强岩溶水威胁下矿山防治水的对策

强岩溶水威胁下矿山防治水的对策

勾才念  ,蔡明

重庆能投新材料有限公司 重庆 400000

摘要：本文主要以岩溶矿山区域特点为基础对于矿山防治水的相关内容进行分析，主要从矿区地面防水、矿床疏干排水、预留矿，岩防水隔水层以及矿山帷幕注浆等方面进行了防治水对策的阐述，希望能够对相关人士有所帮助。

关键词：岩溶水；矿山；防治水

引言

    受到较为特殊地质条件影响，岩溶区域更加容易产生相应地质灾害，例如滑坡、崩塌、泥石流等等。受到地质以及人为因素影响会造成地下水的污染和破坏。这些区域一旦受到长时间强降雨影响，就容易使得地表水倒灌到岩溶矿山内部，矿井突水容易造成较大范围的岩溶坍塌，不但会引发严重的经济损失，同时也会引发矿山生态环境的破坏。所以要对强岩溶水威胁情况下矿山防治水对策进行分析，从而能够更好地确保矿山区域生态地质环境。

1 强岩溶水矿山水文地质特征分析

    强岩溶水矿山具有较为复杂的地形地貌，所以不便进行自然排水，这就造成地表水异常发育，矿体往往会处在地侵蚀基准面之下，和地下水之间具有紧密关联。这些区域的岩溶较为发育，具有非常好的地下水补给条件，同时矿坑深处承受较强的水压，具有比较强的导水性，沟通区域强含水层或者地表水体。该区域的含水层主要是通过周边进行补给，属于强透水边界。对于矿山进行开采过程中，地表水或者地下水会从边界进入到矿井内部，会造成矿坑内涌入大量水。  

    矿体的顶板属于强岩溶化的碳酸盐岩，主要呈现为较大面积的隐伏岩溶型，受到较大量地下水的影响，容易引发地表的沉降开裂甚至塌陷的问题，进一步造成地表水倒灌问题，形成更大的危害。矿体顶板岩体相对松散，主要是强风化岩土。若是采取崩落法进行采矿就很容易采空区产生冒顶而形成沉降、开裂甚至塌陷问题，塌陷区域地表水会顺着塌坑产生倒灌，从而造成矿坑突水淹井等问题。

2 矿山地下水防治相应对策

2.1 矿区地面防水相应措施

    第一，防止地表水渗漏的措施。岩溶矿山的地下水主要是通过地表水以及大气降水渗漏产生的，针对此，在进行地下水防治时可以利用对渗漏区域铺底防渗的方式来进行，通过回填打盖加固方式修复岩溶塌洞，同时对于产生渗漏的水库修建排水沟及时排水，也可在开采坑区域修建截水沟等等，以此来及时将地表水排除。例如云南某区域流过矿区的河流受到塌陷影响造成水体下灌，从而造成矿井下存在大量涌水，针对此对其进行了河流改道处理，同时采取混凝土对河床铺设垫层、回填塌洞，河水及降雨渗漏明显减少[1]。

    第二，抗洪防汛。对于矿山开采发生塌陷而无法封堵的区域，一定要留有矿柱并且停止进一步开采，并且要保证地面建筑不能受到洪灾影响。若是地势相对较低就可以通过修建抗洪堤坝或围墙等来增高井口，并且利用沟渠等进行及时导洪。另外，要针对所在区域的具体情况制定针对性的抗洪预案，例如可以在矿区建设堤坝以便防洪，并且在其内部设置排涝的泵站等及时排水。

    第三，加强岩溶管道流的围截和疏导。对于某些相对较低的干溶道来说，一旦受到强降雨影响就容易将河砂冲出从而造成巷道的堵塞。针对此，可以调查确定岩溶管道和相通的溶蚀洼地情况，提升地面防水力度，将进入到洼地的洪水拦截住，并且开挖多级防洪沟来及时排水。

    若是矿床相对较大，要采取多种防水系统（例如排洪沟、河流改道、河床防渗、塌陷区回填、注浆等，也可以采取防水堤坝、人工防渗河床、人工引水管道、塌陷回填等），通过综合作用来进行地面防水，

2.2 矿床疏干排水

不管是露天矿山还是井下开采矿山，为了避免受到地下水等影响而产生危害，都需要对其设置疏干、截流或降压的技术措施。从现阶段来看，最为常见的疏干的方法可以按照地表、地下分成不同方式，其中地表疏干主要包括深井降水孔、吸水孔、水平放水孔及明沟等，而地下疏干方法则有巷道疏干、丛状放水孔、直通式放水孔及降压孔等。确定具体方案时要按照所在区域水文地质条件来进行，若是条件较为复杂，那么一定要确保巷道掘进的安全性以及边坡的稳定性，避免地下水渗入，一定要事先降低地下水水位。这些区域一般都采取的是联合疏干或者地下疏干法，并且要逐渐向单一地下疏干过度。若是矿区地质条件相对简单，那么就可以直接在矿井排水设施保护下进行矿山开采，并不用设置专用的疏干工程[2]。总的来说，疏干排水已经成为现阶段矿山防治水技术中最为常见的技术之一，适用于矿体本身或顶板（或底板）是含水层，且渗透性好的矿床。

2.3 预留矿、岩防水隔水层

    所谓的预留矿、岩防水隔水层就是指通过矿体、隔水层（处于含水层间）等或者在某些位置设置防水矿柱，通过这些设置能够将地下水拦截到矿场外部，从而大大降低矿山地下水量。此种方法更多应用到岩层涌水量较大的区域，这些区域所以采矿的区域和含水层间具有隔水层。采取此种技术能够大大降低矿山防治水工程量，从而节约治水成本，并且能够降低矿山排水量，能够对区域地质环境进行更好的保护，减少采矿成本。但是问题在于无法对隔水的矿体进行回收利用，造成矿体较大的损失，同时一旦充水之后就会造成采空区形成水帽，若是矿山开采时揭露导水性好的岩溶通道，就会引发采空区充水经过岩溶通道渗入到矿坑当中，容易引发淹井的问题

[3]。除此之外，采用此种技术时要对矿坑水文地质进行高质量勘查，并且管理相对复杂，所以此种方法具体应用时要事先对其可行性、安全性等进行必要的评估和研判。

2.4 矿山帷幕注浆措施

    矿山帷幕注浆就是指在矿区主体进水区域钻孔注浆，同时在地下建立起隔水墙来对地下水进行拦截，一般可以阻隔50%以上的地下水补给量，同时在帷幕之内设置疏干措施，能够对地下水进行有效的治理。按照形式的不同，可以将矿山帷幕注浆分成矿区地面帷幕注浆、井下顶板帷幕注浆等方式，此种方式更多应用在矿床充水岩层涌水量较大、进水通道较狭窄的情况下。近些年在大量应用注浆法来对地下水实施堵漏过程中，越发关注采取帷幕注浆截留技术来进行矿区生态环境的防护，能够进一步提升矿山经济效益，充分体现出矿山帷幕注浆技术的优势。此种技术的应用既保证了这类大水矿山的安全开采，又保护了矿区生态地质环境。

    云南某些大水矿山采取了帷幕注浆的防水技术措施，采取此种技术之后能够实现非常显著的截流效果，能够大大减少矿上排水的费用，并且可以有效防止地面塌陷问题。该矿山受到所在区域地形的影响，大理岩的岩溶发育深度相对较浅（此岩体发育主要在-200m区域），但是隐伏灰岩存在较深的发育。通过勘探能够得知，岩溶强发育段的下限也按照不同岩体有所差异，其中基岩裸露区域主要处在0m标高之下，而隐伏岩溶区域主要处在-60m标高之下。从现阶段所具备的施工水平来看，对于此深度区域来说能够采取帷幕注浆技术进行防治水。从一些水患突出矿山已有水文地质资料分析，多数矿床位于直线隔水边界或半岛状三面隔水边界条件，地下水流入矿坑的进水地段相对狭窄，实施帷幕截流可行性很高。

    总的来说，采取帷幕注浆技术进行地下水防治是非常有效的措施，从此技术以往实际应用情况来看，对于强岩溶水威胁的矿山来说，可以优先采取地面帷幕注浆技术进行防治水，能够取得非常有效的效果。

3 结束语

    对于强岩溶水威胁矿山来说，进行防治水是非常关键的内容，是保证矿山安全性的关键所在。矿山防治水要遵照“防、排、堵、截并举，以防为主”的基本原则，要按照矿区的具体水文地质条件和地形地貌等，制定针对性的防治水措施方案。本文主要从矿区地面防水、矿床疏干排水、预留矿，岩防水隔水层、矿山帷幕注浆措施等几个方面阐述强岩溶水威胁下矿山防治水相应措施，要根据具体情况选定针对性措施，最大程度降低矿坑的用水量，对于生态环境进行有效保护。

参考文献

[1]罗准. 地下矿山防治水工作探讨[J]. 有色金属设计, 2021（12）：32-35

[2]赵珍;李贵仁;折书群;刘大金. 复杂岩溶矿区水患防治方案的模拟研究[J]. 工程勘察, 2019（08）：32-35

[3]于兴社; 袁冰; 刘阳; 周涛. 某大水矿山采场涌水分析及防治水对策研究[J]. 现代矿业, 2021(12):88-91