[科普中国]-矿床疏干

简述

矿床疏干是指采用各种疏水构筑物及其附属排水系统，疏排地下水，使矿山采掘工作能够在安全、适宜条件下顺利进行的一种矿山防治水技术措施。水文地质条件复杂或比较复杂的矿床，疏干既是安全采矿的必要措施，又是提高矿山经济效益的有效手段，因此是当今世界各国广为应用的一种防治矿水害的方法。但是疏干也存在一些问题，如长期疏干会破坏地下水资源；在一定的地质和水文地质条件下，疏干会引起地面塌陷等许多环境水文地质和工程地质问题。

矿床疏干一般分为基建疏干和生产疏干两个阶段。对于水文地质条件复杂的矿山，通常要求在基建前或基建过程中预先进行疏于工作，为采掘作业创造正常和安全的条件。生产疏干是基建疏干的继续，以提高疏干效果，确保采矿生产安全进行。1

疏干条件根据我国矿山开采经验，露天矿的矿体及其有关含水层的涌水，有可能造成下列情况者，应考虑采取疏干措施：

①矿体或其上、下盘赋存有含水丰富的、水压很大的含水层或流砂层时，一经开采有涌水淹没和流砂溃入作业区的危险时；

②由于地下水的作用，使被揭露的岩土物理力学强度指标降低，有使露天边坡丧失稳定而产生滑坡的可能时；

③矿坑涌出的地下水，对矿山生产工艺的设备效率有严重不良影响，以致不能保证矿山的正常生产或者虽能维持生产，但进行疏干可以大幅度降低开采成本，在经济上合理时可以采用疏干措施。2

方式矿床疏干方式可分地表疏干、地下疏干和联合疏干三种方式，可根据矿床具体的水文地质条件和技术经济合理的原则加以选择。

地表疏干方式的疏水构筑物及排水设施在地面建造，适用于矿山基建前疏干。

地下疏干方式的疏排水系统在井下建造，多用于矿山基建和生产过程中的疏干。

联合疏干方式是地表和地下疏干方式的结合，其疏排水系统一部分建在地表，另一部分建在井下，多用于复杂类型矿山的疏干，一般在基建阶段采用地表疏干，在生产阶段采用地下疏干，也可以颠倒。1

疏干设计疏干设计要全面规划，并与采矿设计密切结合，其中包括：初、后期疏干工程的衔接，相邻矿疏干工程间的配合等。对于水文地质条件复杂的露天矿，必要时应从疏干角度对该矿开拓布局提出要求。

①影响因素

疏干排水在许多矿山产生地表沉降和塌陷问题，必须引起足够的注意。它不仅可能对疏水设施产生破坏，而且对矿区附近的建筑亦有严重威胁。根据矿山实际发生的沉陷，大致有以下两类。

a．松散含水层孔隙中的地下水疏出后，由于地层的再压密将形成地表沉降；其沉降率随着降落漏斗的扩展而逐渐减少。另外，由于滤水结构不当，其外围松散颗粒被带出，致使疏水设施附近的地表产生显著的沉陷。

b．对于矿体周围赋存有岩溶发育的碳酸盐类岩石，并在其上覆盖有松散沉积物的情况下，由于疏干排水，改变了地下水的水力坡度、水流速度等水力特性，有可能产生潜蚀或“真空吸蚀”作用，地面塌陷问题尤为严重。

②设计原则

a．对于松散层的沉降，由于产生范围仅限于疏水设施附近，故对疏干设施与其他建筑物及设施间要保持一定的安全距离。

b．对岩溶区产生的塌陷，要掌握其塌陷规律，地面建筑要避开岩溶发育可能产生塌陷的地区。

c．流经疏干区的河流为含水层的充水来源并影响疏干效果时，应结合矿区地面防水一并进行河流改道与否的技术经济研究。

d．疏干影响区内的地表池塘与疏干含水层有水力联系且对采掘工作有影响时，应考虑适当的疏导或排除措施。

e．疏干设施的排出水，应综合利用，作为工业、生活或农田灌溉用水。2