矿山地下水灾害及其防治

2019-02-11王春红

世界有色金属 2019年8期

王春红

（河北工程大学，河北邯郸 056038）

显而易见的是，对矿山的地下开采，对地下水资源将会造成重大的浪费，同时也会改变地下水循环系统。不仅影响了矿区水资源的供应，而且还影响了水资源的可持续利用，对当地的环境也造成了影响[1-3]。除此之外，地下开采还可能会造成地表坍塌，产生缝隙，从而加快了地表水和地下水之间的转换，使地表水逐渐减少，更加破坏了地下室和地表水之间的平衡[4]。

1 地下水对采矿的影响

1.1 地下水影响矿山

受到自然和人为因素的双重影响，地下水的水位在逐年发生变化，这种情况可能会危害地下层，从而甚至危害到整个矿山的项目[2]。除此之外，人工灌溉、气温的变化以及降水量的增加，这些都有可能会使地下水位升高，使土壤的酸碱性发生变化，对矿山建筑造成腐蚀[6]。地下水位的上升，还有可能会造成滑坡等严重的地质灾害，严重威胁矿山项目。加之人为因素，也有可能导致地下水位的下降，从而导致矿山土层变硬，出现地面开裂，破坏地质条件。不可否认的是，地下水位的大幅变化，使矿山土层强度降低，十分不利于项目施工[7,8]。

1.2 地下水对矿山基础的影响

地下水位的变化会影响矿山的基础，因此需要稳固矿山项目的基础，就要考虑地下水对其基础的影响，需要在设计之初就在地下水位置上，建立基础设施。如果必须要求在地下水位以下建设基础，就要提前做好防水措施，对钢筋混凝土做好防范处理，才能保证矿山基础的稳定[9,10]。如果要在承压水层中建设基础，那么则要对地下水位进行控制，防止地下水喷，从而破坏项目的施工。

1.3 地下水压力对矿山土层的影响

由于人为因素可能会对地下水造成影响，破坏地下水的压力平衡，从而使得局部的压力过大，如果地下水碰到了粉土层就会出现流砂等现象，造成边坡失稳，基础变形等，甚至造成安全事故[11]。

2 矿山地下水灾害措施

2.1 矿井突水防治措施

2.1.1 井下防治水

井下防治水又可以分为以下几种措施一是查清水源以及水通道。二是做好水文观测工作，要提前收集好当地的气象、降水量等资料，查明当地的地表水分布情况、水量以及水排泄通道情况。除此之外，通过探水钻孔，以及观察地下水源的位置、水量、水压等变化情况，从而查明水的来源以及量，并观测矿井涌水量以及变化规律[12]。三是疏放水，所谓的疏放水，就是根据水源的不同类型而采用不同的疏放水方法，将有威胁的矿井安全水源提前放干，从而防止矿井水灾的发生，四是进行井下探水。五是截水，遇到水源后，如果发现无法放水，或者说放水无法正常进行时，可以采用防水闸门等设备，从而将水源永久的截住，将采矿区和水源分开，使其不能威胁到采矿区。六是注浆堵水，通过将专门的注浆注入到地层的裂隙中，从而使浆液扩散硬化，从而填充水通道隔离水源。

2.1.2 地面防治水

为了防止地表水通过渗透或者矿井进入到井下，必须提前做好防治水工作。地面防治水是防治矿井水灾的第一步，对于来自大气降水以及地表水作为主要源泉的矿井来说，该项措施十分重要[13]。要做好地面防治水工作，必须要提前掌握地表水的性质、分布及变化规律，其次还要掌握该矿区的地形地貌特征、当地的气候条件，从而研究防治水措施，设立排水工程。地表防治水有以下几种措施，如填充驻地、排泄山洪积水及建立水库。在雨季前降低水位，从而达到最大的蓄洪量，减少大气降水对矿区的威胁，加强地面防水工程的检查维护。

在每年雨季来之前，对地面防水工程进行全面的检查，发现问题必须及时纠正，还需要做好宣传工作。

2.2 地面塌陷防治措施

地面塌陷是由于疏干排水岩溶矿山之后出现的现象。可以通过使用帷幕注浆截留的方案，从而有效控制地面塌陷的范围，降低地面塌陷事故的发生。

如果没法进行帷幕注浆截留，则可以对地面塌陷区进行防治措施。而这项防治措施一直是一个重大难以突破的课题，往往只是治标不治本，不能从根本上解决地表塌陷的复发问题。然而，近几年来，已摸索出了一套地表塌陷防治措施。如下，一是可以通过控制水位下降、水田改为旱地、河床改道等预防塌陷。二是通过对暴露的洞口采用封闭洞口的措施，从根本上防止地表塌陷的复发。三是通过回填注浆结合的方式从根本上根治塌洞。四是注浆封堵洞口，其中的孔内造浆注法可以通过高喷技术直接封堵洞口，具有多快好省的特点。五是将潜在的塌陷土洞直接限制在初期，可以有效避免塌陷的发生。