【A礦坑工程基坑降水安全控制探析5900字（論文）】

A礦坑工程基坑降水安全控制分析目錄TOC\o"1-2"\h\u27957A礦坑工程基坑降水安全控制分析 132601摘要 125879一、緒論 125994二、水文地質類型區(qū)的劃分 331900（一）區(qū)域水文地質條件概述 39688（二）區(qū)域地下水的補給、徑流、排泄條件 330654三、A一坑項目地質水文勘察性質分析 43691（一）地下水對巖土水理性質的影響分析 41467（二）巖土水理性質的測試方法分析 63187（三）降水受水害影響程度評價 65699四、A一坑項目地質水文危害分析 713084（一）地下水升降變化引起的巖土工程危害 712579（二）地下水動壓力作用引起巖土工程危害 828424五、A一坑項目地質水文危害對策 811353（一）加強地下水埋藏條件和巖土水理性質的研究 829337（二）統(tǒng)一勘察標準，完善水文地質勘察體系 815280結語 92454參考文獻 10摘要礦井水文地質類型是對礦井地質、水文地質條件的高度概括，是礦井防治水方案制定、煤礦中長期發(fā)展規(guī)劃、煤礦進行改建、擴建、技術改造的依據。自20世紀90年代初對礦井水文地質類型劃分至今已有近27年。目前礦井環(huán)境發(fā)生了明顯的變化。主要表現在煤層的深度加大、受水害威脅程度增大、礦井防治水工作難度增加，其根本原因是礦井地質、水文地質條件的復雜性和不確定性，綜合評判法在礦井水文地質評價中越來越多的為水文地質工作者所采用，新頒布實施的《煤礦防水規(guī)定》綜合考慮礦井受采掘破壞或者影響的含水層及水體、礦井及周邊老空水分布狀況、礦井涌水量或者突水量分布規(guī)律、礦井開采受水害影響程度以及防治水工作難易程度，本文通過對A一坑項目煤層水文地質研究，利用地質勘查法，有著較為詳細的資料，最終確定其水文地質類型。關鍵詞：水文地質；A；勘探一、緒論由于受勘探水平的限制，原井田地質條件和水文地質條件與實際資料存在較大差異，導致原礦區(qū)水文地質類型的劃分與現實存在著一定的偏差，難以適應煤礦防治水工作的需要。對煤礦水文地質類型進行再分類是必須的：對煤礦水文地質類型進行再分類是國家安全管理部門的要求。根據當前煤礦生產中出現的水患問題，國家安全委員會根據《煤礦防治水規(guī)定》的要求，對礦井的水文地質類型進行了重新劃分，目的是為了給礦井的防治水提供一個清晰的指導?！睹旱V防治水規(guī)定》對礦井的水文地質類型進行了重新分類。新頒布的《煤礦防治水規(guī)定》綜合考慮了礦井受開采損害或受開采損害的地下水、礦井及周邊老空水分布狀況、礦井涌水量、突水量分布規(guī)律、礦井開采受水害影響程度以及防治水工作難易程度，將礦井水文地質類型同樣劃分為簡單、中等、復雜、極復雜等4種類型。但在原有的《礦井水文地質規(guī)程》中，增設了一個定量的“涌水量”、“沖水量”和“井下老井”的分布情況?！睹旱V防治水規(guī)定》的評價標準有了很大的改變，必須對其進行重新分類。對煤礦的水文地質類型進行再分類是煤礦安全生產的需要。對煤礦的水文地質類型進行再鑒定，為煤礦防治水工作提供了一個全面的指導，滿足了煤礦的安全生產需要。水文地質問題在工程勘察、設計、施工中一直是一個非常重要卻又容易被忽略的問題。它的重要性在于，它與工程地質緊密相連，相互影響，而地下水則是巖土的一部分，它不僅直接影響到巖土的工程性質，而且還會對地基的穩(wěn)定性和耐久性產生一定的影響。在某些水文地質條件復雜的區(qū)域，由于對水文地質問題的調查不夠深入，而在設計時忽略了水文地質問題，導致了各種由地下水引起的巖土工程災害，使勘察和設計工作陷入困境。為了改善工程勘察工作的質量，在工程勘察中，既要確定與巖土工程相關的水文地質問題，又要評估其對巖土、建筑物的影響，并對其產生的影響，并提出相應的防治對策，以便為工程設計、施工、施工提供重要的水文地質數據?！睹旱V防治水規(guī)定》的分級標準明確了礦井受開采破壞或影響的地下水、礦井及周邊老空水分布情況、礦井涌水量、突水量、開采受水害危險程度、防治水工作難易程度這6項分類依據，但其中受開采破壞或影響的含水層及水體、礦井及周邊老空水分布情況、開采受水害危險程度、防治水工作難易程度這4項指標為定性指標。在礦山水文地質類型分析中，定性和定量評價都具有模糊性特征，用單純的確定性方法無法對其進行科學的分類，因此，運用模糊數學的綜合評價方法來解決此類問題。二、水文地質類型區(qū)的劃分（一）區(qū)域水文地質條件概述水文地質類型分區(qū)應遵循整體性、系統(tǒng)性的特點，而地下水又具有整體性、流動性和系統(tǒng)性。因此，在地下水資源的開發(fā)與利用中，應合理運用最佳的調撥方案，進行系統(tǒng)性、整體性的管理。水文地質類型分區(qū)主要以類似的地形和地質條件來劃分。根據流域內地下水的云移、分布特點，結合一定的體積和內部結構，并結合一定的邊界類型，將不同的徑流、補給、排泄系統(tǒng)劃分為不同的地下水類型，并根據各自的演化、發(fā)展、內部的相互聯系。根據一定的劃界原則，將地下水資源和水文地質類型區(qū)的勘測結合起來，并盡可能簡化和劃分，以簡化和簡化為宜，劃分時對介質類型、巖層透水性等內容進行相關勘察工作。根據水文地質特點的劃分原則，將地質條件、自然條件、地貌條件等因素考慮在內，對水文地質特點的勘察方法和評估方法進行了系統(tǒng)性的考慮，并將含水介質和地貌類型相結合，確定了水文地質條件的劃分標準。A井田位于百泉的中部，是邯邢水文地質單元中的一個單元。A井田是邢臺泉城西南的一部分，屬中關-百泉的強徑流帶。徑流區(qū)邊界上，綦村巖體與礦山-白鹿寺巖體之間的隔水線，康二城-紫山-邢臺斷層為隔水線，區(qū)域內有3400km2的匯水面積和400km2灰?guī)r。（二）區(qū)域地下水的補給、徑流、排泄條件在泉域區(qū)域，寒武奧陶系厚層碳酸鹽巖體厚度超過1200多米，巖溶裂縫發(fā)育，巖溶地下水豐富，尤其是中奧陶系上七段，與太原組煤層十分接近，是礦井的重要充水來源。西部山地灰?guī)r裸露地區(qū)為區(qū)域地下水補給區(qū)，地表徑流徑流從灰?guī)r露頭向下滲透，形成地表補給；該區(qū)七里河、沙河、馬會河等地的徑流量，均為線性補充。在地下水位由豎向移動轉為橫向運動后，巖溶裂縫的發(fā)育受到構造及巖漿巖的嚴格控制，導致地下水流的聚集與移動呈現出明顯的條帶性和方向性。在北洺河地下分水嶺北部，地下水的流向為NNE和NE，沿著礦區(qū)東部的郭家?guī)X、玉石洼到惠蘭村，然后向北流入西石門鐵礦，再向北經A和王窯，再沿顯德旺向斜向兩側分流，東支經章村四井、三井到中關，西支經章村、西支與西邊來水會合，受綦村巖石的阻隔而向東流，經東北口至邢臺泉的百泉和達活泉，在+58.16~+75.32m標高處集中排放。區(qū)域地下水徑流帶從西到東分成三大類：西部強徑流、中部中等徑流、東部弱徑流。西部強流區(qū)：從北名河流向NNE，經過玉石洼，惠蘭村，王窯，在劉石崗北部，沿著顯德汪向北偏東，再向東北流到邢臺泉群。本帶是區(qū)內陸徑流的主要輸入帶，以縱向徑流為主，馬會河和渡口川的滲漏水量通過橫向徑流帶交錯輸送，王窯、中關鐵礦的水文地質狀況十分復雜。中段中度徑流帶：西、北兩段由強徑流區(qū)的深層劃分，東段由南向北，經過張二莊斷裂，北至東莊，沿著早二疊系-二疊系晚期地層的分界，西到西馬項，北經得義-章村四井Ⅲ—6孔，朱金紫-6—7孔，新城巖體，然后向東至小屯橋。東部為中度徑流區(qū)，西部為中度徑流區(qū)的深層邊界，東段為紫山斷裂，斷裂東側為紫山巖體。在這一區(qū)域，因為西邊是相對的隔水界線，而在東部是攔水線，所以地下水的流量很慢，水位也很高，與西部的情況并不相符，水質很差，屬于硫酸鹽類，富水性弱+地下水的流動也是半停滯的，每一孔的涌水量都在1L∕s/m以下。三、A一坑項目地質水文勘察性質分析（一）地下水對巖土水理性質的影響分析根據地下水的類型屬性，可以將其劃分為：與水相結合的巖土水力學性能；通過分子間的相互吸引，可以在巖石顆粒周圍形成一層薄薄的水膜。通過對該水膜的測量，發(fā)現在較大的壓力下，該水膜的密度比普通水體的密度要高出2倍。最重要的是，水膜可以有效地將水的壓力轉移到其他地方，而不受重力的影響，但同時也限制了水的流動范圍，從而使粘土的膨脹和收縮變形指數更加突出。表3-1一坑中央泵房排水設備表排水泵序號型號額定揚程實際揚程額定排水量電機容量1200D43×8328m270m288m3/h400KW2200D43×8328m270m288m3/h440KW3200D43×8328m270m288m3/h440KW4200D43×8328m270m288m3/h440KW56GD67×5335m300m194.9m3/h290KW6150D30×9300m150m3/h220KW排水管路序號內徑長度正常涌水量：120m3/h最大涌水量：360m3/h水倉容積：2300m3泵房地平面標高：-5.5m1200mm290m2200mm320m3200mm320m4200mm620m5150mm620m重力水對巖土力學性能的影響：重力水最大的特點就是可以在巖土的裂縫中自由移動，這與巖土的基本性質是截然相反的。簡單的說，就是引力的作用，不會受到分子的影響，也不會受到任何的剪切。可以說，重力水是巖石結構中最活躍的一種，它會對巖石的物理特性產生很大的影響。（二）巖土水理性質的測試方法分析在現有技術條件的支撐下，對巖土滲透性能的測定主要有以下幾種：對巖土滲透性能的檢測方法進行了分析：由于巖土的滲透狀況與其本身結構的滲流狀況有很大的關系，因而對巖土結構的孔隙大小也有一定的影響。通過同歸抽水實驗，可以得到相應的滲透率，從而判斷出巖石的透水性（高透水性對應于堅硬巖石的構造，低透水性對應于疏松巖石結構）；巖土的軟化性試驗方法：長期的浸泡會使巖土本身的強度降低。有關人員可根據巖土的極限抗壓強度試驗和分析，判斷其耐風化/水浸性；巖土給水性能的測定方法：巖土的飽和度是巖土在裂縫中自由移動的重要標志，通常是根據給水指數來判斷巖土的含水率（這是一種常用的測量方法）。（三）降水受水害影響程度評價對礦井開采受水害影響程度和防治水工作難易程度評價，。（1）淹井危險程度礦井危險程度為：礦井排水量/礦井最大涌水量。由表3-2一坑中央泵房排水設備表可知礦井最大排水量為1496.9m3/h，礦井最大涌水量為709.8m3/h。因此求得礦井淹井程度為2.1。（2）突水系數MPa/m由公式T—突水系數P—隔水層承受水壓力M—隔水層厚度奧灰水水位標高約在+50m，強含水頂部標高約為-700m，由水文綜合柱狀圖得到隔水層厚度約為207m。從而得出T為0.036MPa/m。（3）煤層與頂板強含水層距離由公式M—煤層總厚度N—煤分層數以知2#煤（大煤）位于山西組下部，是較穩(wěn)定的可采煤層，厚0～7.41m，平均2.27m，煤層北薄南厚，在北部又有西厚東薄的趨勢，普遍存在一層夾矸（厚0.12～0.62m），局部有2～3層。M為2.27m，而一坑分±0水平及-300水平開采，因此n為3，進而求得Hf=35.6。而煤層到頂板強含水層的距離H，經綜合水文地質柱狀圖得約為400m，因此H>Hf。（4）煤層與底板強含水層距離由公式P—煤層底板承受的水壓奧灰第七段（O2f）為本井田強含水層，由綜合水文地質柱狀圖，可知強含水頂部標高約為-700m，煤層底部到含水層頂部距離H為207m。最終求得H安為135，因此H>1.5H安。四、A一坑項目地質水文危害分析（一）地下水升降變化引起的巖土工程危害地下水的變化可以是自然和人為的，但無論哪一種，在一定范圍內，地下水的變化都會對巖土工程產生影響。地下水地下水位升高的成因有很多，其成因主要與地下含水層結構、巖性總體產狀有關；由于降雨、氣溫等水文、氣象因素以及灌溉、施工等因素的影響，常常是多種因素共同作用的結果。地下水位的升高會導致巖土工程產生沼澤化、鹽漬化、巖土和地下水的侵蝕。斜坡、河岸等巖土巖體發(fā)生滑移、崩塌等不良地質現象.某些具有特定特征的巖土結構發(fā)生破壞，強度降低，軟化。地下水水位降低對工程的影響。地下水的下降主要是人為原因，例如大量集中抽取地下水，采礦活動中的礦床排空，上游筑壩，修建水庫，截斷地下水。地下水超量的降低，往往會引起地裂、地面沉降、地面塌陷等地質災害，并導致地下水水源枯竭，水質惡化，嚴重危害巖土體、建筑物的穩(wěn)定性，危害到人們的生活。地下水的頻繁波動給巖土工程帶來了嚴重的影響。地下水的漲落會使膨脹性巖土發(fā)生不均勻的脹縮變形，在頻繁的升降中，不僅會造成土體的膨脹和收縮，還會造成土體的膨脹和收縮，最終造成地裂，尤其是輕結構的損壞。地下水位的升降變化區(qū)，因地下水的活躍，會使土壤中的膠結物質發(fā)生變化？一種含鐵量和鋁量的淋失，使土壤失去粘合物質，使土壤變松，含水量孔隙率增加，壓縮模量和承載力下降，從而影響工程基礎的選擇和處理。（二）地下水動壓力作用引起巖土工程危害地下水在天然狀態(tài)下動水壓力作用比較微弱，一般不會造成什么危害，但在人為工程活動中由于改變了地下水天然動力平衡條件，在移動的動水壓力作用下，往往會引起一些嚴重的巖土工程危害，如流砂、管涌、基坑突涌等。流砂、管涌、基坑突涌的形成條件和防治措施在有關的工程地質文獻中已有較詳細的論述，這里不再重復。五、A一坑項目地質水文危害對策（一）加強地下水埋藏條件和巖土水理性質的研究在此基礎上，對礦區(qū)地下水進行了水文地質調查，對地下水的水位、方向、分布進行了分析，并初步查明了地下水的埋藏狀況。巖土的水文特征是進行水文地質勘查的基礎。本文從巖土技術的滲透性、滲透性、保水特性等方面進行了分析，并對存在的問題提出了切實可行的對策。通過對水位的科學、高效的監(jiān)控，保證了裝置在水位上升和下降過程中的連續(xù)變化中不會受到負面的影響。加強地下水排水及周邊河湖的監(jiān)測，有效地控制了該地區(qū)地下水位的變動，并保證了地下水位的相對穩(wěn)定，從而降低了工程建設中因地質問題而帶來的損失。（二）統(tǒng)一勘察標準，完善水文地質勘察體系要使工程與水文地質工作得到有效、有序的開展，必須建立一個統(tǒng)一的水文地質研究規(guī)范，健全水文地質調查體系。不同的水文地質標準，從政府機構到主管機關、地方協會、企業(yè)，在不同目的、不同范圍、不同方法、不同指標之間發(fā)揮著有限的協同效應。將現代信息技術與應用技術相結合，推動各種勘探手段的科學、有效、有效的利用，推動計算機軟件與工程地質勘查相結合，推動我國工程勘察事業(yè)的發(fā)展。在工程地質勘查中，要建立健全的水文地質勘查系統(tǒng)，是一項重要的工作。同時，應加強對工程