矿山水文地质类型及地下水对采矿影响的防范措施分析

谢冬平

（江西省核工业地质局二六八大队，江西 上饶 334700）

矿山水文地质是在某片区进行了基建生产后，对矿产采掘区域进行矿山水文地质类型的调查研究，通过细致、大量的专业性质研究，去排除采矿过程中可能发生的地质灾害，同时也能够通过探测，排除矿山层岩中的地下水，能够起到预防和保护的作用。

1 矿山水文地质类型划分问题

（1）根据矿山水文地质划分的类型。矿山水分含量影响了矿山水文地质类型，岩石层的孔隙密度、地理条件等因素将会影响岩层的含水量。根据孔隙的各种特征可以将固体矿山岩分为3个类型：①以孔隙岩为主的充水岩，该种岩层的充水量主要是受孔隙的密度、岩层的疏松程度影响。②以裂缝岩为主的矿山岩，这种矿山岩的含水量受岩体结构、裂缝形成的程度（裂缝形成的大小程度不一）、裂缝承力度、裂缝构造的形态等原因决定的[1]。③以溶洞岩为主的矿山，这种矿山主要受溶洞形成的大小程度等因素影响。

（2）根据水文地质和工程地质综合的划分。根据矿山的含水量可以把矿山水文地质分为极其复杂、复杂、中等、简单、极其简单5类。极其复杂型就是矿山的含水量非常高，矿山内部有大量的空洞，内部结构较为空松。复杂型就是矿山内含有一定量的水分，但是由于矿山内部的结构多为孔隙岩，为勘测带来一定的难度。中等型的水分含量较少，在勘测过程中需要注意常规的问题，对勘测工作的影响度不是很大。简单型和极其简单型就是含水量比较少的矿山，在开采过程中需要注意常规开采过程中的事项。

2 矿山地质灾害的形成原因

（1）采空区大范围塌陷。采空区的大范围坍塌是由于在开采过程中触及了顶板岩，顶板岩上部的承重能力达到极限后，顶板岩的张力和拉升力也达到了极限，下部呈现空洞的状态，上部的承重也达到极限时，就会发生塌陷。塌陷的形态一般呈现出巨大的圆形或者椭圆形，孔隙越多的矿山岩，塌陷的范围就越大。一般在采用空场法和留矿法开矿时容易出现此类事故，在使用这些办法进行采矿时应该注意挖掘范围和深度，在开采之前需要做足矿山水文地质的研究工作。

（2）出现岩爆现象。当矿山山体承受着巨大的地压时，一些松脆的煤体、矿体和岩体纷纷向矿山内部下落时会释放一部分动能，悬空的这些矿体在突然的剧烈移动中也会发生爆炸，形成气浪，发出巨大的声响，常常表现为地震，在产生地震的威力后也不容小觑，一般会产生4级左右的地震，特别严重时会引起7级～8级的地震。特别是在含有各种金属矿、煤矿的矿山开采中容易发生。此外，在人工隧道中也容易引起该现象。同时，在有水域的附近进行采矿也容易产生岩爆，各种开采过程中崩塌的矿体聚集在有水域的空间，水体受到挤压之后形成高压水，高压水进入了缝隙之后，水的压力消失之后就会形成岩爆。

（3）煤与瓦斯突出的现象。在地下矿开采过程中经常容易发生瓦斯爆炸，大都由于采矿作业不规范，大量的受到压强环境较大的煤和瓦斯从岩石缝里高速喷出，瓦斯气体和媒体一开始是受高压矿体开始突出，在突出过程中瓦斯形成的气体“波浪”更是加快了煤体移动的速度，在这个高速移动的过程中，煤块的体积可能不断减小，成为粉末，弥漫在矿体空间中。同时，瓦斯气体的膨胀也使得狭小的采矿区内气压变化，引起内部矿体的爆炸，火灾等情况。

3 如何提高采矿的安全防范措施

（1）采用复垦法进行矿区修复。该种方式适合于采空区发生塌陷时，可以通过运用各种矿堆渣土进行复填。

复填的渣土可以是矿渣、矿产剥离物等，但应该保障填充物的无污染性，在填充时既可以保障矿产废料得到合理处理，同时也保护了矿区，在一定程度了防止出现二次塌陷。

（2）防止岩爆现象的预防手段。岩爆很大程度取决于矿体内部的矿体性质，在采矿之前工作人员应该做好勘测工作，挖掘相应层面的矿体岩石，进行硬度以及承载力度的测试，根据岩石弹性变形的程度来推测出矿区内部矿体的承力度。测试的方法有很多种，根据环境因素选择适当的方式，如钻屑法、地球物理法、位移测量法等。在正式采矿作业中，可以进行适当地喷水促进旷体内部的软化，选择适当地方式进行采矿，减少岩体暴露的时间。同时值得注意的是，根据内部的承力分析，在内部适当进行支架搭建，加固矿体内部的承力度，在矿体内部喷抹钢化纤维材料和混凝土材料，从而达到加固内壁的效果。

（3）煤与瓦斯突出的防范手段。在开采前期准备工作中应该留意矿区煤与瓦斯的突出性，先从突出性较小的区域进行开采，在开采瓦斯较多的矿区时需要在前期放出部分瓦斯气体，拍排掉部分瓦斯，降低内部瓦斯气体的压强。在使用开采钻时需要使用大号的钻头，这样也是为了能够让一部分瓦斯气体能够有足够的空间去提前逃逸出来。此外，在必要时刻可以进行瓦斯气体的封堵、引流、导排等措施。在做好基本的排气工作后，应该加强矿体内部顶板的管理，同时也应该加大地应力的监测管理。

（4）做好水文地质勘测工作。水文地质勘测的工作是非常重要的，这关乎到整个工程的质量和安全。在进行前期勘测时需要弄清楚水文地质条件、水文地质参数等问题。针对有水的矿体也应该调查清楚矿体内部涌水的来源，根据涌水问题确定处理水问题的措施，如采用天然隔水层的方式进行排除水的障碍，根据环境因素进行相应的措施管理。在勘测过程中应该进行有重点的勘测，对比较突出的地方重复多次勘测确认，对地下水资源、地质环境进行详细了解，并做好记录。另外，对矿岩的成因类型、地质时代、空间分布规律以及工程地质特征需要做仔细研究，根据岩矿特征和水文地质条件划分工程等级，提前做好采矿设计以及防范对策。

（5）加强安全作业的工作管理。在整个采矿过程中安全管理不容小觑，一方面是增加技术性质方面防范的措施，另一方面应该加强安全意识教育，增加相关工作人员的安全意识。在开采前期应该做好细致的矿区勘测工作，并及时做好记录，同时，作为工程管理方不应该为了节约成本而减少安全管理方面的建设开支，对于矿体内部应有的支架建设或其他安全设备应该配备齐全。

4 结语

在进行采矿作业前，应该对矿山水文地质类型及地下水进行勘测，做好各种准备工作，了解矿区山质，做好各种预防措施，善于运用先进的高科技技术进行测量测试，严格遵守和执行每道开采工序的要点。在进行采矿过程中需要严格遵守安全管理，对不同的环境选择不同的采矿方法和应对措施。通过管理者加强安全管理，不断总结开采经验，才能将矿山水文地质类型及地下水对采矿影响度降低，从而提高采矿的安全与效率。