礦區水文地質特征及防治水措施研究

王 斌

（甘肅省地質礦產勘查開發局第四地質礦產勘查院，甘肅 酒泉 735000）

本文結合某礦區的實際情況，從礦山水文地質特征、地質災害成因、礦水害防治對策、地表塌陷的防治技術等方面進行分析。

1 礦山水文地質特征

結合礦區的近年來的水文地質情況以及工作區域的實際勘查，發現該礦床以巖溶含水層充水為主要特征[1]：

巖溶情況與地下水有著重要的影響，由于巖溶發育程度以及裂隙特征和巖性結構等因素的影響，導致地下水賦存情況存在很大差異，礦層和巖溶之間有著明顯的層位劃分，所以巖溶富水情況和其充水水位受其影響比較明顯。區內的構造以及規模大小對卡礦床賦存地帶的構造以及富水青箬和巖溶發育情況等有著重要的影響。地下水的補給主要通過大氣降水量進行補給，垂直運動是巖溶裂隙上部地下水的主要運動形式，這些地下水在花崗巖位置上金滲透之時，運動情況才表現為水平特征，花崗巖的形態對其流動方向起著明顯的控制作用。花崗巖體在存在幾個相對突出的情況下，形成該區局部位置的分水嶺，這些巖溶含水系統形成之后，在塊短之間呈現獨立特征[2]。地下水在區內很多礦床大量的賦存于水文地質單元之內，所以礦井涌水量在其中非常突出，造成礦區內存在非常多的突水事故，難以準確地對區內突水情況進行預測，開采過程中良好疏水措施非常復雜。礦區內形成的一些自然斷裂帶以及人為采礦形成的裂隙與導水陷落柱等為礦井涌水提供了通道作用，同時人為勘探鉆孔以及一些巖溶塌陷，也成為區內礦井涌水的主要通道。礦山的地層情況以及地貌情況，對該區地下水起著重要的控制作用，尤其地下水資源，受區內斷裂構造以及溶洞暗河控制非常明顯，依照地層控制情況進行分析，地下水主要富集在花崗巖接觸帶的層位之上，特別是這些巖石出現傾覆或者凹陷、凹槽等區域更利于地下水的富集。巖溶洼地之上存在松散的第四系覆蓋，這邊會影響大氣降水的滲漏。而巖溶裂隙比較發育的裸露型巖溶區，大氣降水可以通過這些裂隙快速的進行下滲，巖溶裂隙溶洞之內，地下水的運動方式主要為垂直特點，由隱伏花崗巖體存在時，地下水則呈現橫向運動特點分布于接觸帶的位置上，同時，其水流特點呈現管狀特征。

2 地質災害成因

地裂縫：區內基巖頂面，在強烈的溶蝕作用下，表現為非常起伏的特點，以至于在結構上上覆土層呈現非常不均勻性的特點，拱起的基巖面土層逐漸變薄，尤其是粉質粘土以及軟塑狀的粘土這厚度會更薄，同時還存在尖滅現象。由于不同厚薄的土層，其沉降情況也存在很大不同，向上拱起的基巖面，一般沒有較大沉降，所以在這些位置，便會有拉張應力出現，從而造成土層發生分裂，發育成裂隙。

地面塌陷：裂隙巖溶水在灰巖中，受礦山排水作用的影響，其水位不斷下降，致使壓密沉降特征在溶洞充填物上非常突出，有空腔形成于溶洞上側，如此一來，分布于這些區域的土層，原來的支撐作用便會消失，同時還有其他物質在裂隙形成過程中在其中進行充填，也有一部分真空狀態存在于空腔之中，能夠真空吸蝕分布于這一區域的土層。而且因裂隙巖溶水，有著水位下降速度快的特點，而土層滲透性對空隙水滲透影響較大，以至于在上覆土層中呈現較慢的水位下降速度，這便有水頭差存在于其中，引發滲透坡降，同時潛蝕作用也對分布于此區域的土層造成一定影響，由于對這些土層造成突出的擾動作用，其土層支撐力下降，溶洞內便不斷有土顆粒流入發展成土洞。由于地下水位的不斷降低，土洞便慢慢的發展向上，土層厚度越來越薄，由于自重應力等多種因素影響，極易導致地面塌陷，所以巖溶塌陷是區內的主要塌陷特征。

3 礦水害防治對策

（1）地表水防治。①對于地表水體進行定期開展詳細調查，同時分析區內河流情況，以及回采過程中引發的塌陷問題，廢棄井與河床裂縫等，在多雨時節來臨之前，對裂縫進行充填，避免地下水的入滲。②針對地下水情況設置有效的防治方案與技術規范，針對地下水情況設置有效的防治方案與技術規范，工程師應當對防治水方案進行嚴格把關，同時上報集團公司，得到批準后才可具體應用。③礦區開采過程中，應當對《年度雨季“三防”計劃》進行嚴格遵守，科學合理地進行護坡加固和清理水溝，做好防滲和防洪工作。

（2）開礦點水防治。①和周邊的一些采礦點進行定期圖紙交換，對開礦點的具體情況進行實際測量，對鄰近礦點涌水問題進行結合分析。②針對于一些存在較大隱患礦點開采過程中，應當針對水患問題制定科學合理的水情報互通制度，并針對水患問題制定相應的防止措施。③有效監管礦界防水柱，依照臨近礦井水文地質情況以及圍巖特征與開采技術手段礦層賦存情況的進行充分綜合分析，充分的保留防水柱。④對實際了解到的采掘情況進行充分分析，同時也不能放過有關人員在此方面提出的一些看法和認識，并在采礦工程采掘平面圖中進行標注。⑤加強采礦工作人員的培訓工作，使其能夠更好的判斷透水預兆。

（3）承壓水防治。①堅持技術管理法：不僅要抓宣傳工作，還要更好地落實培訓工作，對組織結構進行不斷完善，加強技術管理，做好承壓水防治。②并和科研院所建立緊密的聯系，通過先進的水文地質勘查手段，充分調查區內的水文地質情況以及承壓水情況，特別要針對一些導水構造以及奧灰巖巖溶水水源分布情況，開展詳細的調查研究工作。③加強觀測奧灰水動態情況，通過地面聯合抽水試驗，詳細調查奧灰含水層的分布特征，對其變化情況進行嚴密監控。

4 地表塌陷的防治技術

巖溶塌陷是地表塌陷的一種重要類型，對礦區采礦作業影響較大，為了更好的防治巖溶塌陷，首先可以采用回填密封的手段進行防治，如果有塌陷坑出現，可以通過粘土或者水泥砂漿等，對這些塌陷坑進行回填，避免地下水的過多滲入。其次，可以通過排水措施進行防止，有巖溶塌陷形成之后，可以通過排水措施，迅速的將塌陷坑的中的積水排除掉，確保塌陷坑內處于疏干狀態，避免造成嚴重的侵蝕現象。再者，可以通過圍堤修筑，來防治巖溶塌陷，避免地表水流入礦井。還有充氣法在防治巖溶塌陷中發揮著重要作用，尤其是一些塌陷主要是由于真空吸蝕作用所導致，便可利用該方法進行防治。最后，為了更好的保證巖溶塌陷的防治效果，應當加強相應的預測和管理工作，對塌陷產生的時間，地點以及規模等進行充分的觀察記錄，針對塌陷實際開展相應的防治工作。

5 結語

礦山開采是一個非常系統的復雜工程，涉及很多方面，為了保證礦山開采順利進行，必須要充分重視勘探工作，有效控制和預防地質災害的發生，有問題發現時，積極采取有效措施進行應對，避免損失的進一步擴大，最好預防和檢測才能保證整個開采過程的安全及效率。