地下開採的礦床一般都有不同程度的湧水量，當湧水量大到需要在開採前進行治理才能開採時，則稱為大水礦床。大水礦床通常是賦存於含水岩系中或含水溶洞發育的岩層帶。其水的補給有的只靠大氣降雨，有的除大氣降雨外還與地表的江、河、湖泊等水體具有水力聯繫。在開採時，必須預先採取措施對水進行治理和預防，所以先治水後採礦是大水礦床開採的特點。
基本介紹
- 中文名：大水礦床開採
- 外文名：Mining in large mine
- 特點：先治水後採礦
- 方法：疏乾和截堵
- 措施：地面防水和井下防水
簡介,方法,措施,開採技術,注意問題,
簡介
地下開採的礦床一般都有不同程度的湧水量，當湧水量大到需要在開採前進行治理才能開採時，則稱為大水礦床。大水礦床通常是賦存於含水岩系中或含水溶洞發育的岩層帶。其水的補給有的只靠大氣降雨，有的除大氣降雨外還與地表的江、河、湖泊等水體具有水力聯繫。在開採時，必須預先採取措施對水進行治理和預防，所以先治水後採礦是大水礦床開採的特點。
在防止治水前要全面掌握礦區的水文地質資料，並進行深入的分析研究，查明水量的大小、分布、排泄條件、補給水與水力聯繫等，同時還須查清水質、水溫及其變化規律，然後確定有效的治水方案。
方法
大水礦床的治水，主要採用疏乾和截堵兩種方法。
礦床疏乾就是預先把地下水位降低到採掘工程標高以下，並始終保持一定的安全距離的治水方法。礦床疏乾有地表深井疏乾、地下巷道疏乾和地表地下聯合疏乾三種方法。
截堵法就是採用鑽孔注漿以封堵裂隙，構築防水帷幕，以堵塞水路，隔離水源。它具有能膠結加固鬆散透水圍岩，不會破壞地下自然狀態在岩溶發育區可避免因疏乾排水而帶來的地面塌陷，起到保護地下資源，保護礦我環境，並減少礦坑排水量的好處。當礦區水力聯繫清楚，具有良好、穩定的隔水邊界，過水斷面窄，含水層的厚度不大，埋藏不深，可灌性好，好水通道溶洞淤泥量少等條件，在採用疏乾治水時，宜考慮用截堵法先切斷水力聯繫，將會收到事半功倍的效果。
措施
礦山的防水措施分為地面防水和井下防水兩部分。降雨、地表水對礦坑充水有嚴重威脅的礦區，應因地制宜地構築各種防水攔截工程
隔離地表水對礦坑水的補給，防止地面水流入礦井內的措施主要取決於地表水類型和礦區地形地質條件。地面水害嚴重影響礦井安全的礦區應有年度防洪計畫；在雨季應成立有效的防洪搶險機構；定期對攔截工程進行檢查和維修；加強氣象、水文觀測，做好水情預報工作。
井下防水一般採取下列方法。
（一）預留防水岩（礦柱）。相鄰兩個礦井（或井田）之間留設防水岩柱，可避免一個礦井突水而影響另一個礦井；為防止富水斷層突水，在其兩側要預留防水岩（礦）柱。
（二）防水閘門。這是礦山預防淹井的常用設施，設在通往水害威脅區的巷道的總匯合處，如井底車場的出入口，專用疏乾巷道的入口處等。防水閘門建成後應進行升壓試驗，試驗合格方可交付使用。使用中將它納入礦山主要設備的維護保養範疇，建立檔案，專人管理，並保證經常處於良好狀態。
（三）擋水牆。在平巷或斜井中，臨近突水點構築擋水牆，將突水點封閉在裡面，可迅速減少礦井湧水量，改變井巷作業條件，保障礦井安全。
開採技術
（一）開拓與采準的特點
1、開拓大水礦床，應首先開拓水文地質條件簡單、貯水量小的塊段，建立起可靠的防排水基地，然後再逐步深入到水文地質條件複雜的塊段。這樣可以利用開採簡單塊段的疏排水設施，預先疏乾和進一步探明複雜塊段的水文地質，減少複雜塊段初期湧水量大的不利因素。如在岩溶地區進行開拓和采準，初期工程要布置在非岩溶地段，避免充水構造、破碎帶。開採特厚含水層的礦體，先對深部礦區進行開拓、采準，由深部向淺部進行開採。
2、對位於互有水力聯繫，同一水文地質區域的各井田，應布置多井同時開採，進行整體疏乾，形成區域水位下降漏斗，加快疏乾速度，縮短整個礦區的開採期限，分散排水負擔，減少單位礦石的排水費用。
3、疏乾巷道，一般應垂直地下水的補給方向布置。當疏乾湧水量較大的含水層時，疏乾巷道應在隔水層中掘進，只起引水作用並通過放水鑽孔對含水層進行疏乾。疏乾巷道布置要與採礦工程密切結合，儘可能為以後開拓和采準所利用。疏乾放水巷道要與水倉平行布置，以便於各處湧出的地下水能分散地引入水倉；同樣水倉與主要運輸巷道也宜平行布置，雖然有時需增設水倉入口處的沉澱池工程，但卻可減小疏乾放水巷道與主要運輸巷道水的匯流量。
4、大水礦床。一般按4～6小時計算水倉容積，當正常湧水量與最大湧水量差額較大時，除須用正常湧水量計算外，還要以最大湧水量2～4小時的計算容積來核算其水倉容積，並取兩者中的較大值。當礦床埋藏較深時，常分段建立水倉泵房，這樣由於開採前期排水揚程低而減少的排水費用可大大超過後期因增添水倉泵房建設所需的投資。水倉泵房要有獨立的通風系統，為此往往要開掘補充通風井和有關的迴風巷道。
5、坑內湧水量大，泥質較多的礦山，放礦溜井和主充填井應儘量布置在穿脈內，以防止主要運輸平巷淤積泥漿。
注意問題
1、開採順序。在一個階段里，應先探明和回採水文地質條件比較簡單，湧水量比較小的礦體，為開採水文地質條件複雜、賦存水量較大的礦體創造條件。採礦工作要與地下疏乾排水工作緊密結合。地下水疏乾工作形成的降水漏斗曲線應低於相應時期採掘工作標高或獲得的剩餘水頭值達到允許範圍時才能開採。
2、頂底板管理。大水礦床的礦（岩）體經疏乾後，其穩固性均較差，回採時應特別注意頂板的維護。當地下水的水源為地表水時，其充分的強度取決於礦體頂板及其覆蓋岩層的岩性和採區上方岩層的破壞程度。為減少覆蓋岩層的破壞，可用充填法或空場法開採礦體。為有利於頂板的穩定，上下分兩層要錯開一段時間間歇開採，以緩和岩層移動，降低岩層導水（構造）裂隙的高度。當礦體與底板承壓含水層間有隔水層存在時，要注意底板能否產生底鼓、裂隙而引起突水。
3、地下水清污分流。井下湧出的清水與生產過程中產生的污水，應按“清污分流，各成體系，綜合利用，保護環境”的原則來進行處理。在主要的運輸巷道中，要分別開鑿污水溝、清水溝，設立污水、清水兩套排水設施。污水送地表進行處理，回收有用金屬，經處理後的礦坑水尾液符合國家排放標準，方許排放。
4、水的探測。井下採掘作業接近可能發生強湧水地段時，必須堅持“先探後掘”的施工原則。探水孔的終孔位置必須超前掘進工作面一定的距離。為了維護安全，達到有計畫地放水，探水孔孔口要選擇在岩石堅硬而完整的地段，並牢固安設帶閘門的孔口管。探水孔施工中要有專人蒐集鑽孔湧水、涌砂等情況，填寫深水孔登記表。探水孔竣工後要實測孔口位置，校正孔深、方位，傾角，整理全孔資料。
5、加快採掘速度，對降低單位礦石排水費具有重要意義。要以“坑鑽結合”手段，查清地質和水文地質條件，對下階段進行控制性勘探，為開拓下階段提供可靠資料；組織快速掘進，縮短開拓時間以及儘可能地選用高效率的採礦方法。國外大水礦床多採用空場法等高效率的採礦方法。如尚比亞孔科拉（Konkola）用深孔空場法回採，蘇聯米爾加利姆塞多金屬礦用房柱法，分層和分段巷道開採的空場法等方法開採；匈牙利尼拉德（Niyrad）鋁土礦用房柱法和長壁法回採。波蘭魯德納（Rudna）銅礦用房柱法和長壁法回採等等。為了充分利用工作面，各工作面常採用平行和交叉作業形式和輪休工作制度。凡屬對礦井有威脅的大水礦床，每年應制定預防災害措施計畫，並報上級主管部門審批。
