1、1岩溶矿区井筒岩溶水害原因与防治对策摘要：透过矿井井筒水害特征，分析造成矿井水害原因，寻找地下水岩溶发育规律，在矿井设计井筒选址综合井筒水文地质因素，同时面对水害及时采用帷幕注浆方法彻底治理，促进矿井防排水安全。 关键词: 透过；水害特征；地下水岩溶发育规律 ；井筒选址；水文地质；帷幕注浆； 防排水安全 Abstract: through the mine shaft water hazards characteristics, analyzes cause mine flood reason, looking for groundwater karst development pattern
2、, in the design of mine shaft location comprehensive shaft hydrogeology factors and face the curtain grouting method in water disasters thoroughly management, promote the mine safety and drainage. Keywords: through; Water damage characteristic; Groundwater karst development law; Shaft location; Hydr
3、ological geology; The curtain grouting; Waterproof and drainage security 中图分类号： P642.252 文献标识码：A 文章编号： 1 岩溶矿区井筒水害原因 矿井井筒在掘进建设过程中遇到岩溶含水构造水害是糟粕的事，井2筒断面小、排水能力有差、供电系统不完善等影响，施工难度增加，如广西中信大锰 60 万吨/年技改工程五号胶带斜井三次突水，引起地面厂房下沉等地质灾害。当水害严重时，工期将无限期延长，如广西河池地区宜州拉浪五号井井筒掘进过程遇较严重的岩溶突水井筒多次被淹，三年了尚不知所措。如何克服这些困难，突破水害困境呢？下面
4、就从矿井水害成因特征入手，寻找总结岩溶地下水发育规律，提出相应防治对策。1.1 河岸边建井筒容易造成严重水害 河流作为区域地下水天然排泄区，区域地下水源源不断地通过地下岩溶管道或含水层、泉眼等方式向河流排泄，河水常年不竭。很明显，河岸边岩溶相对发育。在这些地段建井筒容易发生突水事故，特别是靠近河岸水害越严重。广西合山煤田是岩溶地下水十分丰富，岩溶发育，红水河从煤田的煤层露头带切割含煤地层，靠近河边的矿井都不同程度受到淹井事故之痛。如原合山矿务局平阳斜井三井三个井筒就布置于红水河马安十五滩的河岸上，向滩面方向以 30 度掘进，超过红水河水位之下时，岩溶裂隙水十分丰富，涌水量大，在雨季水位上涨时停
5、工，当旱季水位下降时才能开展矿井工作，季节性矿井。 （见平阳斜井三井矿井水文地质图） 。 1.2 沟谷地形布置井筒容易受岩溶地下水威胁 沟谷地形是大气降雨汇集场所，降雨来时水位猛涨，雨后水量猛减，沟谷地形表土层利于岩溶发育并容易形成地下水径流带，在河谷下?低洼3地带往往以泉眼形成排泄或排入区域河流。在这些地段布置井筒容易受地下水威胁，特别是靠近排泄区，地下水尤其丰富。如广西宜州市双林贸易有限责任公司灯盏山锰矿一号、二号、三号斜井井筒就布置在沟谷地形上，该矿井的前方约 1000m 的村庄处出露泉眼五处，村民常年生活生产用水。该矿井筒设计断面：长*宽*高2.2*2.2*2.2（m） ，坡度 22度
6、，该区域地层倾角 2545 度，地层为薄层灰层，斜井沿地层倾斜方向掘进，20-30m 垂深穿过谷底，井筒进入表层基岩后（沟谷岸边） ，揭露了多个溶洞，旱季水量 25m3/h，雨季这些溶洞裂隙涌水量猛增，最大达到 200 m3/h，基本上保持在 100200 m3/h。 1.3 井筒穿越含水断层构造造成水害 常见的断层构造有三种：正断层、逆断层、平移断层，正断层或断层破碎带往往是成为地下水控水构造，岩溶相对发育，构成地下水通道，将地表水体与地下水体连在一起。当矿井揭露含水断层时必然发生水害。特别是井筒掘进揭露后水害更为严重，施工难度增大，工期延长，投资成倍增加。如合山煤田平阳矿区十五矿主斜井、副
7、斜井掘进至 150m 时均揭露了导水断层，该断层破碎，表现在两井筒断面上均有 20m 长的破碎面，刚揭露断层正常涌水量约 40-60m3/h,随着相邻北面的旧矿井雨季时矿井撤退，旧矿井水位上涨后，该断层将北面的老空水导通进入新井井筒，水量增加到 200 m3/h，由于涌水量猛增，建井工作十分艰难（见图12） 。 4图 12 十五矿构造、水点分布及采掘工程平面图。 1.4 井筒穿越地下水径流带地段造成水害 在地下水径流带地段的矿井井筒及井田，往往水害严重，以致难以完成建井工作。南方煤田大多有区域河流穿过，如贵州盘江煤田的盘江、广西合山煤田的红水河、广西宜山煤田的龙头江等，广西宜州拉浪矿区在龙头江
8、上游“S”河床段，其间发育有 NF1、NF3、NF18、F3 等断层，其中拉浪五号井就布置在 NF1、NF3、NF18、F3 形成三角地带，断层切割河床，穿过矿井井田的东西翼，处于“S”型河流区域内，岩溶发育，地下水丰富，水害十分严重，其主斜井、副斜井井筒掘进 200m（+5m 水平，距矿井约 1km 的龙头江常年水位标高+75m） ，均遇溶洞突水，水量 300-500 m3/h，携带出大量的河床细砂等，排水工作无法展开。 （见图 13） 。2 井筒水害防治对策 2.1 矿区井筒位置的选址 根据井筒水害原因及特点，井筒选址时不但考虑交通条件，也要考虑水文地质因素，避开岩溶发育地区布置。河岸、河
9、谷地形、断层构造都是岩溶相对发育地方，裂隙发育，地下水丰富，建井前预先在井筒的正前方布钻孔，探查井筒的水文地质情况，提出防治措施。就如广西中信大锰 60 万吨/年技改工程深部开采胶带斜井建井前进行了水文地质普查，共布置了 7 个探测钻孔，在 3#、5#孔就发现了溶洞（见图） ，做法规5范。 2.2 帷幕注浆治理井筒水害 井筒揭露的含水构造断面相对较小时，如断层面、裂隙带等，大都可以采用帷幕注浆的方法，对矿井井筒揭露的断层破碎带、裂隙带全面封闭注浆帷幕，在巷道周围形成一道坚固密不漏水的保护层（混凝土层） ，切断矿坑充水水源，达到防治水的目的，如广西中信大锰 60 万吨/年技改工程五号胶带斜井 5
10、#溶洞治理工程平面图（图 22） 。 图 2-25#溶洞岩溶管道堵水施工平面图。 溶洞较大时，采用先预注浆充满溶洞后再掘进施工，如广西宜州市双林贸易有限责任公司灯盏山锰矿一号井井筒掘进至 125m 时探水发现前方 2m 存在含水较丰富溶洞，停止掘进，注浆水泥 40t，再探水又在前方12m 处发现溶洞，再注浆水泥 50t，溶洞水害得到了治理彻底，确保了掘进施工安全。 2.3 采取绕道方式躲避井筒水害 当遇到较大的溶洞裂隙含水构造体突水时，无法采用钻孔注浆帷幕方法时，可以采用造挡水墙拦截突水段巷道，再采用绕道方式，越过突水地带后再按原来的设计方向掘进延伸，也能收到较好的效果。只不过是改变了原来的设
11、计施工方案，对于主提升运输性质的斜井来说，增加6了一级提升，而作为回风、行人安全出口用途的斜井来说影响不大。如合山煤田平阳矿区十五矿主斜井、副斜井的断层破碎带水害采用的治理方案是：先利用其副斜井（来水补给方向）强排水，主斜井断层破碎带采用砌碹注浆方法，最后，副斜井采用了绕道方式成功治理水害（见图23） 。 图 23 十五矿井筒堵水工程结构平面图（绕道方案） 。 3.结语 水害是矿井五大自然灾害之一，预防为主，防患于末然一直是灾害防治上乘对策。透过矿井井筒水害特征，分析造成矿井水害原因，寻找地下水岩溶发育规律，从井筒选址、注浆治理、绕道等综合措施，就可以减轻矿井水害的影响，促进矿井的安全生产，达到我们的所愿。
