石人沟铁矿地下开采防排水措施.pdf

石人沟铁矿地下开采防排水措施 郭文雅河北能源职业技术 学院 饕 j l _ l 10 || l - | l _ | 对一 个矿 山来讲 ，防排 水是一 个不 容轻视 的 问题 ，合理 的防 治水措施 将会是 矿 山安 全生 产的重要保障。 地下开采； 防排水 ； 措施 几乎所有矿山都 不同程 度地存化 _j 方 排 水问题。 这问题如解决不好， 不仅生产成本 增高 ，经济效益降低 ，引起设备人身事故， 而且会危及矿山的寿命； 反之， 如果解决得 好， 不仅能促进生产，确保安全 ， 将排 出的 水综 合利用， 变害为利， 还 町能收到很好经 济效益。总之 ， 对一个矿 山来讲 ， 防排水是 一 个不容轻视的问题。合理的防治水措施 将会是矿 山安 全生产的重要保障 。 一 石人沟铁矿床的充水类型 从国内铁 矿床开发引起矿坑充水的_丰 要含水层容水空间的特点分析 ，可分为三 种充水类型 孔隙含水层充水的矿床 ，裂 隙含水层充水的矿 床及岩溶 含水 层充水的 矿床 。具体到石人沟铁矿 ，它属 于裂隙含 水层充 水矿 床 。它具 有如 下特 征 1 、在 剖面 L，矿体 I 下部均 由坚硬 或半坚硬岩石组成；上部岩石出露地表或 上覆零 星分布的第 四系松散沉 积物 。 2、岩 石的富水性取决 于岩石的构造 破坏和裂隙发育程 度。矿床可以明显地划 分为上 、下两个含水带 ，上部为风化裂 隙 含水带 ，下部 为构造裂 隙含水带 。上部 含 水带一般富水性 弱 ，其 风化深 度一般 由地 表 向下 町达数 十米 ，而在低洼 的沟 地带 可近百米 ．下部含水带受构造控制 ，在空 间上形状 不规则 ，厚度变化大 ，富水性不 均 一 。 3、矿 区断 裂构 造发育 ，多属压性断 裂，未形成地下水的 良好通道 ，对矿味允 水影响不大 ，矿床 属水文地质条件简 的 矿 床 。 明确了矿床的充水类型 ，为我们采取 防治水措 施提 供 了依据 。 二、矿井防治水措施 矿井防治水 分为地面和地 下两部 分 ， 在矿山实际生产中，这些都是行之有效的 措 施 。现 在就 对其 做一 下简单 的 介绍 。 a 地面防排水 地面防排水是防止或减 少大 气降水和 地表水 人量流 人旷 片的重要措施 ，是保证 矿 井安全的第一道防线 。特 别是对于 以大 气降水和地表 水为主要 充水水源 的矿井 ， 地面防排水工作必须经常进行，尤其雨季 列 来之 前 ，更要 做好 各项 防排 水工 作 。 地 面防排 水措施 主要包括填 塞通道 、 排除积水、 挖排洪沟、 筑堤防洪、整铺底及 河流改道等 ， 必须根据地形 、 水文和气象条 件加以 合理选择 ，有时还可将几项措施综 合使用 ，以求更好的效果。 b井下防治水 1、查 明水源 地下 水源 是 看不 见 的 ，只有 通过 勘 测 ，掌握古井 、采空区的积水以及主要含 层 、充水断层和裂隙的分布 ，从而定 出矿 井 的积 水线 、探水 线 与警 戒线 。 2、 探 水 1 井 下生产必 须执行 “ 有疑必探 ，先 探 后 掘 ” 的 原 则 。 2 几遇到下面情况都必须停止掘进， 进 行 探 水 1掘进 工 作面 接近 含 水 层 流 砂 层 、冲 积层 、各 种承 压水 的 含水 层 、含 水层或 与地面 火量积水 区相通 的断层 ； 2掘进 工作 面接 近 被淹 并巷或 有 积 水 的 小 窑 、老 空 ； 3上层 积水 ，在下 层进 行采掘 工 作 ，两层间垂直距离小十采矿工 作面采高 4 0倍或 小于掘进巷道高度的 1 0倍 ； 4在 边探 边掘 区 内掘进时 ，掘 进 长 度达列 允许 掘进长 度 ； 5采 掘 一 r 作 面 发现 出水征 兆 ； 6当采掘 上作 面接近 各类 防水矿 柱 时 ； 7接近 町能同河 流、湖泊、水 库 、蓄 水池 、水井等 相 通的 断 层破碎 带 时； 8接近有水或稀泥的灌浆区时 ； 9接近其他可能出水地区时 。 3 、放 水 疏 干 1空水 ，有下列几种方法 1直 接 放 水 。 当水 压 不 大 ，不 致超过矿井排水能力时，呵利用探水钻孔 直 接 放 水 。 2先堵后放。当与其他 巨大水源 有关系 ，动水储量很大 ，一时排不完或不 可能排完的情况下，应先堵住出水点，然 49 后 排 放 积水 。 2疏放 含水层水 。它包 括地面疏放 水、用井 下疏水巷道疏水等 。前者适用于 埋藏较浅 、渗透性 良好 的含水层 。后者适 用于已摸清水源，并预算出涌出量的情况 下。 3放 水时 的 注意 事项 1放水前必须估计积水量 ，并要 根据矿井排水能力和水仓容量控制放水数 量 及放 水 眼的流 量 。 2要经常观测钻孔中水量变化情 况，特别放老空积水时 ，当水量变小或无 水时 ，应反复 多次下钻至原孔深度或超过 原孔深度 ，以防钻孔被堵塞 ，造成放干积 水 的假 象 ，避 免掘进 时 发生 事故 。 3放水过程中，应经常检查孔内 放 出的瓦斯及其他有害气体的含量 ，以便 采 取 措 施 。 4、留设防 水矿柱 留设 防 水矿柱 的 目的 是为 了截 止井 上 、下各种水 源的通道 。确定矿柱尺 寸 ， 必须考虑列被隔水源的压力、流量、矿层 的赋存状况等各种因素。防水隔离矿柱 因 作用不同 ，大致分为井 田隔离矿柱 、断层 防水矿柱 、被淹井巷之间的矿柱 及防止潜 水及流砂 等流人 巷道而 留设 的矿柱 。 5、截 水和堵 水 1 截 水。为 了使井下局部地点的 涌 水不致波及其他地区 ，需要在涌水的巷道 中设置水闸门或水闸墙。 2 堵水。注浆堵水是将专门制备的浆 液通过管道压人地层裂隙或孔洞，经凝结、 固化后达到隔绝 水源的 目的。在注浆堵水 工程 中， 合理选择注浆材料十分重要。它关 系到注 浆工艺工期 、成本 及注浆效果 。目 前 ， 国内外应用的注浆材料多种多样 ， 可以 简单地分为硅酸盐类和化学类浆液两大类。 三 、石人沟铁矿地下开采 防排水 措施 人沟铁矿未做专门的水文地质工 作 ，深部断 层破碎带 ，构造裂隙发育带无 钻彳 L 控制，为防止在地下开采时，揭露的 断裂带有可能导致大气降水及地表积水穿 入矿坑 ，在矿 山井巷开拓时务必要做好超 前探水工作 。尤其在北 区 1 6 m 中段的 9 线处 ，南 区一 6 0 m 中段的 2 0线处 ，南区 下转第5 1页 } 维普资讯 种征占、毁坏林地的行为， J - 用 GPS快 速准确定位，并及时将数据提供给 G I s， 更新 GI s的数据库，绘制出被征占、毁 坏林地的准确位置、面积及图形 ，以便加 强管理 。 2 ． 5用于森林防火 G P S技术 在森林防火上可发挥重要作 用。防火侦察飞机巡飞时，如有火情 ，热 红外 系统立刻发现并通过 安置在飞机 内的 G P S接收机快速确定发生火情的精确坐 标 ，同时配合地面防火塔 ，迅速向地面 接 收站报告，这是遥感技术与GP S定位技术 的一项综合应用。G P S定位技术和电子地 图配 合使用 ，可以在地图上绘 出火场示意 图 ， 并 确 定森 林 火灾 的进 展 情 况 。依 靠 G P S的定位导航功能，还可实施飞机直接 灭火 ，降低 人力物 力损耗 ， 减 少不必要 的 损 失 。 2 ． 6利用G P S导航功能进行飞机播种 造林和病虫害防治 利用 G P S的导航功能，可以更有效地 实施飞播造林工程。这种方法可以减少地 面工作人员数量 、降低劳动强度 、节约飞 播 经费、加快 了飞播进度 、避免重播和漏 播 ，为实施大面积 、大规 模造 林工程提 供 了技术保障 。在我国一些天然林区 ，该项 技术已经开始使用，并取得显著成效，广 大林业技术人员应进一步加强高科技知识 在林业生产当中的应用。在森林资源病虫 害防治工作当中，应用 G P S技术为喷洒农 药飞机导航 ，可以摆 脱庞 大的地面指挥和 信号系统 ，减 少车辆 、通讯设备和 人员的 使用 ，降低组织工 作的难度 ，减 少人 力、 物力和 财力的浪 费，降低防治成本 ，并 能 大大 提高 工作效 率 。 3 、总结与展 望 G P S测量技术给测绘领域带来一场深 刻的技术革命， 同时也对其它领域的建设和 管理工作产生 巨大影响。该项技术应用于 林业管理与建设工作当中，能够快速、高 效 、准确地提供点、线、面要素的精确 坐标，成为森林资源调查与动态监测的有 力工具。若进一步加强该技术与遥感技术 R S和地理 信息 系统 技术 GI S的 综合运 用，则在 实际工作 中必将会产生更 大 的经济 效益 。 总之，GP S测量技术在林业管理建设 行业中市场广阔 ， 应用潜 力巨大， 并且 已经 在森林资源调查、规划设计、荒漠化监测、 森林防火、森林病虫害防治等方面取得了 可喜的成绩。随着建设环保型社会步子的 进一步迈进，全国人民对我国森林资源管 理与建设的水平也将有更高的期望。因此， GP S各项新技术在林业管理与建设当中必 有更加广泛的应用前景与更大的发展空间。 [ 1 ] 徐绍铨， 张华海， 杨志强等． G P S 测量原理 及应用[ M ] ． 武汉武汉大学出版社． 1 9 9 8 ． [ 2 ] 朱华统． 常用大地坐标系及其变换[ M ] ． 北 京 解放 军 出版社 ， 1 9 9 0 ， [ 5 ] 孔祥元， 梅是义． 控制测量学 ． 武汉 武 汉 大学出版社 2 0 0 2 ． [ 4 ] 张敏新 ． 森林 资源管理 与资产评估[ M ] 。 北 京 中国林 业 出版社 ． 2 0 0 0 6 5 --， O 0 ． [ 5 ] 陈祥伟， 胡海波． 林学概论[ M ] 。 北京 中国 林 业 出版社 ． 2 0 0 5 ．5 4 7 5_ 曾庆伟 汉族 河南信阳人 ． ⋯ 1 9 8 4年 ’ 0月 出生 2 O 0 5年七月至今任教于陕西铁路工程 职业技术学院 职称 助教 主要从事 G P S 测 量原理与应用方面的教学与研究工作。 ≤ 上 接 第 2 5页 北西向断裂破碎带与花岗岩正 接触带 的 复合 构造 ，控制 着萤 石矿 带 的空 间分 布。接触带附近，北西向硅化带是本区显 著 的找 矿标 志 。 5结论 西坑萤 石矿是一 一 个规模较小 、质量分 数中等、 矿石物质成份简单的萤石矿床。 矿 床受北西向断裂与岩体接触带的复合构造 的控制 ， 与硅化带的关 系密切。 要在附近地 区寻找同类型的萤石矿床，应先找到花岗 岩体与变质岩的接触带，然后在接触带附 近寻找萤石硅化带 。 骥 ⋯、广东区域地质志[ M ] ． 区域l地质，第九 号 ． 北京 地质 出版社 ． 1 9 8 8 ， Z 9 5 -- 8 1 0 鳆 羹 羹 羹 陈光辉1 9 6 8年生，男， 湖南益阳．毕业于 中南大学地质系，工程师，工作单位 广东 省有色金属地质勘查局 9 3 2队 现从事野外 地 质找矿 工作。 上接 第 4 9页 一 1 2 0 m中段的 2 6线处，这三处为预测中 各 中段的最大涌水量出现处 ， 此外 ， 断 层F 5 以东第四系覆盖区之下的矿体，虽然埋深 不大， 但受F 5 、 F1 0 大断裂构造的影响， 水 文地质较为复杂， 也需格外重视， 当断裂构 造在矿体范围内时，不能采取盲 目地强行 5 1 通过， 也不能盲目地进行封堵。 最好是在探 明构造规模、水量大／ J , H 水压高低等情况 后，再决定巷道的通过方法。 在做超前探水时要注意以下事项 1 、探水地 点要确保与相邻地 区的工 作地点的联 系，一旦 出水 ，要马上通知水 害威胁 地区的工 作人 员撤到安全地 点。 2、打钻时 ，要时刻观察钻孔的情 况，发现矿层疏松，钻杆推进突然感到轻 松或 顺着钻杆流 出来的水超过 供水量时 ， 都要特别注意，这些都是接近或钻人积水 地点的征兆。碰到这种情况，要立即停止 钻进 ，进行 检查 。 如果孔 内水 很大 ，喷 射较远 ，必须马上固定钻杆 ，加固矿壁及 顶 底 板 。 3、探水工作面要 经常检查瓦斯及其 他有害气体，当瓦斯含量达 1 ％时，必须 停止钻进；达到 1． 5％时 ，必须停止工 作 ，使 其降 至 1％以下 ，方 可开动机 器 。 此外，也可以利用水泥砂浆等堵水材料， 通过 钻孔注 入到渗水 的地 层裂 隙、断层破 碎带，使其浆液在空隙中扩散、凝固、硬 化 ，从而最后达到堵水或加 固作用 。它可 以对 含水 层或含水断 层预先进行注浆 ，使 井简或巷道能顺利通过含水层或含水断 层，为顺利施工创造良好的条件。 在井下开采过程中，为了井下局部地 区涌水不致波及其它地区，将开采地段与 水 源隔 开 ，需 在适 当地 点修筑 防水 闸 门 墙。 1、水 闸门 。设 置 在可能 发生涌 水 ， 需要堵截，而平时仍需要运输和行人的巷 道 内 。如井 底车 场 ，水 泵房 ，变 电所的 出人 口应设置防 水闸 门， 旦发生水 患 ， 立即关 闭闸 门，把水患限 制在局部地 区 ， 保证 其他地 区 的安全 。 2、在井下需要永 久截 水 ，平时 又无 运输 和行人的地 点，修筑水闸墙 ，将受威 胁的开采地 段 与水源隔开 。 在井下开采过程中 ，通过 留设一定高 度的矿柱 ，使 井上 ，井下的各种水源向下 水 平渗 漏 ，也 能达 到减 少下 水平 的涌 水 量。 防水工程 町采 用立体交 叉、多方法多 手段同时使用， 除采用超前探水、 修筑水闸 门外，适当增加井下排水设备能力也是行 之有效的手段 。 郭文雅 ． 1 9 7 8 年3月出生 河北邯 人． 采矿工 程硕士． 现在河北能源职业技术学院矿建系任 教师。 维普资讯