言

該文結合某礦區實際開采情況，從礦區水文地質、地表塌陷、礦區防治水措施等多方面進行分析。

1 礦區水文地質特征

根據礦區近些年的水文地質情況和對實地勘察，筆者發現該礦區的主要特征是巖溶含水層充水;因地下水和礦床巖溶含水層有著緊密的聯系，礦床受巖溶層發育狀態、巖溶縫隙特點及巖溶特性結構等因素的影響，會導致礦床地下水賦存情況存有明顯差異，再加上礦山的礦層與巖溶之間，也有著不同的層次區分，導致巖溶富水情況和其充水水位受其影響十分顯著。礦區內構造情況和礦山規模決定著礦床賦存地帶和青箬與巖溶成長的狀態等都有著關鍵性的影響。礦區地下水的補給工作，主要是以大氣降水量的方式進行，礦區巖層豎直運動是巖溶縫隙上方地下水運動方式，礦區地下水在花崗巖上進行滲透時，其運動狀態才呈現為水平特征。花崗巖因為其本身特別堅硬，所以其形態會對地下水流動，有著控制作用。花崗巖存在存在多個相比較突出的情況下，形成此區域局部某位置的分水嶺，在這情況下巖溶含水層系統整體形成后，會在各個板塊之間出現獨立的特征。礦區的地下水存在于大多數礦床賦存的水文地質單元內，礦區礦井涌水量的突出特性，會引發突水事故，很難準確對該礦區內突水事故進行預測，再加上礦區的開采疏水方式，較為煩瑣復雜。礦區天然形成的斷裂帶、人為開采造成的裂痕與導水陷落柱等因素，使礦井涌水起到疏通作用。與此同時，人為的勘探打鉆孔以及部分巖溶脫落，也可以為礦井中涌水提供重要作用。

礦區巖溶洼地上方會存在第四系覆蓋，這些覆蓋會極大地影響大氣降水對其進行滲透。然而礦區中巖溶裂痕出比較突出的裸露部分，大氣的降水可以通過這些裂痕進行滲透。巖溶裂痕溶洞之中，地下水的滲透方式主要是垂直滲透，由花崗巖存在時，地下水則呈現橫向運動分布在各個接觸帶位置，同時，其滲透下的水流特點是管狀特點。

2 造成地質災害的水文地質因素

導致地質災害中水文地質的成因有4種。

2.1 礦區地下礦物層穩定性失調

由于我國地域幅員遼闊，每個地域地質結構以及水文條件都各不相同。當水流匯集到一起之后，水流速度逐漸加大，水流動力也會逐漸增加，當水流動力達到一定值，就會導致水平衡失效現象發生。

2.2 沙土液化現象導致地質災害發生

沙土液化現象就是沙土緊密程度有所變化，從原本固體狀態變為松散的狀態。導致沙土液化的原因有多種，其中水文因素是導致沙土液化的主要成因。大自然中地震的破壞力是有目共睹的，所以在地震過后地質結構中會有諸多含水量較高的沙粒和粉末狀物質相互參合，進而導致沙土液化現象。松散的土粉與一些含水量高的物質參合在一起后，就會形成類似洪流不斷地向下流淌，不斷地沖刷礦區地下礦物質最后形成空洞，而且空洞還會逐漸的變大，這樣就極易導致塌陷發生。

2.3 水文因素造成地面沉降

人們的過渡開采，是地質災害發生的重要原因之一，我國地下水資源并非取之不盡，用之不竭。由于部分開發商對地下水的過度開發，會使礦區地下水位出現下降的現象，為礦區安全生產埋下隱患，地下礦層空間的壓力變小，情節嚴重就容易出現礦區塌陷的情況。

2.4 地基變形因素

地基是保障礦區安全及生產的重要基礎設施，地基的變形多是受水文因素的影響，導致建筑穩定性能大打折扣。因此，礦區的地基經常會選擇軟土建造，雖然軟土的硬度不足，穩定性方面也遠比不上其他材料，但其侵蝕防護能力較強，手地下水影響較低。雖然礦區地基軟土有良好的抗水壓力，但小孔中仍然存在水壓力，影響地基的穩定性。

3 礦區治水對策

做好礦區治水是一項綜合性的工作，要想實現科學合理的治水，必須要充分結合現有的技術條件、礦井的水文地質條件等，通過對各種因素實現綜合考慮和分析，結合工程的實際情況，以預防為主防治結合為主的原則進行治水。

3.1 地面防治水措施

為了更好地做好預防礦井水災工作，地面防治水是重要的防線，也是第一道防線。礦區地表水系主要是通過大氣的降水實現補給，因此，要充分掌握地表水的性質特點以及相應的變化規律，充分結合礦區實際的地形地貌自然條件、氣候條件等因素，結合工程的實際情況制定科學合理的防治水措施。在采用井下機械強制排水時，還應該注意一些問題，包括防止井口灌水、地表滲水、地面積水以及充分做好雨季前的防汛安排工作。

3.1.1 做好礦井水文地質工作

做好礦井水文地質工作是礦井生產和建設安全進行的重要保障，應該不斷掌握詳細的水文地質資料，以資料為根據制定詳細的礦山防治水措施。

3.1.2 做好水文觀測工作

為了更好地達到礦區防治水的目的，做好水文觀測是重要的工作，也是必要的手段，水文觀測常見的措施有3個。1）做好水文觀測，首先要掌握科學詳細的水文地質資料，充分考慮到氣象、降水量分布和補給排泄等影響因素，考慮分析洪水泛濫的形成及影響因素。2）在礦區內部，利用先進的技術設置水文觀測孔，對水壓、水位以及水量的變化進行嚴密的監測和觀察，總結變化的規律，明確礦區內部多種水的來源以及相互關系。3）礦井涌水量也是觀測的要點，要重點監測并總結季節變化的規律。

3.2 井下探水

井下探水是做好礦區治水工作的重要舉措。應該在堅持有疑必探、先探后掘的原則下進行，充分做好安全評估工作并采取相應的安全措施。重視平時的日常演練和積累，建立健全處理井下探水突發事故的應急預案并加強演練，提升處理應急突發事故的綜合素質能力，一旦發生重大事故能做到及時有效的處置，將危害程度降低到最低。井下探水的風險比較高，在施工前應該充分考慮到多種綜合因素的影響，啟動周全的應急預案，將風險降低到最低。

3.3 井筒掘進防治水措施

由于此工程第四系地層中砂礫石含水層厚度較大，含水豐富，凡是穿過第四系的礦井施工，應打工程孔驗證第四系地層厚度及含水情況，采用凍結法施工，第四系地層全程凍結。

4 結論

礦區防治水是一項綜合性的工作，涉及的內容廣泛，需要充分考慮到各個環節才能將工作落實到位。根據上述防治水的分析，得出如下結論。1）目前某礦床開拓至-570 m礦坑平均涌水量為9 904 m3/d，最大涌水量為10 828 m3/d;北金召北礦床開拓至-430 m 礦坑平均涌水量為4 504 m3/d，最大涌水量為5 188 m3/d。2）加強基建和生產期的水文地質工作，對礦區水文地質條件不清地段，必須堅持“超前疏干排水”的原則。3）礦山應繼續加強對礦坑排水的監測，對資料隨時整理，發現異常，及時采取應對措施，以防意外事故發生。4）礦山在巷道開拓過程中，要盡量避免鉆孔問題，防止涌水事故的發生，如果不能避免，要充分考慮好多種因素，建立健全應急預案，將風險降低。

總之，礦區水文地質有著自身獨特的特征，為了更好地做好防治水工作，在實踐的過程中一定要充分結合工程的實際情況，包括施工前、施工現場、施工后的勘察，認真分析造成地質災害的水文地質因素，并及時采取有效措施，切實保證防治水工作落到實處。

參考文獻

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