礦山水文地質綜合防治技術

摘 要：礦山水文地質工作的關鍵是要做好防治水工作，在生產過程中，各種防治水方法相互配合使用，并結合礦井具體情況有所側重。使用各種防排水措施時，要對礦井水源、水路和水量有正確的了解和認識。

關鍵詞：礦山;礦井;排水;

首先要根據礦井水文地質條件是否可能，其次要考慮經濟上是否合理，還要考慮這些措施的后果和影響，只有全面綜合利用，才能達到預期的最好效果。國外堵水截流方法也有很大發展，建造地下帷幕方法越來越受到重視。為充分利用隔水厚度，減少排水量，國外正在對隔水層的隔水機理、突水量與構造裂隙的關系、高水壓作業下的突水機理以及隔水層穩定性與臨界水力阻力的綜合作用等進行研究。

因此，我們應加大力度做好以下工作：

1 地下水防治技術

1.1對于豎井工程，必須嚴格按照制定的施工、 驗收規范進行工程的勘探，同時還要認真掌握井筒的地質條件，科學地對井筒的含水構造和涌水量的賦存部位。合理留設防水煤巖柱;此方法是指在采煤時合理設置煤層安全開采的上下限，預先設置防水煤巖柱，使煤層開采過后產生的導水裂隙帶高度不至于對上覆的含水層產生影響。防水煤巖柱尺寸的計算方法有很多種，可根據礦山實際進行合理選擇。此處介紹《煤礦防治水規定》中，對留設的防水煤巖柱的高度進行設置的原則一般是預先設置保護層和煤巖柱，并保證開采層位距上覆含水層的距離不小于導水裂隙帶高度與預留保護層的厚度之和。

1.2對于主體井巷，在施工前，應首先編制的水文地質的剖面圖和預測圖，做好建井地區的情況說明書。在井巷施工期間，仍需對井區的水文地質進行勘測，發現問題應及時對預測圖進行修改。加強礦區水文地質勘察工作，并深入研究礦區水文地質條件。針對礦井邊界的不同水文地質條件，開展帷幕注漿工程。帷幕注漿是通過地質探孔和注漿孔，將在水中能固化的漿液通過注漿孔壓入含水巖層中（裂隙、孔隙、洞穴），經過充塞、壓密、固化過程后，在主要過水斷面上形成一條類似帷幕狀的相對隔水帶，以減少涌水量的一種技術。它可以將地下水與礦體、坑道系統隔離，防治地下水進入礦坑，治水效果好，避免了發生負面環境影響，可保護水資源。帷幕注漿有多種分類，如按底式帷幕，懸掛式帷幕等，對于開采深度較大的礦井，其影響到的含水層埋深也較大，較適合的注漿方式為井下注漿帷幕，即造漿、壓漿和注漿孔鉆進均在井下巷道硐室中進行。這種方式的鉆孔有效進尺率高，揭露含水層快而準，注漿效果直觀的特點。

1.3含水層的保護;對于了解情況的含水層或者導水構造，在揭露之前應通過超前探水孔對含水層或者導水構造的位置和深度進行探明。地下水是一種可再生資源，若在礦山開采區域含水層的結構并未發生徹底破壞，且區域的地下水源匯項未發生太大變化，絕大多數礦山區域被疏干的含水層可以在一定時期內可自然恢復。礦山的開采僅在小范圍內對第四系松散巖類孔隙水產生影響，且地下的承壓含水層水量也較小，含水層結構雖由于礦山的開采發生了改變，但是仍屬于可以在時間內恢復的類型，

2 礦井防突水防治技術

礦山通常具有較厚的含水層并導致礦山涌水量巨大，為保證礦山安全開采，在礦山基建初期需要預先對礦床進行疏水排水措施，這將人為的改變礦山天然地下水系統。同時隨著礦山生產的進行，采掘作業破壞圍巖改變巖層應力、發生應變等作用，使得地下水含水介質特性發生變化，進一步擾動礦山地下水系統。礦山地下水系統經歷了由天然地下水系統演變為天然-人工親合的復雜系統的過程。因此在釆礦作用下，礦山地下水系統實際上是一個既遭受人為擾動，也不斷進行自我調整的復雜系統。多樣性、負責性特點，以及采礦技術和設備條件，總結出一套從簡單到復雜，從被動到主動的礦井水防治方法。這些方法歸納為抽排法、堵截法和疏降法等三種。每一種方法都需要一定得工程量和防治水設施。

2.1抽排法

抽排法是在礦井中建立起可靠的排水系統，把涌入礦井的地下水，匯集于井底水倉，用水泵抽排至地表。由于采掘活動使水涌入礦井，影響生產，甚至威脅礦井安全。為了保證礦井正常生產，必須把礦井水用水泵抽排至礦井以外。通常，采用的排水方法有直接排水和接力排水兩種。選用哪種方式排水，要根據礦井涌水量大小、采掘深度和抽排水設備能力來確定。這種防治水的方法較簡單，可單獨使用，一般適用于水壓和水量不大的礦井中。應用抽排法要具備下列三個條件：（1）涌水量預計較準確;（2）礦井排水能力較強，井中設有大排量設備;（3）礦區水文地質條件和礦井充水條件簡單。

防治水的抽排水方法，雖然簡單，但行之有效，往往把這一方法與其他防治水方法配合使用。

2.2堵截法

堵截法主要是利用自然或人造的相對隔水層，來分隔開煤層和含水體之間水力聯系，達到礦井少排水及安全作業的目的。它分為地表防治（堵洞防漏）和井下防治（探水、截流）。堵截防治方法，一般應用于水量大且進水口很窄的礦井。采用的先決條件是要查清構造及隔水層特征，從而避開斷層、裂隙密集帶等富水地段，并沿斷裂帶留設防水煤柱，以及在井巷中裝置水閘門。堵截防治水方法，不要求較高的機械設備，可節約費用。

2.3疏降法

疏降法又稱礦床疏降。它是以降低水位、調節水量控制漏斗的方式，達到安全采煤的目的。當礦層與直接充水含水層直接接觸或隔水層較薄時，往往采用這種防治水方法。根據含水層的富水性、導水性和埋藏條件，在井下可采用巷道防水或是巷道配合鉆孔防水方式，統稱井下放水;在地表打大孔徑鉆孔，設地面泵站將含水層中的水通過鉆孔抽到地表，達到疏降目的，稱為強排深降。井下放水或強排深降等方式排水，都是使地下水位下降，讓礦層處于水位之上或安全水壓之下，工作時安全可靠。這種方法要求較多的機械設備，需花費巨大的排水費用，它適用于含水層水壓大、水量大的礦井和露天礦中。通常，井下放水方式是用于富水性較弱、埋藏又深的含水層;強排深降方式適用于富水性較強、埋藏較淺的含水層。疏降方法一般要與其他防治法配合使用，以減輕地下水對礦井的威脅，同時減少排水費用。

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作者簡介：

李勝男 （1987-），女，河北保定人，太原理工大學，資質勘查工程