淺議裂隙充水礦床相關問題

周來遜

摘要：裂隙充水礦床在我國分布相當廣泛，許多黑色、有色金屬礦床均與此有關。例如，前震旦系變質巖層中的鐵礦，板溪群變質巖層中的鎢、銻、金礦，震旦系硅質巖層中的錳礦，第三系紅色砂巖層中的銅礦，火成巖體周邊接觸帶中的多金屬礦等。本文裂隙充水礦床主要特點及水源進行了分析，并提出了改善裂隙充水礦床工作的措施。

關鍵詞：裂隙充水礦床特點措施

前言

我國礦山淹井事故之多，數(shù)量之大，可謂世界之最，因此提高勘探與預測水平，始終是礦床水文地質工作追求的目標。長期的勘探與開采實踐表明，相似水文地質條件的礦床，具有基本類同的充水條件與接近的礦坑涌水量及采后主要水文地質工程地質問題。隨著資料和經(jīng)驗的積累，逐漸揭示了礦床所處的內外環(huán)境與充水條件，充水強度之間的內在聯(lián)系，為在理論上分類奠定了基礎。分類既要對我國復雜多變的礦床充水條件具有高度的概括，又應明確多類型的基本水文地質特征，同時不同類型之間的界線清楚便于掌握應用。

一、裂隙充水礦床及其主要特點

指碎屑巖、巖漿巖、變質巖等堅硬巖層中的煤和各種金屬非金屬礦。最大特點是礦坑涌水量小。大多分布于山區(qū)，以降雨補給為主，地形有利于自然排泄，地表入滲條件差；除沉積礦床外，多數(shù)分布面積小，以數(shù)～數(shù)十km2為最多見；充水含水蹭是各種脆性巖層的裂隙含水層（帶），富水性較弱。其中對礦床充水影響較大的有：層狀礦床的脆性巖層中由區(qū)域性構造裂隙組成的層狀裂隙含水層；有玄武巖內的裂隙——孔洞組成的裂隙——孔隙含水層，以河北土縣張北煤礦最典型，礦坑涌水量2*104m3/d；脈狀礦床的構造破碎和巖脈裂隙組成的裂隙含水帶。

裂隙充水礦床礦坑水具明顯的不均勻性，一般沿一定方向的構造線成點集中滲入或涌入，而其他方向或地段常常是干的；涌水量與裂隙寬度直接相關，其中90%較大涌水量均與斷裂破碎帶有關，若與地表水無聯(lián)系，均與消耗儲存量為主，來勢猛、消失快；礦坑涌水量很小，一般為數(shù)～數(shù)十m3/d，超過5000 m3/d的不多，且隨埋深減弱和隨季節(jié)而變化，絕大多數(shù)礦床為水文地質條件的弱充水礦床。只有當?shù)V區(qū)充水斷裂破碎帶溝通地表水時，才會發(fā)生大量涌水。

研究層狀裂隙含水層的區(qū)域性構造裂隙密集帶與寬大裂隙帶的分布發(fā)育規(guī)律及其與巖性、厚度、構造部位的關系；②研究成礦巖脈下礦體與圍巖的裂隙特征、分布規(guī)律；③查明構造破碎帶的規(guī)模、分布、力學性質、裂隙與充填狀況及補給條件。

二、礦床的充水水源分析

礦床充水水探包括自然的大氣降水、地表水、地下水及人為的老窯水等，

若礦床充水水抓以大氣降水為主，則其礦坑涌水動態(tài)與當?shù)亟邓淖兓^程相一致.具明顯的季節(jié)性和多年周期性變化規(guī)律，這類礦床只要掌握了該區(qū)氣候特征.分析其礦坑涌水級最大時期，就可以進免或減少經(jīng)濟攝失。

若查明是地表水作為礦并涌水水源，那么就要著地表水體的性質和規(guī)模及地表水體與礦體之間巖層的透水性能，礦體距地面水體的水平和垂直距離等。如果涌水水源為常年性大水體，則礦坑涌水孟大而穩(wěn)定；如果是季節(jié)性水體則涌水量隨季節(jié)變化，如果地表水體與礦體之間巖層的透水性不強。則礦坑涌水最大，反之則?。蝗绻V體距地表水體愈近、垂距越小，則礦井涌水最愈大。反之則小.同時，采礦方法的影響也必須考慮，以免造成突水事故.查明了這些水文地質條件，在考慮排水設備和投資時就要予以酌情增減.

如果是貯存于巖層中的地下水進人采礦巷道，成為礦并涌水的主要水源，那就要視其含水層的空隙性質及富水程度決定礦坑涌水且。若是受裂隙充水的礦床，充水強度就小于孔陳水和巖溶水充水礦床；充水層厚且分布面積廣

者，涌水蚤大，反之則??；當涌水是以消耗儲存最為主時，則排水初期涌水最大，之后水傲逐漸減少，易于疏干，其對礦井威脅不大；如果以補給童為主，則隨降落漏斗的形成漸趨德定，可成為礦坑涌水的主要威脅。

老窯水鄉(xiāng)屬于酸性的強腐蝕水。能破壞礦山設備，且這種水突水特點是短時間內大盆涌人礦井，具有很大危害性，遇到以這種水為充水水源，則成本就要提高。

三、裂隙充水礦床工作方法

1、工程地質測繪

（1）確定地災發(fā)生的位置、規(guī)模、性質及其影響因數(shù)

（2）根據(jù)區(qū)內地層巖體物性和各巖體中節(jié)理、裂隙發(fā)育狀況劃分巖體工程類別，并繪制各調查點節(jié)理玫瑰花圖或具控制性構造的極射赤平投影圖

2、鉆孔工程地質編錄：確定第四系厚度，劃分基巖風化層和深部巖體的完整程度，為工程施工設計提供依據(jù)

3、坑道工程地質編錄：根據(jù)坑道中巖體的堅硬程度和完整程度劃分工程地質類別。提出安全預防措施。

4、巖體堅硬度的劃分：從鉆孔或坑道礦層上下盤圍巖取樣，飽和單軸抗壓強度小于5KP為及軟巖，5—15KP為軟巖，15-30KP為較軟巖，30—60KP為較堅硬，60KP以上為堅硬。

四、裂隙充水礦床改進措施

從裂隙充水礦床的水文地質特征、施工突水的原因及特點和過于工作的經(jīng)驗來看，該類礦山施工突水除增加排水量外，其最大的危害就是進一步惡化了突水段的工程地質條件，給后續(xù)施工帶來了極大的不便，影響工程進度。為盡可能避免因此產生的損失，應吸取以往工作的經(jīng)驗和教訓，做好以下幾方面的工作：

1、重視裂隙充水礦產地水文地質工作，設計施工前，對工程將穿越的地帶應有水文工程地質剖面控制，對富水帶的空間位置和不給來源應心中有數(shù)，使主控工程盡量避開上述富水帶，更應避免開溝通地表水體和區(qū)域強含水層的構造。

2、如果避免以上情況時，在相對富水部位附近施工時，應進行超前探水工作，并做好突然涌水后的各項強排水設備。強排水后應及時教官，避免坑道長時間浸泡，以免進一步惡化工程地質條件。

3、發(fā)生充水后，要及時分析查找突水的原因。對于地表水體的穩(wěn)定流量較大或溝通區(qū)域強含水層的突水情況，不適宜采取強制措施，應采用在來水方向采用局部排水、疏干工程攔截進入主控工程的地下水流或局部注漿等措施，從而改善主控工程的施工條件。

參考文獻

[1]周彥章；山東夏甸金礦床礦井涌水機理構造控制模式研究[D]；吉林大學；2007年

[2]張忠永，趙國強，郭建軍；金翅嶺金礦礦床涌水來源分析[J]；遼寧工程技術大學學報；2003年S1期