一种大水矿床分区治水方法与流程

本发明涉及矿山防治水领域，尤其涉及一种大水矿床分区治水方法。

背景技术：

1、对于大水矿床开采，一般需提前采取防治水措施，确保达到安全开采条件再进行采矿作业。疏干排水作为早期常用的防治水方法，需要大量抽排地下水，会严重破坏地下水资源，且易引起矿区塌陷问题，目前在国内很少采用；地面帷幕注浆方法主要适用于有集中进水通道的矿床，前期需提前投入大量的资金、时间，且堵水率相对较低，目前在大水矿山的应用也较少；井下近矿体帷幕注浆是在矿床周围一定范围的围岩内，通过钻孔注浆的方式，形成一定厚度的隔水帷幕，再进行采矿作业，可以有效避免水资源破坏、地面塌陷等问题，且堵水率较高，已成为目前大水矿山常用的防治水方法。

2、但是，对于大部分有色金属矿山或部分其他大水矿山，一般存在矿体分散、围岩富水性不均一的特点，若采用井下近矿体帷幕注浆方法，往往由于帷幕范围相比采矿范围偏大，按固定网度均匀布置帷幕钻孔针对性不强，注浆治理富水区耗费大量工程及时间等缺点，既造成防治水工程浪费，又受防治水工期影响耽误采矿作业衔接。

技术实现思路

1、本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种大水矿床分区治水方法，适用于围岩富水性不均一、且矿体分散不连续的大水矿床。

2、本发明的技术方案如下：一种大水矿床分区治水方法，包括以下步骤：

3、s1、将不同矿体或同一矿体的不同区段划分为多个治理区；

4、s2、根据各个治理区的围岩力学参数、静水压力、采场设计参数计算隔水矿柱或隔水岩柱的尺寸；

5、s3、设计布置各个治理区围岩探查孔；

6、s4、利用探查孔进行关放水试验，求取各涌水钻孔的单位涌水量，同时利用探查孔分别进行压水试验，获取对应岩层的透水率；

7、s5、根据单位涌水量以及岩层透水率对治理区进行富水性分区，划分为中等以上富水区与弱富水区；

8、s6、对于中等以上富水区，利用探查孔进行注浆试验，获取岩层的可注性条件；对于弱富水区，不做特殊处理，进行自然疏干；

9、s7、对于中等以上富水区中可注性较差的强富水区，分别设计留设隔水矿柱或隔水岩柱；对于其余中等以上富水区，分别设计布置注浆钻孔进行局部注浆堵水。

10、进一步地，在步骤s2中，按以下公式计算隔水矿柱或隔水岩柱的尺寸：

11、

12、式中：l----留设的隔水矿/岩柱宽度，单位m；

13、m----矿体厚度或采高中的最大值，单位m；

14、k----安全系数；

15、p----岩层承受的静水压力，单位mpa；

16、kp----矿体的抗拉强度，单位mpa。

17、进一步地，在步骤s3中，探查孔间距为20～50m，钻孔深度不小于计算的隔水矿柱或隔水岩柱宽度，钻孔仰角为3°～10°，开孔孔径不小于110mm，终孔孔径不小于91mm。

18、进一步地，在步骤s5中，将单位涌水量q1≥0.1l/(s·m)或透水率q2≥10lu的区域，划分为中等以上富水区，其余划分为弱富水区。

19、进一步地，在步骤s6中，具体注浆试验时，注浆终压按静水压力2.0～3.0倍选取。

20、进一步地，在步骤s7中，单位注浆量≤0.05m3/m或最大单位吸浆量≤20l/min的区域为可注性较差的区域。

21、进一步地，在步骤s7中，将单位涌水量q1≥1l/(s·m)的区域划分为强富水区。

22、进一步地，在步骤s7中，注浆钻孔网度为10m×10m，钻孔深度不小于计算的隔水矿柱或隔水岩柱宽度，钻孔仰角为0～60°，开孔孔径不小于110mm，终孔孔径不小于75mm。

23、采用上述方案，本发明针对围岩富水性不均一且矿体分散不连续的大水矿床，将不同矿体或存在富水差异性的矿段划分为不同的治理区，同时针对不同治理区采取施工探查孔并进行关放水试验、压水试验等方式进行富水性分区，对中等以上富水区中可注性较差的强富水区留设隔水矿/岩柱，对于其余中等以上富水区采用注浆封堵进行治理，既能达到消除水患、安全采矿的效果，又能节约工程投资，还可以提前释放可开采矿量，帮助矿山尽快达产。

技术特征：

1.一种大水矿床分区治水方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的大水矿床分区治水方法，其特征在于，在步骤s2中，按以下公式计算隔水矿/岩柱的尺寸：

3.根据权利要求1所述的大水矿床分区治水方法，其特征在于，在步骤s3中，探查孔间距为20～50m，钻孔深度不小于计算的隔水矿/岩柱宽度，钻孔仰角为3°～10°，开孔孔径不小于110mm，终孔孔径不小于91mm。

4.根据权利要求1所述的大水矿床分区治水方法，其特征在于，在步骤s5中，将单位涌水量q1≥0.1l/(s·m)或透水率q2≥10lu的区域，划分为中等以上富水区，其余划分为弱富水区。

5.根据权利要求1所述的大水矿床分区治水方法，其特征在于，在步骤s6中，具体注浆试验时，注浆终压按静水压力2.0～3.0倍选取。

6.根据权利要求1所述的大水矿床分区治水方法，其特征在于，在步骤s7中，单位注浆量≤0.05m3/m或最大单位吸浆量≤20l/min的区域为可注性较差的区域。

7.根据权利要求1所述的大水矿床分区治水方法，其特征在于，在步骤s7中，将单位涌水量q1≥1l/(s·m)的区域划分为强富水区。

8.根据权利要求1所述的大水矿床分区治水方法，其特征在于，在步骤s7中，注浆钻孔网度为10m×10m，钻孔深度不小于计算的隔水矿/岩柱宽度，钻孔仰角为0～60°，开孔孔径不小于110mm，终孔孔径不小于75mm。

技术总结
本发明公开一种大水矿床分区治水方法，针对围岩富水性不均一且矿体分散不连续的大水矿床，将不同矿体或存在富水差异性的矿段划分为不同的治理区，同时针对不同治理区采取施工探查孔并进行关放水试验、压水试验等方式进行富水性分区，对中等以上富水区但可注性差的富水区留设隔水矿/岩柱，对于其余中等以上富水区采用注浆封堵，既能达到消除水患、安全采矿的效果，又能节约工程投资，还可以提前释放可开采矿量，帮助矿山尽快达产。

技术研发人员：谢世平,杨柱,徐磊,易伟功,高超,朱承敏
受保护的技术使用者：长沙矿山研究院有限责任公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15