矿区水文地质特征及防治水措施
杜献
摘 要：地下水对矿山开采有着重要的影响作用，做好矿区施工中的地质勘探就显得非常必要。加强对矿山水文地质及水综合防治工程不仅有利于实现防治水的效果，也有利于整个矿区施工的安全。该文针对矿区水文地质特征及防治水措施进行深入探析，通过近些年的水文地质情况报告和矿区的实地勘察数据，将矿区水文地质的具体特征，进行统一整理与归纳;剖析了地质灾害原因的各种因素并结合工作经验与相关文献，提出地表水的、开矿水、承压水等防治措施，笔者希望该文能够为提升矿山安全生产提供帮助。
关键词：水文地质特征;防治水措施; 沙土液化现象
中图分类号：P641? ? ? 文献标志码：A
0 引言
该文结合某矿区实际开采情况，从矿区水文地质、地表塌陷、矿区防治水措施等多方面进行分析。
1 矿区水文地质特征
根据矿区近些年的水文地质情况和对实地勘察，笔者发现该矿区的主要特征是岩溶含水层充水;因地下水和矿床岩溶含水层有着紧密的联系，矿床受岩溶层发育状态、岩溶缝隙特点及岩溶特性结构等因素的影响，会导致矿床地下水赋存情况存有明显差异，再加上矿山的矿层与岩溶之间，也有着不同的层次区分，导致岩溶富水情况和其充水水位受其影响十分显著。矿区内构造情况和矿山规模决定着矿床赋存地带和青箬与岩溶成长的状态等都有着关键性的影响。矿区地下水的补给工作，主要是以大气降水量的方式进行，矿区岩层竖直运动是岩溶缝隙上方地下水运动方式，矿区地下水在花岗岩上进行渗透时，其运动状态才呈现为水平特征。花岗岩因为其本身特别坚硬，所以其形态会对地下水流动，有着控制作用。花岗岩存在存在多个相比较突出的情况下，形成此区域局部某位置的分水岭，在这情况下岩溶含水层系统整体形成后，会在各个板块之间出现独立的特征。矿区的地下水存在于大多数矿床赋存的水文地质单元内，矿区矿井涌水量的突出特性，会引发突水事故，很难准确对该矿区内突水事故进行预测，再加上矿区的开采疏水方式，较为烦琐复杂。矿区天然形成的断裂带、人为开采造成的裂痕与导水陷落柱等因素，使矿井涌水起到疏通作用。与此同时，人为的勘探打钻孔以及部分岩溶脱落，也可以为矿井中涌水提供重要作用。
矿区岩溶洼地上方会存在第四系覆盖，这些覆盖会极大地影响大气降水对其进行渗透。然而矿区中岩溶裂痕出比较突出的裸露部分，大气的降水可以通过这些裂痕进行渗透。岩溶裂痕溶洞之中，地下水的渗透方式主要是垂直渗透，由花岗岩存在时，地下水则呈现横向运动分布在各个接触带位置，同时，其渗透下的水流特点是管状特点。
2 造成地质灾害的水文地质因素
导致地质灾害中水文地质的成因有4种。
2.1 矿区地下矿物层稳定性失调
由于我国地域幅员辽阔，每个地域地质结构以及水文条件都各不相同。当水流汇集到一起之后，水流速度逐渐加大，水流动力也会逐渐增加，当水流动力达到一定值，就会导致水平衡失效现象发生。
2.2 沙土液化现象导致地质灾害发生
沙土液化现象就是沙土紧密程度有所变化，从原本固体状态变为松散的状态。导致沙土液化的原因有多种，其中水文因素是导致沙土液化的主要成因。大自然中地震的破坏力是有目共睹的，所以在地震过后地质结构中会有诸多含水量较高的沙粒和粉末状物质相互参合，进而导致沙土液化现象。松散的土粉与一些含水量高的物质参合在一起后，就会形成类似洪流不断地向下流淌，不断地冲刷矿区地下矿物质最后形成空洞，而且空洞还会逐渐的变大，这样就极易导致塌陷发生。
2.3 水文因素造成地面沉降
人们的过渡开采，是地质灾害发生的重要原因之一，我国地下水资源并非取之不尽，用之不竭。由于部分开发商对地下水的过度开发，会使矿区地下水位出现下降的现象，为矿区安全生产埋下隐患，地下矿层空间的压力变小，情节严重就容易出现矿区塌陷的情况。
2.4 地基变形因素
地基是保障矿区安全及生产的重要基础设施，地基的变形多是受水文因素的影响，导致建筑稳定性能大打折扣。因此，矿区的地基经常会选择软土建造，虽然软土的硬度不足，稳定性方面也远比不上其他材料，但其侵蚀防护能力较强，手地下水影响较低。虽然矿区地基软土有良好的抗水压力，但小孔中仍然存在水压力，影响地基的稳定性。
3 矿区治水对策
做好矿区治水是一项综合性的工作，要想实现科学合理的治水，必须要充分结合现有的技术条件、矿井的水文地质条件等，通过对各种因素实现综合考虑和分析，结合工程的实际情况，以预防为主防治结合为主的原则进行治水。
3.1 地面防治水措施
为了更好地做好预防矿井水灾工作，地面防治水是重要的防线，也是第一道防线。矿区地表水系主要是通过大气的降水实现补给，因此，要充分掌握地表水的性质特点以及相应的变化规律，充分结合矿区实际的地形地貌自然条件、气候条件等因素，结合工程的实际情况制定科学合理的防治水措施。在采用井下机械强制排水时，还应该注意一些问题，包括防止井口灌水、地表渗水、地面积水以及充分做好雨季前的防汛安排工作。
3.1.1 做好矿井水文地质工作
做好矿井水文地质工作是矿井生产和建设安全进行的重要保障，应该不断掌握详细的水文地质资料，以资料为根据制定详细的矿山防治水措施。
3.1.2 做好水文观测工作
为了更好地达到矿区防治水的目的，做好水文观测是重要的工作，也是必要的手段，水文观测常见的措施有3个。1）做好水文观测，首先要掌握科学详细的水文地质资料，充分考虑到气象、降水量分布和补给排泄等影响因素，考虑分析洪水泛滥的形成及影响因素。2）在矿区内部，利用先进的技术设置水文观测孔，对水压、水位以及水量的变化进行严密的监测和观察，总结变化的规律，明确矿区内部多种水的来源以及相互关系。3）矿井涌水量也是观测的要点，要重点监测并总结季节变化的规律。
3.2 井下探水
井下探水是做好矿区治水工作的重要举措。应该在坚持有疑必探、先探后掘的原则下进行，充分做好安全评估工作并采取相应的安全措施。重视平时的日常演练和积累，建立健全处理井下探水突发事故的应急预案并加强演练，提升处理应急突发事故的综合素质能力，一旦发生重大事故能做到及时有效的处置，将危害程度降低到最低。井下探水的风险比较高，在施工前应该充分考虑到多種综合因素的影响，启动周全的应急预案，将风险降低到最低。
3.3 井筒掘进防治水措施
由于此工程第四系地层中砂砾石含水层厚度较大，含水丰富，凡是穿过第四系的矿井施工，应打工程孔验证第四系地层厚度及含水情况，采用冻结法施工，第四系地层全程冻结。
4 结论
矿区防治水是一项综合性的工作，涉及的内容广泛，需要充分考虑到各个环节才能将工作落实到位。根据上述防治水的分析，得出如下结论。1）目前某矿床开拓至-570 m矿坑平均涌水量为9 904 m3/d，最大涌水量为10 828 m3/d;北金召北矿床开拓至-430 m 矿坑平均涌水量为4 504 m3/d，最大涌水量为5 188 m3/d。2）加强基建和生产期的水文地质工作，对矿区水文地质条件不清地段，必须坚持“超前疏干排水”的原则。3）矿山应继续加强对矿坑排水的监测，对资料随时整理，发现异常，及时采取应对措施，以防意外事故发生。4）矿山在巷道开拓过程中，要尽量避免钻孔问题，防止涌水事故的发生，如果不能避免，要充分考虑好多种因素，建立健全应急预案，将风险降低。
总之，矿区水文地质有着自身独特的特征，为了更好地做好防治水工作，在实践的过程中一定要充分结合工程的实际情况，包括施工前、施工现场、施工后的勘察，认真分析造成地质灾害的水文地质因素，并及时采取有效措施，切实保证防治水工作落到实处。
参考文献
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[2]王朝亮.论矿山水文地质类型及地下水对采矿影响的防范措施[J].黑龙江科技信息，2016（14）：83.
