矿井开采过程中常会遇到矿坑涌水问题, 如果直接在存在此种问题的矿坑地面上作业, 易影响矿产资源开采的作业质量, 并且会造成资源开采的成本风险, 增加开采的作业安全隐患, 所以开采企业需要在具体的开采作业之前, 对作业区域的环境质量、地质和水文条件等进行详细调查, 综合调查的所有信息确定开采作业方案。其中矿坑涌水量需要采用先进技术方法进行预测分析, 据此获得预测值, 目前预测矿坑涌水量的方法类型较多, 不同的方法适用范围各有不同, 需要矿井施工勘探人员在分析矿山基本情况前提下择优选取, 水文地质比拟法为此类工程勘探作业中较常使用的一种方法。
1、水文地质比拟法概述
该种方法指的是在进行地质勘探时, 结合工程作业前调查的资料对矿坑施工中可能涌出的地下水量进行的预测分析, 具有较强的合理性与科学性。多应用在新型矿井地质、需要扩建矿井涌水量的预测分析中, 主要通过数据计算的方式对具有均匀透水性岩层、矿床进行涌水量的预测。具体的应用条件主要包括以下几个方面:其一为矿井进行资源开采的方式与采矿作业区域的实际情况进行对比分析, 具有高度的一致性或相似性。其二为预测的采矿区水文、地质条件与矿井内的各项条件相差不大。或者预测采矿区位于之前顺利施工作业的矿区范围内, 应用比拟法同样可以对矿井矿坑涌水量进行准确测量, 但是在方法实际应用中需要对预测矿区资源储量、生产情况做好全面的调查, 结合矿坑涌水量在不同开采面积、水位条件下的具体表现, 预测矿井矿坑涌水量情况。其三要求预测矿井区有着良好的预测条件。如果使用该方法来预测涌水量, 预测矿井需要事先设置一个具有良好使用功能的拓井系统, 此时矿井矿坑存在的各类水文问题基本已经妥善处理;并且拥有该系统的矿井开拓面积较大, 最小面积需为1万平方米。上述条件即为使用水文地质比拟法的基本条件, 在该种条件下开展的涌水量预测工作价值较高, 数据结果理想。分析这些比拟条件可知如果可开拓面积较小、矿道单一时, 无法准确把握矿井内部的冲水因素, 比拟结果受到相关因素影响, 会出现预测涌水量与实际情况的误差, 不利于矿井地质勘探作业。
2、矿坑涌水量预测中水文地质比拟法应用分析
水文地质比拟法在具体的应用过程中, 需要对矿区整体的水文条件进行数据调查, 对于矿区周边、主矿坑区域的涌水量数据, 水位降低、矿产开采作业面积等数据进行重点调查, 之后将所有数据整合进行矿坑涌水量问题的综合分析。分析期间需要选择相对应的计算公式计算, 例如Q=Kp×P/Q=q0×F×S等。从数据资料中选取公式需要的计算数据后, 不可直接将数据填入到公式中进行计算, 以免造成数据结果失效问题, 影响矿井施工方案与开采作业的进。
如果需要进行涌水量预测的矿坑, 经过数据调查可知水位降低开采面积、增加涌水量之间具有正相关的关系, 分析实际情况了解到该种情况出现在大部分的矿坑中, 造成该种情况发生的原因与指数相关;其中水位降低与涌水量之间具有对数关系。指数情况在确定时需要从矿井大小出发进行研究, 从而确定指数实际情况。所以预测涌水量并选择公式期间, 勘探人员需要对地质条件进行调查, 还需要找寻与矿山相关的所有资料, 以此确定公式并进行相应的计算, 如果数据符合涌水量预测模型的要求, 还可以依托所有数据构建涌水量计算模型, 以此对涌水量实际值进行标准化的计量。在涌水量预测相关问题分析的过程中, 还需要提高比拟法计算公式的针对性, 使其更加符合所要勘探矿区的实际情况, 具体操作时勘测人员需要在了解所调查的数据前提下, 对矿井矿坑实际测量的涌水量 (Q) 、开采面积 (F) 以及水位降低值 (S) 进行测量与记录, 之后对三项数据之间关联性进行调查, 测定不同开采面积、开采量下的涌水量情况, 如果2次及以上的测定数据之间有着较大差异, 数据不合理时需要绘制曲线图进行涌水量的详细分析, 即就是Q=f (S) 、Q=f (F) , 之后对关系曲线类型进行有效分析, 结合多方数据可知该曲线类型大部分属于指数型, 对数型、抛物线型以及直线型所占份数较少, 但是曲线中各个指标以对数进行赋值后, 可知该曲线表现为直线型关系。目前常用于涌水量计算的公式为:
该公式中的Q0、S0、F0数据全部来自于勘探人员在矿坑内部实地测量得到的, 误差值与实际数值差异不大;S、F值则为预测值, 通过这两个值可对涌水量进行预测。收集数据之后, 再次按照关系公式进行曲线绘制, 通过直线斜率倒数可以得出准确率较高的涌水量值。
结束语
矿坑涌水量关系着矿井作业的安全以及开采质量, 同时通过预测该值可以制定安全系数极高的开采方案, 保证井下作业人员的人身安全, 所以矿井开采企业在开展地质勘探工作期间, 不可忽视对矿坑涌水量的预测工作, 要求作业人员在实际工作中采用操作简便、预测值精度高、误差值较小的水文地质比拟法预测矿坑涌水量, 以此保证开采工程可以保质保量的进行, 使得开采的矿产资源可以充分应用在社会生产生活中。
摘要：伴随着社会经济的飞速发展, 矿产资源在其中发挥着非常重要的作用, 需要矿产开采企业在资源开采过程中对于地质勘探工作给予重视, 尤其是水文地质勘探, 以此为资源开采工作的顺利进行打下坚实的基础。在矿产资源水文勘探中矿坑涌水量的勘探属于其中一项非常重要且关键的工作, 需要勘测人员结合矿区具体情况, 选择适用于该地区矿坑涌水量勘测的方法进行作业。基于此本文对矿坑涌水量勘测中较常使用的水文地质比拟法进行了概述, 并对其应用情况进行了详细的说明与分析, 以此为更多矿井作业期间的水文地质勘探工作提供参考经验。
关键词：水文地质比拟法,矿坑涌水量,预测,应用
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