【A矿坑工程基坑降水安全控制探析5900字（论文）】

A矿坑工程基坑降水安全控制分析目录TOC\o"1-2"\h\u27957A矿坑工程基坑降水安全控制分析 132601摘要 125879一、绪论 125994二、水文地质类型区的划分 331900（一）区域水文地质条件概述 39688（二）区域地下水的补给、径流、排泄条件 330654三、A一坑项目地质水文勘察性质分析 43691（一）地下水对岩土水理性质的影响分析 41467（二）岩土水理性质的测试方法分析 63187（三）降水受水害影响程度评价 65699四、A一坑项目地质水文危害分析 713084（一）地下水升降变化引起的岩土工程危害 712579（二）地下水动压力作用引起岩土工程危害 828424五、A一坑项目地质水文危害对策 811353（一）加强地下水埋藏条件和岩土水理性质的研究 829337（二）统一勘察标准，完善水文地质勘察体系 815280结语 92454参考文献 10摘要矿井水文地质类型是对矿井地质、水文地质条件的高度概括，是矿井防治水方案制定、煤矿中长期发展规划、煤矿进行改建、扩建、技术改造的依据。自20世纪90年代初对矿井水文地质类型划分至今已有近27年。目前矿井环境发生了明显的变化。主要表现在煤层的深度加大、受水害威胁程度增大、矿井防治水工作难度增加，其根本原因是矿井地质、水文地质条件的复杂性和不确定性，综合评判法在矿井水文地质评价中越来越多的为水文地质工作者所采用，新颁布实施的《煤矿防水规定》综合考虑矿井受采掘破坏或者影响的含水层及水体、矿井及周边老空水分布状况、矿井涌水量或者突水量分布规律、矿井开采受水害影响程度以及防治水工作难易程度，本文通过对A一坑项目煤层水文地质研究，利用地质勘查法，有着较为详细的资料，最终确定其水文地质类型。关键词：水文地质；A；勘探一、绪论由于受勘探水平的限制，原井田地质条件和水文地质条件与实际资料存在较大差异，导致原矿区水文地质类型的划分与现实存在着一定的偏差，难以适应煤矿防治水工作的需要。对煤矿水文地质类型进行再分类是必须的：对煤矿水文地质类型进行再分类是国家安全管理部门的要求。根据当前煤矿生产中出现的水患问题，国家安全委员会根据《煤矿防治水规定》的要求，对矿井的水文地质类型进行了重新划分，目的是为了给矿井的防治水提供一个清晰的指导。《煤矿防治水规定》对矿井的水文地质类型进行了重新分类。新颁布的《煤矿防治水规定》综合考虑了矿井受开采损害或受开采损害的地下水、矿井及周边老空水分布状况、矿井涌水量、突水量分布规律、矿井开采受水害影响程度以及防治水工作难易程度，将矿井水文地质类型同样划分为简单、中等、复杂、极复杂等4种类型。但在原有的《矿井水文地质规程》中，增设了一个定量的“涌水量”、“冲水量”和“井下老井”的分布情况。《煤矿防治水规定》的评价标准有了很大的改变，必须对其进行重新分类。对煤矿的水文地质类型进行再分类是煤矿安全生产的需要。对煤矿的水文地质类型进行再鉴定，为煤矿防治水工作提供了一个全面的指导，满足了煤矿的安全生产需要。水文地质问题在工程勘察、设计、施工中一直是一个非常重要却又容易被忽略的问题。它的重要性在于，它与工程地质紧密相连，相互影响，而地下水则是岩土的一部分，它不仅直接影响到岩土的工程性质，而且还会对地基的稳定性和耐久性产生一定的影响。在某些水文地质条件复杂的区域，由于对水文地质问题的调查不够深入，而在设计时忽略了水文地质问题，导致了各种由地下水引起的岩土工程灾害，使勘察和设计工作陷入困境。为了改善工程勘察工作的质量，在工程勘察中，既要确定与岩土工程相关的水文地质问题，又要评估其对岩土、建筑物的影响，并对其产生的影响，并提出相应的防治对策，以便为工程设计、施工、施工提供重要的水文地质数据。《煤矿防治水规定》的分级标准明确了矿井受开采破坏或影响的地下水、矿井及周边老空水分布情况、矿井涌水量、突水量、开采受水害危险程度、防治水工作难易程度这6项分类依据，但其中受开采破坏或影响的含水层及水体、矿井及周边老空水分布情况、开采受水害危险程度、防治水工作难易程度这4项指标为定性指标。在矿山水文地质类型分析中，定性和定量评价都具有模糊性特征，用单纯的确定性方法无法对其进行科学的分类，因此，运用模糊数学的综合评价方法来解决此类问题。二、水文地质类型区的划分（一）区域水文地质条件概述水文地质类型分区应遵循整体性、系统性的特点，而地下水又具有整体性、流动性和系统性。因此，在地下水资源的开发与利用中，应合理运用最佳的调拨方案，进行系统性、整体性的管理。水文地质类型分区主要以类似的地形和地质条件来划分。根据流域内地下水的云移、分布特点，结合一定的体积和内部结构，并结合一定的边界类型，将不同的径流、补给、排泄系统划分为不同的地下水类型，并根据各自的演化、发展、内部的相互联系。根据一定的划界原则，将地下水资源和水文地质类型区的勘测结合起来，并尽可能简化和划分，以简化和简化为宜，划分时对介质类型、岩层透水性等内容进行相关勘察工作。根据水文地质特点的划分原则，将地质条件、自然条件、地貌条件等因素考虑在内，对水文地质特点的勘察方法和评估方法进行了系统性的考虑，并将含水介质和地貌类型相结合，确定了水文地质条件的划分标准。A井田位于百泉的中部，是邯邢水文地质单元中的一个单元。A井田是邢台泉城西南的一部分，属中关-百泉的强径流带。径流区边界上，綦村岩体与矿山-白鹿寺岩体之间的隔水线，康二城-紫山-邢台断层为隔水线，区域内有3400km2的汇水面积和400km2灰岩。（二）区域地下水的补给、径流、排泄条件在泉域区域，寒武奥陶系厚层碳酸盐岩体厚度超过1200多米，岩溶裂缝发育，岩溶地下水丰富，尤其是中奥陶系上七段，与太原组煤层十分接近，是矿井的重要充水来源。西部山地灰岩裸露地区为区域地下水补给区，地表径流径流从灰岩露头向下渗透，形成地表补给；该区七里河、沙河、马会河等地的径流量，均为线性补充。在地下水位由竖向移动转为横向运动后，岩溶裂缝的发育受到构造及岩浆岩的严格控制，导致地下水流的聚集与移动呈现出明显的条带性和方向性。在北洺河地下分水岭北部，地下水的流向为NNE和NE，沿着矿区东部的郭家岭、玉石洼到惠兰村，然后向北流入西石门铁矿，再向北经A和王窑，再沿显德旺向斜向两侧分流，东支经章村四井、三井到中关，西支经章村、西支与西边来水会合，受綦村岩石的阻隔而向东流，经东北口至邢台泉的百泉和达活泉，在+58.16~+75.32m标高处集中排放。区域地下水径流带从西到东分成三大类：西部强径流、中部中等径流、东部弱径流。西部强流区：从北名河流向NNE，经过玉石洼，惠兰村，王窑，在刘石岗北部，沿着显德汪向北偏东，再向东北流到邢台泉群。本带是区内陆径流的主要输入带，以纵向径流为主，马会河和渡口川的渗漏水量通过横向径流带交错输送，王窑、中关铁矿的水文地质状况十分复杂。中段中度径流带：西、北两段由强径流区的深层划分，东段由南向北，经过张二庄断裂，北至东庄，沿着早二叠系-二叠系晚期地层的分界，西到西马项，北经得义-章村四井Ⅲ—6孔，朱金紫-6—7孔，新城岩体，然后向东至小屯桥。东部为中度径流区，西部为中度径流区的深层边界，东段为紫山断裂，断裂东侧为紫山岩体。在这一区域，因为西边是相对的隔水界线，而在东部是拦水线，所以地下水的流量很慢，水位也很高，与西部的情况并不相符，水质很差，属于硫酸盐类，富水性弱+地下水的流动也是半停滞的，每一孔的涌水量都在1L∕s/m以下。三、A一坑项目地质水文勘察性质分析（一）地下水对岩土水理性质的影响分析根据地下水的类型属性，可以将其划分为：与水相结合的岩土水力学性能；通过分子间的相互吸引，可以在岩石颗粒周围形成一层薄薄的水膜。通过对该水膜的测量，发现在较大的压力下，该水膜的密度比普通水体的密度要高出2倍。最重要的是，水膜可以有效地将水的压力转移到其他地方，而不受重力的影响，但同时也限制了水的流动范围，从而使粘土的膨胀和收缩变形指数更加突出。表3-1一坑中央泵房排水设备表排水泵序号型号额定扬程实际扬程额定排水量电机容量1200D43×8328m270m288m3/h400KW2200D43×8328m270m288m3/h440KW3200D43×8328m270m288m3/h440KW4200D43×8328m270m288m3/h440KW56GD67×5335m300m194.9m3/h290KW6150D30×9300m150m3/h220KW排水管路序号内径长度正常涌水量：120m3/h最大涌水量：360m3/h水仓容积：2300m3泵房地平面标高：-5.5m1200mm290m2200mm320m3200mm320m4200mm620m5150mm620m重力水对岩土力学性能的影响：重力水最大的特点就是可以在岩土的裂缝中自由移动，这与岩土的基本性质是截然相反的。简单的说，就是引力的作用，不会受到分子的影响，也不会受到任何的剪切。可以说，重力水是岩石结构中最活跃的一种，它会对岩石的物理特性产生很大的影响。（二）岩土水理性质的测试方法分析在现有技术条件的支撑下，对岩土渗透性能的测定主要有以下几种：对岩土渗透性能的检测方法进行了分析：由于岩土的渗透状况与其本身结构的渗流状况有很大的关系，因而对岩土结构的孔隙大小也有一定的影响。通过同归抽水实验，可以得到相应的渗透率，从而判断出岩石的透水性（高透水性对应于坚硬岩石的构造，低透水性对应于疏松岩石结构）；岩土的软化性试验方法：长期的浸泡会使岩土本身的强度降低。有关人员可根据岩土的极限抗压强度试验和分析，判断其耐风化/水浸性；岩土给水性能的测定方法：岩土的饱和度是岩土在裂缝中自由移动的重要标志，通常是根据给水指数来判断岩土的含水率（这是一种常用的测量方法）。（三）降水受水害影响程度评价对矿井开采受水害影响程度和防治水工作难易程度评价，。（1）淹井危险程度矿井危险程度为：矿井排水量/矿井最大涌水量。由表3-2一坑中央泵房排水设备表可知矿井最大排水量为1496.9m3/h，矿井最大涌水量为709.8m3/h。因此求得矿井淹井程度为2.1。（2）突水系数MPa/m由公式T—突水系数P—隔水层承受水压力M—隔水层厚度奥灰水水位标高约在+50m，强含水顶部标高约为-700m，由水文综合柱状图得到隔水层厚度约为207m。从而得出T为0.036MPa/m。（3）煤层与顶板强含水层距离由公式M—煤层总厚度N—煤分层数以知2#煤（大煤）位于山西组下部，是较稳定的可采煤层，厚0～7.41m，平均2.27m，煤层北薄南厚，在北部又有西厚东薄的趋势，普遍存在一层夹矸（厚0.12～0.62m），局部有2～3层。M为2.27m，而一坑分±0水平及-300水平开采，因此n为3，进而求得Hf=35.6。而煤层到顶板强含水层的距离H，经综合水文地质柱状图得约为400m，因此H>Hf。（4）煤层与底板强含水层距离由公式P—煤层底板承受的水压奥灰第七段（O2f）为本井田强含水层，由综合水文地质柱状图，可知强含水顶部标高约为-700m，煤层底部到含水层顶部距离H为207m。最终求得H安为135，因此H>1.5H安。四、A一坑项目地质水文危害分析（一）地下水升降变化引起的岩土工程危害地下水的变化可以是自然和人为的，但无论哪一种，在一定范围内，地下水的变化都会对岩土工程产生影响。地下水地下水位升高的成因有很多，其成因主要与地下含水层结构、岩性总体产状有关；由于降雨、气温等水文、气象因素以及灌溉、施工等因素的影响，常常是多种因素共同作用的结果。地下水位的升高会导致岩土工程产生沼泽化、盐渍化、岩土和地下水的侵蚀。斜坡、河岸等岩土岩体发生滑移、崩塌等不良地质现象.某些具有特定特征的岩土结构发生破坏，强度降低，软化。地下水水位降低对工程的影响。地下水的下降主要是人为原因，例如大量集中抽取地下水，采矿活动中的矿床排空，上游筑坝，修建水库，截断地下水。地下水超量的降低，往往会引起地裂、地面沉降、地面塌陷等地质灾害，并导致地下水水源枯竭，水质恶化，严重危害岩土体、建筑物的稳定性，危害到人们的生活。地下水的频繁波动给岩土工程带来了严重的影响。地下水的涨落会使膨胀性岩土发生不均匀的胀缩变形，在频繁的升降中，不仅会造成土体的膨胀和收缩，还会造成土体的膨胀和收缩，最终造成地裂，尤其是轻结构的损坏。地下水位的升降变化区，因地下水的活跃，会使土壤中的胶结物质发生变化？一种含铁量和铝量的淋失，使土壤失去粘合物质，使土壤变松，含水量孔隙率增加，压缩模量和承载力下降，从而影响工程基础的选择和处理。（二）地下水动压力作用引起岩土工程危害地下水在天然状态下动水压力作用比较微弱，一般不会造成什么危害，但在人为工程活动中由于改变了地下水天然动力平衡条件，在移动的动水压力作用下，往往会引起一些严重的岩土工程危害，如流砂、管涌、基坑突涌等。流砂、管涌、基坑突涌的形成条件和防治措施在有关的工程地质文献中已有较详细的论述，这里不再重复。五、A一坑项目地质水文危害对策（一）加强地下水埋藏条件和岩土水理性质的研究在此基础上，对矿区地下水进行了水文地质调查，对地下水的水位、方向、分布进行了分析，并初步查明了地下水的埋藏状况。岩土的水文特征是进行水文地质勘查的基础。本文从岩土技术的渗透性、渗透性、保水特性等方面进行了分析，并对存在的问题提出了切实可行的对策。通过对水位的科学、高效的监控，保证了装置在水位上升和下降过程中的连续变化中不会受到负面的影响。加强地下水排水及周边河湖的监测，有效地控制了该地区地下水位的变动，并保证了地下水位的相对稳定，从而降低了工程建设中因地质问题而带来的损失。（二）统一勘察标准，完善水文地质勘察体系要使工程与水文地质工作得到有效、有序的开展，必须建立一个统一的水文地质研究规范，健全水文地质调查体系。不同的水文地质标准，从政府机构到主管机关、地方协会、企业，在不同目的、不同范围、不同方法、不同指标之间发挥着有限的协同效应。将现代信息技术与应用技术相结合，推动各种勘探手段的科学、有效、有效的利用，推动计算机软件与工程地质勘查相结合，推动我国工程勘察事业的发展。在工程地质勘查中，要建立健全的水文地质勘查系统，是一项重要的工作。同时，应加强对工程