水文地质与工程地质 课件3

水文地质与工程地质 课件3

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1、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6M3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

2、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

3、(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

4、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,m3/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;r0—大井半径,m;R0=R+r0,其中R为影响半径。r0的计算据课本表12-1(见

5、课本223页,公式12-4)r0RR0HS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=(AF1+φAF)/tF1FQ静=μV漏斗开采条件下:Q排泄=0Q=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、水文地质比拟法根据单位涌水量换算矿坑涌水量生产矿坑单位面积或单位体积上的单位涌水量:式中q0—生产矿坑单位面积、单位降深的涌水量

6、,m3/d;Q0—生产矿坑总涌水量,m3/dF0—生产矿坑的开采面积,m2S0—生产矿坑的水位降低值,m地质、水文地质条件相似的新设计的矿坑总涌水量为:Q设=q0F设S设式中F设—新设计的矿坑的设计开采面积,m2S设—新设计的矿坑的平均水位降低值,m§3矿坑水防治一、矿坑突水的预计二、矿山一般防治水措施1、正确选择采矿方法和合理布置坑道系统2、矿区地面防水措施(1)截水沟(防洪沟、排水沟);(2)河流改道;(3)整铺河床;(4)水库拦洪;(5)修防洪堤。3、露天矿坑防治水(1)分段拦截、分段排出;(2)超前疏干地

7、下水。4、矿井防治水措施矿井防治水可归纳为“查、探、放、排、堵、截”六字诀。三、矿区地下水疏干矿坑突水的预计,可在全矿区和具体地段的地质与水文地质条件的基础上,估计出可能突水的地段和部位,可能突水的水源和水量,然后制定技术上可能,经济上合理的防治方案。一、矿坑突水的预计排(截)洪沟布置示意图1—地形等高线,2—排洪沟;3—矿体1、截水沟(防洪沟、排水沟)为防止坡面降雨汇水涌入露天采场、地下开采崩落区和排水影响所造成的塌陷区,在这些地区外围应建立截水沟。在有利的地形条件下,内涝积水区也可使用排水沟将积水导出矿区。2

8、河流改道2)河流穿越露天境界或坑内开采崩落区,或排水影响的塌陷区;3)河流虽位于上述范围之外,但因河水大量渗入采区,对边坡或开采有严重不良影响而又不利于采用防渗措施。当采掘工作遇到下列情况之一时,应考虑河流改道:1)河流直接在矿体上方流过,对地下开采的矿床,采用保留矿柱或充填法采矿仍不能保证安全或经济上不合理;3、整铺河床整铺河道示意图1—矿体;2—灰岩,3—页岩;4—整

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