矿床充水因素

矿床充水因素（精选3篇）

矿床充水因素 篇1

1 区域水文地质

东辉勘查区位于黑龙江省三江平原西部, 南部为花岗岩隆起的低山丘陵, 北部至松花江, 西起安邦河, 东至别拉音山的范围。地势南高北低, 三江平原始终处于大面积以下沉为主的间歇性沉降之中, 巨厚的松散沉积物, 成为现在平原区地貌主体。地形平坦而开阔, 地面标高为65~70m。南部由西自东分布有安邦河、哈达墨河、二道河子等河流, 其流向总体是由南向北, 北部松花江由西向东流。

2 区域含水层

第四系冲积、湖积含水层广泛分布, 由各粒级砂、砾砂等组成, 成份为石英、长石、花岗岩和玄武岩砾石等组成。第四系含水层由南向北逐渐增厚, 一般厚度100~300m, 含水性和透水性从南往北逐渐增大。第三系全区发育, 局部零星缺失, 含水性微弱, 单位涌水量为0.00938 L/s.m, 可视为隔水层。下部以粗砂岩、砂砾岩为主, 含泥质, 富水性弱, 单位涌水量为0.012~0.068 L/s.m。一般厚度50~120m, 为弱含水层。根据地貌单元、岩性、地下水埋藏类型和水力性质, 分为第四系含水层、第三系含水层和基岩裂隙含水带。

2.1 第四系孔隙含水层

(1) 冲积孔隙潜水含水层:主要分布于二道河子、安帮河、哈达墨河流域及其支流等地带, 岩性主要为砂、砾砂和卵石组成, 灰黄及黄色, 厚度一般8.00~50.00m, 单位涌水量0.694~16.949L/s.m, 渗透系数6.00~22.344m/d, 水位埋深0.50~5.00m。

(2) 冲积孔隙承压含水层:全区广泛分布, 主要岩性为粗砂、砾砂、中砂、细砂等组成。厚度一般70.00~300.00m, 单位涌水量0.238~12.90L/s.m, 渗透系数0.552~27.432m/d, 水位埋深0.70~2.00m。

2.2 第三系孔隙含水层

第三系全区发育, 埋藏在第四系与白垩系之间, 在南部的集贤矿区、东荣一矿、二矿、三矿和顺发井田局部地段缺失, 形成“天窗”, 使第四系含水层与基岩裂隙含水带直接接触。

第三系上部以半交结的泥岩、粉砂岩为主, 含水性弱, 可视为隔水层。下部以粗砂岩及砂砾岩为主, 含水层厚度一般30~80m, 最厚160.21m。单位涌水量为0.0012~0.023L/s·m, 渗透系数0.028~0.053m/d, 水位埋深1.70~3.053m, 水质类型为HCO3-CL-Na-Ca型水, 矿化度为0.24~0.48g/L, 含水性弱, 水力性质为承压水。

2.3 基岩裂隙含水带

(1) 煤系风化裂隙含水带

在集贤煤田均有分布, 埋藏在第三系以下, 浅部风化裂隙发育, 无充填物, 多数钻孔严重漏水, 埋藏深度250~350m, 厚度60~120m, 单位涌水量一般为.022~0.35L/s·m, 最大1.141L/s·m, 最小0.0044L/s·m, 渗透系数一般0.0222~0.369m/d, 最小为0.00395m/d, 最大2.857m/d, 水位埋深0.63~16.22m, 水质类型HCO3-CL-Na-Ca和HCO3-CL-Na-Mg型水。

(2) 煤系基底岩层裂隙水

主要分布于东、西、南部低山丘陵地带, 由花岗岩、火山碎屑及灰岩等组成。经长期风化剥蚀作用, 裂隙不发育, 地形不利于地下水的补给, 有利于大气降水的排泄作用, 出露面积小, 补给条件不好, 含水微弱。

3 充水因素分析

3.1 邻近矿井充水因素

东荣一矿位于井田南部, 始建于2005年5月10日, 主井深度311.10m, 副井深度283.20m, 巷道标高为-190m, 深度256.00m左右, 目前没有正式投产。矿井涌水量520m3/h。

第四系含水层岩性以中砂、粗砂和砾砂为主, 富含孔隙水, 分为上部和下部含水层, 下部含水层在“天窗”处对风化裂隙含水带有补给, 对矿床充水有影响, 是主要的补给来源, 为间接充水含水层。

东荣一矿区共有四块“天窗”, 第一块“天窗”分布于第8~12勘探线煤层露头部位, 第二块、第四块“天窗”分布于F15断层以东, 第三块“天窗”分布于第15、16勘探线中深部。目前对矿井充水有影响的主要是第一块“天窗”。井筒的位置在第8勘探线, 位于第一块“天窗”南部边缘。第四系地下水位有所下降, 经观测在主井井筒附近的第四系水位水位埋深为5.90m, 距主井筒900m的第四系观测孔的水位埋深4.80m, 勘探时天然状态下的第四系水位埋深0.94~1.88m。

3.2 井田充水因素

(1) 基岩裂隙含水带对矿床充水影响。强基岩裂隙含水带厚度80.00~150.00m, 平均厚度102.75m, 底板平均埋藏深度452.30m。受风化作用影响, 岩石强度较低, 裂隙发育, 多开裂隙, 局部岩石破碎, 呈碎块状。多数钻孔百分之百漏水, 钻孔单位涌水量为0.036~0.460 L/s.m, 渗透系数为0.103~0.748 m/d。是矿床直接充水含水带, 对矿床充水有直接影响。

(2) 断层的导水性对矿床充水影响。本井田共有16条断层, 其中北西向8条, 为F26、F48、F19、F19-1、F50、F51、F54、F56;北东向7条, 为F16、F22、F23、F24、F28、F37、F53;近南北向1条, 为F13。落差大于100m者7条, 即F16、F48、F19、F26、F23、F19-1、F50, 其余皆小于100m, F28为逆断层, 其余皆为正断层。根据集贤煤田各井田勘探实见断层和抽水试验得知, 逆断层断面两侧多为隐裂隙和闭裂隙。单位涌水量0.001~0.101L/s·m, 渗透系数0.18m/d, 逆断层的导水性和富水性弱。

4 井田水环境

本井田内无河流, 第四系厚度为242.30~325.80m, 平均厚度262.25m, 发育规律是南部薄, 北部厚。岩性主要为砾砂和粗砂, 夹有薄层中砂和细砂, 富含孔隙水, 富水性好, 为良好的含水层。第三系厚度41.00~116.00mm, 平均厚度86.93m, 下段为弱含水层, 该含水层岩性以半胶结的砂岩为主。

总之, 该区附近无污染源, 地下水水质良好, 矿区水环境质量良好。井田内没有河流, 大气降水通过人工排水渠排出井田, 部分用于农田灌溉。地下水的开发利用主要是农田灌溉和当地居民生活用水。多为40~50m深的浅水井, 采取第四系含水层中的地下水。煤炭资源开采时, 以疏干基岩裂隙含水带水为主, 矿坑疏干后将会造成地下水位大幅度下降, 形成区域降落漏斗, 使水均衡受到破坏。

摘要：集贤煤田是国家重点能源基地, 矿床水主要为第四系含水层、第三系含水层和基岩裂隙含水带。通过对现有矿区含水层及地下水的补给、排泄资料以及邻近矿区充水因素分析为下一步矿井开采提供指导意义。

关键词：含水层,充水因素,集贤煤田

矿床充水因素 篇2

关键词：水文地质条件,含水层,隔水层,富水性,断裂

内蒙古自治区科尔沁右翼前旗巴根黑格其尔矿区位于大兴安岭山脉中部主脊地带, 属寒温带大陆性季风气候, 春秋季干旱多风, 夏季炎热, 冬季寒冷。河谷宽一般10-50m, 多呈U型, 河谷坡降普遍较大。地表径流发育, 多为间歇性水流, 分布于各沟谷中。地貌单元为中低山丘陵区, 呈北西-南东向延伸。地形标高990-1280m, 相对高差290m, 属低中山地形。矿体呈NE-SW向带状展布。矿体赋存标高为947-500m, 全部位于当地最低侵蚀基准面标高990m以下。区内部分地区基岩裸露, 易接受大气降水的渗入补给, 大气降水是地下水的主要补给来源。该区是地下水的补给区, 但由于矿区内植被不发育, 地形坡降较大, 一次降水的持续时间短, 大部降水以地表径流形式迅速排泄, 少部分直接渗入地下补给基岩裂隙水[1]。

1 水文地质条件

依据地下水的赋存条件及含水层的富水性将区内含水层划分为:

1.1 第四系松散岩类孔隙水

松散岩类孔隙水主要赋存于沟谷下部及部分地势低洼的坡角处, 主要为第四系冲洪积层或残坡积地层组成, 上部为l-1.5m灰黑色、灰黄色亚粘土、砂质粘土, 下部为2.0-10m的砂砾石层。主要由大气降水补给, 水位埋深较浅, 一般2-8m, 含水层厚度2-6m左右, 水井最大涌水量2.3148L/s, 水质良好, 水化学类型为HCO3-Ca型, PH值7.2, 矿化度0.22g/L。第四系松散岩类孔隙水是矿床的间接充水因素之一。

1.2 基岩裂隙水

矿区内大面积分布侏罗系安山质凝灰岩, 受风化作用的影响, 上部岩石节理裂隙发育, 透水性较好, 有一定的储水空间。根据本次工作施工的三个水文地质钻孔抽水试验资料, 水位埋深6.0-11.30m, 含水层厚度一般在51.80-97.90m左右, 水位标高1035.34-1039.93m, 富水性弱, 单位涌水量0.0048-0.0112L/m.s, 渗透系数0.0078-0.0108m/d。水化学类型为HCO3-Ca·Mg型, PH值7.5~7.7, 矿化度0.31g/L。

1.3 构造裂隙水

工作区断裂构造较发育, 区域构造主要以近南北向断裂为主, 主要有F3、F4、F5, 其次为北东向断裂F2、近东西断裂F7、F8, 北西向断裂F6、F9。近南北向断裂为为压扭性, 断裂带内岩石破碎呈棱角状, 带内可见后期沿裂隙充填的碳酸盐细脉, 总体胶结较好, 局部胶结较差;由于该组断裂多位于地势较高的山脊部位, 富水性普遍较差;近东西向断裂和北西向断裂均为张扭性断裂, 断裂带内为黄褐色-红褐色棱角状凝灰质角砾岩, 胶结物为岩屑、钙质、铁、锰。带内见有红褐色、紫褐色铁锰质脉分布, 宽度仅几厘米, 总体胶结较好, 局部胶结较差, 富水性较差;北东向断裂F2为区内的控矿断裂, 断裂长度约1300m, 走向35-55°, 倾向北西, 倾角40-75°, 断裂带宽约1-80m, 断裂带内为棱角状的凝灰质角砾岩, 松散胶结, 岩石破碎, 见有少量的闪锌矿化、孔雀石化。根据断裂带内角砾特征分析, 断裂性质为张性, 该断裂具有多期活动特点。据探矿坑道观察, 在坑道顶板及壁处, 有滴淋水现象, 说明该断裂带赋存地下水, 矿床开采时应重视, 避免断裂带地下水透水事件的发生。

2 隔水层

2.1 第四系松散岩类隔水层

主要在较大的宽谷洼地和河谷平原中分布, 由第四系上更新统———全新统粘性土层组成。主要分布在洼地中心地带的中上部, 为粘砂土或砂粘土, 厚度一般2-10m, 可视为弱含水层或隔水层。

2.2 块状基岩隔水层

区内各期侵入岩体、变质岩和火山岩, 在地表以下一定深度内, 遭受构造运动的破坏和分化作用的影响较弱, 直至岩石新鲜完整, 裂隙不发育, 呈致密块状, 可视为隔水层。

3 地下水动态变化规律

根据科尔沁右翼前旗气象站资料与本区地下水位、泉流量及水流水温变化情况分析, 地下水位、泉流量、水温较明显的受气象因素影响和制约。3月下旬至5月, 积雪融化, 地下水位升高, 5月下旬-6月为旱季, 地下水位下降, 7-9月雨季时, 地下水位又逐渐上升, 10月至翌年3月, 降水量减少, 地下水位降低, 泉流量也随着地下水位的升降而增大和减小。地下水位、泉流量的变化要迟于降水量的变化, 而水温则明显受气温制约, 其变化稍晚, 地下水位年变幅在0.2-1.3m之间。

总体看, 近年来由于降水量逐年减少, 地下水位逐年下降, 泉流量逐年减小。基岩裂隙水主要受大气降水和上游地下水的侧向补给, 而后径流补给下游地下水。由于矿区所处位置地势较高, 处于地下水的补给区, 故其水量贫乏。

4 地下水补给、径流、排泄条件

矿区位于地表水的分水岭地带, 为地下水的补给区, 大气降水是区内地下水的主要补充来源。

区内基岩裸露, 岩石裂隙发育, 可直接接受大气降水的渗入补给, 但由于所处地势较高、地形坡降大, 径流条件好, 不利于大气降水的渗入、汇集。基岩裂隙水沿风化裂隙带由地势较高的丘陵地区向山前坡积裙裾径流, 然后向河谷平原地势低洼地带排泄。

5 矿床充水因素

5.1 矿区首采地段矿体, 大部分位于当地侵蚀基准面以上, 岩石直接裸露地表, 风化裂隙较为发育, 透水性好, 大气降水入渗为矿床充水的自然因素。

5.2 第四系孔隙潜水, 主要分布在地势低洼的山坡地带及季节性沟谷中, 由冲积砂砾层、砂层组成, 含水层厚度一般小于5.0 m, 且地形坡降较大, 富水性较差, 当开采潜水含水层附近及以下矿体时, 潜水将沿基岩裂隙和其它导水通道渗入矿坑, 造成矿床充水, 是矿床充水的间接因素。

5.3 基岩裂隙潜水, 含水层遍布整个矿区, 主要在近地表发育不同程度的风化裂隙及构造裂隙, 赋存基岩裂隙潜水, 但因所处地势普遍较高, 降水时可接受降水的入渗补给, 过后很快便顺坡径流向沟谷排泄, 因此, 基岩裂隙潜水富水性较弱。当矿体与裂隙含水层直接接触, 裂隙水沿风化裂隙和构造断裂带直接进入矿坑, 造成矿床充水, 是矿床充水的直接因素。

5.4 构造裂隙水, 矿区内的主要存水的断裂为F2断裂, 也是矿体赋存的构造断裂带, 赋存构造裂隙水, 当开采矿体位于断裂构造带或附近时, 构造裂隙水会沿构造裂隙和断裂带直接进入矿坑, 造成矿床充水, 是矿床充水的直接因素。

6 结束语

矿床间接充水因素为第四系孔隙潜水;直接因素为基岩裂隙潜水、F2断层构造裂隙水。根据长期观测矿坑涌水量为685m3/d。

基于上述, 研究认为:矿床以基岩裂隙和构造裂隙充水为主, 水文地质条件属于中等类型。这些充水因素对未来矿山开采不会产生太大影响。

参考文献

岩溶充水矿床防治水措施浅析 篇3

北京江南广德矿业投资有限公司拟开采湖南省道县后江桥铁锰矿区的铁锰矿床, 该矿床属岩溶充水矿床, 水文地质条件极为复杂, 开采前需详细查明矿区的水文地质条件, 在此基础上提出矿山防治水措施与建议。

1 基本情况

1.1 地理位置

矿区位于湖南省道县县城东南约20 km后江桥一带, 涉及该县的蚣坎镇、驷马桥镇横岭瑶族自治乡等, 其地理坐标为:东经111°42′18″～111°44′22″, 北纬25°20′17″～25°23′41″。开采标高:+375～-140 m;采矿区面积:4.558 km2。

1.2 交通

矿区交通方便, 道县至插花坪、驷马桥, 道县至横岭-洪塘营等公路纵横矿区, 县城有公路直通永州市, 直线距离110 km。

1.3 气候

该区域属亚热带大陆性气候, 严冬期短, 春寒阴湿, 春夏多雨, 夏秋多旱, 无霜期长, 气温高, 湿度大, 雨量充沛, 大气降水是区域地下水的主要补给来源。

2 矿区水文地质条件

2.1 矿区地层岩性

矿区出露地层有第四系、三叠系或侏罗系、石炭系、泥盆系等, 主要由泥盆系碳酸盐岩组成, 出露面积约占65 %。

2.2 矿区地质构造

矿区位于驷马桥复式向斜西翼北端, 为一平缓单斜构造, 岩层倾向东, 倾角15°～30°, 地层走向大致南北, 略有偏转, 略呈一反“S”形, 褶皱构造简单, 断裂构造比较复杂。

2.3 含 (隔) 水层

矿区范围内地层分布由西向东 (单斜倾向) 从棋子桥组、佘田桥组、锡矿山组依次分布。棋子桥组为一套隔水岩层;佘田桥组为一套可溶性的碳酸岩沉积地层, 厚度大, 岩溶化强烈, 含水丰富, 为矿坑主要充水岩层;锡矿山组富水性中等至弱, 夹相对隔水层。

2.4 可溶岩水文地质特征

矿区可溶岩层有泥盆系上统佘田桥组 (D3s) 灰岩、白云质灰岩、白云岩、隐晶质微粒灰岩;锡矿山组下段D3X1白云质灰岩、泥质灰岩、白云岩;石炭系下统大塘阶下段 (C1d) 灰岩和石炭系下统岩关阶下段 (C1y1) 灰岩、泥灰岩。总厚度在520.27～825.23 m。

(1) 佘田桥组 (D3s) 岩溶含水层岩组, 为矿区内的主要含水层, 矿体亦赋存于该层中。

(2) 锡矿山组下段2～4层 (D3X1-2～D3X1-4) 岩溶含水层, 呈带状分布于矿区东部D3X1-5～D3X1-1地层之间, 本层岩溶发育, 含富水性中等的裂隙溶洞水。

(3) 锡矿山组下段第6层 (D3X1-6) 岩溶含水层, 呈带状分布于矿区东部边缘, 本层岩溶发育, 含富水性中等的岩溶裂隙水。

(4) 岩溶发育规律。①水平方向:矿区南端一带, 为矿区岩溶地下水的补给、径流区。其特点是:出露地势高, 大片岩石裸露, 属于裸露型岩溶区。地表岩溶形态发育, 有溶洞、溶槽、漏斗、落水洞、溶浊洼地等。地下溶洞以标高100～200 m最为发育。地表岩溶往往与地下溶洞、暗河相通。矿区北端大部分地区属于覆盖型岩溶区, 地下岩溶极为发育, 主要为溶洞、暗河及溶蚀裂隙, 且发育下限深度很大。②垂直方向:除了高角度断层带之外, 正常地段内矿区的岩溶发育一般遵循由浅而深、由强至弱乃至消失的规律。据相关资料统计, 共探出274个溶洞, 发育垂深多在360 m以内, 以标高统计多在标高220～0 m之间, 往下逐渐减弱于标高-150 m以下, 溶洞发育稀少。③构造断裂关系:矿区内, 南北向、北西向、北北东向断裂及其影响带上岩溶最为发育。

2.5 矿坑充水因素及充水途径

大气降水、地表水体水、第四系松散岩类孔隙水、矿体顶底板及围岩岩溶水、矿体水、矿区周边地下水、地面塌陷使大气降水, 地表径流会通过塌陷洞直接灌入矿坑、废弃开采通道及老窿积水。除上述因素之外, 还有矿区西北部车子江河水倒灌、断层浅部导通矮坝河水回流等充水因素。

2.6 边界条件

(1) 北边界:

万岗寨—后江桥断层于螺丝岭以东NE段, 上盘出露岩层为D3X2泥灰岩、泥岩、砂质页岩, 底部为薄层砾岩, 由区内隔水岩层与断层隔水角砾岩共同组成了NE段隔水边界。而断层螺丝岭以西的SW段, 由于断层上盘出露地层为下石炭统灰岩岩溶含水层与断层角砾岩相接触, 且上部被第四系松散层含水层覆盖, 故该段自地面向下约50 m以内为透水边界, 50 m以下的隔水性好。

(2) 东边界:

在未来矿坑开采条件下, 由于矿区地下水大幅度下降, 上述边界上的锡矿山组下段第1层 (D3X1-1) 岩隔水层已起不到隔水作用, 边界东侧佘田桥组灰岩含水层中的地下水可以自东向西流入矿区。

(3) 西边界:

矿区西侧被车子江切割, 河水沿佘田桥组灰岩与棋子桥组砂岩接触带流动, 河水与地下水关系密切, 且河水水位长期保持稳定。矿区西边界为供水边界。

(4) 南边界:

矿区的佘田桥组灰岩含水岩组分布面积广, 北起万岗寨-后江桥断层, 南可沿至老屋地—李子坳一带分水岭, 汇水面积约30 km2。

2.7 矿坑涌水量预测

预测矿坑涌水量采用解析法、均衡法与数值法。解析法和均衡法主要用于对初勘阶段成果的复核, 数值法采用有限差入数值方法, 运用“Visual Modflow 4.2”软件对道县后江桥铁锰矿区的地下水渗流场进行模型识别, 并预测不同条件下的矿坑涌水量。根据矿坑涌水量计算要求, 分别预测了平水期、丰水期和特丰水期的矿坑涌水量, 矿坑涌水量预测结果为5 000～7 000 m3/h。

3 防治水措施与建议

3.1 矿坑充水水源途径

根据矿区水文地质条件, 矿坑充水水源途径主要有:①车子江河侧向补给;②地下水系统内静储量, 矿区岩溶、裂隙发育, 同时矿体呈松散状, 为地下水提供了良好的储存空间;③大气降水入渗;④稻田渗漏;⑤矿区地表池塘、溪沟渗漏;⑥在疏干排水条件下, 矿区四周均会发生侧向径流补给矿区;⑦老窑水;⑧岩溶塌陷引发新的入渗等。

3.2 矿坑充水防治措施

根据矿坑充水水源、充水途径, 矿坑充水防治的原则是截源堵途, 即减少矿坑充水水源的补给量, 切断地下水流入矿区的途径, 同时对进入矿区的地下水进行疏干。根据矿区的实际情况, 矿坑充水采用以下方法防治。

(1) 地下水侧向补给包括车子江河在疏干排水条件下反补矿区, 以堵为主, 即阻断地下水渗透途径, 具体方法有帷幕注浆、河流改道等。

(2) 地下水系统静储量以疏干排水方式处理, 设置疏干排水井或采用坑道进行排水, 也可以联合运用。

(3) 大气降水入渗防治。为减少降水入渗, 应对地表进行处理, 如在地表设置排水系统, 设截水沟、排水沟, 大气降水在地表形成径流后, 利用截水沟截住水流并引入排水沟, 迅速排出矿区, 防止降水长时间入渗地下, 以减少大气降水的入渗量。在矿区南部, 还可以在降水入渗途径中设平硐截流引水, 以减少降水的入渗。对洼地、漏斗、落水洞可采取防渗措施, 对新出现的塌坑、塌洞及时回填防渗等。

(4) 稻田渗漏的防治。目前, 矿区内普遍种植水稻, 而且水稻生长季节属地下水丰水期。减少稻田入渗的办法只能是在矿区范围内减少水稻的种植面积, 改种耐旱农作物。

(5) 对矿区内的沟渠进行修整并保持顺畅, 对沟渠底进行防渗处理, 如采取硬化、设置防渗薄膜等措施。

3.3 防治水方案

(1) 完全疏干方案。

利用坑道系统疏干地下水, 将地下水水位降至坑道面以下。完全利用坑道排水可能会给施工带来不便, 特别是在初期, 应在工作面附近设置降水井, 协助坑道系统疏干排水。

(2) 全围帷幕堵水方案。

根据矿体平面分布以及开采方案, 在矿体周围采取防渗帷幕堵水。帷幕墙内进行地下水疏干, 将地下水位降至坑道面以下。

帷幕堵水方案可分为整体帷幕方案、分矿体帷幕方案和分段、分块帷幕方案。整体帷幕根据各矿体的分布范围将所有矿体围在中间, 此方案造价高, 施工工期相当长, 一次性投入过多。第2种帷幕方案即按单矿体分别进行帷幕。第3种帷幕方案是根据矿体分布选取有利地段进行分割分段帷幕。此方案见效快, 前期投入较小, 但总的投入相对于单个矿体帷幕费用要高。

(3) 排堵结合方案。

根据前述矿坑涌水预测结果分析, 矿山开采过程中的矿坑涌水量主要来自车子江河水的侧向补给, 因此, 防止车子江河水进入矿坑系统是治水的关键。其他方向的来水量较小, 在此方案中对其采取防渗措施的意义不是很大。

沿车子江设地下防渗帷幕, 防止车子江河水沿第四系卵石层和佘田桥组灰岩含水层的侧向补给。地表加固堤防, 防止洪水期车子江河水漫堤后渗入矿坑。帷幕深度必须穿越岩溶发育深度。矿床开采时利用坑道系统进行疏干排水, 将地下水降至开采面标高以下。

(4) 河流改道或防渗与排水相结合方案。

将车子江河流进行改道, 或者将车子江河床进行防渗铺砌, 防止车子江河水与地下水发生水力联系。在车子江河川采用防渗铺砌方案时, 应特别注意河床底部铺砌工程质量, 防止底部可溶岩产生岩溶塌陷造成的破坏。河流改道可以采用明渠形式或隧道形式, 矿区利用坑道系统将地下水疏干。

3.4 方案比较

(1) 完全疏干方案。

其优点是:由于大范围的矿区疏干排水, 矿山开采过程中突水突泥淹矿的危害性小。其缺点一是排水费用极高;二是矿区内范围疏干引起的环境问题特别突出, 会出现岩溶塌陷、生产生活用水困难、河流断流等。

(2) 全围帷幕堵水方案。

其优点是:帷幕坑排水量小, 排水费用低;对环境的影响相对较小。其缺点是:由于帷幕的深度极大, 帷幕质量难以控制, 帷幕孔容易出现孔斜, 易造成帷幕墙出现错位, 相邻孔出现过水通道;溶洞充填物难以处理, 水泥浆难以注入, 即使注入, 由于溶洞充填物中结合体强度不够, 不一定能经受住内外水头差的压力, 容易出现突水突泥, 帷幕一旦发生渗透变形, 对矿坑的危害是巨大的甚至是毁灭性的。而且帷幕工程量大, 成本高。

(3) 排堵结合方案。

其优点是:由于大范围的矿区疏干, 矿山开采过程中突水淹矿的危害性小;沿车子江的防渗帷幕由于其深度不大, 帷幕容易施工, 帷幕质量易于控制;矿山开采过程中的排水量有较大幅度减小。其缺点是:防渗帷幕的工程量较大, 帷幕费用相对较高;矿区内大范围疏干引起的环境问题突出, 当地的生产生活用水受到较大影响;岩溶塌陷问题严重, 甚至影响居民的生命财产安全。

(4) 河流改道或防渗与排水相结合方案。

其优点是:由于大范围的矿区疏干, 矿山开采过程中突水淹矿的危害性小;矿山开采过程中的疏干排水量有较大幅度减小;施工质量易于控制。其缺点是:采用铺砌防渗方案, 若清基不彻底, 疏干时可能引发地面岩溶塌陷, 河水直灌矿坑, 引起淹矿事故;采用明道改道方案, 受位置所限, 现有地表水系统需重新设置, 若采用隧道施工方案, 施工难度大, 成本高。

3.5 方案选择建议

根据矿区的水文地质条件, 从工程的可行性和安全的角度出发, 推荐排堵结合方案, 即以排水为主、防渗为辅。若采用堵水方案, 则应认真进行防渗帷幕设计, 严格控制防渗帷幕的施工质量。帷幕完成后, 建议采用多种方法检验帷幕质量。同时建议对拟帷幕位置加强勘探工作, 包括采用物探、钻探、抽水试验等多种手段, 查明各地段岩溶、裂隙分布规律及发育情况、导水性情况, 确定帷幕需重点处理的地段和一般地段, 从而达到节约帷幕成本、缩短工期的目的。

参考文献