席政，席德美

(1.畢節(jié)市應(yīng)急管理服務(wù)中心，貴州 畢節(jié)市，551700；2.盤州市水務(wù)局，貴州 六盤水市，561601)

0 引言

坑探工程是為后期采礦所作的前期準(zhǔn)備工作，在地下井巷施工作業(yè)中風(fēng)險(xiǎn)性較大，常常伴有水災(zāi)、頂板、爆炸等事故的發(fā)生，其中水災(zāi)事故是造成人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失的主要風(fēng)險(xiǎn)之一。因此，必須開展坑探設(shè)計(jì)、探放水設(shè)計(jì)，成立防治水機(jī)構(gòu)、配齊專業(yè)技術(shù)人員、加強(qiáng)管理等[1-2]，目前，國內(nèi)許多工程技術(shù)人員對井巷綜合防治水安全工作開展了大量的研究。如高林等[3]提出了“四位一體”綜合防治水措施在貴州某煤礦的應(yīng)用；賀靜兵[4]對某煤礦區(qū)防治水進(jìn)行分析并提出相應(yīng)治理措施；王荀勇[5]分析了煤礦水文地質(zhì)類型的劃分并提出防治水工作建議；賈偉[6]分析了礦井水文地質(zhì)類型劃分并對防治水工作提出建議。

本文主要對貴州省威寧縣梁山鉛鋅礦詳查探礦權(quán)勘查區(qū)地下勘探坑道水文地質(zhì)資料進(jìn)行詳細(xì)分析，并提出有效的綜合防治水安全技術(shù)措施，為該項(xiàng)目安全生產(chǎn)工作服務(wù)。

1 水文地質(zhì)分析

貴州省威寧縣梁山鉛鋅礦詳查探礦權(quán)勘查區(qū)位于貴州省威寧縣云貴鄉(xiāng)群豐村，現(xiàn)探礦礦權(quán)面積為6.54 km2，現(xiàn)基本查明礦（化）體產(chǎn)狀及控（容）礦構(gòu)造類型、產(chǎn)狀特征，收集有關(guān)礦體、礦化體的資料，總結(jié)礦脈特征，礦體的產(chǎn)出規(guī)律。

本次坑探工程采用豎井-斜井聯(lián)合開拓系統(tǒng)進(jìn)行探礦設(shè)計(jì)。豎井井口標(biāo)高為1852 m。以90°傾角向下掘252 m，至+1600 m 標(biāo)高，在+1600 m 標(biāo)高設(shè)置井底車場。從+1600 m 車場口向南西方向掘進(jìn)1600 運(yùn)輸大巷（東）260 m，再向北西方向掘進(jìn)1600運(yùn)輸大巷（西）574 m，與+1600 m 回風(fēng)平巷貫通，形成通風(fēng)系統(tǒng)。回風(fēng)斜井以317°方位角、22°傾角向下掘進(jìn)至+1600 m 回風(fēng)平巷，與豎井形成通風(fēng)系統(tǒng)。

1.1 水文地質(zhì)

（1）水文、氣象。探礦區(qū)內(nèi)地表水系發(fā)育有豆芽溝小溪，自西向東流出礦區(qū)匯入格拉河，枯水季節(jié)流量約1 L/s，小溪洪水期流量可達(dá)3000～5000 L/s；梁山礦段扎塘小溪，自南向北流出礦區(qū)匯入格拉河；扎塘小溪枯水季節(jié)流量約0.25 L/s，洪水期流量可達(dá)900 L/s。年降雨量約1150 mm，多集中在6～8 月，最大暴雨量約為77 mm。

（2）區(qū)域水文地質(zhì)。探礦區(qū)區(qū)域水文地質(zhì)單元屬大寨巖溶大泉系統(tǒng)，區(qū)域斷裂構(gòu)造發(fā)育強(qiáng)烈，含水層呈帶狀展布；地形切割較強(qiáng)烈，地表水系較發(fā)育，地下水循環(huán)交替強(qiáng)烈，且多為深埋藏，地表常干旱缺水。區(qū)域地下水類型可分為碳酸鹽巖類巖溶水、碎屑巖裂隙水及松散巖類孔隙水3 大類。

1.2 含水隔水層的劃分

1.2.1 含水層

（1）堯梭組（D3y）：淺灰、灰白色中厚層狀亮晶生物屑灰?guī)r，縫合線構(gòu)造發(fā)育。中下部見鐵錳質(zhì)白云巖。厚＞120 m。巖溶較發(fā)育，富含巖溶裂隙水，屬富水性中等偏強(qiáng)的含水巖組。

（2）革老河組（C1g）：灰、深灰色中厚層狀泥灰?guī)r夾泥巖，厚＞65 m。巖溶較發(fā)育，富含巖溶裂隙水，屬含水不均一富水性中等的含水巖組。

（3）湯粑溝組（C1t）：灰、深灰色中厚層狀泥灰?guī)r與灰?guī)r互層，厚＞85 m。巖溶較發(fā)育，富含溶隙水，屬富水性中等偏強(qiáng)的含水巖組。

（4）祥擺組（C1x）：深灰色粉砂巖、細(xì)砂巖夾泥巖及煤層，厚＞50 m。富水性弱，屬弱含水層。

1.2.2 隔水層

上述各含水巖組中所夾的泥、頁巖在礦床內(nèi)可視為隔水層。

1.3 地下水補(bǔ)給和徑流及排泄

整個(gè)礦床屬地下水補(bǔ)給區(qū)，大氣降水是唯一的補(bǔ)給源。礦床內(nèi)所施工鉆孔水位多高于礦區(qū)北東部格拉河的河床標(biāo)高(+1430～+1525 m)，即地下水補(bǔ)給地表水，施工的所有坑道僅在雨季見裂隙滴水，無集水、涌水現(xiàn)象。大氣降水通過巖石裂隙、巖溶漏斗、落水洞滲入地下補(bǔ)給地下水。地下水通過巖溶管道及暗河徑流，在低洼處以泉的形式出露地表，或在溶洞的出口處排泄，區(qū)內(nèi)地下水總體由北西向南東徑流。

1.4 地表水和地下水特征

根據(jù)對豐水期季節(jié)開展動態(tài)監(jiān)測工作，較好地掌握了礦區(qū)地下水、地表水的動態(tài)特征。動態(tài)觀測結(jié)果說明地表水流量的動態(tài)是隨季節(jié)變化而變化的。礦區(qū)地下水、地表水動態(tài)特征見表1，157 點(diǎn)號動態(tài)曲線見圖1。

表1 礦區(qū)地下水、地表水動態(tài)特征

圖1 157 點(diǎn)動態(tài)曲線

從圖1 和表1 可以看出,豐水期降雨增大，流量也增大；枯水期降雨減少，其流量也隨之變小。

1.5 礦床充水因素

（1）充水水源。探礦區(qū)充水水源主要是堯梭組（D3y）、革老河組（C1g）及湯粑溝組（C1t）之溶隙、溶洞水及構(gòu)造裂隙水。

（2）充水通道及充水方式。探礦區(qū)內(nèi)礦層大部分分布于河流侵蝕基準(zhǔn)面之上，礦層底板堯梭組（D3y）的地下水在采掘過程中可能通過構(gòu)造裂隙涌出，發(fā)生突水現(xiàn)象；礦層本身為含水不均一、富水性中等的含水巖組，一旦開采，其地下水將會滲出，造成礦坑積水；礦層頂板為鐵錳質(zhì)白云巖，屬相對含水層，開采中如遇斷裂構(gòu)造，其地下水將會沿裂隙、破碎帶滲入，造成礦坑涌水。雖然礦層為頂、底板直接充水礦床，但由于含水層均為富水性中等含水巖組，因此，頂板充水及底板突水的水量一般較大，對開采可能會造成嚴(yán)重影響。

（3）構(gòu)造對礦床充水的影響。探礦區(qū)位于被F1 斷層破壞了的云貴橋背斜南東端近核部，地層露頭走向總體呈北西—南東，傾向北東，傾角多為30°～50°。區(qū)內(nèi)斷裂及褶皺構(gòu)造較為發(fā)育。區(qū)內(nèi)斷層較發(fā)育，規(guī)模較大的主要有F1 及F7 斷層，其將對礦床充水產(chǎn)生影響。在礦床開采中，于斷裂帶附近，尤其是F1 斷裂帶附近，有產(chǎn)生礦坑突水的可能性。因此，礦區(qū)內(nèi)構(gòu)造對礦床充水影響較大，在斷裂帶附近開采時(shí)，有產(chǎn)生局部突水的可能性。

（4）地表水對礦床充水的影響。區(qū)內(nèi)地表河流較發(fā)育，礦層標(biāo)高高于河流侵蝕基準(zhǔn)面標(biāo)高，對礦床充水影響較小。

綜上所述，威寧縣梁山鉛鋅礦礦體分布在地下水位和當(dāng)?shù)厍治g基準(zhǔn)面以上，地形起伏較大、地表水系不發(fā)育、開采礦體主要充水巖層為巖溶裂隙水，充水途徑主要為斷層裂隙、礦坑開采引起的冒落帶和導(dǎo)水裂隙帶，屬頂?shù)装暹M(jìn)水為主的巖溶裂隙充水礦床，為“水文地質(zhì)條件簡單類型”礦床。

2 綜合防治水安全技術(shù)措施

2.1 加強(qiáng)水文地質(zhì)基礎(chǔ)工作

坑探工程在施工建設(shè)時(shí)要定期收集、調(diào)查和核對坑探系統(tǒng)周邊其他相關(guān)礦山的開采情況及水文情況，并按要求填繪出規(guī)范的坑探礦區(qū)水文地質(zhì)圖；加強(qiáng)與有資質(zhì)的服務(wù)機(jī)構(gòu)單位合作，開展水文地質(zhì)調(diào)查和礦井水害防治方案的編制，同時(shí)可以開展三維地震勘探工作，補(bǔ)充查明探查范圍內(nèi)落差大于 5 m 的斷層位置、性質(zhì)、導(dǎo)水性以及老窯、采空區(qū)的大致位置和積水分布情況。

2.2 完善防治水管理體系

必須建立健全礦山防治水專門機(jī)構(gòu)；配備專門的防治水專業(yè)技術(shù)人員和專業(yè)探放水設(shè)備；完善各相關(guān)設(shè)施，配備足夠的排水設(shè)備，儲備足夠的防洪搶險(xiǎn)物資；完善礦井防治水有關(guān)的管理制度，每年編制年度防治水計(jì)劃和中長期防治水規(guī)劃；礦井應(yīng)編制年度水害防治計(jì)劃和水害應(yīng)急預(yù)案；加強(qiáng)培訓(xùn)，讓各級管理員和井下操作員工懂得各種水害類型的突水征兆，特種作業(yè)人員必須持證上崗，其他從業(yè)人員必須經(jīng)培訓(xùn)考核合格后方可上崗作業(yè)。

2.3 劃分突水危險(xiǎn)區(qū)域

（1）突水危險(xiǎn)區(qū)域：臨近淺部小窯的所有巷道；巖溶含水層中的井巷掘進(jìn)；穿過含水層的集中徑流帶；水文地質(zhì)條件復(fù)雜區(qū)，穿過斷層周圍。

（2）無突水危險(xiǎn)區(qū)域。主要是指遠(yuǎn)離淺部老窯及無含水地層中掘進(jìn)時(shí)，在弱含水層中可能局部存在少量裂隙水，基本上不會造成水害事故。

2.4 做好局部防治水工作

礦山必須做好水害分析預(yù)報(bào)，堅(jiān)持“物探先行、鉆孔驗(yàn)證、預(yù)測預(yù)報(bào)、有疑必探”的探放水原則，還必須做到有疑必停，密切關(guān)注透水征兆；每一循環(huán)的施工掘進(jìn)必須認(rèn)真分析并按要求編制探放水設(shè)計(jì)，按規(guī)定留設(shè)探放水允許掘進(jìn)距離，嚴(yán)禁“超挖超掘”，施工作業(yè)出水點(diǎn)位置作標(biāo)記，并整理到井上下對照圖及采掘工程圖上，做好綜合分析；配齊配足探放水設(shè)備，必須配備1 臺便攜式物探和2臺探水鉆。

2.5 做好區(qū)域防治水工作

嚴(yán)格落實(shí)地面防治水、斷層防治水等綜合措施，建立和健全防排水系統(tǒng)；嚴(yán)格按“預(yù)測預(yù)報(bào)、有掘必探，先探后掘、先治后采”的原則采取安全防治水措施；建立地下水動態(tài)觀測系統(tǒng)，做好地下水的動態(tài)觀測和水害預(yù)報(bào)，并制定相應(yīng)的“探、防、堵、截、排”綜合防治水措施。

2.6 強(qiáng)化防排水系統(tǒng)建設(shè)

（1）正常排水系統(tǒng)建設(shè)。該礦采用分級排水，主豎井施工時(shí)，+1600 m 泵房3 臺排水泵，水泵流量為280 m3/h，水泵揚(yáng)程為301 m。斜井施工時(shí)采用3 臺水泵，水泵流量為280 m3/h，水泵揚(yáng)程為301 m。在+1600 m 井底車場施工兩個(gè)水倉，每個(gè)水倉長為27 m，斷面面積為6.59 m2，總?cè)萘繛?35 m3，同時(shí)安裝水泵、排水管路形成完整的排水系統(tǒng)。掘進(jìn)工作面及沿脈平巷的水自流到+1600 m 水倉。

（2）應(yīng)急排水系統(tǒng)建設(shè)。選用先進(jìn)的礦用大型潛水泵及匹配自動化控制系統(tǒng)，可選用較為先進(jìn)的抗災(zāi)潛水泵代替現(xiàn)有的礦用主排水泵。該類型潛水泵最大的優(yōu)點(diǎn)是不怕被水淹，可直接安裝在水倉內(nèi)。礦井可設(shè)計(jì)4 臺潛水泵，設(shè)置排水管路3 趟。正常涌水量時(shí)1 臺泵工作，最大涌水量時(shí)3 臺工作，1 臺備用。同時(shí)，可設(shè)計(jì)由地面控制的潛水泵供電和啟動系統(tǒng)，即使井下中央變電所被水淹沒，仍然可由地面計(jì)算機(jī)自動控制系統(tǒng)啟動潛水泵進(jìn)行應(yīng)急救災(zāi)排水，提升了礦井排水系統(tǒng)的可靠性。

3 結(jié)語

根據(jù)近年來金屬非金屬礦山透水事故的發(fā)生情況，貴州地下鉛鋅礦山的防治水形勢不容樂觀，一些礦山水文地質(zhì)資料評價(jià)分析不全面、綜合防治水措施不到位的現(xiàn)象屢見不鮮，導(dǎo)致透水事故時(shí)有發(fā)生。因此，對金屬非金屬地下礦山而言，制定完善而行之有效的防治水措施顯得尤為重要。該礦在《安全生產(chǎn)法》《金屬非金屬地下礦山防治水技術(shù)規(guī)范》[7]《礦區(qū)水文地質(zhì)工程地質(zhì)勘查規(guī)范》[8]《金屬非金屬礦山安全規(guī)程》[1]等法律法規(guī)的指導(dǎo)下，結(jié)合礦山自身?xiàng)l件以及區(qū)域水文地質(zhì)條件，通過認(rèn)真全面地分析，提出一系列綜合防治水措施，在礦山井巷工程實(shí)際生產(chǎn)建設(shè)中取得了良好的效果，可為同類型的礦山提供參考。