水平钻探在水文地质中应用

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1、水平钻探在水文地质中应用　　摘要:超前地质探测是矿井安全施工的重要保障,水平钻探技术具有直接和准确的特点,特别是在水文地质复杂矿山，快速水平钻探技术成为超前地质水文地质探测的主要手段。望儿山矿区深部开拓工程进度，受复杂水文地质的牵制，进展缓慢，水平钻探的正确运用，给工程顺利施工带来保证。本文以望儿山金矿深部开拓为背景，运用水平钻探放水设计及数据，注浆方案，探讨了快速水平钻探在水文地质中的利用。关键词：望儿山金矿导水体系突水灾害探水注浆中图分类号：B845.67文献标识码：A文章编号：1．工程概况7望儿山金矿区位于山东省莱州湾东部莱州市金城境内，距莱州市约3

2、3km。该矿西与焦家金矿毗邻，东与招远市蚕庄镇相邻。矿区范围西起东季家，东至冯白村，北起新城，南至曲城，总面积24km2。望儿山金矿已经开采38年，矿山规模逐年扩大，资源消耗速度也随之加大。2012年底矿山保有地质储量285万吨（金属量18622Kg），尚可服务年限约10年，属于中度资源危机矿山,而另一方面，随着开采深度的增加，深部水文地质情况十分复杂，防治水工作难度很大，生产探矿工作举步维艰，储量升级进度十分缓慢，而生产矿量消耗速度又很快，这给三级矿量的平衡工作带来了很大困难，将直接影响我矿生产的持续稳定发展。因而开展矿山水文地质勘探工作，制定有效水害防

3、治措施，加快开拓工程进度，增加开拓储量提高储量级别，已成为矿山必须面对的重要课题。2、坑内导水体系网络矿区导水构造主要为北北西向与近东西向两组，构成了似网格状储、导水体系，受其控制，在矿坑内形成了冷水和热水两个相对独立的地下水系统。以SN向望儿山主断裂（F1）为矿区主要导水构造，Ⅳ#矿体下盘导水构造破碎带（F2）及主断裂北翼EW向分支导水构造（F3），矿床开采时，由于矿坑疏干排水影响，导致在矿区周围形成区域性的地下水水位降落漏斗，浅部含水带中的地下水则通过水力联系较密切的F1、F2、F3断层带及其它含水带间接流入矿坑。而随矿坑排水量的不断增大和降落漏斗的扩

4、展，其中的地下水会源源不断地通过多个含水带导入矿坑中，形成地下冷水水体系统。下盘EW向导水构造破碎带（Z1、Z2、Z3、7Z4）主要热水导水通道及补给源，地下水经岩体余热加热后形成低温热水，在地形高差影响和相应水头差影响下低温热水沿望儿山主断裂下盘EW向导水构造破碎带上升，形成矿区的主要地下热水水体系统。热水导水构造与主断裂形成“山”字形发育，造成热水与冷水具有一定的导通性。最终形成了北封闭南开放“U”形地下水系统。3、矿坑突水灾害随着矿山不断发展，上部潜水已趋向稳定，深部开拓突水灾害成为矿山后续发展的阻碍。望儿山金矿自建矿开采以来，坑道中出现过大量突水点

5、，但影响深部开拓工程的突水点主要有三处。第一处，深部盲竖井石门巷开拓突水点。2008年开始施工-630盲竖井石门巷工程，至6月份施工到距离盲竖井约37m位置时，出现较大涌水达300m3/h，导致盲竖井淹井至-470中段。揭露SN向导水构造一组，构造为张性构造破碎带，构造面充填有灰白色糜棱岩及岩石碎屑。第二处，主断裂北翼突水点。根据工程布置，布置在矿体北翼的水仓及斜井工程将首先揭露主断裂导水层，2013年4月-630中段大斜井车场揭露主断裂突水点，出现较大涌水达120m3/h，导致水位急剧上升，直接威胁-630中段施工安全。第三处，22线以南热水突水点。20

6、12年5月在-470中段南大巷开拓时揭露19线附近热水倒水构造，形成突水点，最高涌水量达400m3/h。向南间断发育3组导水构造，22线-16线为矿区热水主要揭露点。4、水平钻探的运用7根据导水构造特性及涌水机理分析，对于矿坑突水灾害做提前预防措施。4、1利用水平钻探水为保证深部开拓工程施工安全，在富水区进行水平钻孔探水作业。水平钻超前探水为主，通常情况下探水钻孔的数量不得少于3个，孔径Φ46mm。水平巷道探水钻孔应与巷道中心线成5О夹角，探水孔施工深度40米，应超前于巷道掘进迎头5米。若探水量较大，大于50m3/h，岩芯较破碎时，仍需预留10米防护。探水

7、钻孔设计附图在其它开拓或采准工程采用浅孔探水作业，坚持“有疑必探，先探后掘”的探放水原则，保证施工工程安全。开拓、采准工程浅孔探水钻孔布置：通常情况下探水钻孔的数量不得少于4个，孔径Φ40mm，孔深4米。探水钻孔设计附图4.2堵水注浆根据现场实际情况，工作面钻探过程中出现涌水，当实测涌水量大于100m3∕h时，综合考虑选择“井下工作面打钻注浆”施工方案，即在井下巷道工作面周围布孔，并按设计布置预埋注浆孔口管，然后进行打钻注浆，注浆方式为前进式注浆，即钻孔至出水位置后就停止钻孔，进行注浆，注浆结束后按设计施工顺序再对其它孔进行复孔继续钻进、注浆，如此反复至设

8、计终孔深度。此施工方法每次注浆都能对上次注浆部位进行复注，从而提高