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铁矿水文地质条件及防治水技术的应用实践

发表时间：2020/10/27 来源：《基层建设》2020年第19期作者：吴迪

[导读] 摘要：我国是一个资源丰富的国家，目前，随着国内铁矿挖掘领域的持续化发展，对于铁矿水文地质条件以及地下水的综合治理运用开展探究，可以在很大程度上提升产业效益以及挖掘运作的安全性。

        河钢集团矿业公司司家营南区分公司河北唐山 063000
        摘要：我国是一个资源丰富的国家，目前，随着国内铁矿挖掘领域的持续化发展，对于铁矿水文地质条件以及地下水的综合治理运用开展探究，可以在很大程度上提升产业效益以及挖掘运作的安全性。立足于此，文章针对于铁矿水文地质类型展开全面探究，并且例举出地下水防治技术的运用举措，从而更好增进国内铁矿挖掘领域的良性化发展。
        关键词：铁矿；水文地质；防治水
        引言
        矿体赋存于奥陶系中统石灰岩与燕山期闪长岩接触带，矿体赋存标高－59～546m，埋深283～770m，属隐伏式接触交代型铁矿床。矿床顶板及其围岩为厚度较大的奥陶系中统石灰岩，顶底板直接进水，于矿床埋藏较深，其主要含水层奥陶系中统石灰岩为其直接顶板，厚度大、分布广，富水性强，且沙河位于矿区的西北侧，两岸局部河床石灰岩裸露，使得地表水与地下水联系密切，矿区地下水具有丰富的动、静储量，因而矿区水文地质条件较为复杂。矿区西北有季节性河流———沙河流过，为水文地质条件复杂的岩溶裂隙直接充水矿床。该矿于1965年开始地质勘探，2010年开工建设，2018年试生产，采矿方法为充填法。几十年来，矿山进行了多次水文地质研究，并采取了地面帷幕注浆堵水措施，实现了矿山安全基建。
        1铁矿所在山体类型的划分
        对铁矿资源所处的山体类型展开勘测并且全面划分，其核心是由老窑水山体、裂缝山体、岩溶山体、地表水山体、混合山体、空隙山体这几种山体所构成。第一，老窑水山体：在通常状况下，运作前期对矿山开展没有规范的挖掘则大概率会造成此种山体的产生，其往往对于相关区域铁矿后续的挖掘会造成相对较为凸显的负面影响；第二，裂缝山体：这种山体核心是矿山的裂缝充水所形成的，这也是在矿山充水山体中出现频率相对较高的一种情况，同时对之后的铁矿挖掘会产生很大的不良影响；第三，岩溶山体：此种山体是地下水布控在红色砂页岩上面所形成的状况，同时在之后挖掘进程中会遭遇较为严重的熔岩水影响，对铁矿挖掘的顺利开展起到了一定的阻碍；第四，地表水山体：这样的山体核心表现为地表整体渗透较为严重的情况，从而也在很大程度上影响着铁矿的挖掘运作；第五，混合山体：此种山体的形成来源于多方面的因素，因此其形成的原因相对复杂，在很大程度上影响着之后铁矿挖掘的山体品类；第六，空隙山体：矿产上体内部存在着诸多空隙，很大程度上影响了铁矿的挖掘进程。
        2地下水压力所造成的损害
        地下室因为遭受到矿产挖掘等相关因素的影响后会形成较为严重的压力，从而失去其原有的平衡，地下水也会因为区域的区别而形成各异的压力，并且也会极大概率引发地质灾害的产生，特别是会对于铁矿挖掘人员的人身安全造成巨大的威胁，从而形成不可估量的安全隐患存在，特别也会在很大程度上影响着铁矿挖掘的规范化运作。
        3地下水改变所引起的灾害
        地下水在诸多因素的共同影响下水位产生变化，铁矿山体的岩土层也会伴随着整体水位的改变而产生变化，进而造成很大程度上的危害。造成水位变化的因素往往包括有降雨量、温度、人为运作等多方面，矿山地下水的上涨会对河岸造成一定程度上的负面影响，会极大破坏山体的稳定性。人为因素核心是对山体周边河道开展改道及对地下室开展排放等所引发的。在排放及引入的进程中往往会让地下水的整体水位严重削减，山体的岩土层也会变得更为僵硬化，引发地面沉降及地表产生裂缝等情况的产生，对周边居民的生活及铁矿周边地质条件造成极为恶劣的影响，特别是也会很大阻碍铁矿的正常挖掘工作。同时铁矿经常发生的水文事故的人为因素主要包括有设施以及管控等方面的问题。这当中设施问题核心表现为，对于铁矿挖掘设施开展高效化管控，同时也严重忽视了对于铁矿挖掘设施展开定期的维护保养，并且排水设施达不到相关标准等通常都是最为显著的人为事故因素。管控问题核心表现为相关的矿产挖掘企业的管理层没有科学运用合理有效的管控方式对于安全问题展开检查，没有第一时间探究有关问题及不稳定性因素，同时也没有高效化对其开展改善。
        4防治水技术的运用方式
        在铁矿挖掘进程中倘若不对于地下水开展规范化运用，往往会进一步加大安全事故的发生概率。通常安全事故产生的时候不能对于其危险源开展深度化排解。倘若对于铁矿地下水开展整体管控以及运用，则往往会很好的预防此类安全事故的发生。在开展铁矿挖掘的进程中，需要核心关注地下水对于山体的影响因素，倘若真实状况允许的情况下，在开展铁矿挖掘运作规划的同时也需要对于地下水基础设施开展规划，亦或者是对于山体内部开展规避腐蚀处理，增进山体的平稳性，削减危险的产生概率。
        4.1疏干放水
        随着矿山开采进度，分2期进行了疏干放水。首先在矿区西部进行了一期疏干放水，采用垂向扇形放水孔在－122m水平一段放水，小阶段超前疏干与巷道截水相结合，西风井－122m泵站排水，以解除－110m水平以上矿石开采的突水威胁。疏干期矿坑实际总涌水量约2．1万m3/d，仅达到设计涌水量的60%，矿床内地下水位仍未达到预期的－100m标高。总体来看，垂直疏干工程地段水位下降相对较大，动水位标高为－70～－80m，疏干工程外围地段，基本没有受到矿床疏干影响，仍处于天然变幅状态下。同时反映出各观测孔水位降幅不均一，东西形成了14%的水力坡度，说明矿区灰岩含水层透水性弱且不均一。基于上述情况，本研究认为在厚大弱含水层中进行矿床有效疏干，仍是个难题，需要灵活运用防治水措施，充分利用加长钻孔进行超前探水，将裸巷掘进与工作面预注浆相结合，确保采掘安全。
        3.2注浆堵水
        铁矿采用多次注浆方式进行堵水，如表1所示，都达到了预期效果。注浆过程中根据工程揭露的围岩情况，对注浆参数进行了适当调整：围岩富水性、透水性较强，高角度裂隙发育地段，水平钻孔可以有效揭露裂隙，注浆孔适当减少，由设计的10个减少至7个；围岩裂隙与地下溶洞、断层等有联通地段，注浆压力适当降低、复注时间适当延长，采用低压高浓度方式注浆，控制每次的注入量在30m3以内，复注的间隔时间控制在20h以上，在注入的浆液达到或接近设计的注入量时结束注浆，实践证明，堵水效果明显。
        表1 注浆堵水方式

        结语
        综上所述，铁矿地质水文类型往往会对于铁矿挖掘造成一定程度上的影响，因此在开展挖掘之前需要对于相关因素展开全面调查，创建出科学合理的改善方案，规避因为相关人为操作对于地下水位的影响造成极大损害，削减事故的产生概率，提升企业的经济和社会效益。同时也对于地下水开展整体化运用可以增进铁矿挖掘行业的可持续化发展。
        参考文献：
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