深部大水矿床超前疏干方案研究

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1、万方数据硕士毕业论文绪论1绪论1．1研究背景进入新世纪之后，露天矿山多数面临关闭或转入深部地下开采，上世纪50年代开始建设的地下矿山，一半以上的已面临资源枯竭面临关闭，或向着深部开采转型。深井开采面临的主要问题是高压、高温、高深、高水压以及采矿扰动，即“四高一扰动”。随着开采深度的增加，矿体围岩压力、矿井内温度也随着增加，而地下水压随着深度和围压的升高也极具增大【1‘51。近年来由于矿井地下水丰富、水压过大，导致矿井淹没的事件频见于报端，造成了巨大的人员和财产损失【昏81。矿业向着深部发展过程中，矿井防治水是

2、其至关重要的一环【9】。在矿山的实际生产过程中，矿井地下涌水直接影响着矿井开拓、矿石回采、矿石提升和运输、矿山安全等过程，特别是深部大水矿山处于高水压和高水量的环境中，地下水对于矿山生产的影响更大，必须采用某些有效的技术手段，超前矿井地下水进行治理，从而降低矿山由于地下水造成的风险，降低贫化损失，实现矿山的高效安全回采。鉴于此国家科技部专门设立了“复杂富水矿床开采关键技术开发与研究(编号：2006BAB02A01)”的研究课题，专门研究深部复杂富水矿床的防治措施【l01。贵州开磷集团矿业公司的青菜冲矿区是一座

3、年产90万吨的中型的磷矿山，为配合集团公司下部的生产要求，矿区的开拓、采准和回采任务繁重，又由于浅部资源的开采殆尽，矿山进入深部资源开采，目前已开采至+700m中段，距地表已超过500m，在下部的矿体开采过程中，出现了典型的深部复杂大水矿床的特征，即水压增大、涌水量增大等现象。矿区矿体由于为沉积型矿床，且节理裂隙发育，目前开采位置处于侵蚀基准面之下，属顶板直接进水，含水层渗透性强，受地表水及雨水影响明显，属中等复杂溶隙充水矿床；由于矿体大水，造成了在涌水量较大的情况下，极易发生泥化，造成开采环境差，运输困难，

4、文明生产难度大；矿石贫损率高，安全性差；采矿工效低，成本高，给矿山大规模高效低贫损开采带来重大技术困难，制约着矿山的大规模高开采的进行。本文依托“地下磷矿床超前疏干开采综合技术"课题，针对马路坪矿段中厚缓倾复杂富水矿体，进行矿区实地水文地质调研，矿山实际水文地质情况，其中包括矿山年充填量、回采量以及充水通道的调研。根据调研情况，建立地下涌水监测系统，并万方数据硕士毕业论文绪论对其涌淋水特征与规律进行研究，获取矿区巷道淋水度分级，最终，在不改变矿区采矿方法的基础上，开展快速有效的超前疏干方案研究，并通过现场工业

5、试验验证了疏干方案的有效性，从而实现矿区的安全高效回采。1．2国内外研究现状与评述1．2．1国内外大水矿床治理研究现状目前国内外针对大水矿床的治理，主要可分为两大类的治理方法，即截流注浆和疏干降压。(1)截流注浆防治技术截流注浆防治技术始于上世纪50年代末期，由当时的山东淄博矿务局，后被迅速推广与应用【11-141。目前帷幕注浆是各个学者研究的热点与难点‘15。22】。王军【15．16】针对大型的岩溶矿床地下水害，采用数值模拟技术对传统帷幕注浆技术进行优化设计与指导，利用先进的CT超声波透视技术，对矿床充水通

6、道进行探查，以达到准确布置注浆孔的目的。赵庆彪[17】等在山东碗窑头煤矿采用小帷幕注浆技术，成功的克服了传统注浆方法的经济性差、施工复杂、材料消耗多等缺点，实现了对该矿地下水害的成功治理与防治。郭启文【18】等东庞矿的实际水文情况，采取合理正确的方式对矿体的突水水源与充水通道进行分析，采用定向钻孔、气动搅拌工艺对矿体的充水通道进行快速的动水堵截，同时利用返流的浆体对巷道的薄弱岩体进行加固处理。高建军‘19】等根据数十年矿山实际帷幕工程实践，对其帷幕注浆技术中的关键技术进行详细的总结与归纳，其中主要包括帷幕注浆

7、的方式与方法、材料选取、帷幕厚度及其标准的确定等等，为矿山实际施工中应用提供经验。张旭东口01探讨了帷幕注浆技术中的注浆时间的标准，并根据具体的工程实践提出更加符合实际的经验公式。黄陵武㈨对巷道开挖面的地下突水问题，从理论与注浆实践、数值模拟等角度，进行了较为系统的研究，同时对于帷幕注浆的可靠性进行了研究。王亮【捌对国内外近矿体帷幕注浆技术的理论进行总结与分析，对其使用条件及参数进行了详细分析，结合龙塘沿铁矿的实际水文情况，将其技术成功的应用。(2)疏干降压防治技术上世纪90年代以前，在矿山的实际开采实践中，

8、通常采用疏干降压技术对矿山的地下水问题进行治理。大多数矿山在其地质勘探期均为做很多疏干试验，以验证水文资料的准确性，从而保证后续工程的可靠有效性【231。万方数据硕士毕业论文绪论针对疏干降压技术的研究主要集中于地质学、地下水动力学领域，且大多数的研究围绕煤矿及岩溶矿床[24。30】。相较于截流注浆技术，疏干技术有大量的工程实践，但其理论研究很少，其中最典型的是丛山等【24】在山东金岭铁矿床全面疏干过