广安市华蓥山矿区水文地质特点防治水技术研究

■杨波

（四川省煤炭设计研究院 四川 成都610093）

广安市华蓥山矿区水文地质特点防治水技术研究

■杨波

（四川省煤炭设计研究院 四川 成都610093）

矿井的不断开采使采空区面积越来越大、裂隙越来越丰富，地质水文条件更加复杂，由此造成矿井开采中安全事故发生率较高，严重影响到矿井的正常开采以及工作人员的生命安全，及时的掌握地质水文特点，并针对性的采取措施做好水害防治已经成为矿井开采的当务之急。本文主要探讨的是广安市华蓥山矿区煤矿水文地质特点与防治水技术要点，全文在具体分析中首先分析了工程概况，其次分析了矿井水文地质的特点，最后分析了矿井防治水技术以及应用效果。

华蓥山煤矿水文地质防治水

矿井开采工作主要是在地下进行，而地下的地质水文条件较为复杂，尤其是近年来，矿井的大量开采，使得矿井开采深度进一步增加，在实际开采中很容易遭遇矿井水害，进而危及工作人员的人身安全，掌握矿井的地质水文特点，能够针对性的采取防治水技术，避免矿井水害的发生，本文主要就矿井水文地质特点与防治水技术要点分析如下：

1 工程概况

本文以广安市华蓥山矿区煤矿为例进行分析，该矿区地处扬子地块四川盆地东陡构造带西缘，在历史上，该地区曾经遭受过板块之间的碰撞、拼接等。广安市华蓥山矿区受到横向沟谷的切割影响，径流排泄条件很好，这些造成了矿区岩溶地区特征明显，有大量地下暗河的存在，经过初步分析，该地区的最大涌水量和正常涌水量相差数十倍，这些使得该矿区存在着严重的矿水灾害风险[1]。

2 矿井水文地质特点分析

2.1 地形地貌概述

图1 含隔水层综合柱状示意图

广安市华蓥山矿区的地层与山脉走向基本一致，属于南北走向，但是在间隔5Km—10Km有东西向沟谷的存在，对南北向的山脉产生了切割，东西方向的沟谷发育较好，分水岭集中在沟谷山顶，因而总体而言，矿区被南北向以及东西向分割成了较多的块状区域，其中河谷区域主要是排泄区，形成了一定的水文网络[2]。

2.2 气候条件

广安市华蓥山矿区属于亚热带温湿气候，雨季主要集中在5— 10月，年降雨量可达1156.9mm—1538.4mm，全年约有一半属于阴雨天气，全年气温最高可达37.5℃，最低气温达到零下1.7℃，年平均相对湿度可达86.0%。

2.3 矿区含水层分析

地下的含水层较为复杂，含水层出露地形高度以及沟谷切割的深度使得不同位置的地下含水层水位标高存在差异，在含水层的水位方面，山脊水位较高，河谷岸边以及山坡位置的水位标高较低，含水层位置主要集中在长兴组以及茅口组灰岩，隔水层主要集中在龙潭组，图1所示即为含隔水层综合柱状示意图，其中长兴组灰岩石的平均厚度可到193.33m[3]。

2.4 矿区充水途径以及主要特征

矿区充水途径主要有：（1）岩溶通道，矿区的灰岩发育完整，而且存在大量的裸露地表，属于矿井充水的一个重要途径，不同岩溶通道之间没有水力联系，因而对应的充水特征也存在差异，部分通道在降雨后短时间内可出现涌水，但是在停止降雨后，即可疏干，部分通道则极易出现突水事故，危害较大；（2）构造通道，断层、轴部、裂缝构造以及褶皱两翼均属于构造通道，根据地质水文条件资料，构造通道中的断层带是矿井的主要充水途径，具有导水性以及富水性，褶皱的转折部位存在着应力集中，因而在弯折部位容易出现层间分离，形成矿区的充水通道；（3）封闭不良的钻孔，矿区勘察过程中存在着大量的钻孔，如果钻孔本身的封闭不良，则极易通过钻孔形成含水层之间的水力通道，造成水源乡矿井的导入，进而引发矿区水害[4]；（4）采空区，矿井开采时间较长，在开采完成后会形成较多的采空区，采空区能够使得不同含水层形成汇聚，而且存在着较大的突水可能性，极易与其他的含水层形成充水通道，对矿井区产生影响；（5）采动裂缝通道，矿区开采作业过程中，会产生一定的震动，造成岩层顶板或者是底部的震动，岩石原有的应力状态遭到破坏，严重的可产生变形破坏，并形成一定的裂缝通道，裂缝通道可作为充水通道之一。上述通道均可作为矿道中的充水通道，进而影响到矿井的安全[5]。

3 矿井防治水技术要点分析

在明确矿井水害的主要通道后，经进一步分析，矿井水害的来源主要有大气降水、岩溶水、采空区水以及地表水等。掌握矿井水源以及矿井水害通道可进一步为矿井防治水进行分析：

3.1 强化矿区的监测预报

图2 水害危险源监测预报体系建设示意图

对矿区的相关危险源进行实时监测，首先就是对矿区降雨的监测，建立矿区实时降雨监测系统，从而快速掌握降雨时间以及降雨量；其次就是对矿区重要参数的监测，比如：水流量、水温变化、水体水压等，这些重要参数的监测能够进一步为矿区水害防治提供参考，保证数据的可靠性、准确性和实时性；最后就是重视相关资料的研究，矿区的地质水文条件、地质具体构造、巷道施工资料等，这些资料的深入研究能够为矿区水害的防治提供理论指导。实时有效的矿区监测预报是进行水害防治的基础，也是保证安全操作的前提，图2所示即为水害危险源监测预报体系建设示意图[6]。

3.2 水害防治与勘探技术的有机结合

在明确地质水文条件的基础上，可根据工程特点，采用先进的勘探技术对水害通道进行勘探分析，比如：地质雷达法、瞬变电磁法以及直流电法。这些勘探技术能够将矿区中的断层、岩溶富水区以及构造带等极易形成水通道的位置进行勘察，从而发现异常，根据勘察的异常情况制定出对应的防治措施，提高矿井水害防治的针对性。将潜在的水通道通过对应的处理措施进行防控。

3.3 水害防控效果的评价分析

在掌握地质水文条件的基础上，通过采取措施进行水害防控，而对水害防控效果的检测评价能够进一步明确防控效果，避免防控不到位造成的防控失败，由于该矿区的岩溶结构以及裂缝结构存在较大差异，单一的疏水效果效果并不一定能够达到预期效果，根据实际情况在水害防治过程中可采用疏水钻孔、井下设置出水点以及输水巷道等方法，从而及时将矿井中的水分疏送出去，对于突水点，可采用注浆封堵的方法进行综合治理，此外，还可通过注浆方法对岩溶破碎带、陷落柱等进行防治。在防治措施采用后，可通过物探方法对实际的防治效果进行检验，根据检测结果进一步作出判断分析。

3.4 建立在基础防护上的综合防护

在防水过程中不仅要重视基础性的防护基础，更应该根据实际情况采用综合性的防护技术，比如：在掘进工作面过程中设置可靠的报警电话，容易出现突水位置设置高位避难硐室等。综合性的防护能够更好地发挥基础防护作用。

4 结束语

矿井水害防治是保证矿井安全生产的基础，本文在分析地质水文特点的基础上，通过采取全面的、多角度的水害防治技术，明显的降低了矿井生产中水害的事故率，保证了矿井的安全生产。

[1]张红伟.矿井水文地质特点与防治水技术探讨 [J].中小企业管理与科技 (下旬刊), 2014(06).

[2]李志明.大采深高承压矿井水文地质条件及防治水技术 [J].煤炭科学技术,2010 (09).

[3]牛建华.水文地质条件复杂矿井防治水技术研究 [J].陕西煤炭,2013(06).

[4]闫章立,王国果,鲁大华.水文地质条件极复杂矿井底板灰岩承压水防治技术分析 [J].中州煤炭,2014(11).

[5]雷才国,曹善华,郭平.华蓥山矿区龙滩煤矿水害因素分析评价 [J].现代矿业,2011 (03).

[6]张文忠,朱明诚.华蓥山煤田溶蚀裂隙治理技术研究 [J].辽宁工程技术大学学报 (自然科学版),2015(09).

图3 巴仁扎拉格成矿元素品位变化曲线（ZKY3-03）

4 矿床成因初探

4.1 成矿物质来源

富含稀有稀土放射性元素的碱性花岗岩浆为成矿提供了充足的物质来源，岩浆演化的晚期，岩浆富含气液和稀有稀土放射性元素，在岩体顶部形成蚀变和稀有稀土放射性元素矿床。

4.2 控矿构造条件

宝尔锦扎拉格东西向与北北东向的深大断裂带交汇部位是碱性花岗岩浆运移的通道，而宝尔锦短轴背斜是其良好的定位空间。

4.3 含矿流体的性质

含矿岩体含有大量的晶洞和萤石、易解石细脉，说明熔体溶液含有大量的挥发份，对矿体中石英矿物中的包体作了均匀法测温，其结果为286～420℃。其中见有三相包体中的固体似NaCl正方形晶体，可见成矿溶液具有碱性和偏碱性残浆性质。在成矿早期，金属元素多与F、Cl、H2O、O2等络英离子形式迁移，晚期气成热液阶段，稀有稀土放射性元素大多呈化合物迁移。成岩成矿介质的酸碱度直接影响稀有稀土放射性元素的沉淀，在东矿体的上部，SiO2酸性挥发份增多，上部偏微酸性，下部具微碱性。因此，矿体下部铈族稀土含量与钇族稀土含量的比值大于矿体上部两组元素含量的比值。

4.4 成矿作用

巴仁扎拉格矿床的成因当属岩浆晚期分异交代型原生铌矿床。据含矿岩体的蚀变及矿化特征分析，花岗岩浆的演化过程直接控制稀有稀土放射性元素的成矿作用，岩浆结晶期即开始成矿。岩浆结晶晚期K2O+Na2O>Al2O3，属碱性过饱和，铀和大量挥发份聚集在岩体上部，伴随压力的降低，含矿溶液向微酸性演化，在自变质交代作用阶段成矿。该成矿作用阶段是矿床的主要成矿阶段。岩浆后期热水溶液阶段，主要表现为围岩中或早期结晶的母岩体中形成了细脉状、网脉状微细萤石脉、方解石脉及石英脉，同时生成少量的黄铜矿、方铅矿、闪锌矿。

4.5 矿床成因类型

初步认为该矿床的成因属岩浆晚期分异交代型原生铌矿床。

参考文献

[1]内蒙古巴仁扎拉格矿区铀矿普查 [R].核工业二八O研究所，2013年.

[2]冯守忠援2000援内蒙古巴尔哲碱性花岗岩稀有稀土矿床地质特征及成因探讨援火山地质与矿产，21(2)：137-142

F407.1[文献码]

1000-405X（2016）-12-42-2

杨波（1981～），男，本科，高级工程师，研究方向为煤矿设计及地堪。