礦區(qū)水文地質(zhì)特征及防治水措施

歐陽榮華

（江西省景德鎮(zhèn)市地質(zhì)災(zāi)害應(yīng)急中心，江西 景德鎮(zhèn) 333000）

很多在復(fù)雜地貌地質(zhì)下的水具備了整體的流動性，而且這樣的水本身就具有水資源特征。而水文地質(zhì)的特征是指在地質(zhì)勘察的過程中，用實(shí)際的地下水的情況作為判斷依據(jù)，對它的地貌地質(zhì)特點(diǎn)進(jìn)行深層次的分析，與含水層實(shí)際成因所體現(xiàn)出的相似性結(jié)合，對地下水位周邊所存在的巖石條件等情況進(jìn)行分析，以此作為地下水區(qū)域的劃分依據(jù)，對地下水進(jìn)行區(qū)域歸整。這就是水文地質(zhì)的類型區(qū)該文結(jié)合某礦區(qū)實(shí)際開采情況，從礦區(qū)水文地質(zhì)的特征描述，到造成地質(zhì)災(zāi)害的水文地質(zhì)因素、以及礦區(qū)防治水措施等多方面進(jìn)行分析[1-3]。

1 礦區(qū)水文地質(zhì)特征

根據(jù)礦區(qū)近些年的水文地質(zhì)情況和對實(shí)地勘察，筆者發(fā)現(xiàn)該礦區(qū)的主要特征是巖溶含水層充水;因地下水和礦床巖溶含水層有著緊密的聯(lián)系，礦床受巖溶層發(fā)育狀態(tài)、巖溶縫隙特點(diǎn)及巖溶特性結(jié)構(gòu)等因素的影響，會導(dǎo)致礦床地下水賦存情況存有明顯差異，再加上礦山的礦層與巖溶之間，也有著不同的層次區(qū)分，導(dǎo)致巖溶富水情況和其充水水位受其影響十分顯著。礦區(qū)內(nèi)構(gòu)造情況和礦山規(guī)模決定著礦床賦存地帶和青箬與巖溶成長的狀態(tài)等都有著關(guān)鍵性的影響。礦區(qū)地下水的補(bǔ)給工作，主要是以大氣降水量的方式進(jìn)行，礦區(qū)巖層豎直運(yùn)動是巖溶縫隙上方地下水運(yùn)動方式，礦區(qū)地下水在花崗巖上進(jìn)行滲透時(shí)，其運(yùn)動狀態(tài)才呈現(xiàn)為水平特征?；◢弾r因?yàn)槠浔旧硖貏e堅(jiān)硬，所以其形態(tài)會對地下水流動，有著控制作用?；◢弾r存在存在多個(gè)相比較突出的情況下，形成此區(qū)域局部某位置的分水嶺，在這種情況下，由于巖溶含水層系統(tǒng)整的體形成后，使得在各個(gè)板塊之間會出現(xiàn)各自獨(dú)立的特征。而礦區(qū)礦井涌水量的突出特性，使得在礦區(qū)中的地下水存在于大部分礦床賦存的水文地質(zhì)的單元內(nèi)，這樣會導(dǎo)致突水事故的發(fā)生，這樣就很難準(zhǔn)確的對該礦區(qū)內(nèi)的突水事故進(jìn)行事先預(yù)測。同時(shí)因?yàn)榈V區(qū)的開采方式——疏水方式又比較繁瑣復(fù)雜，而礦區(qū)自然形成的斷裂帶，以及人為因素開采造成的水陷落柱和裂痕等等原因，讓礦井涌水起到了疏通作用，與此同時(shí)，人為的勘探打鉆孔以及部分巖溶脫落，也可以為礦井中涌水提供重要作用[4]。

礦區(qū)巖溶洼地上方會存在第四系覆蓋，這些覆蓋會極大地影響大氣降水對其進(jìn)行滲透。然而礦區(qū)中巖溶裂痕出比較突出的裸露部分，大氣的降水可以通過這些裂痕進(jìn)行滲透。巖溶裂痕溶洞之中，地下水的滲透方式主要是垂直滲透，由花崗巖存在時(shí)，地下水則呈現(xiàn)橫向運(yùn)動分布在各個(gè)接觸帶位置，同時(shí)，其滲透下的水流特點(diǎn)是管狀特點(diǎn)[5]。

2 造成地質(zhì)災(zāi)害的水文地質(zhì)因素

導(dǎo)致地質(zhì)災(zāi)害中水文地質(zhì)的成因有4種。

2.1 礦區(qū)地下礦物層穩(wěn)定性失調(diào)

由于我國地域幅員遼闊，每個(gè)地域地質(zhì)結(jié)構(gòu)以及水文條件都各不相同。當(dāng)水流匯集到一起之后，水流速度逐漸加大，水流動力也會逐漸增加，當(dāng)水流動力達(dá)到一定值，就會導(dǎo)致水平衡失效現(xiàn)象發(fā)生。

2.2 沙土液化現(xiàn)象導(dǎo)致地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生

沙土液化現(xiàn)象就是沙土緊密程度有所變化，從原本固體狀態(tài)變?yōu)樗缮⒌臓顟B(tài)。導(dǎo)致沙土液化的原因有多種，其中水文因素是導(dǎo)致沙土液化的主要成因。大自然中地震的破壞力是有目共睹的，所以在地震過后地質(zhì)結(jié)構(gòu)中會有諸多含水量較高的沙粒和粉末狀物質(zhì)相互參合，進(jìn)而導(dǎo)致沙土液化現(xiàn)象。松散的土粉與一些含水量高的物質(zhì)參合在一起后，就會形成類似洪流不斷地向下流淌，不斷地沖刷礦區(qū)地下礦物質(zhì)最后形成空洞，而且空洞還會逐漸的變大，這樣就極易導(dǎo)致塌陷發(fā)生。

2.3 水文因素造成地面沉降

人們的過渡開采，是地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生的重要原因之一，我國地下水資源并非取之不盡，用之不竭。由于部分開發(fā)商對地下水的過度開發(fā)，會使礦區(qū)地下水位出現(xiàn)下降的現(xiàn)象，為礦區(qū)安全生產(chǎn)埋下隱患，地下礦層空間的壓力變小，情節(jié)嚴(yán)重就容易出現(xiàn)礦區(qū)塌陷的情況。

2.4 地基變形因素

地基是保障礦區(qū)安全及生產(chǎn)的重要基礎(chǔ)設(shè)施，地基的變形多是受水文因素的影響，導(dǎo)致建筑穩(wěn)定性能大打折扣。因此，礦區(qū)的地基經(jīng)常會選擇軟土建造，雖然軟土的硬度不足，穩(wěn)定性方面也遠(yuǎn)比不上其他材料，但其侵蝕防護(hù)能力較強(qiáng)，手地下水影響較低。雖然礦區(qū)地基軟土有良好的抗水壓力，但小孔中仍然存在水壓力，影響地基的穩(wěn)定性。

3 礦區(qū)治水對策

本著堅(jiān)持預(yù)防為主和防治對策進(jìn)行結(jié)合的原則下，進(jìn)行礦區(qū)治水。那么結(jié)合礦井的實(shí)際情況，礦區(qū)防治水的對策就需要研究水文地質(zhì)特征從而確定準(zhǔn)確有效的防治水辦法，同時(shí)做好有效預(yù)防，根據(jù)目前的技術(shù)水平和技術(shù)條件做充分考慮，從地面防水到地下防水，以及防治水預(yù)防出發(fā)做出了以下幾點(diǎn)的防治水措施。

3.1 地面防治水措施

防治水主要是在地上和地下兩點(diǎn)入手，做好地面防治水是為了更好的防治礦井水災(zāi)的必要因素之一，需要技術(shù)人員充分的掌握和分析了解地面水的性質(zhì)和特點(diǎn)以及地表水的變化規(guī)律，才能做出地表水的防治方法，當(dāng)然還有結(jié)合當(dāng)?shù)氐貐^(qū)的地貌，地形條件和該地區(qū)的氣候條件，從而最終確定地面防治水工程和有限措施。地表水在礦區(qū)不發(fā)育，大氣降水是其主要的補(bǔ)給方式。通過機(jī)械手段對礦井進(jìn)行強(qiáng)制排水的過程中，還必須要將下面的幾項(xiàng)防治水措施給做好，避免出現(xiàn)井口灌水的情況，對地表滲水進(jìn)行積極防治。

3.2 地下防治水措施

3.2.1 做好水文地質(zhì)和觀測工作

（1）做好礦井水文地質(zhì)工作。建設(shè)礦井與生產(chǎn)階段對區(qū)內(nèi)的水文地質(zhì)信息進(jìn)行不斷積累，依照這些相關(guān)的信息對礦山的防止水措施進(jìn)行不斷完善。

（2）做好水文觀測工作。①對區(qū)內(nèi)的氣象及降水信息進(jìn)行充分的研究與分析，對區(qū)內(nèi)分布的地表水系情況及其補(bǔ)給和排泄條件開展詳細(xì)調(diào)查，分析研究洪水泛濫情況下造成的不利影響。②將水文測孔設(shè)置于礦區(qū)范圍，對水源的壓力以及水位變化和和水量變化等情況進(jìn)行詳細(xì)觀測，對礦井的來源充分查明，掌握區(qū)內(nèi)地表水和地下水與礦井水之間存在的聯(lián)系。③分析研究季節(jié)變化對礦井涌水量造成的影響[6，7]。

3.2.2 井下探水

井下探水是做好礦區(qū)治水工作的重要舉措。應(yīng)該在堅(jiān)持有疑必探、先探后掘的原則下進(jìn)行，充分做好安全評估工作并采取相應(yīng)的安全措施。重視平時(shí)的日常演練和積累，建立健全處理井下探水突發(fā)事故的應(yīng)急預(yù)案并加強(qiáng)演練，提升處理應(yīng)急突發(fā)事故的綜合素質(zhì)能力，一旦發(fā)生重大事故能做到及時(shí)有效的處置，將危害程度降低到最低。井下探水的風(fēng)險(xiǎn)比較高，在施工前應(yīng)該充分考慮到多種綜合因素的影響，啟動周全的應(yīng)急預(yù)案，將風(fēng)險(xiǎn)降低到最低。

尤其是，礦山區(qū)域周圍的礦山已經(jīng)停止開采，這將會大大增加區(qū)內(nèi)地下水的補(bǔ)給率，提高礦山的涌水量，因此，應(yīng)當(dāng)針對已上情況建立專門的應(yīng)急預(yù)案，保證礦山工作的安全進(jìn)行。

3.3 加強(qiáng)基礎(chǔ)地質(zhì)與水文地質(zhì)補(bǔ)充性探查

井上探查手段以物探為主，鉆探為輔；井下探測手段物探先行，鉆探驗(yàn)證；井上下探測、監(jiān)測與水文地質(zhì)試驗(yàn)緊密結(jié)合。查明地質(zhì)構(gòu)造，隔水巖柱的巖性、結(jié)構(gòu)、厚度及所承受的最大水柱壓力和煤層本身的具體條件。

3.4 建立完善的水害監(jiān)測系統(tǒng)

實(shí)時(shí)監(jiān)測采動過程中煤層底板應(yīng)力、應(yīng)變、水壓、水溫參數(shù)的變化，對可能發(fā)生突水的危險(xiǎn)區(qū)的突水提前進(jìn)行預(yù)報(bào)，及時(shí)采取補(bǔ)措施，實(shí)現(xiàn)安全開采。

開采煤層前應(yīng)加大采區(qū)內(nèi)的隱伏斷層、陷落柱等構(gòu)造賦存情況勘查，開采中做好底板監(jiān)測、水位觀測、水化學(xué)特征分析等，分析含水層水與奧灰水的聯(lián)系以及導(dǎo)通關(guān)系，以防發(fā)生奧灰構(gòu)造突發(fā)水害。在構(gòu)造部位應(yīng)合理留設(shè)防水煤柱。

3.5 治水工程要符合疏放和堵水相結(jié)合的原則

地層倒轉(zhuǎn)區(qū)水防治以留設(shè)煤柱、合理受控疏放為主，將突水點(diǎn)作為疏放點(diǎn)，局部封堵加固為輔；對底板水則采取疏水降壓與堵水加固相結(jié)合策略；巷道掘進(jìn)或工作面回采過程中，發(fā)現(xiàn)裂隙、小斷層等構(gòu)造或突水征兆時(shí)，須停止掘進(jìn)或回采，經(jīng)探水確定無突水危險(xiǎn)后，方能生產(chǎn)。

3.6 提高排水能力

保證礦井在發(fā)生大型突水后，能夠及時(shí)將水排出地面，不至于淹井或淹采區(qū)。奧灰下采煤的工作面，應(yīng)備有必要的泄水巷道和事先規(guī)定好安全避災(zāi)路線[8-12]。

在采煤方法上，急傾斜煤層必須堅(jiān)持小階段間歇開采，嚴(yán)格控制出煤量，嚴(yán)防抽冒；傾斜特厚煤層必須堅(jiān)持分層間歇開采。

4 結(jié)束語

礦區(qū)防治水是一項(xiàng)綜合性的工作，涉及的內(nèi)容廣泛，需要充分考慮到各個(gè)環(huán)節(jié)才能將工作落實(shí)到位。礦區(qū)水文地質(zhì)有著自身獨(dú)特的特征，為了更好地做好防治水工作，在實(shí)踐的過程中一定要充分結(jié)合工程的實(shí)際情況，先了解地區(qū)的礦區(qū)水文地質(zhì)特征，分析造成地質(zhì)災(zāi)害的水文地質(zhì)因素包括施工前、施工現(xiàn)場、施工后的勘察，并且及時(shí)準(zhǔn)確的采取相應(yīng)的有效措施，切實(shí)保證防治水工作落到實(shí)處。做好礦區(qū)防治水工作。