[发明专利]一种矿山突水综合治理方法

摘要

本发明涉及矿山开采工程地下突水灾害防治领域，本发明的矿山突水综合治理方法，包括如下步骤矿山水文地质观测网点的设定；矿区地下水补给区、排泄区与径流区的测定；矿区补给区导水通道与裂隙的勘探与测定；矿区补给区注浆帷幕堵水方案的确定与实施；矿区排泄区疏排水治理方案设计与实施，在矿区补给区注浆帷幕堵水方案实施完成后，在矿区排泄区进行地下水疏排水治理；矿区地下水位动态监测与信息化疏堵治水方案实施，在矿区排泄区进行地下水疏排水治理过程中，在矿区径流区对地下水位进行动态监测，完成信息化疏堵治水方案。采用疏、堵、探与监测结合的方案更切合实际，该方案对大水量且突水通道复杂的矿山突水灾害防治具有重要的实用价值。

主权项

一种矿山突水综合治理方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤一，矿山水文地质观测网点的设定；步骤二，矿区地下水补给区、排泄区与径流区的测定；步骤三，矿区补给区导水通道与裂隙的勘探与测定；步骤四，矿区补给区注浆帷幕堵水方案的确定与实施:(1)根据矿区补给区导水通道、导水裂隙和导水断层的空间分布特征，沿垂直于导水通道、导水裂隙和导水断层走向布设注浆孔，进行注浆封堵，形成厚度为T、长度为L的环形防水帷幕，封堵矿区外围的高水位补给区的过水途径；(2)钻孔间距设计公式为：其中d为孔距，T为帷幕厚度，r为浆液扩散半径；帷幕长度L应覆盖主要过水途径，钻孔深度至导水通道、导水裂隙和导水断层中间部位；(3)以高压力注浆的方法将注浆液压至岩层的裂隙中，裂隙岩体注浆压力按经验公式：pe＝pw+γ·H+m(H1‑H)‑(H1·γG‑S·γw)，其中pw为地下水静水压力，γ为注浆段以上覆盖层的重度，γG为注浆液重度，γw为地下水的重度，H为止浆塞以上地层厚度，H1为注浆段总深度，m为注浆段止浆塞以下地层的重度、S为地下水位埋深至注浆段底部距离；步骤五，矿区排泄区疏排水治理方案设计与实施，在矿区补给区注浆帷幕堵水方案实施完成后，在矿区排泄区进行地下水疏排水治理：(1)对通过未封堵的导水通道进入矿区的地下水和矿体内部水，采取疏干排水的方案，采矿区留有的排水设防能力应高于进入采矿区的最大涌水量，保证疏排水系统畅通能正常工作；(2)根据矿区最大突水涌水量计算，在矿山地下水低水位排泄区，由疏到密均匀布置M个梅花形排水孔，孔深至采掘面以下，孔径Φ75‑110mm；(3)运用排水孔对矿区的地下水进行疏排水治理，并依据矿区地下水位动态监测结果调整总体疏排水量的大小，排水孔数量M应满足其中wi为单孔排水量，W为进入矿区的最大涌水量；步骤六，矿区地下水位动态监测与信息化疏堵治水方案实施，在矿区排泄区进行地下水疏排水治理过程中，在矿区径流区对地下水位进行动态监测，并运用水位动态监测结果检验疏堵治水方案实施效果和调整优化疏堵治水方案，以此完成信息化疏堵治水方案实施：(1)在径流区选取k个水文观测孔，在地下水疏排水治理过程中对矿区地下水位变化、水质、水量等进行监测；(2)根据矿区地下水位动态监测结果，调整优化疏堵治水方案，即如果疏堵治水方案能保证矿区地下水位下降至采掘面以下且满足生产需求，则达到突水治理预期目标；如果采矿区地下水位无明显下降，或下降缓慢不能满足生产需求，则需继续增加疏排水量，直至达到突水治理预期目标；(3)如果疏排水量达到了矿区极限排水能力还不能达到突水治理的预期水位目标，则需在矿区补给区重新布设勘探线与探测钻孔，并继续重复实施步骤三、步骤四和步骤五，直至达到治理突水的预期水位目标。