矿山水文地质勘查与矿山水防治研究

在我国,很多矿山特别是地下开采的矿山,都不同程度地存在矿山水文地质问题。如果这些问题得不到很好的解决,不仅使矿山的生产成本增高、经济效益降低,还会对矿山的安全发展和周边居民的生命财产安全造成威胁。因此,加强水文地质勘查工作的规范化,不断提升水文地质勘查技术,对矿山安全发展有着重要意义。本文将从矿山地下水对矿山开采的影响,矿山水文地质勘查工作要点,矿山水文地质勘查工作中存在的问题,矿山水防治工作措施等4个方面浅谈如何做好矿山水文地质工作。

某大水矿山近矿体帷幕注浆联合防治水方案研究

防治水是维持矿山安全生产及可持续发展的重要环节。某铁矿为岩溶大水矿山,预计矿体开采后涌水量可达19164.36 m^(3)/d,给采矿作业带来安全隐患。基于矿山水文地质特征及井下实际开采条件,采用超前探水、近矿体帷幕注浆及防渗帷幕加强隔水矿柱等方法,最终在上部中段矿体形成完全闭合隔水体,在下部中段矿体形成不完全闭合的防渗隔水层。提出的“堵避结合,预测先行”联合防治水方案能够有效保障矿体安全开采,可供类似大水矿山参考借鉴。

基于层次分析法和模糊评价法的防治水技术

为改进非煤矿山防治水技术,改善矿山工作面环境,保证非煤矿山的安全生产,以明泥湾磷矿为工程背景,采用层次分析法对影响明泥湾磷矿防治水技术的3大因素和12小因素进行分析,得到了各因素相对于评估最优方案的组合权重,并利用模糊评价法对矿山现实行的技术进行评价,得到该防治水技术的优化方向。结果表明,明泥湾磷矿防治水工作的3大措施中,对防治水工作影响最大的是井下防治水工作,其次为矿山防治水制度,最后是地面防治水处理;在影响该矿防治水工作12个因素中,对矿山防治水工作影响最大的是矿山排水系统,影响最小的因素为设立排洪沟和挡水墙。此外,针对探放水技术、裂缝充填技术、巷道掘进3个方面对明泥湾磷矿防治水技术进行了优化,能够为该矿防治水制度的改进提供方向,同时也为类似地质条件下的矿山安全开采提供一定借鉴。

从马坑铁矿看我国南方岩溶金属矿山防治水工作

我国南方金属岩溶矿山存在突水事故频发、地下水资源枯竭、岩溶塌陷等水文地质环境问题。用地下水系统理论指导岩溶金属矿山防治水工作,查明矿区岩溶水系统的边界、内部结构及系统与环境间的关系,可使水文地质工作更具方向性和目标性。利用地下水位自动监测、高精度自动示踪试验、三维可视化水文地质信息管理等新技术、新方法,查明河道渗漏、岩溶水集中径流通道等关键水文地质问题,可节省大量人力、物力,减少资金投入。

矿山防治水技术现状及发展趋势

概述了国内外矿山防治水技术的发展现状 ,其中着重论述了矿区水文地质、地面防水、矿床疏干、注浆、环保等主要技术 。

白象山铁矿近矿体富水断层破碎带防治水技术研究

防治水技术是金属非金属矿山采矿的重要安全保障。基于白象山铁矿水文地质特点、含矿层富水性、近矿体破碎带富水性动态规律,探究矿山井下防治水技术。研究结果表明,白象山铁矿岩体以粉砂岩、闪长岩为主,10条主要断层对采矿影响较明显;含矿层为中等富水区,矿坑涌水主要来自含矿层,因内部受采动影响,导致地下水通透性和渗透性增加,促进地下水涌入。针对断层内注浆堵水难度大、矿坑涌水量大、大流量疏干引发地面塌陷等特征,提出了含矿层控制疏干、采场工作面局部堵水、避水矿柱留设与残水治理相结合的综合防治水方案。实际应用表明,该方案能确保井下不突水、地面不塌陷、河流不改道的前提下,缩短施工周期,满足采矿生产的安全、经济需求。

昆阳磷矿二矿地下水害综合防治研究

昆阳磷矿二矿井下产生多点位、多程度涌水。通过对矿区水文地质条件进行分析,研究了矿区天然条件下、开采条件下地下水运动规律,分析了矿区前期、后期采掘影响高度,完善了采掘裂隙发育分布情况,并结合矿区未封孔钻孔进行调查统计,对地表水、顶板水、底板水、充填水提出了防治措施,得出昆阳磷矿二矿地下水害防治采取最大限度保护直接顶板相对隔水层的完整性、对富水区实施局部控制疏放降压、对钻孔进行封堵处理并加强对地表水和地下水观测,可为同类型矿床防治水提供参考。

基于GMS数值模拟的岩溶区矿坑涌水量预测研究--以湘西大脑坡铅锌矿区为例

矿坑涌水问题一直是制约矿产安全开采的重要因素,针对岩溶地区复杂水文地质条件下,准确预测岩溶矿床矿坑涌水量的难题,以大脑坡铅锌矿区为例,在分析矿区及其周边区域水文地质条件的基础上,充分结合岩溶发育特征,利用GMS数值模拟软件准确构建地下水三维非稳定流数值模型,模拟矿区首采区+360m开采水平以及深部+200m开采水平的矿坑涌水量。模拟分析结果表明:构建的数值模型能够较为真实地反映矿区地下水流场的实际情况,预测一年内首采区+360m开采水平下,正常稳定涌水量为2600m^(3)/d,暴雨条件下涌水量突增至9850m^(3)/d;深部+200m开采水平下,正常稳定涌水量为16414m^(3)/d,矿坑涌水形成的降落漏斗降深和范围较大,若采取大幅度疏干排水措施,易诱发岩溶塌陷灾害;暴雨条件下涌水量为19210m^(3)/d,但深部岩溶发育程度较低,低渗透性含水层削弱了暴雨效应,涌水量的增加幅度较低。

基于生态环保的高海拔地区矿山建设及防治水方案研究

青藏高原地区已逐渐成为我国的矿产资源战略基地,但高海拔地区高寒缺氧、生态环境脆弱等因素严重制约了当地工业发展,如何解决这些制约因素已成为当务之急。本文以西藏多才玛矿区为例,基于青藏高原高海拔地区矿产资源开发和勘查施工的实际经验,分析了高海拔地区矿山建设的主要影响因素,并以生态环保优先的理念研究了应对恶劣自然条件和妥善处理矿产资源开发与生态环保之间关系的解决措施,提出了矿山生态环保防治水方案,为今后高海拔地区矿山建设提供参考。

矿山帷幕注浆与水利工程基岩帷幕灌浆的差异性探讨

在经历了我国水利水电建设的高潮期以后,水利设施基岩帷幕灌浆技术已经趋于成熟。近年来,随着国家大力倡导绿色矿山建设,矿山帷幕注浆技术开始得到重视,国内众多大水矿山已经采用帷幕注浆技术进行防治水,但发展相对滞后,技术标准大多仍参照水利帷幕灌浆。鉴于上述情况,结合帷幕注浆设计与施工中遇到的一些问题,从注浆目的、防渗标准以及注浆参数(孔深、压力、段长等)等方面分析了矿山帷幕注浆与水利基岩帷幕灌浆的差异性,并对矿山帷幕注浆工作提出了建议,矿山帷幕在上述方面具有其独特性,在矿山帷幕注浆规程规范中应当进行改进和完善。

复杂岩溶矿区水患防治方案的模拟研究

毛坪铅锌矿为岩溶裂隙水含水层直接充水的水文地质条件复杂型矿床,随着矿山开采中段的延深,矿体围岩水头压力、矿坑涌水量明显增大。为应对矿山面临的水害问题,矿山计划采用帷幕注浆堵水方案进行矿坑水的防治,但查清矿坑涌水主要来水方向及确定帷幕线位置是目前矿山防治水面临的主要问题。为给矿山防治水及帷幕注浆轴线的选择提供依据,本文在分析矿区已有地质及水文地质资料的基础上,采用FEFLOW软件构建了矿区地下水三维流数值模拟模型,利用矿区放水试验资料对模型进行了识别,预测了各开采水平下矿坑涌水量及不同方向的矿坑水补给量。结果表明:矿山未来开采条件下,矿坑排水主要来自北部二迭系岩溶裂隙水,帷幕注浆轴线方案应优先考虑封堵北部二迭系岩溶裂隙水。

帷幕注浆在葫芦岛钢屯钼矿防治水的应用

女儿河从葫芦岛钢屯钼矿西南向东北流经矿区,F7断裂为主要导水构造,水文地质复杂,属大水矿床,通过地表帷幕注浆,切断女儿河与矿床之间的导水通道(F7断裂),以此来阻断地下水流人矿坑的路径,达到减小矿坑涌水的目的,取得较好的防治水效果,实现矿山的安全生产。

矿山开采水害治理技术研究——以凡口矿为例

针对凡口矿长期以来疏干排水导致的地质生态环境破坏、塌陷回填、土地复垦、排水等费用高昂等问题,以及为确保矿产资源安全开采,分析矿区的地质和水文条件,查明矿区的主要涌水通道,利用帷幕注浆的防治水方案在涌水通道上形成截流帷幕,有效降低地下水流流向工作面的补给,堵水率达到了68.35%,有效的保障了矿山长期可持续发展。

鹤庆县北衙外围矿区芹河矿段金铅多金属矿水工环地质分析研究

本文旨在讨论位于鹤庆县北衙的芹河矿段金铅多金属矿的水工环地质条件复杂性。该矿区存在含(隔)水层的分布,以及具有独特的水文地质特征、水力联系和地下水补径排条件。通过对该矿区水文地质特征、边界条件、充水方式等进行论述,本文预测了未来地下开采矿坑正常和最大涌水量,同时分析了矿区工程地质和环境地质条件。基于此,本文提出了矿山供水及防治水的初步建议,旨在为矿床开采提供详实的水工环地质资料。

基于3Dmine的矿山防治水分析应用模型建立与研究

矿山三维建模是建设数字矿山的重要手段,文章通过3Dmine矿业工程软件创建了莱新铁矿防治水分析应用模型。在收集矿山地质勘察、巷道、钻孔、涌水量等资料的基础上,进行了数字化工作并建立相关数据库,从而构建了矿山三维地质模型、矿体模型、巷道模型及钻孔涌水模型4个部分,并利用涌水来衡量模型的合理性。模型实现了真实直观的井下近矿体帷幕工程三维可视效果,将有利于矿床水文地质条件分析、防治水工程的设计与研究以及工程稳定性评价等工作。

大红山矿帷幕注浆治水工程及其评价

大红山矿大理岩岩溶发育,由于突水造成井下大量涌水,同时引起地下水位急剧下降,引发了较大范围、较大规模的地面塌陷。通过幕址勘察、帷幕注浆设计及施工,并从钻孔单位注浆量分析、帷幕内外地下水位观测、坑道抽水试验、钻孔电磁波透视和钻检查孔等多个方面,对帷幕注浆治水效果进行评价,确认注浆帷幕堵水效果明显,帷幕注浆质量较好,可发挥显著的截流作用。

矿山地下水三维空间流场模型构建及应用

在以往的矿区水文地质勘探工作中,鉴于矿山开采深度一般较浅,同时为了简化计算,大多将地下水的运动纳入二维平面流范畴。随着矿产资源开发规模、开采强度及开采深度的不断增大,地下水垂向运动特征越发显著,尤其是在大降深条件下,地下水流场呈现出典型的三维空间流场特征,若忽略地下水的垂向运动,将地下水流系统三维模型简化为二维模型,将使模型偏差较大,导致矿坑涌水量预测结果严重失真,因此,地下水运动的垂向速度分量不可忽略。在开展矿山地下水三维空间观测系统建设研究的基础上,构建了矿山地下水三维空间流场模型,提出了“海绵体”型、“蘑菇”型地下水系统理论,明确了地下水系统的运动规律、特点及防治水的关键技术,相关技术体系原理、技术方法对同类型矿山尤其是深部开采矿山水文地质勘探及防治水工作起到了积极的指导作用。通过在北洺河铁矿、司家营铁矿进行实践应用,深化了对矿区水文地质条件的认识,大幅度提高了矿坑涌水量的预测精度,提出了适合矿山的防治水措施,保证了采矿安全。

大红山矿帷幕注浆工程实践及治水效果

大红山矿大理岩岩溶发育，由于突水造成井下大量涌水，同时引起地下水位急剧下降，引发了较大范围、较大规模的地面塌陷。通过进行幕址勘察、帷幕注浆设计及施工，并对帷幕注浆治水效果进行了评价，认为注浆帷幕堵水效果明显，帷幕注浆质量较好，可发挥显著的截流作用。

千米深盲竖井下行前进式注浆堵水施工技术

三山岛金矿是山东黄金主体矿山之一,现进入全面深部开拓、回采阶段,深部主要开拓工程区域距地表距离已超过1 000 m。盲竖井掘进工程至-1 070 m工作面时出现涌水量达46 m3/h的含水裂隙带,如何采取科学有效的治水方案,确保掘进工程的安全进行,已成为矿山亟待解决的问题。在此背景下,优化下行前进式注浆法的设计参数与实施方案,选用合理的注浆设备及材料;在详尽观测涌水部位并确定合理注浆孔施工顺序的基础上,在现场分3次进行了90 m段高的注浆作业。注浆方案在现场的实施取得了良好的防、堵水效果,注浆后的总涌水量小于0.5m3/h,为盲竖井掘进工程通过含水断层区域提供了安全可靠的保障;该注浆方法对类似金属矿山深井突水灾害的防治具有一定的指导与借鉴意义。

凡口铅锌矿地下水害综合治理实践

凡口铅锌矿为南方灰岩岩溶大水矿山,水文工程地质条件复杂。通过对凡口铅锌矿建矿初期至今的防治水综合治理工程进行分析,分别介绍了放水试验工程、浅部截流疏干治水工程、帷幕注浆截流工程,并分析了其治水效果,对比了治水前后的水文变化情况和各工程优缺点,得出针对水文地质复杂的大水矿山必须采用疏、堵、避等多种方法结合的综合治理手段,才能实现安全、高效采矿的结论,可为同类型矿床防治水提供参考。