基于礦山水文地質特征研究水害的防治措施

樊 波

（昆明有色冶金設計研究院股份公司，云南 昆明 650000）

礦山安全問題始終是礦山公司管理層和廣大一線職工共同關注的焦點，近年來關于礦山突水事故的報道屢見不鮮，其中既有客觀方面原因，如地質災害等，更多的則是主管方面的原因，如預測預報工作未及時開展、水害特征識別能力不強等。為了杜絕礦山水害事故的發生，最基礎的工作就是要結合礦區自然環境，開展水文地質特征的調查與分析，查明可能引起水害的原因，進而通過實際工作提高預防能力，一來是最大限度的降低水害發生，二來也能夠在發生水害事故后，采取有效應對措施，將損失降到最低。

1 礦區水文地質條件分析

（1）地表水。在基巖裸露區大氣降水可以直接補給基巖地下水，不過其補給量十分有限；大氣降水主要補給第四系孔隙潛水，然后再轉補給老空水或通過基巖風化裂隙、冒裂裂隙滲入礦井淺部的采空區。礦井范圍無常年性地表水體，故地表水不是礦井充水水源。僅在洪峰期，地表洪流對淺部采巷有少量充水作用，但其時間短暫，充水量非常微少。

（2）地下水。奧陶系中統溶裂隙含水層(中等含水層)。礦區東部有出露，巖性主要為石灰巖、角礫狀灰巖、泥灰巖等，巖溶裂隙發育程度隨埋深的增加而逐漸趨弱，一般淺埋區富水性強。區內水力坡度為2.66‰，石炭系上統太原組砂巖裂隙及巖溶裂隙含水層(弱含水層)。裂隙發育相對成熟，為地下水滲透提供了良好條件，導致礦山地下水容易富集，是發生礦山水害的一方面重要原因。

（3）水文環境。礦山坡度較大，加上表面植被較為完好，因此一般降水會有大部分被地表植被留存，并轉化為地下水。同時，受到礦山巖層發育的影響，這部分地下水也容易滲漏導致礦坑涌水量增加，有明顯的季節性變化。另外在一些塌陷的礦坑中，也會因為積水留存而導致水害發生概率上升。

（4）水化學特征。根據取樣分析結果，礦區地表水礦化程度偏低，屬于中水；但是地下水的礦化程度則相對較高，并且從性質上來說屬于硬水，含有較多的鎂離子、鈣離子等。從酸堿性上來看，礦區水呈弱酸性，PH值大約在5.5～6.5之間。

2 礦山水害因素分析

（1）自然降水。該礦山所在區域為典型的季風氣候，夏季雨水較為集中，在雨水較多的月份，地表水和地下水豐富，并且在一些塌陷區形成了積水。同時，結合前期地質勘查結果可知，礦山位于斷裂構造帶上，巖層裂隙發育成熟，這就為地表水及淺層地下水的滲透提供了條件，導致礦坑充水，不僅影響了礦山作業的順利開展，而且也帶來了嚴重的安全隱患。

（2）采空區積水。該礦山的開采年限較長，受到礦山地質結構等方面因素的限制，礦山內部采空區數量較多，其中一些由于開采效率低下、效益不好已經廢棄。目前仍在使用的一些采場，也存在排水系統不完善等問題，這些都會增加采空區積水的概率。例如，在廢棄的巷道中，受到地下水匯集作用，巷道中充滿了地下水。這些地下水由于長期無法排干，逐漸滲透進入到其他的新巷道中，容易引發突水事故。

3 礦山水害的防治措施

（1）嚴格按照相關規范和原則開展水害防治?？紤]到礦山水害的突發性和嚴重危害性，要求管理部門必須要結合礦山實際情況和安全生產需要，制定完善的《礦山水文地質規程》、《礦山防治水工作條例》，從而為現場水害的提前預防和應急處理提供必要的指導。對于這些規范文件，還應當盡快落實下去，切實提高現場作業人員的安全意識和應對能力。例如要定期開展礦山水害模擬演練，通過這種方式切實提高礦山工作人員識別突水征兆、有效處置突水災害的能力。

（2）加強組織領導，提高水害防控能力。礦山水害的預防和治理，不僅是一項技術性極強的工作，而且還離不開礦山管理人員的高度重視和組織領導，以確保水害防治工作能夠在統籌規劃下順利開展。要重點做到以下幾方面工作：首先，落實管理責任，實行“礦山水害防治第一責任人”機制，以礦長作為第一負責人，統籌做好礦山水害防治工作。同時，成立“礦長-中層管理-班長”三級管理體系，確保水害防治工作能夠有條不紊的開展下去。中層管理人員要負責對部門制定的一些條例、制度的落實情況，進行定期的檢查和監督。

（3）運用現代技術手段做好預測預報工作。礦山水害具有突發性的特征，因此做好提前的預測預報就顯得十分必要。要重視現代技術手段的靈活運用，例如安排專人定期對礦區的線路、設備等進行檢查，以便于動態掌握其工作情況，如果有安全隱患或質量問題可以第一時間發現，確保了礦山各項作業活動的安全開展。另外，要加強對礦井涌水量的檢測，一旦發現涌水量異常，需要立即查明原因，并實施應對方案。建立水害自動報警機制，可以第一時間識別異常情況并發出警報，一方面可以提醒一線職工盡快撤離，確保人員安全，另一方面也有利于技術人員排查水害隱患，將損失降到最低。

（4）根據水害類型做到針對性的防治。因為礦山水文地質的差異，導致礦山水害的類型也不盡相同，這就需要在落實水害防治工作時，也要堅持針對性的原則，用更低的成本，取得最優的水害防治效果。對于地表水，需要進一步完善地面排水系統，根據礦山所在區域的氣候條件，提前在雨季到來之前，檢查一遍地面排水系統是否完好，如果有堵塞等問題，要提前進行故障排除，以確保排水系統順利運行。對于斷層問題引起的水害，需要結合前期勘查結果，在采掘過程中避開斷層。如果不能避開，也需要采取安全技術措施，保證礦山作業安全。

（5）帷幕注漿堵水。礦山防治水方法一般分為三種，即疏、堵、避，實際應用中往往采用一種方法為主，其它方法輔助的綜合防治方案。近年來，巖溶金屬礦床防治水技術發展很快。地面帷幕注漿是在礦區主要進水方向采用系列鉆孔注漿的方法，用一定的壓力將漿液材料壓到含水層的巖溶裂隙中，經固結后減少裂隙的體積和過水斷面，以截斷地下水進入礦坑的補給源。帷幕建成后，可攔截礦區側向徑流補給，預計能減少礦坑85%以上的涌水量，節省大量排水費用。

4 結語

礦山開采中，做好水害的提前識別和有效防治，是保障現場作業安全和維護公司效益的重要因素。礦山水害問題與礦山水文地質特征有直接的聯系，這就要求相關工作人員要能夠提前通過地質勘查工作，掌握礦山所在區域的水文地質特征，制定水害預防和應對方案，加強作業人員安全培訓，做好水害的預測預報工作，保障礦山安全生產。