龙塘沿铁矿导水通道类型分析

龙塘沿铁矿导水通道类型分析

杨龙

五矿矿业控股有限公司 安徽合肥 230088

【摘 要】水源和导水通道是矿井水形成的必要条件，矿井导水通道大致可分为天然通道和人为通道，天然通道包括导水断层、裂隙、接触带；人为通道包括封闭不良的钻孔和矿井井筒等。因此进行导水通道分析，根据不同类型的导水通道，采取有效措施，进行有效治理，对于防治矿床突水，具有重要意义。

【关键词】龙塘沿铁矿 构造 导水通道 突水

1、引言

龙塘沿铁矿床位于长江西岸，矿区内共有金龙、东埂、拐子李三个铁矿床，矿山设计生产规模为130万吨/年，属于水文地质条件较复杂的裂隙及岩溶孔隙充水矿床类型，为安徽十大大水矿山之一。该矿在基建过程中出现过多次淹井事故，淹井原因除了在掘进过程中遇到岩溶含水层之外，其次主要为揭露到导水通道，因此对于矿床的导水通道分析显得十分重要，对矿井的突水防治具有重要意义。

2 天然导水通道类型及其分析

2.1 断层

断层成为导水通道主要取决于断层本身的水力性质，断层破碎带往往具有较好的导水性，成为导水通道。断层的结构、构造和断层影响带内裂隙的发育程度均受断层力学性质的支配。在断层两测岩性相同的前提下，张性断层透水性较强，压性断层透水性较弱，扭性断层透水性介于二者之间。

矿区以往地质工作中虽未发现大的断层构造，但在巷道掘进过程中，发现存在几处断层构造，多为压扭性逆断层，透水性较弱：

① 在副井-280m中段DK-280-3控制点西北方向3m处，见有一条宽约1m构造断裂破碎带，倾向168°，倾角73°，破碎带中可见大小不一的透镜状角砾块体，夹有角岩化粉砂岩和角岩化泥岩，成分与围岩不一，呈松散结构，稳定性差，判断为一隔水、压扭性逆断层

② 在措施井-240m中段240-6控制点西北方向16米处，见有一条构造断裂破碎带，倾向330°，倾角72°，宽约1m，呈松散块状结构，稳定性差，判断为一隔水、压扭性逆断层。

2.2 构造断裂

① 构造裂隙

构造裂隙是在地壳运动过程中岩石在构造应力作用下产生的，具有强烈的均匀性、各向异性、随机性等特点。

构造裂隙的特点是具有明显而又比较稳定的方向性，这种方向性主要有构造应力场控制，不同岩层在同一构造应力场下形成的裂隙通常具有相同或相近的方向。一般在构造应力集中的部位，裂隙较为发育，岩层透水性也好。同一裂隙含水层中，背斜轴部常交翼部富水，倾斜岩层较平缓岩层富水，断层带附近往往格外富水。

② 构造节理

在-320m中段沿脉巷道，节理大致分为四组，其中两组为不同走向的剪节理构成的共轭“X”型节理系、一组低角度节理、一组近垂直方向张性节理。垂直方向张性节理裂隙宽度为1mm～20mm，其大小不等，系追踪“X”型共轭剪节理形成的张节理，随埋藏深度的增加节理宽度逐渐减小，直至闭合，该组节理是本矿床主要导水节理。

2.3接触带构造

矿区构造位置处于金—龙岩浆穹窿体的西部，岩凸中心与岩凹中心岩浆岩顶面高差可达340m左右。岩浆与围岩大致呈整合侵入接触关系，矿床范围内接触面产状总体较平缓，倾角为20～30°，局部有相对隆起和凹陷，并常有岩枝穿插，使岩蓬区具复杂的“云杉状”的形态特征。

矿体顶板徐家山岩溶裂隙含水层、黄马青裂隙含水层、钠质石英闪长岩裂隙含水层、矿体接触带含水层和矿体（裂隙）本身的富水性，以及矿体底板含水层，由于各含水层之间不存隔水层，并且加上构造断裂破碎带的控制与导通作用，故矿床内各含水层的水力联系密切，开采时地下水可直接进入坑道。

3 人为导水通道类型及其分析

3.1 封闭不良钻孔

封闭不良的钻孔也会造成突水，根据相关资料显示，矿区钻孔大部分封闭不良。封闭不良钻孔造成地表水和地下水沟通，形成很强的导水通道。采掘活动中一旦遇到封孔不良钻孔，将会作为通道把地表水和地下水导入矿井内。

3.2 矿井井筒

井口标高低于矿区最高洪水位的井筒，以及未按要求封闭的矿井井筒有可能成为地表水进入井下的人工通道。龙塘沿铁矿井口、总降变电所、主副井提升机房、措施井、选厂、行政生活设施等场地标高为7.5m，内涝历史最高洪水位5.8m，采选场地及行政生活设施等场地设计标高在裕溪河防护大堤不发生溃坝情况下满足防洪排涝要求。

4 导水通道探查

1、地面物探查异

通过地面电法勘探，可以进一步查出矿区内较大规模的断层，断裂构造区往往是水文地质异常区，是防治突水的重点地段，利用电法勘探，能较好的查明导水断层，为防治水构造提供依据。

2、井下物探查异

通过TRT6000地质超前预报，可以进一步查出巷道掘进范围内较大规模的破碎带，以防止导水破碎带对掘进过程中造成突水。

3、超前探水

对于物探查出来的异常区，有时难以确定为何种构造，这就需要结合钻探手段做进一步的查证。超前探水是预防水害最直接、最有效的一种方式，可直接揭露各含水层、构造、裂隙等，从而进行治理。

4、水位观测

要建立矿区地表地下水位观测网，查明各出水点相互关系及其补给水源，进而查清矿区地下水水力联系，进行有针对性指导生产和防治水害。

5、注浆治水

通过施工钻孔进行注浆治水，对断层、裂隙等关键部位进行注浆，可以使这些导水通道失去导水作用，到达阻水效果，从而防止突水事故发生，对封闭不良的钻孔，透孔后重新按规范要求进行封孔处理。

5 结论

1、根据现有资料，目前矿床未发现大的导水断层，但不排除局部小的导水断层，工程施工过程中要结合相关地质资料，及时总结、分析，严格执行“预测预报、有疑必探、先探后掘、先治后采”的防治水原则，每一受水害威胁的地点都要制定相对应的“防、堵、疏、排、截”综合防治水措施，以消除隐患、确保安全生产。

2、矿床垂向张裂隙是该区主要导水构造，且与第四系含水层之间有一定的联系，裂隙垂向连通性较好，随埋藏深度增加，闭合程度增加，表现为随开拓深度的加深，巷道涌水量会逐渐减少。

3、导水通道的类型多种多样，在矿床突水灾害中占有重要地位，矿井突水离不开导水通道，在矿床防治水工作中，探测、查明导水通道是重点，水文观测是重要的依据。

参考文献

[1] 朱志澄. 构造地质学

[2] 崔可锐. 水文地质学基础

[3] 华东冶金地质勘查研究院. 和县龙塘沿铁矿矿区水文地质勘察报告

[4] 安徽省地质矿床勘查局321地质队. 安徽省和县金龙铁矿区龙塘沿铁矿详查地质报告

[5] 中钢集团马鞍山矿山研究院有限公司. 安徽省大水矿山安全生产技术现状调研报告及对策措施