某地下大水矿山防治水方案

王京合

(浙江巨化化工矿业有限公司， 浙江 龙游县 324403)

某地下大水矿山防治水方案

王京合

(浙江巨化化工矿业有限公司， 浙江 龙游县 324403)

针对某地下大水矿山水文地质条件，采用地表截洪沟、错动带内排入加入隔水粘土的废石等防治水措施，结合井下采准巷道在最低开采水平-520 m中段施工放水硐室、丛状放水孔等矿坑地下水疏干措施，确保了井下开采安全。

大水矿山；防治水；放水硐室；放水孔

某铁矿矿体埋藏深度为500～650 m，矿体赋存较深。矿山以裂隙-孔洞充水为主，属中等复杂矿床。经估算，开采最低水平-520 m中段矿坑最大涌水量可达47097 m3/d。这对矿山安全生产造成了极大威胁，必须采用地表防治水结合地下疏干对矿山涌水进行控制。

1 矿区水文地质条件

矿区地处丘陵地带，属丘陵岗地地形，海拔一般+10～+50 m，南部与低山丘陵连接。区内地势波状起伏，总体上较为平坦，与北部冲积平原连接。区内最低地表排水基准面标高为+8.5 m。

区内雨量充沛，地表水体不发育，主要为零星池塘及谷地冲沟。

1.1 主要含水、隔水岩组

(1) 松散岩类孔隙含水岩组(Qedl+pl)。由第四系全新统残坡积、洪积成因的粘土、亚粘土组成，普遍有碎石。分布于矿区的北部平坦地带和山间谷地。含孔隙水，水量微弱，泉流量0.014 L/s。

(2) 火山碎屑岩、熔岩类孔洞-裂隙含水岩组(J3l2-J3l1)。主要由龙门院组上、下段角闪粗安岩、凝灰岩、凝灰质粉砂岩组成，厚度大、分布广。岩芯破碎，沿裂隙面断续发育孔洞，洞径0.2～0.5 cm。该岩组富水性较强，为矿坑主要充水含水层。

(3) 碳酸盐岩类岩溶-裂隙含水岩组(J2l23a-J2l23b)。主要由罗岭组泥质粉砂岩、灰岩、磁铁矿等组成。该层为含矿层位，岩芯断续破碎，呈块状、碎块状，局部呈粉砂状。裂隙不发育，孔洞零星发育。

(4) 其它岩浆岩类隔水组(ξ、Qξ)。由正长岩和石英正长岩组成。该层富水性极弱，为矿体底板相对隔水层。

1.2 矿区地下水补径排条件

矿区处于区域地下水排泄区或径流、排泄过渡地带，且基岩含水层倾角较缓，在南部山区和矿区北部均有基岩出露地表，因此矿区地下水主要受南部山区大气降水入渗后的径流补给及北部基岩裸露区大气降水入渗补给。

天然状况下，地下水流主要受地形控制，自南向北径流，以泉形式排泄到第四系松散层、地表，并随地表水排出矿区。矿区水文地质条件属以裂隙-孔洞充水为主的中等复杂类型。

1.3 矿坑地下水涌水量预测

依据矿区水文地质概化模型及相关水文地质参数，采用地下水动力学“大井法”估算最低开采水平-520 m中段矿坑地下水正常涌水量；虽然矿体埋藏较深，矿体上伏岩层厚大，但矿山采用崩落法采矿，故仍在采矿崩落范围内估算20年一遇最大24 h暴雨入渗量。经估算：

(1) -520 m中段地下水正常涌水量为29380.1 m3/d；

(2) -520 m中段以上采矿错动范围内20年一遇最大24 h暴雨入渗量为17716.9 m3/d。-520 m中段矿坑最大涌水量为正常涌水量与暴雨入渗量之和，即47097.0 m3/d。

2 地表防治水措施

地表错动范围内仅有几个孤立小水塘，矿区西面山体绵延，其汇水对错动带有较大影响，设计沿矿区西南面设置一条截洪沟，将上游山体雨水排往小溪流。

在错动带内，地表未破坏情况下，大气降水由于地形条件会以径流方式自流外排。考虑到拟采用无底柱崩落法采矿工艺，未来生产中将会引发地表局部塌陷、产生裂缝，致使暴雨地表水、泥沙灌入地下采场，故在生产期间，必须加强错动带的安全管理，当出现较大陷坑或裂缝时，应待其稳定后填抛坑内排至地表的废石，并加入适当的隔水粘土，防止或减少地表降水的下渗。

3 矿床地下防治水措施

3.1 矿床疏干的必要性

矿床埋藏较深，矿坑地下水涌水量较大，为防止井下突水、改善井下采掘作业条件，有必要事先采取疏干措施，对矿床地下水进行预疏干。

3.2 疏干方式的确定

根据矿床埋藏条件、含(隔)水层特征及矿床充水因素等水文地质条件，矿床不宜采用地表疏干方式，宜采用地下疏干方式进行预疏干。结合井下采准巷道采用放水硐室、丛状放水孔进行矿坑地下水疏干。

3.3 疏干工程布置

-520 m中段为最低开采水平，布置有水泵房、水仓，地下水汇集水仓，经水泵排至地表。疏干工程布置选择-520 m中段，结合-520 m中段采矿环行运输开拓巷道，沿环行运输巷道每隔50～80 m，在其两侧布置一个放水硐室，每个硐室规格为：4.5 m×2.5 m×2.5 m，每个硐室施工3个放水孔，其中1个水平放水孔、1个与水平成30°角的斜孔和1个垂直放水孔，其开孔直径为110 mm，终孔直径为76 mm，平均孔长为90 m。视坑道放水水量及水位情况，暂布置15个放水硐室。被丛状放水孔放出的矿坑地下水将通过放水巷道、采矿运输巷道流入-520 m中段水仓，最终由水泵扬送至地表，供生产用水。

另外，在矿区范围内还布置了5个地表观测孔，对矿坑地下水水位进行监测，其开孔直径为135 mm，终孔直径为90 mm，平均孔深345 m。

4 结 语

矿山应加强矿区生产水文地质工作，坚持“预测预报、有疑必探、先探后掘、先治后采”的原则。井下开拓时，应坚持超前探水，防止井下突水，并在井下重要设施通道上修建防水闸门，确保井下开采安全。

地下疏干方式优点为可结合开拓和采准巷道布置疏干、放水巷道，适应性强，疏干强度大，疏干效果好，并可大大节省疏干工程投资。其缺点为：井下巷道施工时一定程度上受到地下水的潜在威胁，施工劳动条件较差。

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