第十一章5矿床水文地质学讲义(矿床疏干).ppt

吉林大学主要内容矿床水文地质调查的核心任务就是预测矿井涌水量探讨开采前后矿床水文地质条件的变化规律为矿床疏干设计、预测突水和保护矿区环境提供资料在实际工作中三者是同时进行的(综合评价、设计和施工）。为了采矿安全、提高工效和降低成本采用经济和技术上合理的各种工程措施对涌人井巷或威胁安全的各种水源进行排除或控制等科学管理的工作也就是矿床疏干工作。矿床疏干会破坏供水水源恶化环境。因此矿床疏干措施的制定从经济、技术与社会效应出发兼顾采矿、供水、环境保护等诸多利益。为了采矿安全、提高工效和降低成本采用经济和技术上合理的各种工程措施对涌人井巷或威胁安全的各种水源进行排除或控制等科学管理的工作统称为矿床疏干。矿床疏干是一项具有引发矛盾性质的工作。采矿上为防止矿井突水总是希望最彻底或尽量多地排除可能进入井巷和威胁采矿的各种水源结果必将破坏当地天然水资源平衡减少供水量和恶化环境。从供水和保护环境出发则渴望尽可能地提供更多的地水资源和保护天然地质环境不恶化。因此合理地进行矿床疏干是兼顾采矿、供水和保护地质环境、合理利用矿井水的统畴性工作。疏干防治水的各种方法按其主要作用分为防水法、疏水法和防渗法。指防治降水、地表水与潜水流入矿区的方法其主要目的在于减少矿井涌水量。(1)汇集与排除矿区范围内降水形成的地表径流。方法有：①填堵井下进水通道汇集矿区内原分布的水体并排；②修筑边缘排水沟等地表防、排水工程以拦截外围流来的降水漫流、地表水和浅部潜水并引出矿区之外。(2）矿区内地表水体的处理。可采用：①隔离水体如修筑水体防渗层、敷设排水管道等；②不允许水体存在时则采用移河措施。指对充水水源进行疏干或降压．以确保安全采矿的方法。此法包括预先疏干、并行疏干和探放水。(1)预先疏干多用于水文地质条件复杂的大水矿床。分为两种情况：第一种当开挖井巷须临时通过强含水层或受高压水威胁的地段时可从地表打深孔预先疏干局部含水层或降低高压水头至安全值以下。当井巷挖通并封闭该含水层后停止疏干允许原含水层恢复充水或原水压。第二种当开采矿床的直接顶底板含水或直接顶底板虽有一定厚度的隔水层但间接充水层水压过高有突水危险时可采用从地表进行预先疏干或降压的方法达到在安全条件下采矿的目的且不允许被疏干的地下水位或降低的水压恢复。随开采范围扩大仍可用原地表疏干方式不断外扩预先疏干范围或停止原地表预先疏干改在井巷内布置各种疏干措施继续进行预先疏干。并行疏干是利用采矿工程或专门疏干工程在采矿同时进行疏干工作其完成疏干的时间应提前于采矿工作。可分为：第一种是在预先疏干任务完成后停止原地表预先疏干(需要时亦可不停止)代之以在井巷或露天矿场内设置的各种排水设施与采矿同时进行疏干。这些设施有垂直的降水孔(井)、吸水孔及各种过滤器以及水平的排水孔、疏水沟、疏水平巷等。第二种是在水文地质条件简单的矿区从采矿开始到终止只进行并行硫干。疏干时应对预测的强水源或有突水危险地段进行超前探水与放水以保安全。开始到终止只进行并行硫干。指堵截涌水水源于矿区或井巷之外的方法。用以保证安全采矿同时达到保护供水水源和保护地质环境的目的。留设安全矿柱和建设防水闸(墙)等措施也属于此类。防渗法主要用于恢复已掩井巷及涌水量过大或有突水威胁又有适合条件的大水矿区。对这类矿区如采用疏水法则多会发生破坏地下水资源、引起地面塌陷和增大排水费用等问题。防渗法的实质是使用注浆工程在地下筑成不透水体切断井巷进水通道用以隔绝涌水水源或大量减少矿井涌水量。此类工程虽投资多、工程量大和周期长但只要水文地质条件适合则会收到阻水显著、长期经济收益好的效果国内外均有成功实例可予借鉴。青山泉矿二、三号井田属同一单斜构造分布有11层太原组灰岩含水层(与开采有关的主要为浅部岩溶发台的9、10两层)各层厚0.5—12m不等构成统一的含水组。地表被3-10m厚的第四系所覆盖。9层灰岩厚2．6m距17层煤顶板5—8m。10层灰岩厚3.5m为20层煤的直接顶板。徐州青山泉煤矿截流截流方向垂直地下水流向位置理应选在二、三号井田分界处。但因分界处已有数处采通边界煤柱已遭破坏故截流位置选在三号井主井西的煤柱中央。自10层灰岩露头起至9、10层灰岩岩溶不发育带止帐幕深达130m全长565m用63个孔注浆。通过1964—19