论文部分内容阅读
摘 要：水文地质矿产疏干与排供结合，是现代矿产资源开发过程中的重点和难点，需要具有极强的技术性和专业性。矿区的水文地质条件通常极为复杂，在矿产开采作业的开始，就要结合水文地质条件，选择合适的疏干排供方法，从而在保证矿产开采作业安全性的同时，尽量减少对当地水资源平衡和生态环境的破坏，并提高水资源的利用率，从而获得经济效益、社会效益、生态效益的均衡和最大化。该文对水文地质矿产疏干方法进行了简要的介绍和分析，并对矿床疏干与排供相结合的5个模式进行了初步的探索。
关键词：水文地质 矿产疏干 排供
中图分类号：P641.4 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2017）04（a）-0074-02
進行矿床水文地质的调查，有助于较为准确地预测矿井的涌水量，了解开采过程中水文地质的变化规律，从而为矿床疏干和保护矿区的环境提供有用的参考资料。水文地质矿产疏干是指为了确保采矿的安全性，提高工作效率，以及降低成本，通过技术和经济上各种合理的工程措施，对危险矿产开采的各种充水水源进行的疏排、隔离与控制等各项科学的工程管理措施[1]。在水文地质矿产疏干的过程中，地下供水水源会遭到一定程度的破坏，从而对当地水资源平衡造成破坏，导致水文地质环境的恶化。因此，水文地质矿产疏干对策的制定，要以矿井的安全生产作为首要任务，同时从技术、经济、社会等多层面进行综合权衡，在保护水文地质环境的同时，实现矿产开采、水文地质矿产疏干、环境保护等多方效益的最大化。
在实际的采矿工作中，水文地质矿产疏干与排供是紧密结合相辅相成的。排供结合技术的实现，既能满足矿井的生产活动顺利进行，又能够对地下水资源进行合理充分的利用，从而最大程度上实现对水文地质环境的保护。
1 水文地质矿产疏干的方法
通常而言，矿产所在地的水文地质条件都极为复杂，而矿井水对矿产开采工作的顺利进行有着极大的影响作用。因此，需要采用专业的矿床疏干方法对矿井水进行及时、合理的疏干，通过矿床疏干系统，将地表水和地下水进行堵截并疏排至采区的范围之外，从而确保经济有效且安全至上的矿产开采作业。
水文地质矿产疏干是一把双刃剑。一方面，为了在采矿过程中尽可能地防止矿井水，需要对进入矿井和威胁开采的各种水源进行彻底的疏排。然而，这种疏排行为必然会对当地的生态化境造成严重破坏，使得供水量严重减少，水资源的平衡被扰乱甚至破坏。因此，在矿床疏干的过程中，采取科学合理的疏排方法，对矿产安全开采、保护生态环境、供水以及矿井水的合理利用，具有极其重大的意义和作用。常见的矿床疏干方法有防水法、疏水法、防渗法3种[2]。但是在实际的矿产开采作业中，往往需要根据矿区所处的水文地质条件采用综合的疏干方法，以获得最佳的疏干效果。
1.1 防水法
防水法，顾名思义，以防为主。即通过一定的方法来防治地表水、潜水、降水进入矿区，主要目的是减少进入矿井的涌水量，根据矿井水的不同类型，所采取的具体的防水措施也不尽相同。
防治降水，主要是避免其在矿区范围内汇集并形成地表径流，通常使用的防治方法是对的进水通道进行填堵，对汇集在矿区内的原本就分布有的水体进行并排处理。
防治地表水体，则一般使用隔离水体的方法，例如：铺设排水管道或修筑水体的防渗层等，当不允许水体的存在时，通常采用移河的措施。
防治潜水，则主要是通过修筑排水沟等排水工程，将浅部的潜水引出矿区。
1.2 疏水法
疏水法主要是采用疏干或降压的方法，对充水水源进行排除，从而确保矿产开采作业的安全。疏水法包括以下两种。
（1）预先疏干法，适用于那些水文地质条件比较复杂的大水矿床。有些矿井在挖的过程中，需要经过具有大量含水层或者高压含水层的地段，这时就可以采用预先疏干法，在地表上打深孔来预先疏干含水层或者降低高压，等矿井挖通并且封闭了该含水层后，再停止疏干，使含水层重新恢复充水，或者恢复原来的水压。
（2）并行疏干法，即在矿产开采的同时进行疏干的工作，这种疏干方法使用在采矿作业开始之前，专业性比较强。
1.3 防渗法
所谓防渗法，即通过地下注浆的方式来形成不透水体，从而切断矿井的进水通道，隔绝涌水的水源，进而大量减少矿井的涌水量。防渗法的工程投资多，工程量相对较大，且工程周期较长，但在水文地质条件允许的情况下，通常会起到很好的阻水作用，获得良好的社会效益和经济效益。
2 矿床疏干与排供结合的方式探索
矿床疏干经常会使得当地的水资源平衡被破坏，从而导致严重的生态环境问题。因此，在矿床疏干的过程中，要通过排供结合的方式，使生态环境受到最小的破坏，实现水资源的充分利用，最终实现经济效益与生态效益的共赢。
2.1 利用矿坑水的排供结合模式
在早期的矿产开采作业中通常不会考虑到排供的问题，从而使矿坑水受到各种不同程度的污染，利用率非常低。然而矿坑水也可以进行合理的充分利用，如对水质要求较低的农业灌溉用水，或者是与矿产开发相关的发电、炼焦等行业，都可以直接使用矿坑水。但在用于居民用水或者对水质要求较高的行业时，需要进行净化处理方可使用[3]。
2.2 预先疏干的排供结合模式
预先疏干法中的地表深井排水，是所有疏干方法中最理想的排供结合方法。不仅可以大量地减少矿井的涌水量，深井里的水还能满足周边的居民生活用水供给，真正实现有效的排供结合。同时，预先疏干的深井排水法，还能够使疏干流场形成缓变的状态，从而降低疏干对于生态环境的负面影响。
2.3 利用含水层双层结构的排供结合模式
在水文地质条件中，还存在着一种上强下弱的双层结构含水层。这时可根据双含水层的特点，对上层进行供水，对下层进行排供，从而实现上下分离的两个降落漏斗[4]。
2.4 暗河引流的排供结合模式
这种方式适用于暗河管道充水矿床。此类型矿床周边分布着较多的暗河，通过查明暗河的具体分布位置，对坑道上游的暗河水进行开掘引流，不仅可以减少矿井的涌水量，还能将引流的水用于居民生活及灌溉用水等。
2.5 截流帷幕的排供结合模式
用帷幕灌浆进行截流具有投资大和技术要求高两个特点，因此，需要充分考虑是否符合矿山的经济效益情况，以及矿区所处的水文地质条件是否可行[5]。
3 结语
水文地质矿产疏干与排供结合是符合企业经济效益、社会效益以及经济效益三方共赢的系统工程。尤其是对于水资源特别短缺的地区，排供结合在实现矿产开采作业安全进行的同时，减少了地下水资源的浪费，提升了水资源的利用率，实现了各方利益的最大化，因而需要国家予政策上的支持和鼓励。
参考文献
[1] 武强，赵苏启，孙文洁，等.中国煤矿水文地质类型划分与特征分析[J].煤炭学报，2013（6）：901-905.
[2] 李亚军，齐凤霞.霍林河南露天矿地下水疏干方式的探讨[J].中国煤田地质，2006（2）：40-42.
[3] 王秀军.涌水量较小矿床疏干方式的探讨[J].内蒙古石油化工，2005（12）：42-43.
[4] М.Н.克利缅托夫，М.А扎别伊达，Е.С.格拉德琴科，等.在复杂水文地质条件下开采矿床时竖井周围岩体的疏干方法[J].国外金属矿山，1994（7）：68-71.
[5] 张立君.谈水文地质矿产疏干与排供结合[J].黑龙江科技信息，2012（19）：208.
关键词：水文地质 矿产疏干 排供
中图分类号：P641.4 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2017）04（a）-0074-02
進行矿床水文地质的调查，有助于较为准确地预测矿井的涌水量，了解开采过程中水文地质的变化规律，从而为矿床疏干和保护矿区的环境提供有用的参考资料。水文地质矿产疏干是指为了确保采矿的安全性，提高工作效率，以及降低成本，通过技术和经济上各种合理的工程措施，对危险矿产开采的各种充水水源进行的疏排、隔离与控制等各项科学的工程管理措施[1]。在水文地质矿产疏干的过程中，地下供水水源会遭到一定程度的破坏，从而对当地水资源平衡造成破坏，导致水文地质环境的恶化。因此，水文地质矿产疏干对策的制定，要以矿井的安全生产作为首要任务，同时从技术、经济、社会等多层面进行综合权衡，在保护水文地质环境的同时，实现矿产开采、水文地质矿产疏干、环境保护等多方效益的最大化。
在实际的采矿工作中，水文地质矿产疏干与排供是紧密结合相辅相成的。排供结合技术的实现，既能满足矿井的生产活动顺利进行，又能够对地下水资源进行合理充分的利用，从而最大程度上实现对水文地质环境的保护。
1 水文地质矿产疏干的方法
通常而言，矿产所在地的水文地质条件都极为复杂，而矿井水对矿产开采工作的顺利进行有着极大的影响作用。因此，需要采用专业的矿床疏干方法对矿井水进行及时、合理的疏干，通过矿床疏干系统，将地表水和地下水进行堵截并疏排至采区的范围之外，从而确保经济有效且安全至上的矿产开采作业。
水文地质矿产疏干是一把双刃剑。一方面，为了在采矿过程中尽可能地防止矿井水，需要对进入矿井和威胁开采的各种水源进行彻底的疏排。然而，这种疏排行为必然会对当地的生态化境造成严重破坏，使得供水量严重减少，水资源的平衡被扰乱甚至破坏。因此，在矿床疏干的过程中，采取科学合理的疏排方法，对矿产安全开采、保护生态环境、供水以及矿井水的合理利用，具有极其重大的意义和作用。常见的矿床疏干方法有防水法、疏水法、防渗法3种[2]。但是在实际的矿产开采作业中，往往需要根据矿区所处的水文地质条件采用综合的疏干方法，以获得最佳的疏干效果。
1.1 防水法
防水法，顾名思义，以防为主。即通过一定的方法来防治地表水、潜水、降水进入矿区，主要目的是减少进入矿井的涌水量，根据矿井水的不同类型，所采取的具体的防水措施也不尽相同。
防治降水，主要是避免其在矿区范围内汇集并形成地表径流，通常使用的防治方法是对的进水通道进行填堵，对汇集在矿区内的原本就分布有的水体进行并排处理。
防治地表水体，则一般使用隔离水体的方法，例如：铺设排水管道或修筑水体的防渗层等，当不允许水体的存在时，通常采用移河的措施。
防治潜水，则主要是通过修筑排水沟等排水工程，将浅部的潜水引出矿区。
1.2 疏水法
疏水法主要是采用疏干或降压的方法，对充水水源进行排除，从而确保矿产开采作业的安全。疏水法包括以下两种。
（1）预先疏干法，适用于那些水文地质条件比较复杂的大水矿床。有些矿井在挖的过程中，需要经过具有大量含水层或者高压含水层的地段，这时就可以采用预先疏干法，在地表上打深孔来预先疏干含水层或者降低高压，等矿井挖通并且封闭了该含水层后，再停止疏干，使含水层重新恢复充水，或者恢复原来的水压。
（2）并行疏干法，即在矿产开采的同时进行疏干的工作，这种疏干方法使用在采矿作业开始之前，专业性比较强。
1.3 防渗法
所谓防渗法，即通过地下注浆的方式来形成不透水体，从而切断矿井的进水通道，隔绝涌水的水源，进而大量减少矿井的涌水量。防渗法的工程投资多，工程量相对较大，且工程周期较长，但在水文地质条件允许的情况下，通常会起到很好的阻水作用，获得良好的社会效益和经济效益。
2 矿床疏干与排供结合的方式探索
矿床疏干经常会使得当地的水资源平衡被破坏，从而导致严重的生态环境问题。因此，在矿床疏干的过程中，要通过排供结合的方式，使生态环境受到最小的破坏，实现水资源的充分利用，最终实现经济效益与生态效益的共赢。
2.1 利用矿坑水的排供结合模式
在早期的矿产开采作业中通常不会考虑到排供的问题，从而使矿坑水受到各种不同程度的污染，利用率非常低。然而矿坑水也可以进行合理的充分利用，如对水质要求较低的农业灌溉用水，或者是与矿产开发相关的发电、炼焦等行业，都可以直接使用矿坑水。但在用于居民用水或者对水质要求较高的行业时，需要进行净化处理方可使用[3]。
2.2 预先疏干的排供结合模式
预先疏干法中的地表深井排水，是所有疏干方法中最理想的排供结合方法。不仅可以大量地减少矿井的涌水量，深井里的水还能满足周边的居民生活用水供给，真正实现有效的排供结合。同时，预先疏干的深井排水法，还能够使疏干流场形成缓变的状态，从而降低疏干对于生态环境的负面影响。
2.3 利用含水层双层结构的排供结合模式
在水文地质条件中，还存在着一种上强下弱的双层结构含水层。这时可根据双含水层的特点，对上层进行供水，对下层进行排供，从而实现上下分离的两个降落漏斗[4]。
2.4 暗河引流的排供结合模式
这种方式适用于暗河管道充水矿床。此类型矿床周边分布着较多的暗河，通过查明暗河的具体分布位置，对坑道上游的暗河水进行开掘引流，不仅可以减少矿井的涌水量，还能将引流的水用于居民生活及灌溉用水等。
2.5 截流帷幕的排供结合模式
用帷幕灌浆进行截流具有投资大和技术要求高两个特点，因此，需要充分考虑是否符合矿山的经济效益情况，以及矿区所处的水文地质条件是否可行[5]。
3 结语
水文地质矿产疏干与排供结合是符合企业经济效益、社会效益以及经济效益三方共赢的系统工程。尤其是对于水资源特别短缺的地区，排供结合在实现矿产开采作业安全进行的同时，减少了地下水资源的浪费，提升了水资源的利用率，实现了各方利益的最大化，因而需要国家予政策上的支持和鼓励。
参考文献
[1] 武强，赵苏启，孙文洁，等.中国煤矿水文地质类型划分与特征分析[J].煤炭学报，2013（6）：901-905.
[2] 李亚军，齐凤霞.霍林河南露天矿地下水疏干方式的探讨[J].中国煤田地质，2006（2）：40-42.
[3] 王秀军.涌水量较小矿床疏干方式的探讨[J].内蒙古石油化工，2005（12）：42-43.
[4] М.Н.克利缅托夫，М.А扎别伊达，Е.С.格拉德琴科，等.在复杂水文地质条件下开采矿床时竖井周围岩体的疏干方法[J].国外金属矿山，1994（7）：68-71.
[5] 张立君.谈水文地质矿产疏干与排供结合[J].黑龙江科技信息，2012（19）：208.