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矿体尤其是围岩中赋存地下水,这种现象称矿床充水。这些地下水及与之有联系的其它水源,在开采状态下造成矿坑的持续涌水。把水源矿坑的途径称充水通道。水源与通道构成了矿床充水的基本条件,其它各种因素只是通过对水源与通道的作用,影响矿坑涌水量的大小,称充水强度影响因素。如阳隔各种水源进入矿坑自然因素,扩大天然通道,产生新通道的采矿因素。水源、通道、强度影响因素,通称矿床充水因素,它们在充水过程中国,的不同组合,形成了不同的充水条件。其中,充水源的规模,充水通道的导水性以及导致采后发生变化的采矿因素,是矿床充水因素分析的重点。
充水因素分析,贯穿矿床勘探与开采的全过程,勘探阶段,主要根据矿床所处的自然环境及矿区水文地质条件,初步预测采后主要充水水源和通道,为矿坑涌水量的预测提供依据;开采阶段,充水因素分析更具体,可结合具体开采条件为解决矿坑充水水源和充水通道问题,所采取的防治措施提供依据。
一、充水水源
(一)降水
降水是地下水的重要补给水源,所有矿床充水都直接或间接与降水有关。有时降水还是唯一的充水水源,如位于当地侵蚀以上的矿床和无地表水分布的矿区。研究降水对矿床充水的意义:一是降水作为矿床水文地质分区要素的宏观影响;二是对以降水补给为主矿床的直接作用。如:分水岭地段和地下水位变幅带内的矿床,矿床浅埋充水含水层基本裸露的矿床,西南高位岩溶管道充水的矿床;三是季节性降水对位于调蓄库容巨大的蓄水构造中矿床的影响。
1. 充水特征
降水量大小决定降水对矿床充水的根本原因,造成南方湿润多雨地区的矿床充水强度普通大于北方半干旱地区,而西北干旱地区的矿坑涌水量很小;降水入渗随矿体埋深而减弱,并出现涌水量迟后的特征;矿坑涌水量呈季节性周期变化,最大涌水量是正常涌水量的数十倍,如位于分水岭地段的湖花岭多全属岩溶管道充水矿床,达30倍,矿坑出现突然涌水均与降水强度有关,一般出现在暴雨后数小时至数日内,矿坑淹井都发生在历史上最大降水量的丰水年。
2. 评价方法
分析降水的充水影响,首先要考虑矿体与当地侵蚀带和地下水的关系,以及地形的自然浅水条件,然后具体地分析矿体的埋深,入渗条件和汇水条件;矿坑涌水量预测的重点是丰水年雨季峰期的最大涌水量,预测方法常以均衡法为主,尤其是位于分水岭地区的矿床,其雨季地下水渗流场呈大起大落的垂向运动,与渗流理论的基本原理根本不符;降水入渗系数的获取,山区可通过小流场均衡试验实测或选用宏观经验值;平原地区一般根据降水量与地下水位的长期观测资料计算取得;也可引入近代数值方法,运用分布参数系统数值模型的调参求得入渗系数的平面分布值;在泉域地区还可采用描述地下水排浅量(泉流量)与降雨量关系的集中参数系统模型(里),求得整体泉域降水的有效补给量(入渗量)及其迟后特征,但是这些天然状态值的应用,要考虑采后的影响。
(二)地表水
位于矿区或矿区附近的地表水,往往成为矿坑水的重要充水水源,给采矿造成很大威胁。因此,地表水是矿床水文地质条件复杂程度划分的重要要素之一。
1. 充水特征与补给方式
地表水的规模及其矿体之间的距离,直接影响矿床的充水强度,一般地表水的规模愈大,距离愈近,威胁也愈大,反之则小;位于季节性河流附近的矿床,平时涌水量一般不大,仅在雨季地