深埋礦井水文地質條件及防治水技術分析

盧雪清

（重慶市勘測院， 重慶 401121）

0 引言

隨著表層的礦產資源日漸枯竭，提高深層礦產資源開采技術日漸重要。在進行深度開采時，防治水技術的運用十分重要，同時該技術的應用為礦采工作者的生命安全提供了重要保障。為滿足深部礦產開采的安全需要，礦采施工部門應加強對深埋礦井防治水技術的研究，并加以正確應用。

1 地質條件

1.1 構成層

深埋礦井的土壤會對外界的降水進行接收，同時巖層中所蘊含的地下水會承受一定的壓力從而產生滲透，會造成礦道及周圍的組織土壤疏松，易產生塌方現象。礦井的水文構成層主要包括含水層和隔水層，其特性分別如下：

（1）含水層。指能透過并含有一定水量的巖層，能對土壤中的水分和大氣降水進行儲存。

（2）隔水層。隔水層分為礦產上方頂板層和下方底板層。頂板層主要由砂質泥巖構成，其巖層結構相對完整，與礦產間隔在十八米至五十八米。底板層主要由砂巖、泥質巖等構成，其巖層平均厚度超過二十五米，兩種構成質相互交叉相疊，能對深埋礦井中的水分進行有效隔離。

1.2 導水層

導水層是在外界因素的影響下形成的。在開采作業中，由于施工的震動，導致礦產與巖層的間隙增大，形成一個儲水或導水空間，對巖層的水分進行儲存運輸。如果礦區周圍存在地下水，還可能在巖層土壤中形成導流槽，導致地下水進入作業區，產生礦井積水。

2 突水現象

在礦采過程中由于其地質原因可能會出現突水現象。而這種現象的發生分為兩種情況:老式空水突水和受壓式突水。前者由于積水長時間的存在，并且其水分不能得到供應，所以水質較差，還具有一定的味道，一旦在開采過程中發生突水現象，還會釋放出氣體，對開采作業者造成危害。而后者常出現在對含水豐富巖層的開采作業中，由于積水部位與礦產間隔距離較小和土壤壓力，突水現象更明顯于老式空水突水，易產生礦道積水，并發生受壓水災。

3 水害原因

3.1 壓力損壞

在進行深埋礦井礦產開采過程中，由于礦下壓力對施工設備造成損壞是發生礦井水害的重要原因之一。在施工作業中，礦道底部的導水帶會受到巨大壓力，并且周圍土壤還會對其造成腐蝕，導水帶抗壓能力降低，長時間的使用必然會導致其破損而產生水害危害。當水害現象發生時，不具有隔水能力的礦層受到周圍壓力產生結構變化，將降低整個礦采層的阻水的性能。同時由于某些礦道水害威脅較低，其隔水措施的采用相對較少，難以應對這種由于壓力變化而造成的水害現象，原有的阻止水巖層結構將演變成一個導水通道,造成更嚴重的水害事故。

3.2 鉆孔錯誤

在進行開采作業之前一般會采取鉆孔的方式對積水進行提前導通，而錯誤的鉆孔方式勢必會造成水害威脅。以鉆孔方式形成的導水通道具有很強的隱蔽性，同時礦下某些積水區域難以發覺，鉆孔位置會產生誤差。一旦鉆孔通道形成，會與周圍水層產生聯系，如果開采作業進入到鉆空位置或觸碰到鉆孔導水區域，將更易發生水害事故。

3.3 礦道架設不合理

在進行深埋礦井礦道架設時未考慮到坑道周圍的水文地質條件，沒有采取針對性的防治水技術措施，導致在開采施工中出現問題。特別在水文情況復雜的區域，施工者只考慮到了成本問題，為了便于施工，對礦道只進行了簡單的防水處理，沒有設立隔水系統，當水害發生時不能進行妥善處理，以致水害現象危害到其他作業區域，造成更嚴重的后果。

4 技術措施

4.1 劃分水害威脅度

由于礦下工作環境特殊，需要在開采作業前對深埋礦井中的土壤條件、巖層位置、導水方式以及礦道架設進行綜合分析采取最佳的作業方式。并對老式空水突水位置以及受壓式空水突水位置進行分析，進行受害情況預估。還需對礦井水質進行收集分析，將作業區域進行水害威脅度劃分，根據其威脅度采取對應的防水措施。

4.2 設置阻水層

在進行深埋礦井防治水工作時設置阻水層可以有效防止水害威脅。在設置時需根據礦道周圍的土質情況，確定合理的阻水層厚度，將水隔離在礦采工作空間外，同時結合該礦井開采情況，在水源傳輸位置設立阻水巷，阻斷巖層內水的傳輸，并對積水區域進行排水，降低水害威脅和內部水壓。

4.3 分區排水

根據深埋礦井防治水工作要求,運用專業設備對礦道內的存水量進行定時檢測，保證施工用水和礦井排水的相對平衡。而對于礦采作業位置不同，采取的排水措施也存在差異。礦采作業用水量大的區域，應采取多種排水措施。對于危險程度不同的作業區域，要采取不同的排水方法。而在可能發生突水現象的作業區域，可通過強化底板排水方式來降低水害威脅。所以，為保障深埋礦井礦產開采工作的開展，需對不同作業區域進行整體分析，采取針對性的分區排水方式，以降低礦井中的水害威脅。

4.4 注漿堵水

在礦采作業中采取注漿堵水的方式能有效減少含水量豐富巖層的水害威脅。在開采作業前，需要地質勘探人員確定含水量豐富的區域，并在進行鉆孔導水后，判斷突水現象發生的位置，再根據巖層的含水量判斷地下水的位置及其運輸情況。以上工作完成后，采取注漿堵水的方式對突水位置以及可能出現水害威脅的區域進行封堵，降低水害威脅。在進行注漿堵水工作時，需根據巖層的實際情況與不同作業區域的差異，選擇最佳的注孔位置，配定合適的材料比例。在注漿堵水工作完成后，還需對工作結果進行檢驗，確保完成效果達到要求。

4.5 地質勘探

在深埋礦井礦采作業前進行地質勘探能幫助施工人員了解礦下水文地質情況，降低礦井的水害威脅。在對礦井進行地質勘探作業時，由于設備的原因和查勘不夠全面，會導致施工人員不能全面的了解礦下水文地質情況，難以發現具有隱蔽性的突水區域。因此需加強對專業設備的利用，查找以往該區域的地質勘探資料，全面了解礦下的巖層構成、地下水存輸情況以及含水層和隔水層的構成，采取最佳的防治水措施?？碧焦ぷ髦刑貏e要注重探查易發生突水現象的區域，在其突水方式和含水情況難以查明時，需在保障施工安全的前提下，先利用探排水的方式，對積水區域進行試探性的排水，減少礦采位置的水害威脅。

4.6 疏導排放

為保障深埋礦井礦采的安全作業一方面需要對大氣降水和地面積水進行疏導排水，這樣可以減少地表水對礦下進行滲透。另一方面需要對礦內的積水區域進行疏導排水，減少礦產采空區域的積水量。在礦產開采工作完成后，會形成一個采空區域，由于重力原因的影響，采空區上方巖層所蘊含的水會受重力作用進入到采空區，當積水達到一定量后，又會進入到下方的礦采區域，造成極大的安全隱患。因此需及時對礦道內的積水進行疏導排放，降低采空區域內積水帶來的水害威脅。

5 結束語

在深埋礦井開采作業中，預防水害威脅是保證開采工作順利進行的前提。因此，加強防治水技術的應用，有利于解決開采作業中出現的問題。通過對以上內容總結可知，在完成地質勘探工作后，針對開采位置的積水情況和突水現象，可采取設置阻水層、分區排水、注漿堵水和疏導排水的方式降低水害威脅。防治水技術的運用在礦采工作中十分重要，希望相關技術人員對其不斷研究并加以提高，讓我國的礦采技術得到更好的發展。