礦山水文地質類型及地下水對采礦影響的防范措施分析

謝冬平

（江西省核工業地質局二六八大隊，江西 上饒 334700）

礦山水文地質是在某片區進行了基建生產后，對礦產采掘區域進行礦山水文地質類型的調查研究，通過細致、大量的專業性質研究，去排除采礦過程中可能發生的地質災害，同時也能夠通過探測，排除礦山層巖中的地下水，能夠起到預防和保護的作用。

1 礦山水文地質類型劃分問題

（1）根據礦山水文地質劃分的類型。礦山水分含量影響了礦山水文地質類型，巖石層的孔隙密度、地理條件等因素將會影響巖層的含水量。根據孔隙的各種特征可以將固體礦山巖分為3個類型：①以孔隙巖為主的充水巖，該種巖層的充水量主要是受孔隙的密度、巖層的疏松程度影響。②以裂縫巖為主的礦山巖，這種礦山巖的含水量受巖體結構、裂縫形成的程度（裂縫形成的大小程度不一）、裂縫承力度、裂縫構造的形態等原因決定的[1]。③以溶洞巖為主的礦山，這種礦山主要受溶洞形成的大小程度等因素影響。

（2）根據水文地質和工程地質綜合的劃分。根據礦山的含水量可以把礦山水文地質分為極其復雜、復雜、中等、簡單、極其簡單5類。極其復雜型就是礦山的含水量非常高，礦山內部有大量的空洞，內部結構較為空松。復雜型就是礦山內含有一定量的水分，但是由于礦山內部的結構多為孔隙巖，為勘測帶來一定的難度。中等型的水分含量較少，在勘測過程中需要注意常規的問題，對勘測工作的影響度不是很大。簡單型和極其簡單型就是含水量比較少的礦山，在開采過程中需要注意常規開采過程中的事項。

2 礦山地質災害的形成原因

（1）采空區大范圍塌陷。采空區的大范圍坍塌是由于在開采過程中觸及了頂板巖，頂板巖上部的承重能力達到極限后，頂板巖的張力和拉升力也達到了極限，下部呈現空洞的狀態，上部的承重也達到極限時，就會發生塌陷。塌陷的形態一般呈現出巨大的圓形或者橢圓形，孔隙越多的礦山巖，塌陷的范圍就越大。一般在采用空場法和留礦法開礦時容易出現此類事故，在使用這些辦法進行采礦時應該注意挖掘范圍和深度，在開采之前需要做足礦山水文地質的研究工作。

（2）出現巖爆現象。當礦山山體承受著巨大的地壓時，一些松脆的煤體、礦體和巖體紛紛向礦山內部下落時會釋放一部分動能，懸空的這些礦體在突然的劇烈移動中也會發生爆炸，形成氣浪，發出巨大的聲響，常常表現為地震，在產生地震的威力后也不容小覷，一般會產生4級左右的地震，特別嚴重時會引起7級～8級的地震。特別是在含有各種金屬礦、煤礦的礦山開采中容易發生。此外，在人工隧道中也容易引起該現象。同時，在有水域的附近進行采礦也容易產生巖爆，各種開采過程中崩塌的礦體聚集在有水域的空間，水體受到擠壓之后形成高壓水，高壓水進入了縫隙之后，水的壓力消失之后就會形成巖爆。

（3）煤與瓦斯突出的現象。在地下礦開采過程中經常容易發生瓦斯爆炸，大都由于采礦作業不規范，大量的受到壓強環境較大的煤和瓦斯從巖石縫里高速噴出，瓦斯氣體和媒體一開始是受高壓礦體開始突出，在突出過程中瓦斯形成的氣體“波浪”更是加快了煤體移動的速度，在這個高速移動的過程中，煤塊的體積可能不斷減小，成為粉末，彌漫在礦體空間中。同時，瓦斯氣體的膨脹也使得狹小的采礦區內氣壓變化，引起內部礦體的爆炸，火災等情況。

3 如何提高采礦的安全防范措施

（1）采用復墾法進行礦區修復。該種方式適合于采空區發生塌陷時，可以通過運用各種礦堆渣土進行復填。

復填的渣土可以是礦渣、礦產剝離物等，但應該保障填充物的無污染性，在填充時既可以保障礦產廢料得到合理處理，同時也保護了礦區，在一定程度了防止出現二次塌陷。

（2）防止巖爆現象的預防手段。巖爆很大程度取決于礦體內部的礦體性質，在采礦之前工作人員應該做好勘測工作，挖掘相應層面的礦體巖石，進行硬度以及承載力度的測試，根據巖石彈性變形的程度來推測出礦區內部礦體的承力度。測試的方法有很多種，根據環境因素選擇適當的方式，如鉆屑法、地球物理法、位移測量法等。在正式采礦作業中，可以進行適當地噴水促進曠體內部的軟化，選擇適當地方式進行采礦，減少巖體暴露的時間。同時值得注意的是，根據內部的承力分析，在內部適當進行支架搭建，加固礦體內部的承力度，在礦體內部噴抹鋼化纖維材料和混凝土材料，從而達到加固內壁的效果。

（3）煤與瓦斯突出的防范手段。在開采前期準備工作中應該留意礦區煤與瓦斯的突出性，先從突出性較小的區域進行開采，在開采瓦斯較多的礦區時需要在前期放出部分瓦斯氣體，拍排掉部分瓦斯，降低內部瓦斯氣體的壓強。在使用開采鉆時需要使用大號的鉆頭，這樣也是為了能夠讓一部分瓦斯氣體能夠有足夠的空間去提前逃逸出來。此外，在必要時刻可以進行瓦斯氣體的封堵、引流、導排等措施。在做好基本的排氣工作后，應該加強礦體內部頂板的管理，同時也應該加大地應力的監測管理。

（4）做好水文地質勘測工作。水文地質勘測的工作是非常重要的，這關乎到整個工程的質量和安全。在進行前期勘測時需要弄清楚水文地質條件、水文地質參數等問題。針對有水的礦體也應該調查清楚礦體內部涌水的來源，根據涌水問題確定處理水問題的措施，如采用天然隔水層的方式進行排除水的障礙，根據環境因素進行相應的措施管理。在勘測過程中應該進行有重點的勘測，對比較突出的地方重復多次勘測確認，對地下水資源、地質環境進行詳細了解，并做好記錄。另外，對礦巖的成因類型、地質時代、空間分布規律以及工程地質特征需要做仔細研究，根據巖礦特征和水文地質條件劃分工程等級，提前做好采礦設計以及防范對策。

（5）加強安全作業的工作管理。在整個采礦過程中安全管理不容小覷，一方面是增加技術性質方面防范的措施，另一方面應該加強安全意識教育，增加相關工作人員的安全意識。在開采前期應該做好細致的礦區勘測工作，并及時做好記錄，同時，作為工程管理方不應該為了節約成本而減少安全管理方面的建設開支，對于礦體內部應有的支架建設或其他安全設備應該配備齊全。

4 結語

在進行采礦作業前，應該對礦山水文地質類型及地下水進行勘測，做好各種準備工作，了解礦區山質，做好各種預防措施，善于運用先進的高科技技術進行測量測試，嚴格遵守和執行每道開采工序的要點。在進行采礦過程中需要嚴格遵守安全管理，對不同的環境選擇不同的采礦方法和應對措施。通過管理者加強安全管理，不斷總結開采經驗，才能將礦山水文地質類型及地下水對采礦影響度降低，從而提高采礦的安全與效率。