歐陽榮華
(江西省景德鎮(zhèn)市地質(zhì)災害應急中心,江西 景德鎮(zhèn) 333000)
很多在復雜地貌地質(zhì)下的水具備了整體的流動性,而且這樣的水本身就具有水資源特征。而水文地質(zhì)的特征是指在地質(zhì)勘察的過程中,用實際的地下水的情況作為判斷依據(jù),對它的地貌地質(zhì)特點進行深層次的分析,與含水層實際成因所體現(xiàn)出的相似性結(jié)合,對地下水位周邊所存在的巖石條件等情況進行分析,以此作為地下水區(qū)域的劃分依據(jù),對地下水進行區(qū)域歸整。這就是水文地質(zhì)的類型區(qū)該文結(jié)合某礦區(qū)實際開采情況,從礦區(qū)水文地質(zhì)的特征描述,到造成地質(zhì)災害的水文地質(zhì)因素、以及礦區(qū)防治水措施等多方面進行分析[1-3]。
根據(jù)礦區(qū)近些年的水文地質(zhì)情況和對實地勘察,筆者發(fā)現(xiàn)該礦區(qū)的主要特征是巖溶含水層充水;因地下水和礦床巖溶含水層有著緊密的聯(lián)系,礦床受巖溶層發(fā)育狀態(tài)、巖溶縫隙特點及巖溶特性結(jié)構(gòu)等因素的影響,會導致礦床地下水賦存情況存有明顯差異,再加上礦山的礦層與巖溶之間,也有著不同的層次區(qū)分,導致巖溶富水情況和其充水水位受其影響十分顯著。礦區(qū)內(nèi)構(gòu)造情況和礦山規(guī)模決定著礦床賦存地帶和青箬與巖溶成長的狀態(tài)等都有著關鍵性的影響。礦區(qū)地下水的補給工作,主要是以大氣降水量的方式進行,礦區(qū)巖層豎直運動是巖溶縫隙上方地下水運動方式,礦區(qū)地下水在花崗巖上進行滲透時,其運動狀態(tài)才呈現(xiàn)為水平特征?;◢弾r因為其本身特別堅硬,所以其形態(tài)會對地下水流動,有著控制作用?;◢弾r存在存在多個相比較突出的情況下,形成此區(qū)域局部某位置的分水嶺,在這種情況下,由于巖溶含水層系統(tǒng)整的體形成后,使得在各個板塊之間會出現(xiàn)各自獨立的特征。而礦區(qū)礦井涌水量的突出特性,使得在礦區(qū)中的地下水存在于大部分礦床賦存的水文地質(zhì)的單元內(nèi),這樣會導致突水事故的發(fā)生,這樣就很難準確的對該礦區(qū)內(nèi)的突水事故進行事先預測。同時因為礦區(qū)的開采方式——疏水方式又比較繁瑣復雜,而礦區(qū)自然形成的斷裂帶,以及人為因素開采造成的水陷落柱和裂痕等等原因,讓礦井涌水起到了疏通作用,與此同時,人為的勘探打鉆孔以及部分巖溶脫落,也可以為礦井中涌水提供重要作用[4]。
礦區(qū)巖溶洼地上方會存在第四系覆蓋,這些覆蓋會極大地影響大氣降水對其進行滲透。然而礦區(qū)中巖溶裂痕出比較突出的裸露部分,大氣的降水可以通過這些裂痕進行滲透。巖溶裂痕溶洞之中,地下水的滲透方式主要是垂直滲透,由花崗巖存在時,地下水則呈現(xiàn)橫向運動分布在各個接觸帶位置,同時,其滲透下的水流特點是管狀特點[5]。
導致地質(zhì)災害中水文地質(zhì)的成因有4種。
由于我國地域幅員遼闊,每個地域地質(zhì)結(jié)構(gòu)以及水文條件都各不相同。當水流匯集到一起之后,水流速度逐漸加大,水流動力也會逐漸增加,當水流動力達到一定值,就會導致水平衡失效現(xiàn)象發(fā)生。
沙土液化現(xiàn)象就是沙土緊密程度有所變化,從原本固體狀態(tài)變?yōu)樗缮⒌臓顟B(tài)。導致沙土液化的原因有多種,其中水文因素是導致沙土液化的主要成因。大自然中地震的破壞力是有目共睹的,所以在地震過后地質(zhì)結(jié)構(gòu)中會有諸多含水量較高的沙粒和粉末狀物質(zhì)相互參合,進而導致沙土液化現(xiàn)象。松散的土粉與一些含水量高的物質(zhì)參合在一起后,就會形成類似洪流不斷地向下流淌,不斷地沖刷礦區(qū)地下礦物質(zhì)最后形成空洞,而且空洞還會逐漸的變大,這樣就極易導致塌陷發(fā)生。
人們的過渡開采,是地質(zhì)災害發(fā)生的重要原因之一,我國地下水資源并非取之不盡,用之不竭。由于部分開發(fā)商對地下水的過度開發(fā),會使礦區(qū)地下水位出現(xiàn)下降的現(xiàn)象,為礦區(qū)安全生產(chǎn)埋下隱患,地下礦層空間的壓力變小,情節(jié)嚴重就容易出現(xiàn)礦區(qū)塌陷的情況。
地基是保障礦區(qū)安全及生產(chǎn)的重要基礎設施,地基的變形多是受水文因素的影響,導致建筑穩(wěn)定性能大打折扣。因此,礦區(qū)的地基經(jīng)常會選擇軟土建造,雖然軟土的硬度不足,穩(wěn)定性方面也遠比不上其他材料,但其侵蝕防護能力較強,手地下水影響較低。雖然礦區(qū)地基軟土有良好的抗水壓力,但小孔中仍然存在水壓力,影響地基的穩(wěn)定性。
本著堅持預防為主和防治對策進行結(jié)合的原則下,進行礦區(qū)治水。那么結(jié)合礦井的實際情況,礦區(qū)防治水的對策就需要研究水文地質(zhì)特征從而確定準確有效的防治水辦法,同時做好有效預防,根據(jù)目前的技術水平和技術條件做充分考慮,從地面防水到地下防水,以及防治水預防出發(fā)做出了以下幾點的防治水措施。
防治水主要是在地上和地下兩點入手,做好地面防治水是為了更好的防治礦井水災的必要因素之一,需要技術人員充分的掌握和分析了解地面水的性質(zhì)和特點以及地表水的變化規(guī)律,才能做出地表水的防治方法,當然還有結(jié)合當?shù)氐貐^(qū)的地貌,地形條件和該地區(qū)的氣候條件,從而最終確定地面防治水工程和有限措施。地表水在礦區(qū)不發(fā)育,大氣降水是其主要的補給方式。通過機械手段對礦井進行強制排水的過程中,還必須要將下面的幾項防治水措施給做好,避免出現(xiàn)井口灌水的情況,對地表滲水進行積極防治。
3.2.1 做好水文地質(zhì)和觀測工作
(1)做好礦井水文地質(zhì)工作。建設礦井與生產(chǎn)階段對區(qū)內(nèi)的水文地質(zhì)信息進行不斷積累,依照這些相關的信息對礦山的防止水措施進行不斷完善。
(2)做好水文觀測工作。①對區(qū)內(nèi)的氣象及降水信息進行充分的研究與分析,對區(qū)內(nèi)分布的地表水系情況及其補給和排泄條件開展詳細調(diào)查,分析研究洪水泛濫情況下造成的不利影響。②將水文測孔設置于礦區(qū)范圍,對水源的壓力以及水位變化和和水量變化等情況進行詳細觀測,對礦井的來源充分查明,掌握區(qū)內(nèi)地表水和地下水與礦井水之間存在的聯(lián)系。③分析研究季節(jié)變化對礦井涌水量造成的影響[6,7]。
3.2.2 井下探水
井下探水是做好礦區(qū)治水工作的重要舉措。應該在堅持有疑必探、先探后掘的原則下進行,充分做好安全評估工作并采取相應的安全措施。重視平時的日常演練和積累,建立健全處理井下探水突發(fā)事故的應急預案并加強演練,提升處理應急突發(fā)事故的綜合素質(zhì)能力,一旦發(fā)生重大事故能做到及時有效的處置,將危害程度降低到最低。井下探水的風險比較高,在施工前應該充分考慮到多種綜合因素的影響,啟動周全的應急預案,將風險降低到最低。
尤其是,礦山區(qū)域周圍的礦山已經(jīng)停止開采,這將會大大增加區(qū)內(nèi)地下水的補給率,提高礦山的涌水量,因此,應當針對已上情況建立專門的應急預案,保證礦山工作的安全進行。
井上探查手段以物探為主,鉆探為輔;井下探測手段物探先行,鉆探驗證;井上下探測、監(jiān)測與水文地質(zhì)試驗緊密結(jié)合。查明地質(zhì)構(gòu)造,隔水巖柱的巖性、結(jié)構(gòu)、厚度及所承受的最大水柱壓力和煤層本身的具體條件。
實時監(jiān)測采動過程中煤層底板應力、應變、水壓、水溫參數(shù)的變化,對可能發(fā)生突水的危險區(qū)的突水提前進行預報,及時采取補措施,實現(xiàn)安全開采。
開采煤層前應加大采區(qū)內(nèi)的隱伏斷層、陷落柱等構(gòu)造賦存情況勘查,開采中做好底板監(jiān)測、水位觀測、水化學特征分析等,分析含水層水與奧灰水的聯(lián)系以及導通關系,以防發(fā)生奧灰構(gòu)造突發(fā)水害。在構(gòu)造部位應合理留設防水煤柱。
地層倒轉(zhuǎn)區(qū)水防治以留設煤柱、合理受控疏放為主,將突水點作為疏放點,局部封堵加固為輔;對底板水則采取疏水降壓與堵水加固相結(jié)合策略;巷道掘進或工作面回采過程中,發(fā)現(xiàn)裂隙、小斷層等構(gòu)造或突水征兆時,須停止掘進或回采,經(jīng)探水確定無突水危險后,方能生產(chǎn)。
保證礦井在發(fā)生大型突水后,能夠及時將水排出地面,不至于淹井或淹采區(qū)。奧灰下采煤的工作面,應備有必要的泄水巷道和事先規(guī)定好安全避災路線[8-12]。
在采煤方法上,急傾斜煤層必須堅持小階段間歇開采,嚴格控制出煤量,嚴防抽冒;傾斜特厚煤層必須堅持分層間歇開采。
礦區(qū)防治水是一項綜合性的工作,涉及的內(nèi)容廣泛,需要充分考慮到各個環(huán)節(jié)才能將工作落實到位。礦區(qū)水文地質(zhì)有著自身獨特的特征,為了更好地做好防治水工作,在實踐的過程中一定要充分結(jié)合工程的實際情況,先了解地區(qū)的礦區(qū)水文地質(zhì)特征,分析造成地質(zhì)災害的水文地質(zhì)因素包括施工前、施工現(xiàn)場、施工后的勘察,并且及時準確的采取相應的有效措施,切實保證防治水工作落到實處。做好礦區(qū)防治水工作。