大井法预测地下水降落漏斗及影响半径在狮仔潭灰岩矿区中的应用论文_葛晓明

福建省197地质大队 福建泉州 362011

摘要:本文主要介绍了利用大井法预测狮仔潭矿区地下水降落漏斗及影响半径,并对相邻矿区附属建筑提出相关建议与意见。

关键词:大井法;地下水降落漏斗;影响半径;狮仔潭矿区;灰岩

0前言

狮仔潭矿区主要开采矿种为石灰岩矿,位于二叠系煤层下部。福建省天湖山能源实业有限公司、福建省永春煤矿(县矿)及各民营企业矿井(煤矿、石灰岩矿)均集中分布于此,多处山体因上下水平叠合开采各类矿产造成“楼中楼”现象严重,地下水环境现状复杂。采用大井法对狮仔潭矿区地下水降落漏斗及影响半径进行预测,对勘查单位、矿区业主、开采设计单位等都具有十分重要意义,有利于加强对矿区全面、清晰的认识,对今后矿山开采与管理提供支撑。

1 概述

狮仔潭灰岩矿区位于福建省泉州市永春县下洋镇。矿区内出露的地层由老至新有下石炭统林地组(C1l)、上石炭统—下二叠统船山—栖霞组(C3c—P1q)、下二叠统文笔山组(P1w)、童子岩组(P1t)与侏罗系下统梨山组(J1l)。主要可采Ⅰ、Ⅱ号矿层分别为船山—栖霞组(C3c—P1q)的第一段与第三段。

矿区内断裂构造较发育,主要发育北东向、北西向、近东西向断裂。

2 断层特征、富水性及导水性

矿区内主要断裂有F0、F1、F2、F3、F4、F5等断层,详见表1。

透系数采用区域资料与相邻矿区实测值综合分析数据得出0.014m/d。

与南采区两个中段一致。由于在矿区所在的水文地质单元内,矿区船山栖霞(C3c—P1q)灰岩外围的碎屑岩裂隙含水层与地表基岩风化带潜水之间存在天然隔水层即为文笔山组(P1w)相对隔水层,两者之间的水力联系相对较小,所有上覆基岩裂隙水均不具备承压性质,受地表地形的控制,地表潜水在其独立的范围内沿潜水流场方向逆向追溯至地表流域分水岭为止。船山栖霞组(C3c—P1q)灰岩水位的下降虽然对上覆潜水的影响小,但水位下降使得船山栖霞组空间反压力变小,持久接受上部荷载的垂向传递,承载力随之降低,可使地表建筑发生变形甚至断裂垮塌。

4 结论

随着矿山不断开采将使得矿区内灰岩地下水位有所下降,但对于当地地表基岩风化带潜水的影响范围也随着开采的延深会不断扩大,但均限于矿区所在的最小水文地质单元内。但通过上述计算及图形叠加,我们可以看到矿山开采区上部铅坑煤矿矿部附属建筑设施位于影响半径之内,因地下水疏干后形成降落漏斗将导致地表塌陷及裂缝等工程地质问题。

在论文完成后不久,返回铅坑狮仔潭矿区周边进行实地调查发现,矿山上部天湖山能源有限公司铅坑煤矿附属建筑设施已发生墙体开裂、地面鼓胀开裂、地裂缝等不良工程地质现象(详见照片1、2),与本区持续开采,地下采场进一步增大与疏干地下水存在一定的联系,因其上部仍有部分矿硐,如铅坑煤矿、青竹安煤矿分仍在生产。

5 建议

矿山生产中其井筒在穿透含水层时应及时进行封堵,并采用合理的施工方式和无毒无害材料,比如采用冻结法施工、使用高标号无毒水泥等,最大限度减缓因矿山生产对地下水资源的破坏影响;开采技术层次上,应根据各井田矿层埋深、矿层厚度、地层结构、含水层性质等进行生产中二次设计,必要时采取限采高、条带开采、充填开采等降低导水裂隙带高度的方法;从行政角度出发应加强矿山管理,对各相邻矿山尤其是上下位置(“楼中楼”现象)矿山定时跟踪,发现问题及时汇报处理,消除隐患。对于上下位置矿山核发采矿许可证时应编制可行性方案通过评审的基础之上进行充分考究,必要时可以考虑关停部分矿山或采掘巷道。

参考文献:

[1] 沈照理等.水文地质学[M].北京:科学出版社,1985.

[2] 陈雨孙.地下水运动与资源评价[M].北京:中国建筑工业出版社,1986.

[3] 张利标.“大井”法防治煤层顶板水[J].采矿技术,2003.

[4] 林杭.顶板突水分析的研究方法[J].煤炭学报.2002.

[5] 陈佳松等.福建省永春县铅坑狮仔潭矿区水泥用灰岩矿资源储量核实报告.2014.

作者简介:

葛晓明(1982—),男,高级工程师,硕士研究生,毕业于安徽理工大学地球与环境学院地质工程专业,自2005年起在福建省197地质大队从事矿产地质勘查及广义地质调查等相关工作至今。

论文作者:葛晓明

论文发表刊物:《基层建设》2017年第28期

论文发表时间:2017/12/31

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大井法预测地下水降落漏斗及影响半径在狮仔潭灰岩矿区中的应用论文_葛晓明
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