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礦床水文地質分類及基本特點(二)
信息來源:網站編輯部   添加日期:2015-6-2   瀏覽次數:3895
2.開采的主要水文地質問題
(1)礦坑涌水量大,底板突水嚴重
    截至1990年,我國煤鐵礦床的總排水量平均為239×104m³/d,占礦床分布區巖溶水的19.7%。1956~1988年我國煤礦共發生突水1220次,直接經濟損失30億元以上;1988年弟因底板突水威脅,無法大面積開采的煤炭資源159.87億噸,占已探明資源的38.33%。
(2)礦區供排矛盾突出
    我國巖溶水(天然資源)達401.46m³/s,其中半數分布在煤礦所在的52個巖溶水系統中,計201.29m³/s。他們既是工農業生產的主要水源,又是煤礦開采的主要充水因素,由于礦山長期排水,已引起相關巖溶水系統所在地區的涌水緊張,供排矛盾日趨突出,據原煤炭部調查,1986年各主要煤礦山缺水達86×104m³/d。此外,對遼、魯、冀、皖的15個礦區統計,共有巖溶坍陷坑432個,僅占國內總數的1.8%左右。無論從普遍性、規?;蚓盟鶚?,均無法與溶洞充水礦床相比較。
(二)溶洞充水礦床
    分布在秦嶺—大別山—淮河以南地區,礦種多金屬及煤、鋁土礦均在國民經濟中占重要地位。以溶洞充水為主,最大特點是地層巖溶坍陷對礦床開采的威脅。主要充水含水層為泥盆一二疊系灰巖,其中以二疊系茅口灰巖的厚度最大(300~500m),富水性最強,是大水礦床的主要充水含水層。地表巖溶形態千姿百態,地下以溶洞為主,溶隙為輔。洞與洞之間有溶隙相通,組成具有特色的洞、隙網絡,局部有巖溶暗河管道分布。在地殼持續間歇性上升地段,溶洞具有成層性,上層溶洞在雨季是下層溶洞的蓄水庫。
1.主要特點
    ①蓄水構造規模?。浩涔婺R蚩蟠渤梢蚶嘈投?,但與溶隙充水礦床相比規模小是其基本特點,受巖體控制的矽卡巖礦床的蓄水構造,小則僅1k㎡,含煤構造臺地稍大,但也以數十平方千米為主,少數100~300k㎡,因此地下水存儲量與補給量極有限,對礦床充水強度不起控制作用。
    ②巖溶發育極不均勻:在垂向上,上部為溶洞帶,分布在-100~-200m,下部為溶隙帶,一般在-300m以上;水平方向,沿斷裂、巖體與灰巖接觸帶、硫化礦床氧化帶和地表水附近巖溶極發育,巖溶充填率高達40%~80%,尤其在淺部溶洞均為充填或半充填,是造成地面巖溶坍陷普遍發育的主要原因。
    ③地面巖溶坍陷規模大并具普遍性:由于境內多溶洞、充填率高、降水強度高、入滲強烈,加上蓄水構造規模小,礦坑排水時滲透場水力坡度大,作用力強,使地面巖溶坍陷不僅有普遍性且規模大。巖溶坍陷一般沿疏干漏斗范圍內的巖體與充水圍巖接觸帶、硫化礦床氧化帶、斷層和地表水附近分布,河水和暴雨沿坍塌陷坑的回滲,是大水礦床形成的主要原因。
    ④礦坑涌水量大小的主控因素因礦床成因而異:本類礦床的礦坑涌水量一般以小和中等為主,超過5×104m³/d的較少,最大的威脅來自雨季地表水沿坍陷坑的潰水造成淹井事故。矽卡巖型礦床(大水礦床占25%左右)因巖體與充水圍巖直接接觸,會發生多溶洞潰水,期涌水量大小取決于成礦圍巖的富水性,巖體對充水圍巖的封閉程度與斷層的作用,其大水礦床的形成還需兩個條件即采后地面坍陷與地表水的規模;二疊系煤田(大水礦床占15%)因煤層與底板充水含水層呈間接接觸,煤盆邊緣以巖溶坍塌潰水為主,煤盆內以底板突水為主,其礦坑涌水量大小與巖溶坍陷底板隔水層厚度有關。如大水礦床恩口煤礦,其底板僅有0.04~1.42m厚的黏土角礫巖與充水含水層茅口灰巖相隔,單個突水點的最大涌水量達5.5×104m³/d,礦坑總涌水量為11.3×104m³/d。
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