【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(zhì)類(lèi)型區(qū)的劃分 331900（一）區(qū)域水文地質(zhì)條件概述 39688（二）區(qū)域地下水的補(bǔ)給、徑流、排泄條件 330654三、A一坑項(xiàng)目地質(zhì)水文勘察性質(zhì)分析 43691（一）地下水對(duì)巖土水理性質(zhì)的影響分析 41467（二）巖土水理性質(zhì)的測(cè)試方法分析 63187（三）降水受水害影響程度評(píng)價(jià) 65699四、A一坑項(xiàng)目地質(zhì)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(dòng)壓力作用引起巖土工程危害 828424五、A一坑項(xiàng)目地質(zhì)水文危害對(duì)策 811353（一）加強(qiáng)地下水埋藏條件和巖土水理性質(zhì)的研究 829337（二）統(tǒng)一勘察標(biāo)準(zhǔn)，完善水文地質(zhì)勘察體系 815280結(jié)語(yǔ) 92454參考文獻(xiàn) 10摘要礦井水文地質(zhì)類(lèi)型是對(duì)礦井地質(zhì)、水文地質(zhì)條件的高度概括，是礦井防治水方案制定、煤礦中長(zhǎng)期發(fā)展規(guī)劃、煤礦進(jìn)行改建、擴(kuò)建、技術(shù)改造的依據(jù)。自20世紀(jì)90年代初對(duì)礦井水文地質(zhì)類(lèi)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(xiàn)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(zhì)、水文地質(zhì)條件的復(fù)雜性和不確定性，綜合評(píng)判法在礦井水文地質(zhì)評(píng)價(jià)中越來(lái)越多的為水文地質(zhì)工作者所采用，新頒布實(shí)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(kāi)采受水害影響程度以及防治水工作難易程度，本文通過(guò)對(duì)A一坑項(xiàng)目煤層水文地質(zhì)研究，利用地質(zhì)勘查法，有著較為詳細(xì)的資料，最終確定其水文地質(zhì)類(lèi)型。關(guān)鍵詞：水文地質(zhì)；A；勘探一、緒論由于受勘探水平的限制，原井田地質(zhì)條件和水文地質(zhì)條件與實(shí)際資料存在較大差異，導(dǎo)致原礦區(qū)水文地質(zhì)類(lèi)型的劃分與現(xiàn)實(shí)存在著一定的偏差，難以適應(yīng)煤礦防治水工作的需要。對(duì)煤礦水文地質(zhì)類(lèi)型進(jìn)行再分類(lèi)是必須的：對(duì)煤礦水文地質(zhì)類(lèi)型進(jìn)行再分類(lèi)是國(guó)家安全管理部門(mén)的要求。根據(jù)當(dāng)前煤礦生產(chǎn)中出現(xiàn)的水患問(wèn)題，國(guó)家安全委員會(huì)根據(jù)《煤礦防治水規(guī)定》的要求，對(duì)礦井的水文地質(zhì)類(lèi)型進(jìn)行了重新劃分，目的是為了給礦井的防治水提供一個(gè)清晰的指導(dǎo)。《煤礦防治水規(guī)定》對(duì)礦井的水文地質(zhì)類(lèi)型進(jìn)行了重新分類(lèi)。新頒布的《煤礦防治水規(guī)定》綜合考慮了礦井受開(kāi)采損害或受開(kāi)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(kāi)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(zhì)類(lèi)型同樣劃分為簡(jiǎn)單、中等、復(fù)雜、極復(fù)雜等4種類(lèi)型。但在原有的《礦井水文地質(zhì)規(guī)程》中，增設(shè)了一個(gè)定量的“涌水量”、“沖水量”和“井下老井”的分布情況。《煤礦防治水規(guī)定》的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)有了很大的改變，必須對(duì)其進(jìn)行重新分類(lèi)。對(duì)煤礦的水文地質(zhì)類(lèi)型進(jìn)行再分類(lèi)是煤礦安全生產(chǎn)的需要。對(duì)煤礦的水文地質(zhì)類(lèi)型進(jìn)行再鑒定，為煤礦防治水工作提供了一個(gè)全面的指導(dǎo)，滿足了煤礦的安全生產(chǎn)需要。水文地質(zhì)問(wèn)題在工程勘察、設(shè)計(jì)、施工中一直是一個(gè)非常重要卻又容易被忽略的問(wèn)題。它的重要性在于，它與工程地質(zhì)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(zhì)，而且還會(huì)對(duì)地基的穩(wěn)定性和耐久性產(chǎn)生一定的影響。在某些水文地質(zhì)條件復(fù)雜的區(qū)域，由于對(duì)水文地質(zhì)問(wèn)題的調(diào)查不夠深入，而在設(shè)計(jì)時(shí)忽略了水文地質(zhì)問(wèn)題，導(dǎo)致了各種由地下水引起的巖土工程災(zāi)害，使勘察和設(shè)計(jì)工作陷入困境。為了改善工程勘察工作的質(zhì)量，在工程勘察中，既要確定與巖土工程相關(guān)的水文地質(zhì)問(wèn)題，又要評(píng)估其對(duì)巖土、建筑物的影響，并對(duì)其產(chǎn)生的影響，并提出相應(yīng)的防治對(duì)策，以便為工程設(shè)計(jì)、施工、施工提供重要的水文地質(zhì)數(shù)據(jù)?！睹旱V防治水規(guī)定》的分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)明確了礦井受開(kāi)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(kāi)采受水害危險(xiǎn)程度、防治水工作難易程度這6項(xiàng)分類(lèi)依據(jù)，但其中受開(kāi)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(kāi)采受水害危險(xiǎn)程度、防治水工作難易程度這4項(xiàng)指標(biāo)為定性指標(biāo)。在礦山水文地質(zhì)類(lèi)型分析中，定性和定量評(píng)價(jià)都具有模糊性特征，用單純的確定性方法無(wú)法對(duì)其進(jìn)行科學(xué)的分類(lèi)，因此，運(yùn)用模糊數(shù)學(xué)的綜合評(píng)價(jià)方法來(lái)解決此類(lèi)問(wèn)題。二、水文地質(zhì)類(lèi)型區(qū)的劃分（一）區(qū)域水文地質(zhì)條件概述水文地質(zhì)類(lèi)型分區(qū)應(yīng)遵循整體性、系統(tǒng)性的特點(diǎn)，而地下水又具有整體性、流動(dòng)性和系統(tǒng)性。因此，在地下水資源的開(kāi)發(fā)與利用中，應(yīng)合理運(yùn)用最佳的調(diào)撥方案，進(jìn)行系統(tǒng)性、整體性的管理。水文地質(zhì)類(lèi)型分區(qū)主要以類(lèi)似的地形和地質(zhì)條件來(lái)劃分。根據(jù)流域內(nèi)地下水的云移、分布特點(diǎn)，結(jié)合一定的體積和內(nèi)部結(jié)構(gòu)，并結(jié)合一定的邊界類(lèi)型，將不同的徑流、補(bǔ)給、排泄系統(tǒng)劃分為不同的地下水類(lèi)型，并根據(jù)各自的演化、發(fā)展、內(nèi)部的相互聯(lián)系。根據(jù)一定的劃界原則，將地下水資源和水文地質(zhì)類(lèi)型區(qū)的勘測(cè)結(jié)合起來(lái)，并盡可能簡(jiǎn)化和劃分，以簡(jiǎn)化和簡(jiǎn)化為宜，劃分時(shí)對(duì)介質(zhì)類(lèi)型、巖層透水性等內(nèi)容進(jìn)行相關(guān)勘察工作。根據(jù)水文地質(zhì)特點(diǎn)的劃分原則，將地質(zhì)條件、自然條件、地貌條件等因素考慮在內(nèi)，對(duì)水文地質(zhì)特點(diǎn)的勘察方法和評(píng)估方法進(jìn)行了系統(tǒng)性的考慮，并將含水介質(zhì)和地貌類(lèi)型相結(jié)合，確定了水文地質(zhì)條件的劃分標(biāo)準(zhǔn)。A井田位于百泉的中部，是邯邢水文地質(zhì)單元中的一個(gè)單元。A井田是邢臺(tái)泉城西南的一部分，屬中關(guān)-百泉的強(qiáng)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(tái)斷層為隔水線，區(qū)域內(nèi)有3400km2的匯水面積和400km2灰?guī)r。（二）區(qū)域地下水的補(bǔ)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(guò)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(lái)源。西部山地灰?guī)r裸露地區(qū)為區(qū)域地下水補(bǔ)給區(qū)，地表徑流徑流從灰?guī)r露頭向下滲透，形成地表補(bǔ)給；該區(qū)七里河、沙河、馬會(huì)河等地的徑流量，均為線性補(bǔ)充。在地下水位由豎向移動(dòng)轉(zhuǎn)為橫向運(yùn)動(dòng)后，巖溶裂縫的發(fā)育受到構(gòu)造及巖漿巖的嚴(yán)格控制，導(dǎo)致地下水流的聚集與移動(dòng)呈現(xiàn)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?yàn)镹NE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(mén)鐵礦，再向北經(jīng)A和王窯，再沿顯德旺向斜向兩側(cè)分流，東支經(jīng)章村四井、三井到中關(guān)，西支經(jīng)章村、西支與西邊來(lái)水會(huì)合，受綦村巖石的阻隔而向東流，經(jīng)東北口至邢臺(tái)泉的百泉和達(dá)活泉，在+58.16~+75.32m標(biāo)高處集中排放。區(qū)域地下水徑流帶從西到東分成三大類(lèi)：西部強(qiáng)徑流、中部中等徑流、東部弱徑流。西部強(qiáng)流區(qū)：從北名河流向NNE，經(jīng)過(guò)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(tái)泉群。本帶是區(qū)內(nèi)陸徑流的主要輸入帶，以縱向徑流為主，馬會(huì)河和渡口川的滲漏水量通過(guò)橫向徑流帶交錯(cuò)輸送，王窯、中關(guān)鐵礦的水文地質(zhì)狀況十分復(fù)雜。中段中度徑流帶：西、北兩段由強(qiáng)徑流區(qū)的深層劃分，東段由南向北，經(jīng)過(guò)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(xiàng)，北經(jīng)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(cè)為紫山巖體。在這一區(qū)域，因?yàn)槲鬟吺窍鄬?duì)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(zhì)很差，屬于硫酸鹽類(lèi)，富水性弱+地下水的流動(dòng)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(xiàng)目地質(zhì)水文勘察性質(zhì)分析（一）地下水對(duì)巖土水理性質(zhì)的影響分析根據(jù)地下水的類(lèi)型屬性，可以將其劃分為：與水相結(jié)合的巖土水力學(xué)性能；通過(guò)分子間的相互吸引，可以在巖石顆粒周?chē)纬梢粚颖”〉乃?。通過(guò)對(duì)該水膜的測(cè)量，發(fā)現(xiàn)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(zhuǎn)移到其他地方，而不受重力的影響，但同時(shí)也限制了水的流動(dòng)范圍，從而使粘土的膨脹和收縮變形指數(shù)更加突出。表3-1一坑中央泵房排水設(shè)備表排水泵序號(hào)型號(hào)額定揚(yáng)程實(shí)際揚(yáng)程額定排水量電機(jī)容量1200D43×8328m270m288m3/h400KW2200D43×8328m270m288m3/h440KW3200D43×8328m270m288m3/h440KW4200D43×8328m270m288m3/h440KW56GD67×5335m300m194.9m3/h290KW6150D30×9300m150m3/h220KW排水管路序號(hào)內(nèi)徑長(zhǎng)度正常涌水量：120m3/h最大涌水量：360m3/h水倉(cāng)容積：2300m3泵房地平面標(biāo)高：-5.5m1200mm290m2200mm320m3200mm320m4200mm620m5150mm620m重力水對(duì)巖土力學(xué)性能的影響：重力水最大的特點(diǎn)就是可以在巖土的裂縫中自由移動(dòng)，這與巖土的基本性質(zhì)是截然相反的。簡(jiǎn)單的說(shuō)，就是引力的作用，不會(huì)受到分子的影響，也不會(huì)受到任何的剪切?？梢哉f(shuō)，重力水是巖石結(jié)構(gòu)中最活躍的一種，它會(huì)對(duì)巖石的物理特性產(chǎn)生很大的影響。（二）巖土水理性質(zhì)的測(cè)試方法分析在現(xiàn)有技術(shù)條件的支撐下，對(duì)巖土滲透性能的測(cè)定主要有以下幾種：對(duì)巖土滲透性能的檢測(cè)方法進(jìn)行了分析：由于巖土的滲透狀況與其本身結(jié)構(gòu)的滲流狀況有很大的關(guān)系，因而對(duì)巖土結(jié)構(gòu)的孔隙大小也有一定的影響。通過(guò)同歸抽水實(shí)驗(yàn)，可以得到相應(yīng)的滲透率，從而判斷出巖石的透水性（高透水性對(duì)應(yīng)于堅(jiān)硬巖石的構(gòu)造，低透水性對(duì)應(yīng)于疏松巖石結(jié)構(gòu)）；巖土的軟化性試驗(yàn)方法：長(zhǎng)期的浸泡會(huì)使巖土本身的強(qiáng)度降低。有關(guān)人員可根據(jù)巖土的極限抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)和分析，判斷其耐風(fēng)化/水浸性；巖土給水性能的測(cè)定方法：巖土的飽和度是巖土在裂縫中自由移動(dòng)的重要標(biāo)志，通常是根據(jù)給水指數(shù)來(lái)判斷巖土的含水率（這是一種常用的測(cè)量方法）。（三）降水受水害影響程度評(píng)價(jià)對(duì)礦井開(kāi)采受水害影響程度和防治水工作難易程度評(píng)價(jià)，。（1）淹井危險(xiǎn)程度礦井危險(xiǎn)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(shè)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(shù)MPa/m由公式T—突水系數(shù)P—隔水層承受水壓力M—隔水層厚度奧灰水水位標(biāo)高約在+50m，強(qiáng)含水頂部標(biāo)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(qiáng)含水層距離由公式M—煤層總厚度N—煤分層數(shù)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(shì)，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(kāi)采，因此n為3，進(jìn)而求得Hf=35.6。而煤層到頂板強(qiáng)含水層的距離H，經(jīng)綜合水文地質(zhì)柱狀圖得約為400m，因此H>Hf。（4）煤層與底板強(qiáng)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(qiáng)含水層，由綜合水文地質(zhì)柱狀圖，可知強(qiáng)含水頂部標(biāo)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(xiàng)目地質(zhì)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(wú)論哪一種，在一定范圍內(nèi)，地下水的變化都會(huì)對(duì)巖土工程產(chǎn)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(jié)構(gòu)、巖性總體產(chǎn)狀有關(guān)；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(jié)果。地下水位的升高會(huì)導(dǎo)致巖土工程產(chǎn)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(zhì)現(xiàn)象.某些具有特定特征的巖土結(jié)構(gòu)發(fā)生破壞，強(qiáng)度降低，軟化。地下水水位降低對(duì)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(dòng)中的礦床排空，上游筑壩，修建水庫(kù)，截?cái)嗟叵滤?。地下水超量的降低，往往?huì)引起地裂、地面沉降、地面塌陷等地質(zhì)災(zāi)害，并導(dǎo)致地下水水源枯竭，水質(zhì)惡化，嚴(yán)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(dòng)給巖土工程帶來(lái)了嚴(yán)重的影響。地下水的漲落會(huì)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(huì)造成土體的膨脹和收縮，還會(huì)造成土體的膨脹和收縮，最終造成地裂，尤其是輕結(jié)構(gòu)的損壞。地下水位的升降變化區(qū)，因地下水的活躍，會(huì)使土壤中的膠結(jié)物質(zhì)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(zhì)，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(chǔ)的選擇和處理。（二）地下水動(dòng)壓力作用引起巖土工程危害地下水在天然狀態(tài)下動(dòng)水壓力作用比較微弱，一般不會(huì)造成什么危害，但在人為工程活動(dòng)中由于改變了地下水天然動(dòng)力平衡條件，在移動(dòng)的動(dòng)水壓力作用下，往往會(huì)引起一些嚴(yán)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(guān)的工程地質(zhì)文獻(xiàn)中已有較詳細(xì)的論述，這里不再重復(fù)。五、A一坑項(xiàng)目地質(zhì)水文危害對(duì)策（一）加強(qiáng)地下水埋藏條件和巖土水理性質(zhì)的研究在此基礎(chǔ)上，對(duì)礦區(qū)地下水進(jìn)行了水文地質(zhì)調(diào)查，對(duì)地下水的水位、方向、分布進(jìn)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(jìn)行水文地質(zhì)勘查的基礎(chǔ)。本文從巖土技術(shù)的滲透性、滲透性、保水特性等方面進(jìn)行了分析，并對(duì)存在的問(wèn)題提出了切實(shí)可行的對(duì)策。通過(guò)對(duì)水位的科學(xué)、高效的監(jiān)控，保證了裝置在水位上升和下降過(guò)程中的連續(xù)變化中不會(huì)受到負(fù)面的影響。加強(qiáng)地下水排水及周邊河湖的監(jiān)測(cè)，有效地控制了該地區(qū)地下水位的變動(dòng)，并保證了地下水位的相對(duì)穩(wěn)定，從而降低了工程建設(shè)中因地質(zhì)問(wèn)題而帶來(lái)的損失。（二）統(tǒng)一勘察標(biāo)準(zhǔn)，完善水文地質(zhì)勘察體系要使工程與水文地質(zhì)工作得到有效、有序的開(kāi)展，必須建立一個(gè)統(tǒng)一的水文地質(zhì)研究規(guī)范，健全水文地質(zhì)調(diào)查體系。不同的水文地質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，從政府機(jī)構(gòu)到主管機(jī)關(guān)、地方協(xié)會(huì)、企業(yè)，在不同目的、不同范圍、不同方法、不同指標(biāo)之間發(fā)揮著有限的協(xié)同效應(yīng)。將現(xiàn)代信息技術(shù)與應(yīng)用技術(shù)相結(jié)合，推動(dòng)各種勘探手段的科學(xué)、有效、有效的利用，推動(dòng)計(jì)算機(jī)軟件與工程地質(zhì)勘查相結(jié)合，推動(dòng)我國(guó)工程勘察事業(yè)的發(fā)展。在工程地質(zhì)勘查中，要建立健全的水文地質(zhì)勘查系統(tǒng)，是一項(xiàng)重要的工作。同時(shí)，應(yīng)加強(qiáng)對(duì)工程