岩溶水的防治与利用

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　　中图分类号：P5 文献标识码：A 文章编号：1008-925X(2011)12-0056-01
　　
　　摘要：本文研究了岩溶的储水形式，系统地分析了岩溶水赋存特点，阐述了岩溶水对矿井的危害，在结合前人的经验的基础上，提出了岩溶突水与塌陷的防治措施，并且根据岩溶水的不同环境提出了不同的利用方法。
　　关键字：岩溶水 危害 塌陷 突水 防治
　　
　　1、岩溶水的特点
　　岩溶化的岩体广义上有多重含水介质，其中既有岩块中的孔隙、分割岩块的裂隙，又有孔隙受岩溶化改造形成的溶孔、溶穴，裂隙溶蚀而成的溶隙，甚至形成宏观巨大的岩溶管道网络、溶潭、地下暗河等，构成了不同规模的岩溶储水形式。
　　岩溶区的储水形式主要有[1]：（1）裂隙岩溶储水形式，地下水沿可溶岩层面裂隙和节理裂隙流动产生溶蚀作用，裂隙的宽度被逐渐拓宽，从而形成裂隙岩溶储水形式。(2)溶腔溶潭储水形式，在强岩溶发育地区，潜藏的溶腔溶潭往往可以储存大水的量的静态水。（3）断层岩溶储水形式，断层面两侧岩石比较破碎，不仅具有一定储水空间，也是汇集附近岩体裂隙水、孔隙水和岩溶水的通道，尤其是活动性断层，其未胶结构造带和派生构造带常常形成断层含水构造。（4）地下河及岩溶管道储水形式，在混流带岩层的层面和破碎带在地下水的溶蚀和侵蚀作用下，经过漫长的地质年代可以形成规模巨大的岩溶络管道网络和地下河储水形式。（5）层间岩溶储水形式，类似于断层分隔型储水形式，主要由层间岩溶溶蚀而形成一定的储水空间结构，这种构造空间可溶岩的厚度有限，隔水岩石大多为页岩，砂岩和灰岩等，附近容易形成富水地带。
　　岩溶水的运动特征是：层流与紊流并存，在压流与无压流并存，统一水流与孤立水流，明流与伏流并存。
　　由此可见，岩溶区地下水系统相当复杂，许许多多的溶蚀裂隙和岩溶管道构成相互连续的地下水系统，因此查明岩溶区地下水的分布规律，各岩溶通道的连岩通情况是该地区水文地质工作的关键[2]。
　　2、岩溶水的危害与防治
　　岩溶水常常是矿坑充水的重要因素，地下水的涌入，往往使采矿难度加大，成本提高，严重时造成隧道突水，甚至威胁矿山工程和工作人员生命安全。例如我国南方喀斯特地区的金属矿，坑道涌水、突水问题较突出。
　　长期以来，岩溶隧道网涌水问题是国内外隧道施工中的重大难题，往往对工程造成极大危害。郭纯青利用基于岩溶水文地质学的最新理论和国内外工程实践，结合多年经验，提出岩溶隧道涌水量综合预测四步建模法，在分析确定地下水系统结构特征与其内水流动关系的基础上，采用流量衰减分析法、物理模拟和BP神经网络模型三者相结合的方法[3]，对岩溶隧道涌水量进行综合预测研究。
　　岩溶塌陷是喀斯特地区常见的一种地质灾害。由于采矿大规模疏排地下水和突水事故，导致地下水位大幅度下降；同时由于地下大量岩石和煤炭的采出，破坏了顶板岩层的力学平衡条件，导致突发性地面点状的沉陷发生。
　　对矿井奥灰水的防治措施有以下几种[4]：
　　（1）建立奥灰含水层地下水长期观测系统，及时掌握奥灰水动态特征，为
　　矿井突水提供资料依据。
　　（2）对采掘过程中发现的正断层和断距较大的逆断层应进行超前探放水，
　　做到“有疑必探，先探后掘，先治后成采”
　　（3）对断层及裂隙发育带进行底板加固，增强煤层底板岩层的抗张强度，
　　预防岩溶水进入矿井。
　　（4）避免强行疏排的奥灰水防治政策
　　对岩溶塌陷[5]的防治措施有以下几种：
　　（1）对地下采矿采空区进行回填，以阻断塌陷区深部隐伏岩溶通过和浅部
　　隐伏岩溶的沟通，从而有效预防岩溶塌陷。
　　（2）采取盖板加回填的方法处理岩溶塌陷，防止塌陷坑再度复活，尽可能
　　取出塌洞上方覆盖层，然后用钢筋混凝土将下伏基岩的岩溶管道封闭，再在上方填粘土。在尚未形成岩溶塌陷但物探测量得出浅部有岩溶空洞也可采用此法对其进行预防。
　　（3）对研究区地下采空区回填后，采取在除地下水补给方向外的其他方向
　　进行灌浆形成灌浆帷幕，以抬升地下水位，增大地下水对上覆土的托力，减弱机械侵蚀效应。
　　3、岩溶水的利用
　　深层的岩溶水难以开发利用。不同环境的表层岩溶水，开发利用的方式不同，先查明表层岩溶水资源特征及环境状况，在因地制宜选取表层岩溶水引蓄和利用方式[6]。
　　（1）在峰丛山区高位的汇流状表层岩溶带，可引泉蓄水并通过配置的管、
　　渠自流引用或修蓄水池截取坡面流表层岩溶水，可用于矿工洗澡
　　（2）在高洼地底部的表层岩溶水，利用竖井、天窗等地下水天然露头修建
　　提水站，将地下水提到高处储蓄后自流引用
　　（3）在洼地地下水浅埋的径流区，采用开挖大口井的方式进行开发；在地
　　下水埋藏深的地带采用钻井
　　（4）对于石漠化严重区，应尽快恢复生态，提高表层岩溶带的水源涵养和
　　对水循环的调蓄能力
　　（5）建立坑口发电站，利用矿坑排水发电
　　
　　参考文献:
　　[1]康彦仁.云南南洞地下水系统的水文地质特征[J].水文地质与工程地质，1996，23
　　[2]李华.西南岩溶地区找水的地球物理方法探讨[J].水文地质与工程地质，2011，5
　　[3]郭纯青.岩溶隧道涌水量综合预测[J].水文地质工程地质，2011，3
　　[4]贾立新.蔚业矿区奥灰水突水规律分析及防治水对策探讨[J].中国煤炭地质，2011，23
　　[5]吴桂武.贵州省德江县大湾岩溶塌陷成因及防治措施[J].中国煤炭地质，2011，23
　　[6]蒋忠诚.西南岩溶地区典型表层岩溶水的调查与开发

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