羅 準(zhǔn)

(甕福(集團(tuán)) 有限責(zé)任公司,貴州 福泉 550508)

0 引言

礦山地貌類(lèi)型相對(duì)來(lái)說(shuō)是復(fù)雜的,周邊的礦山開(kāi)采情況,一般前期是采用空?qǐng)龇ú傻V。該文就礦山的水文地質(zhì)情況和開(kāi)采的具體情況進(jìn)行探討。

1 礦山基本情況

1.1 礦山水文地質(zhì)基本情況

礦山地貌類(lèi)型屬構(gòu)造剝蝕低中山,總體地形東高西低。礦區(qū)出露地層由老至新,依次為青白口系板溪群鵝家坳組,南華系南沱組,震旦系陡山沱組、燈影組,寒武系下統(tǒng)牛蹄塘組、明心寺組、金頂山組,第四系。上部震旦系上統(tǒng)燈影組中—厚層白云巖巖溶、巖溶裂隙含水層,是礦山主要的充水巖層。在此含水層之上,分布的寒武系下統(tǒng)牛蹄塘組、明心寺組和金頂山組總體為良好的上覆隔水層,構(gòu)成了含水層與隔水層相間分布。

1.2 周邊礦山開(kāi)采情況

礦山前期采用空?qǐng)龇ú傻V,形成大量空區(qū),造成部分地表區(qū)域塌陷。2015 年實(shí)施充填采礦法后,對(duì)已查明空區(qū)1 163 m 下部區(qū)域?qū)嵤┝顺涮?1 163 m 上部已垮塌空區(qū)無(wú)法實(shí)施充填,此區(qū)域存在部分空區(qū)未塌實(shí),開(kāi)采最低標(biāo)高1 020 m。

礦山北側(cè)與甕安磷礦、磷化公司緊鄰,采用空?qǐng)霾傻V法開(kāi)采,開(kāi)采深度更深,最低開(kāi)采標(biāo)高為900 m。長(zhǎng)期的空?qǐng)龇ú傻V,形成了較多的采空區(qū),地表已經(jīng)歷多次塌陷,存在部分老空區(qū)未塌實(shí)情況,有老窯積水突水風(fēng)險(xiǎn)。

礦山南側(cè)與穿巖洞礦緊鄰,穿巖洞礦露天采礦最低開(kāi)采標(biāo)高972 m;露天開(kāi)采最低標(biāo)高以下為地采,穿巖洞地采基建系統(tǒng)全部位于東翼,開(kāi)拓最低標(biāo)高1 020 m,最低標(biāo)高水自然排泄至礦山最低中段回采標(biāo)高1 020 m 水倉(cāng)。

2 礦區(qū)補(bǔ)給水調(diào)查及分析

2.1 礦區(qū)補(bǔ)給水調(diào)查分析

礦山水文地質(zhì)勘探類(lèi)型為以巖溶裂隙充水為主,頂板直接進(jìn)水,屬于中等偏簡(jiǎn)單水文地質(zhì)類(lèi)型。補(bǔ)給水來(lái)源有：①大氣降水;②寒武系下統(tǒng)燈影組白云巖中的裂隙—溶洞水通過(guò)節(jié)理、裂隙滲入補(bǔ)給;③板溪群和明心寺組風(fēng)化帶裂隙水;④流經(jīng)燈影組地層的溪溝水部分下滲。

2.2 井下涌水及抽排水調(diào)查分析

穿巖洞地采基建輔助斜坡道和1 020 頂板大巷匯集的水通過(guò)邊溝自流到4#臨時(shí)水倉(cāng)。1 020～960斜坡道改道后的掘進(jìn)工作面涌水抽到封堵?lián)鯄εR時(shí)水倉(cāng),連同封堵?lián)鯄μ幍挠克黄鸪榈? 006 皮帶巷臨時(shí)水倉(cāng),再?gòu)? 006 皮帶巷臨時(shí)水倉(cāng)抽到4#臨時(shí)水倉(cāng)。1 020 總回風(fēng)巷道匯集的水通過(guò)邊溝自流到1 020 3#臨時(shí)水倉(cāng),再?gòu)?#臨時(shí)水倉(cāng)抽到2#臨時(shí)水倉(cāng),再?gòu)?#臨時(shí)水倉(cāng)抽至1 020 底板運(yùn)輸巷道邊溝,自流至1#臨時(shí)水倉(cāng),沉淀后自流至1 020 中段水倉(cāng)。穿巖洞地采項(xiàng)目的主要涌水由1 020 的2#水倉(cāng)2 臺(tái)泵和4#水倉(cāng)的3 臺(tái)泵將水抽到1 020 的1#水倉(cāng),沉淀后自流到該礦山1 020 中段水倉(cāng),然后階段性抽排至1 080 中段水倉(cāng)、1 116 主平硐水倉(cāng),自流至地表礦井水回收站,后抽至穿巖洞生產(chǎn)高位水池、穿巖洞1 212 水處理站和大信生產(chǎn)高位水池處理循環(huán)使用,見(jiàn)圖1。

圖1 水流向示意圖Fig.1 Schematic diagram of water flow

3 礦山涌水量統(tǒng)計(jì)及預(yù)測(cè)

3.1 采用比擬法估算礦井涌水量

3.1.1 預(yù)算塊段

根據(jù)采掘現(xiàn)狀,2019 年最低涌水標(biāo)高為1 020 m,故該次采用1 020 m 作為涌水量估算中段。

3.1.2 礦床水文地質(zhì)概念模型建立

由于水文地質(zhì)條件簡(jiǎn)單,采用比擬法對(duì)1 020 m 中段涌水量值進(jìn)行估算。

3.1.3 計(jì)算公式Q=Q1[S (F÷F1) 0.5÷S1] 0.5

式中：

Q—預(yù)測(cè)礦井涌水量(m3/d);

S—未來(lái)開(kāi)采區(qū)地下水位降深(m);

F—未來(lái)開(kāi)采形成的采空區(qū)面積(m2);

Q1—礦井實(shí)測(cè)涌水量(m3/d);

S1—礦井地下水水位降深(m);

F1—采空區(qū)面積(m2)。

3.1.4 計(jì)算參數(shù)的確定

(1) 礦井實(shí)測(cè)涌水量(Q1,見(jiàn)表1)：所收集的排水?dāng)?shù)據(jù),最大涌水量1 520 m3/d、正常涌水量735 m3/d。

表1 實(shí)測(cè)1 020 中段各斷面涌水量統(tǒng)計(jì)表Tab.1 Measured water inflow statistics of each section in the middle section of 1020

(2) 采空區(qū)面積 (F1)：采空區(qū)投影面積約64 458 m2。

(3) 礦井地下水水位降深(S1)：根據(jù)原勘探資料分析,礦區(qū)平均靜水位標(biāo)高約為1 175 m,2019 年最低開(kāi)采標(biāo)高為1 020 m,則引起的地下水位平均降深為155 m。

(4) 未來(lái)計(jì)劃開(kāi)采形成的采空區(qū)面積(F)：根據(jù)開(kāi)采計(jì)劃,在涌水量估算圖中讀出F=190 319 m2。

(5) 未來(lái)開(kāi)采區(qū)地下水位降深(S)：根據(jù)原勘探資料分析,礦區(qū)平均靜水位標(biāo)高約為1 175 m,未來(lái)計(jì)劃最低開(kāi)采標(biāo)高仍為1 020 m,則引起的地下水位平均降深為155 m。

3.1.5 計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表2。

表2 比擬法涌水量計(jì)算結(jié)果表Tab.2 Table of calculation results of water inflow by analogy method

3.2 實(shí)際涌水量驗(yàn)證比擬法計(jì)算

采用2019 年1 月至12 月涌水量與掘進(jìn)面積統(tǒng)計(jì)量,與比擬法計(jì)算結(jié)果對(duì)比,見(jiàn)表3。

表3 2019 年1 月至12 月涌水量與比擬法相互驗(yàn)證結(jié)果表Tab.3 Table of results of mutual verification between water inflow and the analogy method from January to December 2019

通過(guò)相互驗(yàn)證后,證明比擬法預(yù)測(cè)涌水量有效,預(yù)計(jì)2020 年形成掘進(jìn)揭露面積為26 萬(wàn)m2,推測(cè)估算1 020 中段2 月抽排水量最小為6 萬(wàn)m3,9 月抽排水量最大為10 萬(wàn)m3,2020 年總抽排水量為72 萬(wàn)m3。

4 防治水工作建議

結(jié)合礦山實(shí)際情況對(duì)礦山防治水工作提出幾點(diǎn)建議：

(1) 礦山防治水應(yīng)完善露天防洪疏堵工程,定期對(duì)工程進(jìn)行檢查,加大對(duì)地表匯水的引流,及時(shí)做到有堵必疏、有漏必補(bǔ),減少匯水進(jìn)入采空區(qū),確保地表防洪措施高效運(yùn)行。

(2) 礦山應(yīng)定期對(duì)地面塌陷、裂縫等填堵情況進(jìn)行檢查,應(yīng)重新填堵并使夯實(shí)裂縫,防止直接采場(chǎng)充水。

(3) 礦山應(yīng)對(duì)礦井主要出露點(diǎn)進(jìn)行長(zhǎng)期觀測(cè),掌握巷道出水的具體有效值,研判井下出水通道情況。

(4) 礦山應(yīng)做好有效抽水設(shè)備經(jīng)常性檢查,同時(shí)完善淹井事故應(yīng)急預(yù)案,并進(jìn)行定期演練。

(5) 礦山在新掘進(jìn)巷道前,應(yīng)按“物探先行、鉆探驗(yàn)證、先探后掘”的要求,做好掘進(jìn)工作面的探放水工作。

(6) 礦山應(yīng)在穿巖洞地采項(xiàng)目臨時(shí)水倉(cāng)增設(shè)備用泵,作為應(yīng)急排水。同時(shí)加大對(duì)各臨時(shí)水倉(cāng)的清理和各階段水泵的檢查及維修保養(yǎng),確保應(yīng)急時(shí)抽排能力達(dá)到最大。

(7) 礦山應(yīng)在穿巖洞地采項(xiàng)目主要涌水點(diǎn)附近,設(shè)置封堵用防洪沙袋及配套防洪物資,及時(shí)保障井下堵水物資供應(yīng)。

5 結(jié)語(yǔ)

(1) 通過(guò)比擬法估算及實(shí)際數(shù)據(jù)對(duì)比驗(yàn)證,確定礦山涌水量采用比擬法計(jì)算較為準(zhǔn)確。

(2) 通過(guò)數(shù)據(jù)分析及現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè),確定了主要涌水點(diǎn),提出了7 點(diǎn)防治水工作建議。

(3) 該論文的工作方法為防治水工作管理的典范,可以推廣到各礦山防治水工作中。