矿体埋深及形成双层水位深度与矿床防治水方法的相互关系

如题所述

任何一种治水方法都是以矿体为中心,各种方法和措施都紧紧围绕这个中心来进行,有了矿体,才有治水方法,矿体没有了,治水工作也就没有了;矿体在哪里,防治水工作就在哪里展开。因此,矿体埋藏深度和位置始终都是矿山防治水的首要因素。

目前矿山地下水治理方法基本可以分为两大类,一类是“疏干”,一类是“堵水”。

所谓“疏干”就是强排的方法,也称全面疏干的方法。它是当今矿山应用最广,取得成效最大,也是最安全的方法。这种方法的实质是通过一定集水手段(地表深井,坑下钻孔等)将地下水位降至矿体底板以下,使矿体暴露于地下水位以上,消除地下水患,再进行各种采矿活动。这种方法的优点是安全、可靠,采矿作业环境好;缺点是排水量大,采矿成本高,破坏地下水环境严重,影响范围大,有时会产生地表塌陷等工程地质问题,它需要有强大排水设备的支持。它适用的条件是疏干含水层的透水性较好,易于疏干,矿体与含水层的距离较短。

堵水的方法就是利用天然的隔水体、隔水层,或是在无任何隔水条件的情况下,用人工注浆的办法在适当位置把地下水对矿坑的充水通道堵住,使采矿过程免受地下水的危害。这种方法的优点是坑道排水量少,节约排水成本,对环境影响小,社会效益高。其缺点是采矿过程中带水压,安全程度差,注浆一次性投入大。应用这种方法所适用的条件,应该是矿床水文地质条件的研究程度高,地下水向坑内充水通道和隔水边界清楚,矿体规模大,采矿年限长。

作者提出的“深层局部疏干法”是一种介于疏干与堵水两者之间的方法。其优缺点也介于两者之间。这种治水方法所适宜的水文地质条件比较特殊——即矿床内必须具备形成双层水位流的水文地质条件,否则,不可以采用这种方法。

任何一种治水方法都有一定的适用条件。当客观环境超出这种方法的适用条件,就不宜采用这种方法,否则将会出现问题。与其他方法一样,深层局部疏干方法也同样具有一定的适用条件。

首先,在采用深层局部疏干的矿床内必须具备形成双层水位的水文地质条件(突变型和渐变型均可),否则不宜采用深层局部疏干方法。至于形成双层水位差的大小,则只与采取下层局部疏干方法后的治水效果有关。

其次,是否具备形成人工双层水位条件的矿床都能采取这一方法?回答不一定。如果矿床内能够形成双层水位流,而且其安全开采高度能够满足采矿安全要求,则该矿床就具备了采用这种方法的条件,否则就不具备。当然,在特定条件下,如果人为地采取适当措施,创造条件后能够满足安全开采高度对形成人工双层水位的要求,则又当别论。因此,深入研究矿区内是否具备形成双层水位的水文地质条件和与之相适应的采矿方法,看其能否满足深层局部疏干方法的要求,则成为双层水位矿床开采前期的一项必不可少的重要工作。

当然,即使理论上存在采取深层局部疏干方法的条件,实际工作中仍然存在寻找最佳疏干工程的问题。最佳疏干工程是需要在生产过程中不断修改和完善。

一个好的治水方案并不在于其方法本身如何,主要看其是否能够适应矿山的水文地质条件。如果一个治水方案能够把矿山所有的有利条件全部都利用好了,克服了一切对矿床充水的不利因素,就是一个好的治水方案。否则就不能算是一个好的治水方案。比如说,一个矿床具备了形成双层水位的水文地质条件,如果不加分析地简单地采取全面疏干法,而不是因地制宜的采取下层局部疏干法,破坏了天然隔水层的良好条件,把双层水位矿床当成非双层水位矿床看待,把本来可以不疏干的上部地下水强行疏干下来了,不仅增加了矿坑排水量,同时也破坏了自然环境,显然是不合理的。反之亦然,如果把非双层水位矿床当成双层水位矿床处理,不仅不能取得好的治水效果,延误矿床的开采,有时可能还会造成更大的麻烦甚至灾难。

图3-9列出了矿体与含水层各种模式相互关系与所采取治水方法关系的图示。

图3-9 各种模式双层水位深度与矿体埋深相互关系与采矿顺序及应采取的防治水方法关系图示

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