礦床水文地質(zhì)學(xué)

1、礦床水文地質(zhì)學(xué)二、填空(10)礦床水文地質(zhì)三大類礦床：孔隙充水礦床、裂隙充水礦床、巖溶充水礦床研究對象：非易溶固體礦床分布地段的地下水 及周圍環(huán)境與條件活動之間相互關(guān)系開采步驟：開拓、采準(zhǔn)、回采開采方式：露天、地下開采方法：1.空場法2.崩落法3.留礦柱法4.充填 法充水水源：1.地下水2.大氣降水3.地表水4.老窯及廢棄井巷的積水 充水巖層接受補給的條件：充水層及礦體出露程度越高，蓋層透水性 越強，與補給水體接觸面積越多，涌水量越大礦坑充水條件：充水水 源、充水途徑、充水強度礦井涌水強度與充水層厚度和分布面積有關(guān)礦井涌水強度及其變化與含水層水量組成有關(guān)地表水分四類：地表水不補給者、微弱補給者

2、、補給者、灌入式1 / 13補給者頂板破壞分帶：冒落帶、導(dǎo)水裂隙帶、整體移動帶常用預(yù)測方來源網(wǎng)絡(luò)整理，僅作為學(xué)習(xí)參考 I，法：水均衡法、解析法、水文地質(zhì)類比法、q-s曲線法三、簡答（40） 礦床開采方式與方法方式.露天開采（礦體埋藏較淺且厚度大時）：施工簡便，采掘能力 大，效率高，成本低.地下開采（礦體埋深較深時）：包括直立巷道、水平巷道、傾 斜巷道方法.空場法：采空區(qū)不需人為處理，又稱自然支撐法，適用于圍巖 穩(wěn)定的薄礦層.崩落法：讓采空區(qū)頂板自然崩落，故對圍巖破壞較嚴(yán)重，適用 于圍巖較穩(wěn)定的礦床.留礦柱法：采空區(qū)之間保留適當(dāng)?shù)V柱以支護(hù)頂板，故丟礦較多, 適用于圍巖不穩(wěn)定礦床2 / 13.充填

3、法：采空區(qū)用碎石、泥沙或水泥等進(jìn)人為充填，故對圍巖來源網(wǎng)絡(luò)整理，僅作為學(xué)習(xí)參考 I，破壞小，但成本高，適用于條件復(fù)雜而價值高的礦床礦坑充水水源類型及特點1,地下水：a.不同類型地下水是控制礦坑充水條件的內(nèi)在因素， 決定礦床水文地質(zhì)類型b,地下水源的性質(zhì)與水量大小決定礦坑涌水 量大小和充水巖層疏干的難易程度2.大氣降水：a,礦坑用水量的動態(tài)曲線往往與當(dāng)?shù)卮髿饨邓^程 圖具有相似性，常表現(xiàn)出明顯的季節(jié)變化和多年周期變化b.多數(shù)礦床隨采深增加涌水量減少，涌水峰值出現(xiàn)滯后的時間加長c,涌水量與降 水性質(zhì)、強度、連續(xù)時間及入滲條件有密切關(guān)系3,地表水：a,能否成為礦坑充水水源關(guān)鍵在于是否存在充水途徑 b

4、,礦坑涌水量大小往往與地表水體性質(zhì)、規(guī)模、與礦坑的相對位置、 礦坑巖石透水性密切相關(guān)c,涌水動態(tài)隨地表水枯豐做季節(jié)性變化，且 涌水強度與地表水類型、性質(zhì)和規(guī)模有關(guān)3 / 134,老窯及廢棄井巷的積水：a,來勢猛，時間短，破壞性大b,酸性 大，含有害氣體并攜帶石塊，破壞性大c,涌水還可成為其他水源涌入來源網(wǎng)絡(luò)整理，僅作為學(xué)習(xí)參考 I，礦坑的通道d.老窯水因年代久遠(yuǎn)，分布范圍不清，調(diào)查困難礦坑充水通道類型及特點天然通道.斷裂構(gòu)造：能否成為充水途徑關(guān)鍵在于它的透水性，斷裂帶的透水性主要取決于兩盤的巖性，且往往與兩盤巖石的透水性一致。（若 兩盤均為柔軟性巖石時，其透水性則與斷裂的力學(xué)性質(zhì)有關(guān)， 壓性和

5、 壓扭性斷裂常不透水，張性斷裂可具弱透水性；若兩盤均為硬脆性或 脆性可溶巖時，斷裂帶多數(shù)具透水性；若兩盤為不同類的巖石組合，則透水性復(fù)雜）.巖溶陷落柱：只有處在現(xiàn)代巖溶水強徑流帶和集中排泄帶并隱 伏埋藏在地下水頭面之下，才能構(gòu)成突水的潛在威脅人工通道.底板突破：底板突水，同時取決于底板含水層和隔水層，突破 關(guān)鍵是含水層水壓值和隔水層阻抗水壓的能力， 后者又取決于隔水層4 / 13的厚度和巖性來源網(wǎng)絡(luò)整理，僅作為學(xué)習(xí)參考 I，.頂板破壞：對埋藏在強含水層或地表水體之下的礦床，都要評價頂板的穩(wěn)定性，預(yù)測它可能破壞的最大高度。a.b.受礦層傾角和頂板巖性控制，頂板巖性對破壞特征也有明顯影響a.冒落帶

6、：堆積的碎塊透水性好，可形成上部地下水或地表水向下灌入的通道b.導(dǎo)水裂隙帶：能透水，是上部強含水層或地表水體的滲入或突水通道，能使礦坑涌水量急劇增加c.整體移動帶：透水性與破壞前原巖相比變化不大，不會構(gòu)成充水通道.地表塌陷：a.開采塌陷：地表開采塌陷與采空區(qū)之間的水力聯(lián)系是決定其充水意義的關(guān)鍵b.巖溶塌陷：波及面積廣，危害性極大三大類充水礦床特征（必考，選）孔隙充水礦床：5 / 13主要受孔隙巖層的巖性結(jié)構(gòu)、埋藏條件、規(guī)模及與地表水聯(lián)系程來源網(wǎng)絡(luò)整理，僅作為學(xué)習(xí)參考 I，度的控制1.礦坑涌水量動態(tài)受大氣降水影響明顯， 季節(jié)變化系數(shù)大2.往往有地表水的影響3.巖層強度低，穩(wěn)定性差，工程地質(zhì)條件復(fù)

7、雜 4.多 米用露天開米裂隙充水礦床：淺部為風(fēng)化裂隙、斷裂帶充水為主，深部構(gòu)造裂隙充水為主。向 深部涌水量變小，降水和地表補給為主，富水程度由中到弱。1.礦坑涌水量一般比較小2.具有不均一性和方向性3.疏干排水的影響范圍小巖溶充水礦床：取決于充水巖層的巖溶發(fā)育特征，巖溶水分布的不均一性、方向性和集中程度，較之裂隙水更甚，導(dǎo)致礦井涌水量大小不等。礦床所 處的構(gòu)造類型、部位、規(guī)模及其破壞程度，影響著巖溶發(fā)育的強弱和 礦床富水強度。6 / 13向斜礦床匯水條件好，富水性強。向斜淺部巖溶發(fā)育，深部富水來源網(wǎng)絡(luò)整理，僅作為學(xué)習(xí)參考 I，性相對較弱。淺部軸部比翼部富水強，深部軸部比翼部富水弱.礦坑涌水量大

8、2.以集中突水為主要充水方式（涌水量往往取決 于幾個大的突水點、總涌水量變化極不穩(wěn)定，隨大突水點出現(xiàn)的短時 間劇增、突水點往往集中出現(xiàn)在某一方向或某一地段上）3.礦井排水的影響范圍可以擴展很遠(yuǎn)礦坑涌水量預(yù)測方法（必考）1.比擬法：利用地質(zhì)和水文地質(zhì)條件相似、開采方法基本相同的生產(chǎn)礦井的排水資 料，來預(yù)測新建礦井的涌水量.q-s曲線法：利用抽（放）水試驗的資料，建立涌水量（q）與 降深（s）關(guān)系的曲線方程，然后根據(jù)試驗階段與開采階段水文地質(zhì) 條件的相似性，把q-s曲線外推來預(yù)測礦坑涌水量礦坑涌水量預(yù)測的特點目標(biāo)：以確保安全開采疏干豐水期的最大涌水量為目標(biāo)7 / 13水文地質(zhì)條件：礦床大多分布于基

9、巖山區(qū)，含水質(zhì)的非均質(zhì)性突 出，參數(shù)代表性不易控制降深：多為大降深下推。此時開采條件對水 文地質(zhì)條件的改變難以預(yù)料和控制來源網(wǎng)絡(luò)整理，僅作為學(xué)習(xí)參考 I，保證礦坑涌水量預(yù)測精度的步驟1.查明充水條件，建立符合客觀實際的水文地質(zhì)概念模型（a.概化已知狀態(tài)下的水文地質(zhì)條件 b.給出未來開采狀態(tài)下的內(nèi)邊界條件 c.預(yù)測未來開采狀態(tài)下的外邊界條件）2.正確選擇計算方法，建立于 水文地質(zhì)概念模型相符合的數(shù)學(xué)模型 （a.礦床的充水因素及水文地質(zhì) 條件復(fù)雜程度b.勘探階段對礦坑涌水量預(yù)測的精度要求 c.勘探方法、 勘探工程的控制程度與信息量）3.計算數(shù)學(xué)模型，評價預(yù)測結(jié)果水量預(yù)測失誤原因.對礦床水文地質(zhì)條件

10、的復(fù)雜性認(rèn)識不足， 對礦床水文地質(zhì)條件 未查清2.水文地質(zhì)概念模型不當(dāng)，水文地質(zhì)參數(shù)取值不妥 3.數(shù)學(xué)模 型處理欠妥礦床開采環(huán)境地質(zhì)問題，尤其是礦區(qū)排水有關(guān)問題.巖溶充水礦床疏干排水時的地面塌陷：巖溶地面塌陷系指碳酸8 / 13鹽巖分布區(qū)，由于地下存在大量巖溶形態(tài)洞穴和管道，特別是淺埋藏，來源網(wǎng)絡(luò)整理，僅作為學(xué)習(xí)參考 I，直接為第四系松散沉積物覆蓋的開放型巖溶形態(tài)發(fā)育時，則使其上覆 蓋層不穩(wěn)定，從而產(chǎn)生向下陷落的現(xiàn)象，具有突發(fā)性質(zhì)，發(fā)展迅速，有時規(guī)模巨大，危害嚴(yán)重.孔隙充水礦床疏干排水時的次生固結(jié)作用和地面沉降：在疏干無壓松散孔隙含水層以及降低承壓含水層的壓力水頭時， 可引起極強 的次生固結(jié)和

11、上覆粘性土層的人為陷落壓密作用，在形成這些作用的活躍地帶一一疏干降落（或減壓）漏斗區(qū)，則出現(xiàn)地面沉降.水源枯竭：礦床開采，井巷系統(tǒng)揭露含水層疏排地下水，必然引起其天然均衡結(jié)構(gòu)的變化，導(dǎo)致礦區(qū)附近的井、泉干涸，河水?dāng)嗔鳎?破壞供水水源，使工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)及生活用水發(fā)生困難.環(huán)境污染：a.礦坑污水的污染b.礦坑酸性水污染c.金屬組分及 微量元素污染礦區(qū)水文地質(zhì)調(diào)查任務(wù)9 / 13應(yīng)查明1.主要充水水源2.主要隔水層防突水性能3.特殊隱伏導(dǎo) 水構(gòu)造并預(yù)測礦井涌水量礦區(qū)水文地質(zhì)調(diào)查特點來源網(wǎng)絡(luò)整理，僅作為學(xué)習(xí)參考 I，1.綜合性（與地質(zhì)勘探密切結(jié)合）2.長期性（評價與采礦條件相 結(jié)合）礦床水文地質(zhì)與供水文地

12、質(zhì)的工作目標(biāo)是既相互對立又相互統(tǒng)一的礦區(qū)水文地質(zhì)調(diào)查基本原則罕見地下水具有系統(tǒng)性和動態(tài)性的特點，實行動態(tài)勘探、動態(tài)監(jiān) 測和動態(tài)分析的礦井水文地質(zhì)勘探理念1.針對礦井主要水文地質(zhì)問題及其對水資源破壞類型，做到有的放矢，從區(qū)域著眼，立足礦區(qū)，系統(tǒng)勘探研究 2.堅持重點突出，綜合配套的原則3.構(gòu)成有效控制面礦區(qū)水文地質(zhì)調(diào)查常見技術(shù)方法水文地質(zhì)調(diào)查與測繪水文地質(zhì)勘查：1.物探2.鉆探水文地質(zhì)實驗長期監(jiān)測：對條件復(fù)雜度中等至復(fù)雜的礦床在勘探階段進(jìn)行大量降深，大流量、較長時間的群控抽水試驗10 / 13礦區(qū)地下水防治和水文工作注意問題來源網(wǎng)絡(luò)整理，僅作為學(xué)習(xí)參考 I，.加強區(qū)域水文地質(zhì)測繪：區(qū)域水文地質(zhì)測

13、繪是礦床水文地質(zhì)調(diào) 查的基礎(chǔ)和先行工作，其目的是通過較大面積的地表綜合研究， 對礦 山所在區(qū)域地下水的形成條件與分布規(guī)律獲得全面的認(rèn)識，從而建立 水文地質(zhì)概念模型的雛形.充分利用地質(zhì)勘探工程所取得的水文地質(zhì)資料是礦區(qū)水文地質(zhì)調(diào)查的一條重要原則.礦床水文地質(zhì)調(diào)查應(yīng)以查明主要充水巖層地下水形成條件及采礦人為作用為中心.礦區(qū)水文地質(zhì)勘探試驗工作必須從實際條件出發(fā)，結(jié)合采礦工 程配置和可能出現(xiàn)的環(huán)境問題進(jìn)行礦區(qū)地下水防治方法（疏、截、堵、留、探、放）.疏干排水：.地表疏干深井疏干：經(jīng)濟(jì)、安全、環(huán)保、施工方便（在疏干地段從地表施11 / 13工一系列疏干鉆孔至充水巖層，用深井泵或潛水泵將地下水排出地表）

14、來源網(wǎng)絡(luò)整理，僅作為學(xué)習(xí)參考 I，漏水孔：最簡便、最經(jīng)濟(jì)（在地表施工一系列漏水鉆孔將上部含 水層中的地下水，通過漏水鉆孔自流疏池至下不含水層中）水平孔疏干：疏于露天邊坡地下水最有效方法（在露天采區(qū)邊坡底部施工一個近水平的鉆孔，地下水則在自然梯度驅(qū)使下流出， 泄入 排水溝）鉆孔方向應(yīng)盡可能垂直構(gòu)造面方向，以期獲得最好疏干效果，鉆進(jìn)深度應(yīng)穿透土質(zhì)邊坡或松散巖層，對一些不穩(wěn)定的邊坡應(yīng)穿透潛在滑坡面的后部（2）地下疏干：將地下水或放入坑道集中排出地表，或泄入于水頭較多低的底部含水層中的一種排水措施疏干巷道：用以直接或間接疏泄和攔截進(jìn)入礦坑的地下水疏干平響坑內(nèi)放水鉆孔：鉆孔孔口應(yīng)安裝孔口管或放水閥， 并用水泥加固直通式放水鉆孔.注漿堵水：建造地下防滲帷幕墻，堵塞進(jìn)水途徑，切斷礦坑