矿井防治水管理及措施

矿井防治水措施

地表地下水是矿山生产活动的重大危险源之一，建立健全有效的防治水措施是保证矿山正常生产运作的前提。因此中泰矿业有限责任公司根据锡矿山闪星锑业有限公司设计研究所设计的《湖南省冷水江市中泰矿业有限责任公司铅锌矿开采方案、安全专篇》、《金属非金属矿山安全规程》以及湖南省娄底418地质勘察院所编制的水文地质资料编制了《中泰矿业矿井防治水专项制度》，以此来预防、减轻水隐患对矿山安全生产的影响。

1、矿区水文地质条件

1.1自然地理概况

矿区地处亚热带大陆性季风气候区，阳光充足，雨量充沛，多年平均降雨日为162.6天，年降水量909.5～2125.4mm/a，年均降水量1356.76mm/a。每年3—8月为多雨季节，平均降雨量占全年的70%。大气降水是本矿区地下水的主要补给来源。

区内地表水系主要为球溪河及其支流，球溪河自西向东注入资水，其南侧支流自南往北流经矿体分布区，汇入球溪河。地表水与地下水有一定的水力联系，对矿坑充水有一定影响。

1.2岩层的含水性

区内含水层主要有第四系、中泥盆统棋梓桥组地层。

第四系主要含砂、卵石土，其含水、透水性均较好。

棋梓桥组地层主要为碳酸盐岩。底部为灰黑色含泥、炭质灰岩，岩溶不发育，平均厚40.38m，为良好的隔水层;中部为灰白色、浅灰、灰色矿化灰岩，其含水性与其埋深密切相关,近地表岩溶发育，含水

丰富，100m标高以下则含水性显著减弱;上部为深灰色、灰色化石灰岩，广泛分布于第四系下部，是地下水活动的主要场所，岩溶发育，含水丰富。主要含水段分布在90m标高以上，其下含水性显著减弱。

1.3构造破碎带的水文地质特征

与矿床开采有关的主要断裂有F1、F2、F3，前两者为隔水层，后者为含水层，水文地质特征分别阐述如下：

F1断裂：位于矿区最南端，近东西向展布，长大于2800m，走向55～75°，倾向北西西，倾角大于75°。断裂切穿矿层底部的隔水岩系。据钻孔资料反映，破碎带由破碎灰岩及黑色页岩等组成，其中的黄铁矿均未氧化。钻孔钻进中返水量稳定，断裂不含水。

F2断裂；位于矿区东部，长达1250m以上，破碎带宽约30m，走向350°，倾向东，倾角大于80°，主要由含炭质破碎角砾灰岩组成，方解石与炭质物紧密胶结，无溶蚀现象，不漏水。破碎带纵贯矿区东缘，与资江大致平行，形成一个天然隔水层，使资江水不能进入矿区。

F3断裂：分布于矿区中部，切过矿体，长达1340m，由三条支断裂构成，走向25°，倾向东，倾角65～85°。据钻探资料反映，钻孔漏水，溶洞发育且规模大、延深大、数量多，是区内的主要导水断裂，对矿坑充水有较大影响。

1.4地下水补给、径流、排泄条件

大气降水是本矿区地下水的主要补给来源，在自然状态下地下水补给河水。矿区西南部灰岩广泛出露，发育有漏斗、落水洞、溶蚀裂隙等，大气降水几乎全部渗入。矿区中分布的土壤层透水性良好，也是地下水补给的途径之一。矿区内为丘陵地形，“U”形谷地发育，地势总体呈南高北低，地下水径流、排泄条件较好。在天然状态下，地下水径流方向基本与地形吻合，总径流方向，由南向北径流，注入球溪河后汇集于资江。随着矿山开拓，局部将破坏自然状态下的地下水平衡，改变地下水流场，使之顺坑道径流排泄。其排泄方式以岩溶涌

水、裂隙突水排泄为主。

1.5矿井水文地质特征

中泰矿业铅锌矿为斜井开拓，最低副井口标高212.6m，风井口212.5m。主要有140m、110m、80m、50m、20m五个中段。140m中段以上涌水量较大，主要来源于球溪河南侧支流通过F3补给。一般涌水量150～200m3/Hr，干旱季节为100 m3/Hr，雨季山水暴发最大可达400～500 m3/Hr。巷道往西掘进靠近F3 时，涌水量加大，往东则涌水量变小。自140m标高以下，涌水量逐渐减少。80m中段以下仅见少量层间裂隙有滴水现象。

综上所述，矿山水文地质条件属中等偏复杂类型。

2、矿井防治水措施工程

2.1按矿井地下水最大涌水量建立井下排水系统

矿井排水系统设计以湖南省地质矿产勘查局418队提供的矿山水文地质调查资料中的一般涌水量和最大涌水量及矿井涌水分布深浅的情况为基础，根据矿井在开拓期间各中段以及上下中段实际涌水量及水文情况做为主要依据。

2.1.1现各中段涌水量情况统计

140m中段的一般涌水量为20m3/h,最大涌水量为100 m3/h；

110m中段的一般涌水量为70m3/h，最大涌水量为250 m3/h；

80m中段的一般涌水量40 m3/h,最大涌水量为100 m3/h；

50m中段一般涌水量为20 m3/h，最大涌水量30 m3/h；

20m中段一般涌水量15m3/h，最大涌水量为25m3/h。

当采掘至50m中和20m中段时，地下涌水量为层间裂隙水，涌水

量较小，当50m中段与20m中段产生地下水时，上部中段的涌水量同时相应减小。

2.1.2上下中段的排水系统设置

（1）为保证各上下中段的正常开采在各中段设置水仓和排水泵房。

根据各中段涌水量的特点，设置水仓，阶梯式排水。

140m中段，设计水仓容积为400m3，是该中段一般涌水量20 m3的20倍。水仓形式为长条型，水仓宽2m,长40m，深5m。

110m中段，设计水仓容积为1050m3，是该中段一般涌水量70m3的15倍。水仓形式为长条型，水仓宽7m,长30m,深5m；

80m中段，设计水仓容积为640m3，是该中段一般涌水量40m3的16倍。水仓形式为长条型，水仓宽8m,长40m,深4m；

50m中段，设计水仓容积为300m3，是该中段一般涌水量20m3的15倍。水仓形式为长条型，水仓宽5m,长12m,深5m；

20m中段，设计水仓容积为300m3，是该中段一般涌水量15m3的20倍。水仓形式为长条型，水仓宽7.5m,长20m,深2m。

其中+140m与+110m中段水仓有导流钻孔，钻孔直径φ100mm，当140m中段水仓过量时，可通过导流钻孔将过量水导入+110m水仓。140m中段、110m中段、80m中段和20m中段为主水仓，50m中段为辅助水仓。140m中段、110m中段和80m中段的水仓直接排出地表，50m 中段和20m中段的水排入80m中段水仓。水仓清泥采用泥浆泵将仓内的泥浆排入采空区。

（2）设置合理的中段排水泵房