水文地质与工程地质 课件

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第二章 矿坑涌水量预测和防治,1,矿坑充水因素分析,2,矿坑涌水量估算,3,矿坑水害防治,4,矿床水文地质图,前 言,重点：矿坑充水因素分析的内容和矿坑水害防治的措施。,前 言,（1）在建井中，当涌水量超过每小时6M,3,时不加处理就会影响井下作业和建井质量；,（2）具有浸蚀性的矿坑水，能侵蚀矿山金属设备；,（3）地下水的渗入能大大降低坑道的稳固性，增加支护费用；,（4）破坏露采边坡的稳定，造成崩塌或滑坡；,（5）地下开采时如遇突然性大量涌水，要造成井筒、坑道及采场的淹没，工人伤亡、设备损坏。,1、矿坑水对矿山生产和建设的影响,2、学习矿床水文地质的目的和任务,1、根据地下水的形成和运动规律，分析矿坑充水因素，预测矿坑涌水量；2、掌握矿坑防治水的一般方法,1,矿坑充水因素分析,一、,矿坑充水水源分析,二、,矿坑充水通道的分析,三、,影响矿坑充水量大小的其他因素,1、地下水：,2、地表水,：,3 大气降水,：,4、废弃矿坑水,一、矿坑充水水源分析,按空隙性质分：孔隙、裂隙或岩溶含水层中的地下水。,按埋藏条件分：潜水或承压含水层中的地下水。,主要为河、湖、海、水库、水塘等。,主要指降雨和融雪。,1、渗入性通道,：多为孔隙通道和细小分散的裂隙通道。,2、溃入性通道,(1)裂隙发育，而又未充填的裂隙通道,(2)岩溶(溶隙)通道,(3)透水断裂带,(4)勘探钻孔造成的通道,(5)采矿造成的涌水通道,(6)矿坑排水造成的涌水通道,（,图,）,二、矿坑充水通道的分析,岩溶地面塌陷过程示意图,1、覆盖层：矿床上部有弱透水或隔水层时，可阻挡水的下渗。,2、地形条件：,地形直接影响矿坑水的汇集和排泄。,3、矿坑相对于当地侵蚀基准面的位置：当矿坑位于当地侵蚀基准面以下时，水文地质条件复杂。,4、含水构造：当矿坑与大型含水构造相通时，往往涌水量大而稳定，不易疏干。,4、采矿方法：崩落法采矿容易造成采空区上部大量的人为裂隙，提高渗透性，促使矿坑涌水量增大。充填法采矿不致造成上覆岩层渗透性的显著改变，可保持矿坑涌水量不变。,三、影响矿坑充水量大小的其他因素,2,矿坑涌水量预测,1、,坑道系统的水动力学法（大井法）,2、,水均衡法,3、,水文地质比拟法,1、坑道系统的水动力学法（大井法）,把坑道系统所占面积理想为一圆形的大井（,要求长宽比小于10,），然后应用地下水向井运动的公式预测坑道系统的涌水量。以潜水完整井为例：,Q,井的涌水量，m,3,/d；,K,潜水含水层的渗透系数，m/d；,H,潜水含水层的厚度；,S,井中稳定的水位降深；,r,0,大井半径，m；,R,0,=R+r,0,，其中R为影响半径。r,0,的计算据课本表12-1,（见课本223页，公式12-4）,r,0,R,R,0,H,S,矿体,降落漏斗,潜水面,地表,巷道范围,降落漏斗,2、水均衡法,水均衡法是在详细分析矿区地下水来源的基础上，分别计算出不同补给来源所决定的矿坑涌水量，各部分涌水量的总和将是未来矿坑的可能总涌水量。,天然条件：,Q,补,=Q,排泄,Q,降,=（AF,1,+AF）/t,F,1,F,Q,静,=,V,漏斗,开采条件下：,Q,排泄,=0,Q=Q,补,+Q,静,=（Q,降,+Q,地表,+Q,侧,）+Q,静,潜水面,矿体,Q,补,Q,排,Q,静,地表,3,、,、,水,水,文,文,地,地,质,质,比,比,拟,拟,法,法,根,据,据,单,单,位,位,涌,涌,水,水,量,量,换,换,算,算,矿,矿,坑,坑,涌,涌,水,水,量,量,生,产,产,矿,矿,坑,坑,单,单,位,位,面,面,积,积,或,或,单,单,位,位,体,体,积,积,上,上,的,的,单,单,位,位,涌,涌,水,水,量,量,：,：,式,中,中q,0,生,生,产,产,矿,矿,坑,坑,单,单,位,位,面,面,积,积,、,、,单,单,位,位,降,降,深,深,的,的,涌,涌,水,水,量,量,，,，m,3,/d;,Q,0,生,生,产,产,矿,矿,坑,坑,总,总,涌,涌,水,水,量,量,，,，m,3,/d,F,0,生,生,产,产,矿,矿,坑,坑,的,的,开,开,采,采,面,面,积,积,，,，m,2,S,0,生,生,产,产,矿,矿,坑,坑,的,的,水,水,位,位,降,降,低,低,值,值,，,，m,地,质,质,、,、,水,水,文,文,地,地,质,质,条,条,件,件,相,相,似,似,的,的,新,新,设,设,计,计,的,的,矿,矿,坑,坑,总,总,涌,涌,水,水,量,量,为,为,：,：,Q,设,=q,0,F,设,S,设,式,中,中F,设,新,新,设,设,计,计,的,的,矿,矿,坑,坑,的,的,设,设,计,计,开,开,采,采,面,面,积,积,，,，m,2,S,设,新,新,设,设,计,计,的,的,矿,矿,坑,坑,的,的,平,平,均,均,水,水,位,位,降,降,低,低,值,值,，,，m,3,矿,坑,坑,水,水,防,防,治,治,一,、,、矿,坑,坑,突,突,水,水,的,的,预,预,计,计,二,、,、,矿,矿,山,山,一,一,般,般,防,防,治,治,水,水,措,措,施,施,1,、,、,正,正,确,确,选,选,择,择,采,采,矿,矿,方,方,法,法,和,和,合,合,理,理,布,布,置,置,坑,坑,道,道,系,系,统,统,2,、,、,矿,矿,区,区,地,地,面,面,防,防,水,水,措,措,施,施,（1,）,）截,水,水,沟,沟(,防,防,洪,洪,沟,沟,、,、,排,排,水,水,沟,沟)；,（,（2,）,）河,流,流,改,改,道,道；,（,（3,）,）整,铺,铺,河,河,床,床；,（,（4,）,）水,库,库,拦,拦,洪,洪；,（,（5,）,）,修,修,防,防,洪,洪,堤,堤,。,。,3,、,、,露,露,天,天,矿,矿,坑,坑,防,防,治,治,水,水,（1,）,）,分,分,段,段,拦,拦,截,截,、,、,分,分,段,段,排,排,出,出,；,；,（,（2,）,）,超,超,前,前,疏,疏,干,干,地,地,下,下,水,水,。,。,4,、,、,矿,矿,井,井,防,防,治,治,水,水,措,措,施,施,矿,井,井,防,防,治,治,水,水,可,可,归,归,纳,纳,为,为,“,“,查,查,、,、,探,探,、,、,放,放,、,、,排,排,、,、,堵,堵,、,、,截,截,”,”,六,六,字,字,诀,诀,。,。,三,、,、矿,区,区,地,地,下,下,水,水,疏,疏,干,干,矿,坑,坑,突,突,水,水,的,的,预,预,计,计,，,，,可,可,在,在,全,全,矿,矿,区,区,和,和,具,具,体,体,地,地,段,段,的,的,地,地,质,质,与,与,水,水,文,文,地,地,质,质,条,条,件,件,的,的,基,基,础,础,上,上,，,，估,计,计出,可,可,能,能突,水,水,的,的,地,地,段,段,和,和,部,部,位,位，,可,可,能,能,突,突,水,水,的,的水,源,源,和,和,水,水,量,量，,然,然,后,后制,定,定技,术,术,上,上,可,可,能,能,，,，,经,经,济,济,上,上,合,合,理,理,的,的防,治,治,方,方,案,案。,一,、,、,矿,矿,坑,坑,突,突,水,水,的,的,预,预,计,计,排(,截,截),洪,洪,沟,沟,布,布,置,置,示,示,意,意,图,图,1,地,地,形,形,等,等,高,高,线,线,，,，2,排,排,洪,洪,沟,沟,；,；3,矿,矿,体,体,1,、,、,截,截,水,水,沟,沟(,防,防,洪,洪,沟,沟,、,、,排,排,水,水,沟,沟),为,防,防,止,止,坡,坡,面,面,降,降,雨,雨,汇,汇,水,水,涌,涌,入,入,露,露,天,天,采,采,场,场,、,、,地,地,下,下,开,开,采,采,崩,崩,落,落,区,区,和,和,排,排,水,水,影,影,响,响,所,所,造,造,成,成,的,的,塌,塌,陷,陷,区,区,，,，,在,在,这,这,些,些,地,地,区,区,外,外,围,围,应,应,建,建,立,立,截,截,水,水,沟,沟,。,。,在,在,有,有,利,利,的,的,地,地,形,形,条,条,件,件,下,下,，,，,内,内,涝,涝,积,积,水,水,区,区,也,也,可,可,使,使,用,用,排,排,水,水,沟,沟,将,将,积,积,水,水,导,导,出,出,矿,矿,区,区,。,。,2,河,河流改,道,道,2)河,流,流穿越,露,露天境,界,界或坑,内,内开采,崩,崩落区,，,，或排,水,水影响,的,的塌陷,区,区；,3)河,流,流虽位,于,于上述,范,范围之,外,外，但,因,因河水,大,大量渗,入,入采区,，,，对边,坡,坡或开,采,采有严,重,重不良,影,影响而,又,又不利,于,于采用,防,防渗措,施,施。,当采掘,工,工作遇,到,到下列,情,情况之,一,一时，,应,应考虑,河,河流改,道,道：,1）河,流,流直接,在,在矿体,上,上方流,过,过，对,地,地下开,采,采的矿,床,床，采,用,用保留,矿,矿柱或,充,充填法,采,采矿仍,不,不能保,证,证安全,或,或经济,上,上不合,理,理；,3、整,铺,铺河床,整铺河,道,道示意,图,图,1矿,体,体；2,灰岩,，,，3,页,页岩；4,整,整铺后,的,的人工,河,河床,当河流(或渠,道,道、冲,沟,沟等),通,通过矿,区,区并,沿,沿河床,或,或沟底,的,的裂缝,渗,渗入矿,坑,坑时，,可,可用粘土、,料,料石或,水,水泥铺,砌,砌不透,水,水的人,工,工河床，以制,止,止或减,少,少河水,漏,漏失。,4 水,库,库拦洪,当露天,采,采场、,境,境内开,采,采崩落,区,区或抽,水,水塌陷,区,区横断,小,小型河,流,流时，,在,在地形,、,、地质,条,条件不,宜,宜采用,河,河道移,设,设或采,用,用时技,术,术经济,不,不合理,的,的情况,下,下，可,考,考虑采,用,用水库,调,调洪措,施,施调,洪,洪水库,应,应设排,洪,洪平洞,或,或排洪,渠,渠道泄,洪,洪，以,达,达到保,护,护矿坑,安,安全的,目,目的。,采,采用调,洪,洪水库,来,来防治,地,地表水,的,的矿山,，,，应加,强,强气象,观,观测与,预,预报，,正,正作以,便,便淮确,安,安排防,洪,洪计划,。,。,三、矿,区,区地下,水,水预先,疏,疏干,（一）,疏,疏干原,则,则,1、一,般,般原则,：,：地下,水,水影响,采,采掘工,作,作正常,与,与安全,进,进行，,或,或有突,然,然涌水,、,、涌砂,的,的危险,。,。,2、,疏干方,法,法的选,择,择原则,是,是：选,定,定的方,法,法应能,适,适应矿,区,区水文,地,地质条,件,件和采,掘,掘生产,的,的要求,；,；有效,地,地降低,采,采矿场,的,的地下,水,水位，,形,形成稳,定,定的疏,干,干降水,漏,漏斗并,显,显著改,善,善矿山,作,作业条,件,件；施,工,工条件,好,好，建,设,设投资,少,少，周,期,期短，,经,经营管,理,理安全,方,方便，,费,费用低,。,。,（二）,矿,矿区常,用,用的地,下,下水疏,干,干方法,矿区常,用,用方法,有,有地表群,孔,孔疏干、地下巷,道,道疏干,法,法、明沟,疏,疏干法,和,和联合,疏,疏干法,。,。,地表群,孔,孔疏干,石录铜,矿,矿矿区,水,水文地,质,质简图,C,2,hn-,灰,灰岩；C,1,ds-,灰,灰岩；C,1,dc-,砂,砂页岩,；,；C,1,ym-,灰,灰岩；D,3,m-砂,页,页岩；ry-,火,火成岩,；,；,矿体采,场,场；2-深井,降,降水孔,；,；3-,断,断层；4-地,层,层界线,；,；5-,等,等水位,线,线；6-补给,流,流向,地下巷,道,道疏干,法,法,是直接,利,利用专,门,门的巷,道,道辅以,坑,坑下放,水,水孔，,拦,拦截涌,向,向矿坑,的,的地下,水,水流，,或,或预先,降,降低矿,坑,坑地下,水,水的疏,干,干方法,。,。,按疏干,巷,巷道与,含,含水层,的,的位置,关,关系可,分,分为巷,道,道直接,钻,钻进