复杂水文地质条件对矿山开采顺序的影响研究

刘双艳

（广西壮族自治区第四地质队，广西　南宁　５３００３１）

矿山水文地质条件复杂，在矿山开采过程中可能会导致出现开采涌水事故，对矿山开采进度产生较大影响，尤摘 要：

其对开采人员生命安全造成威胁。基于这种情况，本文根据相关矿山涌水实际情况以及以往的矿山涌水防治经验，针对复杂水文地质条件下的矿山开采顺序进行分析，并提出了相应的安全技术措施，提出在复杂水文地质条件下的矿山开采顺序相关建议，希望对我国复杂水文地质条件下的矿山开采工作提供一定的帮助。

复杂水文地质条件；矿山；开采顺序；开采方案关键词：

Ｐ６４１．７　　Ａ　　１００２－５０６５（２０１９）１７－０２９０－２中图分类号：文献标识码：文章编号：

Study on the influence of complex hydrogeological conditions on mining sequence

LIU󰀁Shuang-yan

（Ｇｅｏｌｏｇｙ　Ｔｅａｍ　Ｎｏ．４　ｏｆ　Ｇｕａｎｇｘｉ　Ｚｈｕａｎｇ　Ａｕｔｏｎｏｍｉｃ　Ｒｅｇｉｏｎ，Ｎａｎｎｉｎｇ　５３００３１，Ｃｈｉｎａ）

Abstract: Ｄｕｅ　ｔｏ　ｔｈｅ　ｃｏｍｐｌｅｘ　ｈｙｄｒｏｇｅｏｌｏｇｉｃａｌ　ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｍｉｎｅ，　ｗａｔｅｒ　ｇｕｓｈｉｎｇ　ａｃｃｉｄｅｎｔｓ　ｍａｙ　ｏｃｃｕｒ　ｄｕｒｉｎｇ　ｔｈｅ　

ｍｉｎｉｎｇ　ｐｒｏｃｅｓｓ，　ｗｈｉｃｈ　ｗｉｌｌ　ｈａｖｅ　ａ　ｇｒｅａｔ　ｉｍｐａｃｔ　ｏｎ　ｔｈｅ　ｍｉｎｉｎｇ　ｐｒｏｇｒｅｓｓ，　ｅｓｐｅｃｉａｌｌｙ　ｔｈｅ　ｌｉｆｅ　ｓａｆｅｔｙ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｍｉｎｉｎｇ　ｐｅｒｓｏｎｎｅｌ．　Ｂａｓｅｄ　ｏｎ　ｔｈｉｓ　ｓｉｔｕａｔｉｏｎ，　ｔｈｉｓ　ｐａｐｅｒ　ａｎａｌｙｚｅｓ　ｔｈｅ　ｍｉｎｉｎｇ　ｓｅｑｕｅｎｃｅ　ｕｎｄｅｒ　ｃｏｍｐｌｅｘ　ｈｙｄｒｏｇｅｏｌｏｇｉｃａｌ　ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ　ａｃｃｏｒｄｉｎｇ　ｔｏ　ｔｈｅ　ａｃｔｕａｌ　ｓｉｔｕａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｍｉｎｅ　ｗａｔｅｒ　ｉｎｒｕｓｈ　ａｎｄ　ｔｈｅ　ｐｒｅｖｉｏｕｓ　ｅｘｐｅｒｉｅｎｃｅ　ｏｆ　ｍｉｎｅ　ｗａｔｅｒ　ｉｎｒｕｓｈ　ｐｒｅｖｅｎｔｉｏｎ　ａｎｄ　ｃｏｎｔｒｏｌ，　ａｎｄ　ｐｕｔｓ　ｆｏｒｗａｒｄ　ｔｈｅ　ｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇ　ｓａｆｅｔｙ　ｔｅｃｈｎｉｃａｌ　ｍｅａｓｕｒｅｓ，　ａｎｄ　ｐｕｔｓ　ｆｏｒｗａｒｄ　ｔｈｅ　ｒｅｌｅｖａｎｔ　ｓｕｇｇｅｓｔｉｏｎｓ　ｏｎ　ｍｉｎｉｎｇ　ｓｅｑｕｅｎｃｅ　ｕｎｄｅｒ　ｃｏｍｐｌｅｘ　ｈｙｄｒｏｇｅｏｌｏｇｉｃａｌ　ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ，　ｈｏｐｉｎｇ　ｔｈａｔ　ｔｈｅ　ｍｉｎｉｎｇ　ｗｏｒｋｅｒｓ　ｕｎｄｅｒ　ｃｏｍｐｌｅｘ　ｈｙｄｒｏｇｅｏｌｏｇｉｃａｌ　ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ　ｉｎ　ｏｕｒ　ｃｏｕｎｔｒｙ　ｃａｎ　Ｔｏ　ｐｒｏｖｉｄｅ　ｓｏｍｅ　ｈｅｌｐ．

Keywords: ｃｏｍｐｌｅｘ　ｈｙｄｒｏｇｅｏｌｏｇｉｃａｌ　ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ；　ｍｉｎｅ；　ｍｉｎｉｎｇ　ｓｅｑｕｅｎｃｅ；　ｍｉｎｉｎｇ　ｐｌａｎ

矿山的开采工作通常伴随着较多的安全问题，其中开采过程中出现的涌水事故是其中较为常见的问题。这些问题的出现一般和矿山的地质环境因素有较大的关系，因此，矿山的水文地质资料对矿山开采的重要性不言而喻。详细的矿山水文地质资料可以帮助设计人员进行合理的开采方案设计，有效的减少矿山开采过程中出现的各类问题[1]。

河流侧向补给。岩溶发育富水的灰岩孔单位涌水量25.45L/s.m，矿井突水点的流量达数百L/s；富水性弱，垂向上以270m标高以下为主，平面上以高山地形为主，表现为带状展布谷地两侧高山溶洞发育微弱。基岩构造裂隙含水岩组：地表浅部地层主要分布于矿区北侧，矿区中部以南主要为基地含水层，为碎屑岩~变质岩裂隙水，主要赋存于寒武系下统清溪组的砂岩、页岩、硅质岩构造裂隙中，富水性弱。

1 了解矿山当地地质状况

在做矿山开采时，首先要理解矿山当地地质条件，以及

所发生的重大事件，以便对后续矿山开采提供帮助。

（1）地形地貌。矿区属溶蚀构造峰丛谷地峰丛洼地地貌，地形切割较深，海拔一般为400m~600m，最高为529m，谷地标高291m~327m，最低矿区北侧282m，相对高差一般100m~240m。低山丘陵间坡谷发育，坡谷一般宽20m~150m，坡度一般10°~30°，局部为80°~90°陡崖，植被覆盖率达70%。

（2）地层岩性。由地表调查及钻孔工程揭露，矿区地层较为简单，上部（盖层）为上泥盆统融县组1段~6段地层，岩层倾角7°~15°，岩性主要为灰岩，次为白云岩；局部有中泥盆统东岗岭组砂砾岩；下部（基底）为寒武系清溪组下段（∈q1）的砂、页岩，岩层倾角70°~80°，局部倒转或直立。

3 对当地矿山出现的突发事故研究

（1）事故的原因与处理方法。矿山在进行开采工作时在掘

进80m后出现第四系含水层，由于出水量较大，施工人员采取各种施工抢救措施无效后，宣布停止开采，在5年后，由另一施工单位接管，采取新型开采技术解决出水问题后，重新开始建设。在进行第二矿洞掘进过程中，矿山发生突水事故，造成淹井事故发生，在淹井事故发生后，施工单位相关专家对出水点附近地质进行重新勘测，认为突水事故的水源为封闭的死水，之后使用潜水泵进行强排工作，但水位下降并不明显，经专家再次论证后认为，突水事故水源并非死水，而是存在外界补充，之后采取地表注浆封堵的方法，顺利恢复矿山正常开采工作。在进行副井掘进时，在掘进深度大约20m处遇到矽卡岩层，由于岩石破碎，施工单位觉得停止掘进工作，并进行开采设计的变更，在掘进深度达100m时，再次出现渗水情况，施工单位决定启动紧急预案，进行巷道封堵，并对矿洞内进行排水工作，但是排水效果并不理想，矿道内部涌水量较大，施工单位应急措施处理力度不足，再次发生淹井事故。（2）事故得到的结论。前面两起事故的出现均因为矿山当地的水文地质资料不准确，导致施工单位对矿山下的地下水认识不足，且施工人员对掘进过程中出现的出水现象没有进行足够的重视，幸而两次事故未造成人员伤亡，但仍导致施工单位产生了较大的经济损失。

（下转292页）

2 矿区水文地质条件情况

矿区内的含水岩组划分为松散岩类孔隙潜水含水岩组、裂隙溶洞水含水岩组和基岩构造裂隙含水岩组。松散岩类孔隙水含水岩组主要分布于详查区中部以南，由第四系残坡积层、冲积层组成，水量贪乏~中等，主要为大气降水补给和

２０１９－０８收稿日期：

刘双艳，生于１９８４年，女，汉族，广西全州人，本科，中级，作者简介：研究方向：水工环。

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4 BIM技术的应用

目前，我国的地质勘查还在处于初级的阶段，工作人员在工程设计的过程中，无法及时的获取相关信息，对于工程项目的设计理解不够，导致设计结果无法满足工程的整体要求，导致无法对进行相关的操作和维护。因此，为了有效解决工程中的勘查问题，选择利用BIM技术对工程项目进行勘查设计，该技术的应用不仅能够很好地解决工程的设计问题，同时也能解决工程勘查问题[2]。

在原有工作模式的基础上，以每个勘查阶段的数据为基础，采用BIM技术标准对数据进行整理，利用BIM软件对二维数据和资料进行三维建模，间接实现地质勘查效果。在的具体设计过程中，首先，应对浅埋段的横向平面，纵向平面进行统一规划，将平面调整到相同的比例，然后根据横纵关系建立地层面，利用地层面进行多层剖面，进而获取地质体，通过这三个过程，完成了浅埋段三维地质模型的建立。

在钻井勘查过程中，需要获取相应的地分层数据、标贯和动态数据，在实验室中，对获取的水样品、土样品和岩样品进行分析，将各工程阶段测得的物理数据进行整合，形成更精确的地质模型。

将前提数据传输到BIM软件中，根据钻孔岩性的一些分层数据，可以直接生成岩层顶层，从而完成三维地质模型的建立。在工程建设的早期阶段，必须在宏观层面上展示项目实施的可行性，为项目的建设提供可靠的数据和资料。通过对沿线区域的经济和其他数据再进行相关分析，对项目的发展方向和主要的施工技术等提出初步建议。

（上接290页）

后两起事故的原因总结为施工单位对矿山当地水量认知不深刻，同时对于破碎带导水工作认识不足，处理方式不当。在发生二次淹井事故后，施工单位结合第一次事故处理方法，在分析出水原因后进行注浆治水，堵水效果良好。

5 数字化测绘技术

传统的数字化测绘技术，是在地图上手动显示现场测量结

果，然后人工绘制轮廓线和各种符号形成引导图。在内部审查和修改之后，进行水墨画。审批部门确定最终结果后形成最终的测绘图。由于测绘过程中的周期长，不能由计算机直接分析和计算，必须在图纸上进行手动计算，导致消耗的材料量很大。因此，数字制图技术可以克服这些缺点。CASS软件是由南方测绘仪器公司基于AutoCAD平台开发的新一代数字制图软件，它支持所有版本的AutoCAD，完全继承了AutoCAD强大而方便的绘图、图案和打印功能。同时，它结合了中国的测绘建设特点，也开发了一系列应用于工程建设等功能。

6 结论

综上所述，在进行实地地质勘查工作时，随着我国新设备、新技术的逐渐引进，减少了勘察人员的工作量，同时对于勘查效果的准确性以及工作效率有所提升，使我国地质勘查事业得到发展。运用地质勘查技术，采取相应的地质勘查措施，同时提升矿山的价值，保证我国资源开采的安全性，同时为我国矿产资源的合理开发以及资源的合理利用提供技术保障。[1]󰀡薛松.探究地质找矿勘查技术原则与方法创新[J].环球人文地

理,2014(12):66-67.

[2]󰀡朱明星.浅谈地质找矿勘查技术原则与方法创新[J].科学技术创

新,2015(15):268-269.

4 矿山合理开采顺序技术路线

结合本文研究案例分析，针对案例地区矿山的开采地质条件，相关技术人员进行细致的研究分析，对当地矿山的安全开采技术方案以及开采措施进行了系统性的攻关。

（1）浅孔留矿-空场嗣后充填采矿法。根据当地矿山的复杂水文地质条件以及岩层稳定性情况，相关研究人员确定采矿方法为组合式采矿法——浅孔留矿-空场嗣后充填采矿法。这种方法具有房柱法的采准布置，充填法的空区处理以及留矿法的落矿技术和出矿技术，如下图所示。

制矿山地区详细的水文地质图，并综合考察当地水文运动规

律，为矿山开采施工时进行治水工作提供准确的数据保障。（2）先探后掘，不探不掘，系统治理。在矿山开采过程中应坚持遵循“先探后掘，不探不掘，系统治理”的施工选择，保证掘进点和出水点保持大于20m的安全距离，降低涌水事故造成的人身安全问题，并且在进行打炮孔施工时，应在掘进面的各个方位进行超前孔的施工，超前孔长度应为5m以上，以此进行辅助探水工作。施工人员应注意施工面或者其他作业区域的渗水预兆情况，如果发现有渗水危机，必须立刻停止施工作业，分析出现渗水的原因，并针对原因进行安全治理工作，如果渗水情况较为严重，应发出警报，并将危险区域的全部工作人员撤离，之后分析渗水原因，采取科学的防治措施。

5 总结

综上所述，在现阶段我国复杂水文地区的矿山开采工作仍存在大量不足，总结来看主要为对矿上当地的水文地质情况没有全面而系统的认知，并且施工单位的管理制度仍不健全，针对我国复杂水文地质条件下的矿山开采工作，相关工作人员应加强对矿山当地水文地质条件的勘测，并提高相应的开采技术，合理设计开采顺序，提高我国复杂水文地区的矿山开采质量和安全。图1󰀁󰀁浅孔留矿-空场嗣后充填采矿方法

以此次研究矿山为例，对于复杂水文地质条件下的矿山开采顺序，以保证矿山开采过程中的安全性，将矿山的富水层，含水层，地质构造以及熔岩带等情况进行详细记录，绘

292世界有色金属 2019年 9月上

[1]󰀡杨胜堂.超大型锰矿水文地质条件对矿山开采影响分析[J].有色金属工

程,2018,8(3).

[2]󰀡杨闪.论矿山开采对水文地质环境变化的影响[J].资源节约与环

保,2018,203(10):142.